JP2017205429A - 信頼性判定装置及び信頼性判定方法 - Google Patents

Abstract

【課題】シートの着座者について計測した心電信号の信頼性を精度良く判定する。【解決手段】乗員状態判定機器１は、車両用シートＳに着座する着座者の心電信号を計測し、計測される心電信号からＲ波として抽出された出力ピークの間隔であるＲＲＩを算出し、心電信号において連続するＲＲＩの差の絶対値を算出し、対象区間において連続するＲＲＩの差の絶対値の平均値を、対象区間におけるＲＲＩの平均値で除した第１評価値を算出し、第１評価値と第１閾値との比較結果に基づいて、対象区間に計測された心電信号の信頼性を判定する。【選択図】図１

Description

本発明は、シートの着座者について計測した心電信号の信頼性を判定する信頼性判定装置及び信頼性判定方法に関する。

シートに着座者の身体信号を計測するセンサを設けて、着座者の心拍を検出する機能を備えたシートが知られている。例えば、下記の特許文献１においては、車両用シートに心電センサ（心拍センサ）を設けてシートの着座者の心電信号を計測すること等について開示されている。なお、心拍の間隔は、心電信号からＲ波を抽出するＲ波抽出処部の出力ピークの間隔であるＲＲＩ（RR Interval）により表される。

特開２０１３−２２０３２２号公報

ところで、シートに加えられる振動、着座者の体動、電気ノイズ等の多様な原因により、着座者の心電信号にはノイズが重畳されていることがある。特に、車両等の乗物においては、こうしたノイズの影響が無視できないものとなっている。そのため、心電信号に重畳されるノイズの影響で、Ｒ波抽出処理部が心電信号において本来Ｒ波のピークではない部分をＲ波と誤検出してしまうことがある。

また、ノイズが重畳された心電信号に基づいて着座者の状態を判定すると、着座者の状態の判定精度を低下させてしまう。そのため、計測した心電信号の信頼性を精度良く判定することが課題となっている。

本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、シートの着座者について計測した心電信号の信頼性を精度良く判定できる信頼性判定装置及び信頼性判定方法を提供することにある。

上記の課題は、シートに着座する着座者の心電信号を計測する計測部と、前記計測部により計測される心電信号からＲ波として抽出された出力ピークの間隔であるＲＲＩを算出するＲＲＩ算出部と、前記計測部により計測される心電信号において連続するＲＲＩの差の絶対値を算出する差分算出部と、対象区間におけるＲＲＩについて前記差分算出部により算出される差の絶対値の平均値を、前記対象区間におけるＲＲＩの平均値で除した第１評価値を算出する第１評価値算出部と、前記第１評価値と第１閾値との比較結果に基づいて、前記対象区間に計測された心電信号の信頼性を判定する信頼性判定部と、を備えることを特徴とする信頼性判定装置により解決される。

また、上記の課題は、信頼性判定装置が、シートに着座する着座者の心電信号を計測する計測ステップと、前記計測ステップで計測される心電信号からＲ波として抽出された出力ピークの間隔であるＲＲＩを算出するＲＲＩ算出ステップと、前記計測ステップで計測される心電信号において連続するＲＲＩの差の絶対値を算出する差分算出ステップと、対象区間におけるＲＲＩについて前記差分算出ステップで算出される差の絶対値の平均値を、前記対象区間におけるＲＲＩの平均値で除した第１評価値を算出する第１評価値算出ステップと、前記第１評価値と第１閾値との比較結果に基づいて、前記対象区間に計測された心電信号の信頼性を判定する信頼性判定ステップと、を実行することを特徴とする信頼性判定方法により解決される。

上記の信頼性判定装置及び信頼性判定方法によれば、シートの着座者について計測した心電信号が信頼性のあるデータか否かを精度良く判定することができる。また、区間ごとに計測された心電信号の信頼性を判定することができる。

上記の信頼性判定装置において、前記信頼性判定部は、前記第１評価値が前記第１閾値未満である場合に、前記対象区間に計測された心電信号の信頼性を高く判定することとしてよい。
こうすることで、高い信頼性の心電信号が計測された区間を特定できる。

上記の信頼性判定装置において、前記対象区間において前記Ｒ波として抽出されたピーク値の標準偏差を、前記対象区間において前記Ｒ波として抽出されたピーク値の平均値で除した第２評価値を算出する第２評価値算出部を備え、前記信頼性判定部は、前記第１評価値と前記第１閾値との比較結果と、前記第２評価値と第２閾値との比較結果に基づいて、前記対象区間に計測された心電信号の信頼性を判定することとしてよい。
こうすることで、着座者について計測した心電信号の信頼性をより高い精度で判定できる。

上記の信頼性判定装置において、前記信頼性判定部は、前記第１評価値が前記第１閾値未満であり、且つ前記第２評価値が前記第２閾値未満である場合に、前記対象区間に計測された心電信号の信頼性を高く判定することとしてよい。
こうすることで、高い信頼性の心電信号が計測された区間を特定できる。

上記の信頼性判定装置において、前記計測部は、前記着座者の身体電位を非接触で計測する静電容量結合型センサを有することとしてよい。
こうすることで、着座者にセンサを取り付ける手間を削減できる。

上記の信頼性判定装置において、前記シートは、シートバックと、シートクッションとを備え、前記静電容量結合型センサは、第１の電極ペアと、第２の電極ペアと、アース電極とを備え、前記第１の電極ペアは、前記シートバックに取り付けられ、前記第２の電極ペアと前記アース電極は、前記シートクッションに取り付けられることとしてよい。
こうすることで、着座者の心電信号を精度良く計測することができる。

上記の信頼性判定装置において、前記信頼性判定部により信頼性が高いと判定された心電信号に基づいて、前記着座者の状態を判定する状態判定部を備えることとしてよい。
こうすることで、着座者について計測された心電信号に基づいて算出されたＲＲＩのうち信頼性の高いデータを用いて着座者の状態を判定することができる。これにより、着座者の状態の誤判断を防止できる。

本発明によれば、シートの着座者について計測した心電信号が信頼性のあるデータか否かを判定できる。

本発明の一態様によれば、高い信頼性の心電信号が計測された区間を特定できる。

本発明の一態様によれば、着座者について計測した心電信号の信頼性をより高い精度で判定できる。

本発明の一態様によれば、高い信頼性の心電信号が計測された区間を特定できる。

本発明の一態様によれば、着座者にセンサを取り付ける手間を削減できる。

本発明の一態様によれば、着座者の心電信号を精度良く計測することができる。

本発明の一態様によれば、着座者の状態の誤判断を防止できる。

本実施形態に係る車両用シートの全体構成を示す図である。 シートバックを模式的に示す正面図である。 シートクッションを模式的に示す上面図である。 乗員状態判定機器のハードウェア構成を示す図である。 乗員状態判定機器の機能構成を示す図である。 心電信号の信頼性を判定するための第１評価値を説明する図である。 心電信号の信頼性を判定するための第２評価値を説明する図である。 第１評価値及び第２評価値と、検出成績との関係を示す図である。 高信頼性データ取得処理のフロー図である。 変形例に係る高信頼性データ取得処理のフロー図である。

以下、図１乃至図９を参照しながら、本発明の実施の形態（以下、本実施形態）に係る乗員状態判定機器１（信頼性判定装置の一例）を備える車両用シートＳについて説明する。なお、以下に説明する実施形態は、本発明の理解を容易にするための一例に過ぎず、本発明を限定するものではない。すなわち、以下に説明する部材の形状、寸法、配置等については、本発明の趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得るとともに、本発明にはその等価物が含まれることは勿論である。なお、以下において、前後、左右、上下の各方向は、車両用シートＳの着座者から見た各方向と一致することとする。

まず、図１、図２Ａ及び図２Ｂに基づいて、車両用シートＳの全体構成について説明する。ここで、図１は、本実施形態に係る車両用シートＳの全体構成を示す図である。図２Ａは、心拍センサ１０を構成するバック電極１１を備えるシートバックＳ１を示す模式的な正面図である。図２Ｂは、心拍センサ１０を構成するクッション電極１２及びアース電極１３を備えるシートクッションＳ２を示す模式的な上面図である。なお、図１、図２Ａ及び図２Ｂにおいては、心拍センサ１０の配置を分かり易く示すため、導線等の一部の構成部品については省略している。

図１に示すように、車両用シートＳは、着座者の背凭れに当たる部位であるシートバックＳ１と、着座者の座る部位であるシートクッションＳ２と、乗員状態判定機器１とを備える。シートバックＳ１は、シートクッションＳ２の後部に回動可能に取り付けられている。

乗員状態判定機器１は、車両用シートＳの着座者の心電信号（心拍データ）を計測し、計測した心電信号に基づいて着座者の状態（乗員状態）を判定する機器である。詳細については後述するが、乗員状態判定機器１は、心拍センサ１０により計測した心電信号の信頼性（心電信号の計測状況の信頼性）を判定し、信頼性が高いと判定された心電信号から得られるＲＲＩに基づいて乗員状態の判定処理を実行することとする。
ここで、心電信号の信頼性が高いとは、良好な計測状況で心電信号が計測されたことを意味し、心電信号の信頼性が低いとは、Ｒ波の誤検出や検出漏れが起こりやすい状況で心電信号が計測されたことを意味する。
なお、乗員状態とは、乗員（着座者）の覚醒状態、注意集中度合い、ヒヤリ・ハット等の各種状態を含むものである。例えば、乗員状態判定機器１は、乗員が通常状態（第１の状態）にあるのか、非通常状態（第２の状態）にあるのかを、計測されたＲＲＩに基づく評価値を予め定められた基準値等と比較することにより判定することとしてよい。

図１に示されるように、本実施形態においては、乗員状態判定機器１は、心拍センサ１０、検出装置２１、演算処理装置２２及びアラート装置２３を備え、上記の処理を実行する。以下、乗員状態判定機器１を構成する各部の構成について説明する。

心拍センサ１０は、容量結合型電極により着座者の心電信号を非接触により計測するセンシングデバイスである。ここで、心電信号とは、着座者の心臓の拍動に伴って生じる活動電位信号のことをいう。

図１に示されるように、本実施形態では、心拍センサ１０は、ペアのバック電極１１と、ペアのクッション電極１２と、アース電極１３を備える。バック電極１１とクッション電極１２は着座者の身体電位を計測するものである。また、アース電極１３は接地されており、バック電極１１とクッション電極１２の信号に含まれるオフセット信号を除去する際の基準電位を取得するものである。なお、バック電極１１、クッション電極１２及びアース電極１３はそれぞれ導線を介して検出装置２１に接続している。

また、シートバックＳ１は、ウレタン製のクッションパッドＳ１ａと、クッションパッドＳ１ａを被覆する表皮材Ｓ１ｂとを備える。ここで、図１及び図２Ａに示すように、ペアのバック電極１１は、シートバックＳ１の着座者の腰部に対向する位置に、左右に並んで配設されている。

シートクッションＳ２は、ウレタン製のクッションパッドＳ２ａと、クッションパッドＳ２ａを被覆する表皮材Ｓ２ｂとを備える。ここで、図１及び図２Ｂに示すように、ペアのクッション電極１２が、シートクッションＳ２の着座者の臀部に対向する位置に左右に並んで配設されている。また、アース電極１３が、右側のクッション電極１２の前方において着座者の右腿部に対向する位置に配設されている。

このように心拍センサ１０を構成するバック電極１１、クッション電極１２及びアース電極１３を着座者との接触が維持され易い箇所に配置することで着座者の身体電位を好適に検出できる。また、アース電極１３を着座者の心臓から離れた位置に配置することで、心電信号の影響の少ない電位を得ることができる。

なお、図１、図２Ａ及び図２Ｂにおいては、心拍センサ１０を構成する各電極が着座面上に配置された構成を示しているがこれに限られるものではない。例えば、これらの電極をクッションパッドＳ１ａと表皮材Ｓ１ｂの間、又はクッションパッドＳ２ａと表皮材Ｓ２ｂの間に配置するようにしてもよい。こうすることで、車両用シートＳの外観意匠を向上させるとともに、各電極の保護、位置ずれを防止することができる。もちろん、心拍センサ１０を構成する電極の数や、各電極の配置は上記の例に限られるものではなく、他の態様としても構わない。

次に、乗員状態判定機器１に備えられる検出装置２１及び演算処理装置２２の詳細について説明する。

検出装置２１は、バック電極１１及びクッション電極１２が検出した電位信号並びにアース電極１３から供給された基準電位に基づいて心電信号を検出する。具体的には、図３に示されるように、検出装置２１は、計装アンプ２１Ａ、ＤＣ成分除去回路２１Ｂ、反転増幅器２１Ｃ、帯域フィルタ２１Ｄ及びＡ／Ｄ変換回路２１Ｅを備える。

計装アンプ２１Ａは、バック電極１１、クッション電極１２及びアース電極１３からの電位信号の入力を受け付けて、基準電位と電位信号の差信号を増幅してＤＣ成分除去回路２１Ｂに出力する。

ＤＣ成分除去回路２１Ｂは、計装アンプ２１Ａから入力された電位差信号における直流成分を除去し、直流成分を除去した電位差信号を反転増幅器２１Ｃに出力する。

反転増幅器２１Ｃは、直流成分が除去された電位差信号の極性を反転し、更に増幅する機能を有する。そして、反転増幅器２１Ｃで増幅された電位差信号は帯域フィルタ２１Ｄに出力される。

帯域フィルタ２１Ｄは、反転増幅器２１Ｃから入力された電位差信号の一部の帯域を抽出する。具体的には、帯域フィルタ２１Ｄは、電位差信号から低周波成分及び高周波成分を除去することで心電信号に対応する帯域を抽出する。そして、帯域フィルタ２１Ｄにより帯域が抽出された電位差信号（心電信号）がＡ／Ｄ変換回路２１Ｅに出力される。

Ａ／Ｄ変換回路２１Ｅは、帯域フィルタ２１Ｄから入力されるアナログ信号をデジタル信号に変換するものである。そして、Ａ／Ｄ変換回路２１Ｅは、デジタル信号に変換した心電信号を演算処理装置２２に出力する。

次に、演算処理装置２２の構成について説明する。本実施形態では、演算処理装置２２は、検出装置２１から入力された心電信号に基づいて、Ｒ波の計測、ＲＲＩの算出等を行う。そして、演算処理装置２２は、算出したＲＲＩの（評価対象区間内の）統計的性質からその区間の信頼性を判定し、信頼性が高いデータを用いて着座者が通常状態（第１の状態）にあるか非通常状態（第２の状態）にあるかを判定する。そして、演算処理装置２２は、上記の判定の結果、着座者が非通常状態（第２の状態）にある場合には、アラート装置２３から着座者に警告を発する。

図３に示されるように、演算処理装置２２は、制御部２２Ａ、記憶部２２Ｂ及び入出力部２２Ｃを備えるコンピュータである。

制御部２２Ａは、例えば中央処理装置（Central Processing Unit）を含み構成され、記憶部２２Ｂに記憶されるプログラムやデータに基づいて各種の演算処理を実行するとともに、演算処理装置２２の各部を制御する。

記憶部２２Ｂは、例えばメモリ、磁気ディスク装置を含み構成され、各種のプログラムやデータを記憶するほか、制御部２２Ａのワークメモリとしても機能する。なお、記憶部２２Ｂには、フラッシュメモリ、光学ディスク等の情報記憶媒体を含むこととしてよい。

入出力部２２Ｃは、検出装置２１、アラート装置２３等の各種デバイスと通信する。例えば、入出力部２２Ｃには、検出装置２１から着座者の心電信号が入力される。また、入出力部２２Ｃは、制御部２２Ａの指示に応じて、アラート装置２３に警告信号を出力する。アラート装置２３は、警告信号の入力に応じて、所定の警告（警告音、表示、刺激等）を実行する。

次に、図４に基づいて、乗員状態判定機器１に備えられる機能について説明する。図４に示されるように、乗員状態判定機器１は、機能として、計測部１００、ＲＲＩ算出部１１０、差分算出部１２０、第１評価値算出部１３０、第２評価値算出部１４０、信頼性判定部１５０及び乗員状態判定部１６０を備える。

なお、上記の機能のうち計測部１００以外の機能については、演算処理装置２２の制御部２２Ａが、記憶部２２Ｂに記憶されるプログラムに基づいて演算処理装置２２のハードウェアを動作させることにより実現されるものである。なお、演算処理装置２２は、上記のプログラムを、情報記憶媒体から読み込むこととしてもよいし、入出力部２２Ｃ又は通信部により、他のデバイスから取得することとしてもよい。以下、各部の機能の詳細について説明する。

計測部１００は、主に心拍センサ１０及び検出装置２１により実現される。計測部１００は、車両用シートＳの着座者の心電信号を計測する。なお、心拍センサ１０及び検出装置２１による心電信号の計測は上述した通りであるため、詳細な説明は省略する。

ＲＲＩ算出部１１０は、主に演算処理装置２２の制御部２２Ａ、記憶部２２Ｂ及び入出力部２２Ｃにより実現される。ＲＲＩ算出部１１０は、検出装置２１から出力される心電信号を、入出力部２２Ｃを介して順次取得し、心電信号の波形データを生成する。そして、ＲＲＩ算出部１１０は、波形データのピークをＲ波として抽出し、抽出したＲ波の間隔をＲＲＩとして算出する。

ここで、具体例を用いてＲＲＩの算出処理について説明する。図５（Ａ）には、心電信号の波形データの一例を示した。図５（Ａ）において、縦軸は電位差を、横軸は時間を示している。ＲＲＩ算出部１１０は、波形データにおけるピークの位置を特定し、一のピークから次のピークまでの時間間隔をそれぞれＲＲＩとして算出する。図５（Ａ）において、ＲＲＩ_１は第１のピークから第２のピークまでの時間間隔であり、ＲＲＩ_２は第２のピークから第３のピークまでの時間間隔である。このようにＲＲＩ_ｉとは、第ｉのピークから第（ｉ＋１）のピークまでの時間間隔を表す。

差分算出部１２０は、主に演算処理装置２２の制御部２２Ａ及び記憶部２２Ｂにより実現される。差分算出部１２０は、ＲＲＩ算出部１１０により算出されたＲＲＩに関し、連続するＲＲＩの差の絶対値（ΔＲＲＩ）を算出する。具体的には、差分算出部１２０は、ＲＲＩ_ｉとＲＲＩ_ｉ＋１の差の絶対値ΔＲＲＩ_ｉを以下の式（１）により算出する。
式（１）： ΔＲＲＩ_ｉ＝｜ＲＲＩ_ｉ−ＲＲＩ_ｉ＋１｜

ここで、具体例を用いてΔＲＲＩの算出処理について説明する。図５（Ｂ）には、ＲＲＩと時間との関係を示した。図５（Ｂ）において、縦軸にはＲＲＩを、横軸には時間を示している。差分算出部１２０は、各ＲＲＩについて次のＲＲＩとの差をそれぞれ計算する。具体的には、ＲＲＩ_１とＲＲＩ_２の差の絶対値ΔＲＲＩ_１＝｜ＲＲＩ_１−ＲＲＩ_２｜として計算し、それ以降のＲＲＩについても同様に計算する。

第１評価値算出部１３０は、主に演算処理装置２２の制御部２２Ａ及び記憶部２２Ｂにより実現される。第１評価値算出部１３０は、ＲＲＩ算出部１１０により算出されるＲＲＩと、差分算出部１２０により算出されるΔＲＲＩに基づいて、対象区間（所定時間（例えば３０秒）毎に設定される区間）におけるＲＲＩの信頼性を判定するための第１評価値（ｄＲＲＩ＿ｖａｒ）を算出する。

具体的には、第１評価値算出部１３０は、対象区間における第１評価値ｄＲＲＩ＿ｖａｒ（％）を以下の式（２）により算出する。
式（２）： ｄＲＲＩ＿ｖａｒ＝（ΔＲＲＩｍｅａｎ／ＲＲＩｍｅａｎ）×１００
ここで、ΔＲＲＩｍｅａｎは、対象区間におけるＲＲＩについて算出されるΔＲＲＩの平均値であり、ＲＲＩｍｅａｎは、対象区間におけるＲＲＩの平均値である。具体的には、図５（Ａ）におけるＲＲＩ_１の始期を始点とする対象区間（３０秒）についてのＲＲＩの平均値をＲＲＩｍｅａｎとして算出する。そして、図５（Ｂ）におけるＲＲＩ_２の終期を始点とするΔＲＲＩｍｅａｎ算出区間（３０秒）についてのΔＲＲＩの平均値をΔＲＲＩｍｅａｎとして算出する。

第２評価値算出部１４０は、主に演算処理装置２２の制御部２２Ａ及び記憶部２２Ｂにより実現される。第２評価値算出部１４０は、対象区間（所定時間（例えば３０秒）毎に設定される区間）におけるＲ波のピーク値の標準偏差と、ピーク値の平均値に基づいてＲＲＩの信頼性を判定するための第２評価値（ｐｅａｋ＿ｃｖ）を算出する。

具体的には、第２評価値算出部１４０は、対象区間における第２評価値ｐｅａｋ＿ｃｖ（％）を以下の式（３）により算出する。
式（３）： ｐｅａｋ＿ｃｖ＝（ｐｅａｋＳＤ／ｐｅａｋ＿ｍｅａｎ）×１００
ここで、ｐｅａｋＳＤは、対象区間におけるＲ波のピーク値（電位差）について算出されるＲ波のピーク値の標準偏差であり、ｐｅａｋ＿ｍｅａｎは、対象区間におけるＲ波のピーク値の平均値である。具体的には、図６におけるＲＲＩ_１の始期を始点とする対象区間（３０秒）に含まれるＲ波のピーク値の標準偏差をｐｅａｋＳＤとして、Ｒ波の平均値をｐｅａｋ＿ｍｅａｎとして算出する。

信頼性判定部１５０は、主に演算処理装置２２の制御部２２Ａ及び記憶部２２Ｂにより実現される。信頼性判定部１５０は、対象区間のＲＲＩについて第１評価値算出部１３０により算出された第１評価値（ｄＲＲＩ＿ｖａｒ）に基づいて、対象区間において計測された心電信号の信頼性を判定する。具体的には、信頼性判定部１５０は、対象区間のＲＲＩについて算出された第１評価値（ｄＲＲＩ＿ｖａｒ）が第１閾値（ＴＨ１）よりも小さい場合には、対象区間に計測された心電信号が高信頼データと判定し、第１評価値（ｄＲＲＩ＿ｖａｒ）が第１閾値（ＴＨ１）以上である場合には、対象区間に計測された心電信号が低信頼データと判定する。

また、信頼性判定部１５０は、対象区間のＲＲＩについて第１評価値算出部１３０により算出された第１評価値（ｄＲＲＩ＿ｖａｒ）と第２評価値算出部１４０により算出された第２評価値（ｐｅａｋ＿ｃｖ）に基づいて、対象区間に計測された心電信号の信頼性を判定することとしてもよい。具体的には、信頼性判定部１５０は、対象区間のＲＲＩについて算出された第１評価値（ｄＲＲＩ＿ｖａｒ）が第１閾値（ＴＨ１）よりも小さく、且つ第２評価値（ｐｅａｋ＿ｃｖ）が第２閾値（ＴＨ２）よりも小さい場合には、対象区間に計測された心電信号が高信頼データと判定し、そうでない場合には低信頼データと判定する。

ここで、上記の第１閾値と第２閾値の設定例について図７を参照しながら説明する。図７には、第１評価値（ｄＲＲＩ＿ｖａｒ）と第２評価値（ｐｅａｋ＿ｃｖ）と、ＲＲＩの正常検出及び誤検出の対応関係を示した。ここで、ＦＰはＲ波の誤検出を、ＦＮはＲ波の検出漏れに対応し、（％ＦＰ＋％ＦＮ）／２は誤検出と検出漏れの割合であり、この値が大きい程、データの信頼性が低いことを示している。

図７においては、横軸に第１評価値（ｄＲＲＩ＿ｖａｒ）、縦軸に第２評価値（ｐｅａｋ＿ｃｖ）を取り、誤検出率の結果をプロットしている。図７に示されるように、第１評価値（ｄＲＲＩ＿ｖａｒ）が２０％未満である場合には、誤検出率が１０％以下のデータを概ねスクリーニング可能となっている。また、更に第１評価値（ｄＲＲＩ＿ｖａｒ）が２０％未満であり、且つ第２評価値（ｐｅａｋ＿ｃｖ）が１００％未満である場合には、誤検出率が１０％以下のデータをより精度良くスクリーニング可能となっている。そのため、第１閾値を２０％、第２閾値を１００％に設定することで、対象区間に計測された心電信号の信頼度（計測状況の信頼度）を精度良く判定することができる。また、第１閾値を更に小さく設定することにより、心電信号の信頼度の判定精度を更に向上させることができる。具体的には、第１閾値を１０％とした場合には、殆どの誤検出データを排除することができ、更に第１閾値５％とした場合には、誤検出率が０％のデータを選択的に抽出できるようになる。

乗員状態判定部１６０は、主に演算処理装置２２の制御部２２Ａ及び記憶部２２Ｂにより実現される。乗員状態判定部１６０は、検出装置２１が検出した心電信号のうち、信頼性判定部１５０により信頼性が高いと判定された区間の心電信号に基づいて、着座者の状態を判定する。

次に、図８乃至図９を参照しながら、乗員状態判定機器１により実行される処理の一例について説明する。図８は、着座者の状態を判定するためのデータ（高信頼データ）の取得処理に関するフローである。また、図９は、着座者の状態を判定するためのデータ（高信頼データ）の取得処理に関する変形例を示すフローである。

図８に示されるように、制御部２２Ａは、検出装置２１により検出した心電信号に基づいてＲ波を計測する（Ｓ２１）。そして、制御部２２Ａは、心電信号に基づく波形データに対して、バンドパスフィルタにより所定の帯域を抽出した上で、絶対値に変換（すなわち正の値に変換）する処理を施す。さらに、制御部２２Ａは、絶対値に変換した電位信号にローパスフィルタをかけてから、設定した閾値を超える電圧（Ｒ波電位）が現れるピークを検出する。このピークは、心電信号が問題なく計測されていればＲ波に該当するが、計測不備があるときはその限りでない。

次に、制御部２２Ａは、心電信号のうち信頼性判定の対象とする区間（対象区間）を設定するとともに、上記検出したピークに基づいて、対象区間に含まれるＲ波の間隔であるＲＲＩを算出するとともに（Ｓ２２）、対象区間における各ＲＲＩについて連続するＲＲＩとの差の絶対値（ΔＲＲＩ）を算出する（Ｓ２３）。例えば、上記の対象区間は３０秒ごとに更新される３０秒の時間間隔としてよい。

次に、制御部２２Ａは、対象区間におけるＲＲＩの平均値（ＲＲＩｍｅａｎ）を算出するとともに（Ｓ２４）、対象区間におけるΔＲＲＩの平均値（ΔＲＲＩｍｅａｎ）を算出する（Ｓ２５）。

次に、制御部２２Ａは、Ｓ２４で算出したＲＲＩｍｅａｎと、Ｓ２５で算出したΔＲＲＩｍｅａｎと、上述した式（２）に基づいて、対象区間に関する第１評価値（ｄＲＲＩ＿ｖａｒ）を算出する（Ｓ２６）。

また、制御部２２Ａは、対象区間におけるＲ波のピーク値の標準偏差（ｐｅａｋＳＤ）と、ピーク値の平均値（ｐｅａｋ＿ｍｅａｎ）を算出する（Ｓ２７）。そして、制御部２２Ａは、Ｓ２７で算出したｐｅａｋＳＤ及びｐｅａｋ＿ｍｅａｎと、上述した式（３）に基づいて、対象区間に関する第２評価値（ｐｅａｋ＿ｃｖ）を算出する（Ｓ２８）。

次に、制御部２２Ａは、第１評価値（ｄＲＲＩ＿ｖａｒ）が第１閾値（ＴＨ１で例えば２０％）未満であり（Ｓ２９：Ｙ）、且つ、第２評価値（ｐｅａｋ＿ｃｖ）が第２閾値（ＴＨ２で例えば１００％）未満である場合には（Ｓ３０：Ｙ）、対象区間のデータ（心電信号、ＲＲＩ等）を高信頼データとして取得する（Ｓ３１）。

一方、制御部２２Ａは、第１評価値（ｄＲＲＩ＿ｖａｒ）が第１閾値以上であるか（Ｓ２９：Ｎ）、第２評価値（ｐｅａｋ＿ｃｖ）が第２閾値以上である場合には（Ｓ３０：Ｙ）、対象区間のデータ（心電信号、ＲＲＩ等）を低信頼データと判定し、Ｓ２１に戻る。

制御部２２Ａは、終了指示がない場合には（Ｓ３２：Ｎ）、Ｓ２１に戻って処理を継続し、終了指示がある場合には（Ｓ３２：Ｙ）、処理を終了する。

なお、上述した例においては、高信頼データの取得処理において、第１評価値と第２評価値の両者を用いて各区間に計測された心電信号の信頼性を判定する例について説明したが、図９に示すように、第１評価値のみを用いて心電信号の信頼性を判定することとしてもよい。なお、図９に示すフローは、図８に示すフローにおいて第２評価値に係るＳ２７，Ｓ２８，Ｓ３０の各処理を省略したものであり、それ以外の処理においては共通するため説明を省略する。

以上説明した乗員状態判定機器１によれば、車両用シートＳの着座者について、区間ごとに心拍センサ１０により計測した心電信号が信頼性のあるデータか否かを判定することができる。
また、乗員状態判定機器１によれば、心拍センサ１０により計測された心電信号のうち信頼性が高い区間に計測された心電信号を特定できる。
また、乗員状態判定機器１によれば、第１評価値（ｄＲＲＩ＿ｖａｒ）と第２評価値（ｐｅａｋ＿ｃｖ）の両者を用いて心電信号の信頼性を判定することで、計測された心電信号が信頼性のあるデータか否かをより高い精度で判定できる。
また、乗員状態判定機器１によれば、心拍センサ１０に着座者の身体電位を非接触で計測する静電容量結合型センサを用いることで、着座者にセンサを取り付ける必要がないため、センサの装着の手間を軽減できる。また、着座者が着座してから直ぐに心電信号の計測を開始できる。
また、乗員状態判定機器１によれば、バック電極１１、クッション電極１２、アース電極１３を設置する位置を着座者の腰部、臀部、右腿部に対向する位置に設けたことで、着座者の心電信号を精度良く計測できる。
また、乗員状態判定機器１によれば、心拍センサ１０により計測された心電信号のうち信頼性の高いデータを用いて着座者の状態を判定することで、着座者の状態の誤判断を防止できる。

本発明は、上記の実施形態に限定されるものではない。例えば、上記実施形態において、乗員状態判定機器１が、着座者が非通常状態にあることを判定した場合に、アラート装置２３によって、着座者に警告を発するものとして説明したが、アラート装置２３は以下の形態によって警告を発するようにしてよい。例えば、乗員状態判定機器１は、着座者が非通常状態と判定した場合に、スピーカーによってアラーム音声を発するようにしてもよく、発光器によって、光を発するようにしてもよい。更に、アラート装置２３は、同乗者に知らせるように、車内に設けられたディスプレイに表示するようにしてもよい。また、アラート装置２３は、着座者に振動刺激を加えるようにしてもよい。

また、上記の実施形態では、具体例として乗員状態判定機器１を車両用シートに搭載した例について説明したが、これに限定されることなく、飛行機、船等の乗物用シート、事務椅子、映画館や劇場用のシート、リラクゼーションシート等の各種シートに搭載してもよい。

また、上記の実施形態において、計測された心電信号の信頼性が高いか低いかの二段階ではなく、３段階以上の信頼性のランクを定めることとしてもよい。例えば、信頼性のランクを高い順から以下のようにランクＡ〜Ｄに分け、各ランクに第１評価値と第２評価値の範囲を設定して、対象区間に計測された心電信号が以下のランクのいずれに該当するかを判定することとしてもよい。
（Ａ）１００％正しく計測されている可能性が高い
（Ｂ）１０％未満の計測ミスがある可能性があるが利用できる
（Ｃ）１０％以上２０％未満の計測ミスがある可能性があるが用途によっては利用できる
（Ｄ）２０％以上の計測ミスがあると考えられ利用しないほうがよい

Ｓ 車両用シート
Ｓ１ シートバック
Ｓ１ａ クッションパッド
Ｓ１ｂ 表皮材
Ｓ２ シートクッション
Ｓ２ａ クッションパッド
Ｓ２ｂ 表皮材
１ 乗員状態判定機器
１０ 心拍センサ
１１ バック電極
１２ クッション電極
１３ アース電極
２１ 検出装置
２１Ａ 計装アンプ
２１Ｂ ＤＣ成分除去回路
２１Ｃ 反転増幅器
２１Ｄ 帯域フィルタ
２１Ｅ Ａ／Ｄ変換回路
２２ 演算処理装置
２２Ａ 制御部
２２Ｂ 記憶部
２２Ｃ 入出力部
２３ アラート装置
１００ 計測部
１１０ ＲＲＩ算出部
１２０ 差分算出部
１３０ 第１評価値算出部
１４０ 第２評価値算出部
１５０ 信頼性判定部
１６０ 乗員状態判定部

Claims (8)

1. シートに着座する着座者の心電信号を計測する計測部と、
   前記計測部により計測される心電信号からＲ波として抽出された出力ピークの間隔であるＲＲＩを算出するＲＲＩ算出部と、
   前記計測部により計測される心電信号において連続するＲＲＩの差の絶対値を算出する差分算出部と、
   対象区間におけるＲＲＩについて前記差分算出部により算出される差の絶対値の平均値を、前記対象区間におけるＲＲＩの平均値で除した第１評価値を算出する第１評価値算出部と、
   前記第１評価値と第１閾値との比較結果に基づいて、前記対象区間に計測された心電信号の信頼性を判定する信頼性判定部と、
   を備えることを特徴とする信頼性判定装置。
2. 前記信頼性判定部は、前記第１評価値が前記第１閾値未満である場合に、前記対象区間に計測された心電信号の信頼性を高く判定することを特徴とする請求項１に記載の信頼性判定装置。
3. 前記対象区間において前記Ｒ波として抽出されたピーク値の標準偏差を、前記対象区間において前記Ｒ波として抽出されたピーク値の平均値で除した第２評価値を算出する第２評価値算出部を備え、
   前記信頼性判定部は、前記第１評価値と前記第１閾値との比較結果と、前記第２評価値と第２閾値との比較結果に基づいて、前記対象区間に計測された心電信号の信頼性を判定することを特徴とする請求項１又は２に記載の信頼性判定装置。
4. 前記信頼性判定部は、前記第１評価値が前記第１閾値未満であり、且つ前記第２評価値が前記第２閾値未満である場合に、前記対象区間に計測された心電信号の信頼性を高く判定することを特徴とする請求項３に記載の信頼性判定装置。
5. 前記計測部は、前記着座者の身体電位を非接触で計測する静電容量結合型センサを有することを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の信頼性判定装置。
6. 前記シートは、シートバックと、シートクッションとを備え、
   前記静電容量結合型センサは、第１の電極ペアと、第２の電極ペアと、アース電極とを備え、
   前記第１の電極ペアは、前記シートバックに取り付けられ、
   前記第２の電極ペアと前記アース電極は、前記シートクッションに取り付けられることを特徴とする請求項５に記載の信頼性判定装置。
7. 前記信頼性判定部により信頼性が高いと判定された心電信号に基づいて、前記着座者の状態を判定する状態判定部を備えることを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の信頼性判定装置。
8. 信頼性判定装置が、
   シートに着座する着座者の心電信号を計測する計測ステップと、
   前記計測ステップで計測される心電信号からＲ波として抽出された出力ピークの間隔であるＲＲＩを算出するＲＲＩ算出ステップと、
   前記計測ステップで計測される心電信号において連続するＲＲＩの差の絶対値を算出する差分算出ステップと、
   対象区間におけるＲＲＩについて前記差分算出ステップで算出される差の絶対値の平均値を、前記対象区間におけるＲＲＩの平均値で除した第１評価値を算出する第１評価値算出ステップと、
   前記第１評価値と第１閾値との比較結果に基づいて、前記対象区間に計測された心電信号の信頼性を判定する信頼性判定ステップと、を実行することを特徴とする信頼性判定方法。
   

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