JP2022176698A - 警告装置および移動体用シート - Google Patents

Abstract

【課題】振動および音声を用いて警告を発する場合に警告効果を長続きさせる。【解決手段】眠気判定警告ＥＣＵは警告信号出力部として機能し、警告信号出力部は、振動発生部５２によって振動を発生させるための振動信号部と、音声発生部５４によって音声を発生させるための音声信号部と、を含み、振動信号部と音声信号部との間に無信号部が設けられた警告信号を出力する。これにより、警告信号のうちの無信号部によって、警告信号による刺激に慣れてしまうことが抑制される。【選択図】図２

Description

本開示は警告装置および移動体用シートに関する。

特許文献１には、移動体の運転者の眠気レベルを検出し、運転者の覚醒支援が必要か否かを判定し、覚醒支援が必要と判定した場合に、運転者が着座する座席に設けられた振動付与部を振動させることで運転者に振動刺激を付与する技術が記載されている。この技術では、振動付与部を振動させる場合に、少なくとも一部の時間帯は、筋緊張を促進する第１の周波数による振動波形と、筋緊張を抑制する第２の周波数による振動波形と、を重畳した形の振動波形に基づいて振動付与部を振動させる。

特開２０２０－８２９０６号公報

特許文献１に記載の技術は、第１の周波数による振動波形と、第２の周波数による振動波形と、を重畳した振動波形を用いることで、順応（慣れ）により覚醒支援の効果が減弱することを回避しようとしている。しかし、特許文献１に記載の技術は、振動のみによって覚醒を支援する技術であり、振動および音声を用いて警告を発する場合に、警告効果を長続きさせることについては記載されていない。運転者に振動のみ付与した場合、当該振動による警告の意図を運転者が直ちに理解することは困難である。これに対し、振動に加えて音声も併用して警告を発するようにすれば、警告の意図を音声により運転者へ通知することが可能となるので望ましい。

本開示は上記事実を考慮して成されたもので、振動および音声を用いて警告を発する場合に、警告効果を長続きさせることができる警告装置および移動体用シートを得ることが目的である。

第１の態様に係る警告装置は、振動発生部によって振動を発生させるための振動信号部と、音声発生部によって音声を発生させるための音声信号部と、を含み、前記振動信号部と前記音声信号部との間に無信号部が設けられた警告信号を出力する警告信号出力部を含んでいる。

第１の態様では、警告信号の振動信号部と音声信号部との間に無信号部が設けられており、この無信号部により、警告信号による刺激に慣れてしまうことが抑制される。従って、振動および音声を用いて警告を発する場合に、警告効果を長続きさせることができる。

第２の態様は、第１の態様において、前記警告信号は、前記音声信号部の振幅が前記振動信号部の振幅よりも小さい。

第２の態様によれば、振動および音声を用いて警告を発する場合に、音声を適切な音量にすることができる。

第３の態様は、第１の態様又は第２の態様において、前記警告信号出力部は、前記振動信号部、前記無信号部としてのサイクル内無信号部、前記音声信号部がこの順に設けられた警告信号の１サイクルを、当該１サイクル毎に、前記無信号部としてのサイクル間無信号部を設けて所定回繰り返す警告信号を出力する。

第３の態様によれば、警告効果を長続きさせることができる警告信号を、簡易な信号パターンにより実現することができる。

第４の態様は、第１の態様～第３の態様の何れかにおいて、前記振動信号部は、振動信号区間と無信号区間とが交互に設けられ、前記振動信号区間の出現周期が４～６Ｈｚのうちの何れかとなるように、前記振動信号区間および前記無信号区間の長さが定められている。

脳波のθ波帯である４～６Ｈｚの周期振動によるシナプスの間隙の伝達速度向上が、交感神経の活性化につながり、覚醒効果（警告効果）を生むことが知られている。第４の態様では、振動信号部のうち振動信号区間の出現周期を４～６Ｈｚのうちの何れかとしているので、警告信号による警告効果を増大させることができる。

第５の態様は、第１の態様～第４の態様の何れかにおいて、前記振動信号部を前、前記音声信号部を後とする、前記無信号部としての第１の無信号部の長さが、500～1250ｍ秒のうちの何れか、好ましくは500～1000ｍ秒のうちの何れかである。

第５の態様によれば、本願発明者等が実施した実験の結果（後述）からも明らかなように、第１の無信号部を設けることで生じる、警告効果を長続きさせる効果を増大させることができる。

第６の態様は、第１の態様～第５の態様の何れかにおいて、前記音声信号部を前、前記振動信号部を後とする、前記無信号部としての第２の無信号部の長さが、500～1000ｍ秒のうちの何れかである。

第６の態様によれば、本願発明者等が実施した実験の結果（後述）からも明らかなように、第２の無信号部を設けることで生じる、警告効果を長続きさせる効果を増大させることができる。

第７の態様は、第１の態様～第６の態様の何れかにおいて、被験者に眠気があるか否かを判定する眠気判定部をさらに含み、前記警告信号出力部は、前記眠気判定部によって前記被験者に眠気ありと判定された場合に前記警告信号を出力する。

第７の態様によれば、眠気ありと判定された被験者を、警告信号によって覚醒させることができる。

第８の態様は、第７の態様において、前記眠気判定部は、眠気があると判定した前記被験者について眠気レベルを判定し、前記警告信号出力部は、前記眠気判定部によって判定された前記被験者の眠気レベルが高くなるに従って、前記警告信号のうち少なくとも前記振動信号部の振幅を大きくする。

第８の態様では、眠気レベルに応じて少なくとも振動信号部の振幅を変化させるので、眠気レベルが比較的低い被験者に対しては、警告信号の出力が不快感を与えることを抑制することができ、眠気レベルが比較的高い被験者に対しては、警告信号によって短時間で覚醒させることができる。

第９の態様に係る移動体用シートは、移動体の運転者が着座するシート本体と、第１の態様～第８の態様の何れかに記載の警告装置と、を含んでいる。

第９の態様は、本開示に係る警告装置を含んでいるので、第１の態様と同様に、振動および音声を用いて警告を発する場合に、警告効果を長続きさせることができる。

本開示は、振動および音声を用いて警告を発する場合に、警告効果を長続きさせることができる、という効果を有する。

実施形態に係る車両用シートの側面図である。 実施形態に係る眠気判定警告ＥＣＵおよびその周辺の概略構成を示すブロック図である。 眠気判定警告ＥＣＵの機能ブロック図である。 平均心拍数及び標準偏差の算出の仕方について説明するための説明図である。 眠気判定部による眠気判定処理を示すフローチャートである。 警告信号出力部による警告信号出力処理を示すフローチャートである。 警告信号の１サイクルを示す線図である。 警告信号の１パターンを示す線図である。 警告信号のうちの振動信号部を拡大して示す線図である。 本願発明者等が実施した実験に用いたドライビングシミュレータの概略構成図である。 サイクル内無信号部の長さと官能評価のスコアとの関係を示す線図である。 サイクル間無信号部の長さと覚醒率との関係を示す線図である。

以下、図面を参照して本開示の実施形態の一例を詳細に説明する。図１に示す車両用シート１０はシート本体１２を含んでいる。シート本体１２は車両の運転席に設けられており、車両の運転者２０によって着座される。シート本体１２に着座した運転者２０は、車両の走行時に、ステアリングホイール２２やペダル（図示省略）を操作して車両を運転する。

シート本体１２はシートクッション部１４、シートバック部１６およびヘッドレスト部１８を含んでいる。ヘッドレスト部１８は、シートバック部１６の車両上下方向上端部に、シートバック部１６の長さ方向に沿ってスライド移動可能に取り付けられている。シートバック部１６は、車両上下方向下端部が、シートクッション部１４の車両前後方向後端部に、図示しない回動機構を介して取り付けられており、シートクッション部１４に対し、車両幅方向に沿った軸回りに回動可能とされている。

また、車両用シート１０は心拍計測装置２４および眠気判定警告ＥＣＵ（Electronic Control Unit）２６を含んでいる。心拍計測装置２４は、例えば電波式又は光学式の心拍計であり、シート本体１２に着座した車両の運転者２０の胸部に装着される。心拍計測装置２４は、運転者２０の胸部に装着された状態で運転者２０の瞬時心拍数を計測し、計測した瞬時心拍数を眠気判定警告ＥＣＵ２６へ出力する。なお、瞬時心拍数は最小の時間単位で測定される心拍数である。また、心拍計測装置２４は、Ｒ波とＲ波の間隔（所謂ＲＲＩ）を計測する心拍間隔センサであってもよい。その場合の心拍数情報は、心拍数（ｂｐｍ）＝６０／ＲＲＩとして心拍間隔から取得する。

眠気判定警告ＥＣＵ２６はシートクッション部１４内に収納されている。眠気判定警告ＥＣＵ２６は、車両の運転者２０の眠気度合いを判定し、必要に応じて運転者２０に対する警告信号を出力する装置である。図２に示すように、眠気判定警告ＥＣＵ２６は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）２８と、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）などのメモリ３０と、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）、ＳＳＤ（Solid State Drive）などの不揮発性の記憶部３２と、を含んでいる。また眠気判定警告ＥＣＵ２６は、通信Ｉ／Ｆ（InterFace）３４および入出力Ｉ／Ｆ３６を含んでいる。ＣＰＵ２８、メモリ３０、記憶部３２、通信Ｉ／Ｆ３４および入出力Ｉ／Ｆ３６は内部バス３８を介して相互に通信可能に接続されている。

通信Ｉ／Ｆ３４は、図示しないネットワークに接続するためのインタフェースを含む。このネットワークは、一例としてインターネットなどの公衆回線を用いた有線および無線の通信網である。上記のインタフェースとしては、例えば、ＬＴＥ、Ｗｉ－Ｆｉ（登録商標）などの通信規格が用いられる。眠気判定警告ＥＣＵ２６は、上記のネットワークを介して基底心拍数取得装置４６および生体データ集積装置４８と相互に通信可能に接続されている。また、基底心拍数取得装置４６と生体データ集積装置４８とは、上記のネットワークを介して相互に通信可能に接続される。

基底心拍数取得装置４６は、例えばウェアラブル端末などに搭載される心拍数センサなどであり、例えば運転者２０（被験者）が車両に乗車する直前の睡眠時に、被験者の基底心拍数を測定する。基底心拍数は、睡眠時の心拍数の分布（すなわちヒストグラム）の１パーセンタイルに相当する心拍数である。基底心拍数取得装置４６によって測定された基底心拍数のデータは、ネットワークを介して眠気判定警告ＥＣＵ２６に直接、または生体データ集積装置４８を経由して間接的に送信される。生体データ集積装置４８は、例えばスマートフォンやデータサーバなどである。この生体データ集積装置４８には、被験者毎の基底心拍数のデータが集積される。

入出力Ｉ／Ｆ３６には、心拍計測装置２４、警告デバイス５０および他装置５６が接続されている。警告デバイス５０は、振動発生部５２および音声発生部５４を含んでいる。本実施形態では、詳細は後述するが、運転者２０が眠気ありと判定された場合に、振動発生部５２によって振動を発生させるための振動信号部と、音声発生部５４によって音声を発生させるための音声信号部と、無信号部と、を含む警告信号が眠気判定警告ＥＣＵ２６から出力される。そして、警告信号の振動信号部は振動発生部５２に入力され、警告信号の音声信号部は音声発生部５４に入力される。

振動発生部５２は、車両用シート１０のシートクッション部１４およびシートバック部１６に内蔵された圧電素子を含み、警告信号の振動信号部に応じた、警告のための振動を運転者２０に加える。音声発生部５４は、車両の車室内に設けられたスピーカを含み、警告信号の音声信号部に応じた、警告のための音声を発生させる。なお、音声信号部は、例えば「眠気を検知しました」などのメッセージを読み上げる音声であり、記憶部３２に音声データ４２（後述）として記憶されている。他装置５６は、例えば車両の自動運転などを制御する車両制御装置や、車両に搭載された表示装置を制御する表示制御装置などである。

また、眠気判定警告ＥＣＵ２６の記憶部３２は、眠気判定警告プログラム４０および前述の音声データ４２を記憶している。眠気判定警告ＥＣＵ２６は、眠気判定警告プログラム４０が記憶部３２から読み出されてメモリ３０に展開され、メモリ３０に展開された眠気判定警告プログラム４０がＣＰＵ２８によって実行されることで、図３に示す各機能部として各々機能する。すなわち、眠気判定警告ＥＣＵ２６は、基底心拍数取得部６０、心拍数指標算出部６２、眠気判定部６４および警告信号出力部６６として各々機能する。なお、眠気判定警告ＥＣＵ２６は本開示に係る警告装置の一例であり、警告信号出力部６６は本開示における警告信号出力部の一例であり、基底心拍数取得部６０、心拍数指標算出部６２および眠気判定部６４は本開示における眠気判定部の一例である。

基底心拍数取得部６０は、基底心拍数取得装置４６によって測定された基底心拍数のデータを取得し、取得した基底心拍数のデータを記憶部３２などに記憶させる。この場合、基底心拍数取得部６０は、複数の被験者毎に基底心拍数のデータを記憶部３２などに記憶させてもよい。なお、本実施形態では、運転者２０、すなわち被験者の基底心拍数を取得するために、被験者の睡眠中の心拍数を基底心拍数取得装置４６によって測定しているが、これに限るものではない。睡眠中以外に基底心拍数を測定可能な方法が存在すれば、その方法を採用してもよい。

心拍数指標算出部６２は、心拍計測装置２４によって測定された瞬時心拍数のデータを取得する。さらに、心拍数指標算出部６２は、瞬時心拍数の平均値である平均心拍数を算出すると共に、当該平均心拍数の単位時間当たりの変化量を基底心拍数で除して得られる補正変化量と、平均心拍数の標準偏差と、を算出する。

具体的には、心拍数指標算出部６２は、図４に示されるように、取得済みの複数の瞬時心拍数のデータＨＲ１、ＨＲ２、ＨＲ３、・・・ＨＲｎを平均することで、平均心拍数ＨＲａｎを算出する。また、心拍数指標算出部６２は、算出済みの複数の平均心拍数のデータＨＲａｎ、ＨＲａｎ＋１を用いた以下の（１）式により、平均心拍数の単位時間当たりの変化量の補正変化量Ｘｎを算出する。以下の（１）式において、ＨＲ０は基底心拍数であり、ｔｎは時間である。

さらに、心拍数指標算出部６２は、算出済みの複数の平均心拍数のデータＨＲａｎ、ＨＲａｎ＋１を用いた以下の（２）式により、平均心拍数の標準偏差ＳＤを算出する。なお、以下の（２）式において、ｘはＨＲａｎ～ＨＲａｍのデータの数である。

眠気判定部６４は、基底心拍数ＨＲ０と瞬時心拍数ＨＲｎおよび平均心拍数ＨＲａｎとを用いて運転者２０の眠気度合いを判定する。眠気判定部６４は、補正変化量Ｘｎ、基底心拍数ＨＲ０と瞬時心拍数ＨＲｎとの比較、および、標準偏差ＳＤという３つの指標により運転者２０の眠気度合いを判定する。

すなわち、補正変化量Ｘｎによる判定では、眠気判定部６４は、負の値である第１基準値Ｘｃよりも補正変化量Ｘｎが小さい状態（すなわちＸｎ＜Ｘｃ）が一定時間（例えば１０～６０秒）継続するか否かに基づいて、運転者２０の眠気度合いを判定する。上記の第１基準値Ｘｃは、例えば、－０．０００５～－０．００５の範囲内に設定される。Ｘｎ＜Ｘｃが満たされる状態は、平均心拍数の減少傾向が強い状態である。

基底心拍数ＨＲ０と瞬時心拍数ＨＲｎとの比較による判定では、眠気判定部６４は、瞬時心拍数ＨＲｎが基底心拍数ＨＲ０の第１係数Ｙｃ倍より小さいか否かに基づいて運転者２０の眠気度合いを判定する。この場合、眠気判定部６４は、以下の（３）式が満たされるか否かを判定する。以下の（３）式において第１係数Ｙｃは、例えば１．２～１．７の範囲内に設定される。

標準偏差ＳＤによる判定では、眠気判定部６４は、標準偏差ＳＤが基底心拍数ＨＲ０の第２係数ＳＤｃ倍より小さいか否かに基づいて運転者２０の眠気度合いを判定する。この場合、眠気判定部６４は、以下の（４）式が満たされるか否かを判定する。以下の（４）式において第２係数ＳＤｃは、０．００３～０．０３の範囲内に設定される。

以下、図５を参照し、眠気判定部６４で実行される眠気判定処理の一例を説明する。この眠気判定処理において、眠気判定部６４は、運転者２０の眠気度合い（眠気レベル）をレベル０（覚醒）～レベル３（深い眠気）の４段階に分別する。まず図５のステップ７０において、眠気判定部６４は、補正変化量Ｘｎが第１基準値Ｘｃより小さい状態、すなわち平均心拍数の減少傾向が強い状態が一定時間継続するか否かを判定する。ステップ７０の判定が肯定された場合はステップ７２に移行し、ステップ７０の判定が否定された場合はステップ７８に移行する。

ステップ７２において、眠気判定部６４は、瞬時心拍数ＨＲｎが基底心拍数ＨＲ０の第１係数Ｙｃ倍より小さいか否かを判定する。ステップ７２の判定が肯定された場合は、ステップ７４において、眠気判定部６４は、運転者２０の眠気レベルは、深い眠気のレベルであるレベル３と判定する。一方、ステップ７２の判定が否定された場合には、ステップ７６において、眠気判定部６４は、運転者２０の眠気レベルは、レベル３よりも一段階浅い眠気レベルであるレベル２と判定する。

また、ステップ７８に移行した場合、眠気判定部６４は、平均心拍数の標準偏差ＳＤが基底心拍数ＨＲ０の第２係数ＳＤｃ倍より小さいか否かを判定する。ステップ７８の判定が肯定された場合には、ステップ８０において、眠気判定部６４は、運転者２０の眠気レベルは、レベル２よりも一段階浅い眠気のレベルであるレベル１と判定する。一方、ステップ７８の判定が否定された場合には、ステップ８２において、眠気判定部６４は、運転者２０の眠気レベルは、覚醒レベルであるレベル０と判定する。

本実施形態では、眠気判定部６４は、車両のイグニッションスイッチがオンの間、上述した眠気判定処理を繰り返し実行する。これにより、車両のイグニッションスイッチがオンの間、運転者２０の現在の眠気レベルがレベル０～レベル３の何れに該当するかが常に判別される。なお、眠気判定部６４による眠気レベルの判定結果は、入出力Ｉ／Ｆ３６を介して他装置５６にも出力され、他装置５６での制御にも利用される。

次に図６を参照し、車両のイグニッションスイッチがオンの間、警告信号出力部６６によって実行される警告信号出力処理について説明する。ステップ１００において、警告信号出力部６６は、運転者２０の現在の眠気度合い（眠気レベル）を眠気判定部６４から取得する。ステップ１０２において、警告信号出力部６６は、ステップ１００で取得した運転者２０の現在の眠気レベルがレベル１以上か否かを判定する。

運転者２０の現在の眠気レベルがレベル０（覚醒）の場合には、ステップ１２０の判定が否定されてステップ１００に戻り、ステップ１２０の判定が否定されている間は、ステップ１００、１０２を繰り返す。これにより、運転者２０の眠気レベルがレベル０に維持されている間は警告信号の出力は行われない。

また、ステップ１００で取得した運転者２０の現在の眠気レベルがレベル１以上になると、ステップ１０２の判定が肯定されてステップ１０４へ移行する。ステップ１０４において、警告信号出力部６６は、警告信号の１パターン内における警告信号の１サイクルの繰り返し回数を表す変数ｊに１を設定する。またステップ１０６において、警告信号出力部６６は、警告信号の振動信号部内における振動信号の出力回数を表す変数ｉに１を設定する。

ステップ１０８において、警告信号出力部６６は、ステップ１００で取得した運転者２０の現在の眠気レベルに応じた振幅Ｖ1の振動信号を警告デバイス５０の振動発生部５２へｔ1秒間出力する。なお、振動信号の振幅Ｖ1は、眠気レベルが高くなるに従って振幅Ｖ1が大きくなるように決定される。また、ｔ1秒（振動信号区間の長さ）の一例は100ｍ秒であるが、これに限定されるものではない。ステップ１０８における振動信号の出力により、図９に「振動」と表記して示すように、振動発生部５２において振動信号の振幅Ｖ1に応じた振幅の振動がｔ1秒間発生される。このｔ1秒間の振動の発生は、本開示における振動信号区間の一例である。

次のステップ１１０において、警告信号出力部６６は、振動発生部５２への振動信号の出力をｔ2秒停止させる。なお、ｔ2秒（無信号区間の長さ）の一例は100ｍ秒であるが、これに限定されるものではない。ステップ１１０における振動信号の出力停止により、図９に「無信号」と表記して示すように、振動発生部５２における振動の発生（および音声発生部５４における音声の発生）がｔ2秒間停止される。このｔ2秒間の無信号区間は、本開示における無信号区間の一例である。

ステップ１１２において、警告信号出力部６６は、変数ｉが所定値ｍに達したか否か判定する。なお、所定値ｍの一例は「５」であるが、これに限定されるものではない。ステップ１１２の判定が否定された場合はステップ１１４へ移行し、変数ｉを１だけインクリメントしてステップ１０８へ戻る。

これにより、ステップ１１２の判定が肯定される迄、ステップ１０８～ステップ１１４が繰り返され、ｔ1秒の振動信号区間とｔ2秒の無信号区間のセットがｍ回繰り返された、警告信号の振動信号部（図９参照）が出力される。なお、一例として、振動信号区間の長さｔ1秒が100ｍ秒で、無信号区間の長さｔ2秒が100ｍ秒である場合、振動信号部における振動信号区間の出現周期は５Ｈｚとなる。また、振動信号部における振動信号区間の出現周期は５Ｈｚに限られるものではなく、４～６Ｈｚの何れかであれば好ましい。

また、変数ｉが所定値ｍに達すると、ステップ１１２の判定が肯定され、ステップ１１６へ移行する。ステップ１１６において、警告信号出力部６６は、警告デバイス５０への警告信号の出力をｔ3秒停止させる。ステップ１１６における警告信号の出力停止により、図７に「サイクル内無信号部」と表記して示すように、振動発生部５２における振動の発生および音声発生部５４における音声の発生がｔ3秒間停止される。なお、ｔ3秒（１サイクル内無信号部（第１の無信号部）の長さ）としては、500～1250ｍ秒の何れかの長さとすることができ、好ましくは500～1000ｍ秒の何れかの長さとすることができる。

また、次のステップ１１８において、警告信号出力部６６は、記憶部３２に記憶されている音声データ４２を、ステップ１００で取得した眠気レベルに応じた振幅Ｖ2（但し、振幅Ｖ2＜振幅Ｖ1）の音声信号へ変換し、警告デバイス５０の音声発生部５４へ出力する。ステップ１１８における警告信号の出力により、図７に「音声信号部」と表記して示すように、音声発生部５４により、例えば「眠気を検知しました」などのメッセージを読み上げる音声が発生される。音声信号部の長さはメッセージの長さによって変化するが、例えば1500～2000ｍ秒である。上述したステップ１０６～ステップ１１８により、図７に示す１サイクル分の警告信号の出力が完了する。

ステップ１２０において、警告信号出力部６６は、警告デバイス５０への警告信号の出力をｔ4秒停止させる。ステップ１２０における警告信号の出力停止により、図８に「サイクル間無信号部」と表記して示すように、振動発生部５２における振動の発生および音声発生部５４における音声の発生がｔ4秒間停止される。なお、ｔ4秒（サイクル間無信号部（第２の無信号部）の長さ）としては、500～1000ｍ秒の何れかの長さとすることができる。

ステップ１２２において、警告信号出力部６６は、変数ｊが所定値ｎに達したか否か判定する。なお、所定値ｎの一例は「３」であるが、これに限定されるものではない。ステップ１２２の判定が否定された場合はステップ１２４へ移行し、変数ｊを１だけインクリメントしてステップ１０６へ戻る。

これにより、ステップ１２２の判定が肯定される迄、ステップ１０６～ステップ１２４が繰り返される。従って、警告信号として、振動信号部、サイクル内無信号部（第１の無信号部）および音声信号部から成る警告信号の１サイクルと、ｔ4秒のサイクル間無信号部（第２の無信号部）のセットがｎ回繰り返される。ステップ１２２の判定が肯定されるとステップ１００に戻り、運転者２０の現在の眠気レベルを再度取得し、取得した運転者２０の現在の眠気レベルに応じた処理を行う。

以上説明したように、本実施形態において、警告信号出力部６６は、振動発生部５２によって振動を発生させるための振動信号部と、音声発生部５４によって音声を発生させるための音声信号部と、を含み、振動信号部と音声信号部との間に無信号部が設けられた警告信号を出力する。これにより、警告信号のうち振動信号部と音声信号部との間に設けられた無信号部によって、警告信号による刺激に慣れてしまうことが抑制される。従って、振動および音声を用いて警告を発する場合に、警告効果を長続きさせることができる。

また、本実施形態において、警告信号出力部６６が出力する警告信号は、音声信号部の振幅Ｖ2を振動信号部の振幅Ｖ1よりも小さくしている。これにより、振動および音声を用いて警告を発する場合に、過入力による音声発生部５４のスピーカの破損などを招くことなく、音声を適切な音量にすることができる。

また、本実施形態において、警告信号出力部６６は、振動信号部、サイクル内無信号部（第１の無信号部）、音声信号部がこの順に設けられた警告信号の１サイクルを、当該１サイクル毎にサイクル間無信号部（第２の無信号部）を設けて所定回繰り返す警告信号を出力する。これにより、警告効果を長続きさせることができる警告信号を、簡易な信号パターンにより実現することができる。

さらに、本実施形態において、振動信号部は、振動信号区間と無信号区間とが交互に設けられており、振動信号区間の出現周期が４～６Ｈｚのうちの何れかとなるように、振動信号区間および無信号区間の長さが定められている。脳波のθ波帯である４～６Ｈｚの周期振動によるシナプスの間隙の伝達速度向上が、交感神経の活性化につながり、覚醒効果（警告効果）を生むことが知られている。このため、振動信号区間の出現周期を４～６Ｈｚのうちの何れかとすることで、警告信号による警告効果を増大させることができる。

また、本実施形態において、無信号部の長さを、500～1250ｍ秒のうちの何れか、好ましくは500～1000ｍ秒のうちの何れかとしている。これにより、無信号部を設けることで生じる、警告効果を長続きさせる効果を増大させることができる。

また、本実施形態において、被験者に眠気があるか否かを判定する眠気判定部６４をさらに含み、警告信号出力部は、眠気判定部６４によって被験者に眠気ありと判定された場合に警告信号を出力する。これにより、眠気ありと判定された被験者を、警告信号によって覚醒させることができる。

また、本実施形態において、眠気判定部６４は、眠気があると判定した被験者について眠気レベルを判定し、警告信号出力部６６は、眠気判定部６４によって判定された被験者の眠気レベルが高くなるに従って、警告信号のうち振動信号部および音声信号部の振幅を大きくする。これにより、眠気レベルが比較的低い被験者に対しては、警告信号の出力が不快感を与えることを抑制することができ、眠気レベルが比較的高い被験者に対しては、警告信号によって短時間で覚醒させることができる。

なお、上記の実施形態では被験者の心拍から眠気を判定する態様を説明したが、本開示はこれに限定されるものではなく、例えば被験者の脳波、或いは被験者を撮影した画像から眠気を判定するようにしてもよい。

また、上記の実施形態では音声信号部の振幅Ｖ2を眠気レベルに応じて変化させる態様を説明したが、これに限定されるものではない。振動信号部の振幅Ｖ1のみ眠気レベルに応じて変化させ、音声信号部の振幅Ｖ2は一定としてもよい。また、上記の実施形態では振動信号部の振幅Ｖ1を眠気レベルに応じて変化させる態様を説明したが、本開示はこれに限定されるものではなく、振動信号部の振幅Ｖ1を一定としてもよい。また、振動信号部の振幅Ｖ1を一定とする場合、音声信号部の振幅Ｖ２は、眠気レベルに応じて変化させてもよいし、一定としてもよい。

また、上記の実施形態では警告信号の１サイクルを、振動信号部、サイクル内無信号部、音声信号部の順としていたが、これに限定されるものではない。例えば、警告信号の１サイクルを、音声信号部、サイクル内無信号部、振動信号部の順としてもよい。

さらに、上記の実施形態では眠気判定部６４が眠気ありと判定した場合に警告信号出力部６６から警告信号を出力する態様を説明したが、本開示はこれに限定されるものではない。例えば、自車両が車線を逸脱した、または逸脱しそうな状況であることが他装置５６から通知された場合、或いは、自車両が他車両、歩行者、自転車などの物標と衝突しそうな状況であることが他装置５６から通知された場合に、本開示に係る警告信号を出力するようにしてもよい。

また、上記の実施形態では本開示を車両に適用した態様を説明したが、これに限定されるものではなく、鉄道車両、船舶、飛行機などの移動体に適用してもよい。

次に、本開示に係る警告信号における無信号部（サイクル内無信号部（第１の無信号部）およびサイクル間無信号部（第２の無信号部））の適切な長さを導出するために、本願発明者等が実施した実験について説明する。

この実験では、図１０に示すように、実施形態で説明した車両用シートと、当該車両用シートの前方側に配置され、ステアリングユニット、フットペダルユニット、ディスプレイを備えたドライビングシミュレータを用いた。なお、ディスプレイを載置したテーブル上には、被験者の運転状態を撮影するためのカメラを設置した。

実験の手順は以下の通りである。すなわち、実験を受ける被験者は、まず、心拍計、脳波計、ウェアラブルデバイスを装着し、所定の問診票に回答を記入する。次に、被験者が車両用シートに着座した状態で部屋を暗転させ、車両用シートに着座したままで被験者は５分間安静にする。次に、心拍データ、脳波データの取得を開始すると共に、カメラによる動画像の撮影を開始する。そして、ドライビングシミュレータを介して被検者による運転操作を開始させる。運転操作は最大で２０分間である。

２０分間の運転操作の間に、ＥＣＵで被検者の眠気を検知した場合は、本開示に係る警告信号を出力する。そして、動画像の撮影を終了すると共に、被検者による運転操作を終了させ、被検者にアンケートを記入してもらう。このように、被検者の眠気を検知して警告信号を出力した場合のデータは、評価対象として用いる。一方、２０分間の運転操作の間にＥＣＵで被検者の眠気を検知しなかった場合は、手動により強制的に警告信号を出力し、動画像の撮影を終了した後に被検者にアンケートを記入してもらうものの、データは評価対象としては用いず、参考データ扱いとする。

第１の実験では、本開示に係る警告信号のうちサイクル内無信号部（第１の無信号部）の長さｔ3を0秒～2000ｍ秒の範囲で250ｍ秒刻みに変化させ、サイクル内無信号部（第１の無信号部）の長さｔ3が互いに異なる９種類の警告信号を、官能評価により評価した。官能評価における評価項目は以下の通りであり、１～５の５段階評価で「１＝悪い」～「５＝良い」として評価した。
・不快感
・異物感
・警告信号の気づきやすさ
・運転に対する注意力が散漫になるか
・運転に対して悪い影響を与えないか（びっくりしてパニックになるなど）
・アラートとして役に立っているか
・尻下がくすぐったくないか
・眠気は解消されそうか

第１の実験の結果を図１１に示す。図１１より明らかなように、サイクル内無信号部（第１の無信号部）の長さが500～1250ｍ秒の範囲内であれば４以上の評価値が得られており、第１の実験により、サイクル内無信号部（第１の無信号部）の長さｔ3は500～1250ｍ秒の範囲内が好ましいことが明らかになった。また、サイクル内無信号部（第１の無信号部）の長さｔ3が500～1250ｍ秒の範囲内のうち、特に500～1000ｍ秒の範囲内ではより高い評価値が得られており、サイクル内無信号部の長さｔ3は500～1000ｍ秒の範囲内がより好ましいことが明らかになった。

第２の実験では、第１の実験の結果に基づき、本開示に係る警告信号のうちサイクル間無信号部（第２の無信号部）の長さｔ4を1000ｍ秒、500ｍ秒、750ｍ秒、1250ｍ秒に切り替え、以下で説明するパラメータを算出した。なお、第２の実験において、サイクル内無信号部（第１の無信号部）の長さｔ3＝1000ｍ秒とした。

第２の実験で算出したパラメータは、本開示に係る警告信号を出力する前後の被検者の状態から覚醒の有無を割合で算出した覚醒率である。覚醒率は、心拍、脳波、被検者の運転状態を撮影した動画像を生体情報として取得、分析することで算出できる。覚醒率の算出結果を図１２に示す。覚醒率の結果から、サイクル間無信号部（第２の無信号部）の長さｔ4が500～1000ｍ秒の範囲内であれば覚醒支援効果が得られることが明らかになった。

１０ 車両用シート
１２ シート本体
２６ 眠気判定警告ＥＣＵ（警告装置）
５０ 警告デバイス
５２ 振動発生部
５４ 音声発生部
６０ 基底心拍数取得部
６２ 心拍数指標算出部
６４ 眠気判定部
６６ 警告信号出力部

Claims (9)

1. 振動発生部によって振動を発生させるための振動信号部と、音声発生部によって音声を発生させるための音声信号部と、を含み、前記振動信号部と前記音声信号部との間に無信号部が設けられた警告信号を出力する警告信号出力部を含む警告装置。
2. 前記警告信号は、前記音声信号部の振幅が前記振動信号部の振幅よりも小さい請求項１記載の警告装置。
3. 前記警告信号出力部は、前記振動信号部、前記無信号部としてのサイクル内無信号部、前記音声信号部がこの順に設けられた警告信号の１サイクルを、当該１サイクル毎に、前記無信号部としてのサイクル間無信号部を設けて所定回繰り返す警告信号を出力する請求項１または請求項２記載の警告装置。
4. 前記振動信号部は、振動信号区間と無信号区間とが交互に設けられ、前記振動信号区間の出現周期が４～６Ｈｚのうちの何れかとなるように、前記振動信号区間および前記無信号区間の長さが定められている請求項１～請求項３の何れか１項記載の警告装置。
5. 前記振動信号部を前、前記音声信号部を後とする、前記無信号部としての第１の無信号部の長さが、500～1250ｍ秒のうちの何れか、好ましくは500～1000ｍ秒のうちの何れかである請求項１～請求項４の何れか１項記載の警告装置。
6. 前記音声信号部を前、前記振動信号部を後とする、前記無信号部としての第２の無信号部の長さが、500～1000ｍ秒のうちの何れかである請求項１～請求項５の何れか１項記載の警告装置。
7. 被験者に眠気があるか否かを判定する眠気判定部をさらに含み、
   前記警告信号出力部は、前記眠気判定部によって前記被験者に眠気ありと判定された場合に前記警告信号を出力する請求項１～請求項５の何れか１項記載の警告装置。
8. 前記眠気判定部は、眠気があると判定した前記被験者について眠気レベルを判定し、
   前記警告信号出力部は、前記眠気判定部によって判定された前記被験者の眠気レベルが高くなるに従って、前記警告信号のうち少なくとも前記振動信号部の振幅を大きくする請求項７記載の警告装置。
9. 移動体の運転者が着座するシート本体と、
   請求項１～請求項８の何れか１項記載の警告装置と、
   を含む移動体用シート。

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