JP2023017639A - Control device, control method and control program - Google Patents
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Abstract
Description
本開示は、制御装置、制御方法、及び制御プログラムに関する。 The present disclosure relates to control devices, control methods, and control programs.
従来より、車両用シートに着座した乗員の姿勢を同定するために、車両用シートに生じる形状変化を検出し、当該検出結果を用いて乗員の姿勢を推定することが行われている。車両用シートに生じる形状変化を検出する側面では、車両用シートの変形を阻害せずに変形を検出することは困難である。また、金属変形等の剛体の検出に用いられる歪センサは車両用シートに利用困難なため、車両用シートの変形を検出するためには、特殊な検出装置が要求される。例えば、カメラによる物体の変位と振動を測定して、変形画像を取得し、変形量を抽出する技術が知られている(例えば、特許文献1参照)。また、光の透過量から変形量を推定する柔軟触覚センサに関する技術も知られている(例えば、特許文献2参照)。
2. Description of the Related Art Conventionally, in order to identify the posture of an occupant seated on a vehicle seat, a shape change occurring in the vehicle seat is detected, and the detection result is used to estimate the posture of the occupant. In terms of detecting a shape change that occurs in a vehicle seat, it is difficult to detect deformation without interfering with the deformation of the vehicle seat. In addition, a strain sensor used for detecting deformation of a rigid body such as metal deformation is difficult to use in a vehicle seat, so a special detection device is required to detect deformation of the vehicle seat. For example, there is known a technique of measuring the displacement and vibration of an object with a camera, obtaining a deformed image, and extracting the amount of deformation (see, for example, Patent Document 1). Also known is a technique related to a flexible tactile sensor that estimates the amount of deformation from the amount of light transmission (see
また、車両用シートに着座した乗員の姿勢を適切な状態に維持する側面では、自動車の車両用シートに着座した乗員の体圧を体圧センサにより検出し、検出された体圧に応じてシートバックやシートクッション等に設けられたサポート部材を駆動することにより、着座時の体圧分布を適切な分布状態に維持する技術が知られている(例えば、特許文献3参照)。 In terms of maintaining the posture of an occupant seated on a vehicle seat in an appropriate state, a body pressure sensor detects the body pressure of the occupant seated on the vehicle seat of a vehicle, and the seat is adjusted according to the detected body pressure. A technique is known for maintaining an appropriate distribution of body pressure when a person is seated by driving a support member provided on a back, seat cushion, or the like (see, for example, Patent Document 3).
しかしながら、上記従来技術では、車両用シートの乗員の発汗等による含水を伴う姿勢状態を推定することはできない。車両用シートの乗員の発汗等による含水を伴う姿勢状態を推定する場合、形状変化の検出と水分の検出とを独立して行わなければならず、両者を関連付けた特殊な検出装置が必要とされる。また、推定した乗員の発汗等による含水を伴う姿勢状態を示す姿勢状態情報を用いて、例えば車室内を空調する空調装置等の乗員の環境を調整する環境調整装置を制御することが考えられるが、上述の特許文献1~3に記載の技術では何ら考慮されていない。
However, in the conventional technology described above, it is not possible to estimate the posture state of the vehicle seat that accompanies water content due to sweating or the like of the occupant of the vehicle seat. When estimating the posture of a vehicle seat that accompanies water content due to perspiration of the occupant, it is necessary to detect the shape change and the water content independently, and a special detection device that associates the two is required. be. In addition, it is conceivable to control an environment adjustment device that adjusts the environment of the occupant, such as an air conditioner that air-conditions the interior of the vehicle, using posture state information that indicates the estimated posture state of the occupant with moisture due to perspiration or the like. , is not taken into consideration in the techniques described in the above-mentioned
本開示は、導電性を有する柔軟材料を備えた車両用シートの電気特性を利用して推定される、車両用シートの乗員の含水を伴う姿勢状態を示す姿勢状態情報を用いて、乗員の環境を調整することができる制御装置、制御方法、及び制御プログラムを提供することを目的とする。 The present disclosure uses posture state information that indicates the posture state of the occupant of the vehicle seat with moisture, which is estimated using the electrical characteristics of the vehicle seat that includes a flexible material having conductivity. It is an object to provide a control device, a control method, and a control program that can adjust the
上記目的を達成するために、第1態様は、
導電性を有し、かつ与えられた圧力及び水分の変化に応じて電気特性が変化する柔軟材料を備えた車両用シートの前記柔軟材料に予め定められた複数の検出点の間の電気特性を検出する検出部と、
前記柔軟材料に圧力及び水分を与えた際の時系列の電気特性と、前記柔軟材料に圧力及び水分を与える前記車両用シートの乗員の含水を伴う姿勢状態を示す姿勢状態情報とを学習用データとして用いて、前記時系列の電気特性を入力とし、前記姿勢状態情報を出力するように学習された学習モデルに対して、前記検出部で検出された時系列の電気特性を入力し、入力した時系列の電気特性に対応する前記乗員の含水を伴う姿勢状態を示す姿勢状態情報を推定する推定部と、
前記推定部により推定された姿勢状態情報を用いて、前記車両用シートの温調装置、及び前記車両用シートが設置された車室の空調装置の少なくとも一方を含む環境調整装置を制御する制御部と、
を含む制御装置である。
In order to achieve the above object, the first aspect is
A vehicle seat comprising a flexible material that is electrically conductive and whose electrical properties change in response to changes in applied pressure and moisture. a detection unit that detects
Data for learning includes time-series electrical characteristics when pressure and moisture are applied to the flexible material, and posture state information indicating a posture state of the occupant of the vehicle seat with water content that applies pressure and moisture to the flexible material. , the time-series electrical characteristics detected by the detection unit are input to a learning model that has been trained to output the posture state information using the time-series electrical characteristics as input. an estimating unit for estimating posture state information indicating a posture state of the occupant with hydration corresponding to time-series electrical characteristics;
A control unit that uses the posture state information estimated by the estimation unit to control an environment adjustment device including at least one of a temperature control device for the vehicle seat and an air conditioner for a vehicle interior in which the vehicle seat is installed. and,
is a control device including
第2態様は、第1態様の制御装置において、
前記車両用シートは、シートクッション、シートバック、ヘッドレスト、及びアームレストの少なくとも1つを含み、
前記姿勢状態は、前記車両用シートへの乗員の含水を伴う着座状態を含み、
前記制御部は、前記推定部により推定された姿勢状態情報を用いて、前記環境調整装置を制御する。
A second aspect is the control device of the first aspect,
The vehicle seat includes at least one of a seat cushion, a seat back, a headrest, and an armrest,
The posture state includes a sitting state with the occupant moistened in the vehicle seat,
The control unit controls the environment adjustment device using the posture state information estimated by the estimation unit.
第3態様は、第2態様の制御装置において、
前記乗員の含水を伴う着座姿勢状態は、前記乗員の着座状態において発汗を伴う着座状態である。
A third aspect is the control device of the second aspect,
The seated posture state in which the occupant is hydrated is a seated state in which the occupant sweats.
第4態様は、第1態様から第3態様の何れか1態様の制御装置において、
前記柔軟材料は、繊維状及び網目状の少なくとも一方の骨格を有する構造、又は内部に微小な空気泡が複数散在する構造のウレタン材の少なくとも一部に導電性が付与された材料である。
A fourth aspect is the control device according to any one aspect of the first aspect to the third aspect,
The flexible material is a urethane material having a structure having at least one of fibrous and mesh-like skeletons, or having a structure in which a plurality of fine air bubbles are scattered inside, and at least a portion of which is conductive.
第5態様は、第1態様から第4態様の何れか1態様の制御装置において、
前記学習モデルは、前記柔軟材料をリザーバとして当該リザーバを用いたリザーバコンピューティングによるネットワークを用いて学習させることで生成されたモデルを含む。
A fifth aspect is the control device according to any one aspect of the first aspect to the fourth aspect,
The learning model includes a model generated by learning using a network by reservoir computing using the flexible material as a reservoir and using the reservoir.
第6態様は、
コンピュータが
導電性を有し、かつ与えられた圧力及び水分の変化に応じて電気特性が変化する柔軟材料を備えた車両用シートの前記柔軟材料に予め定められた複数の検出点の間の電気特性を検出する検出部から前記電気特性を取得し、
前記柔軟材料に圧力及び水分を与えた際の時系列の電気特性と、前記柔軟材料に圧力及び水分を与える前記車両用シートの乗員の含水を伴う姿勢状態を示す姿勢状態情報とを学習用データとして用いて、前記時系列の電気特性を入力とし、前記姿勢状態情報を出力するように学習された学習モデルに対して、前記検出部で検出された時系列の電気特性を入力し、入力した時系列の電気特性に対応する前記乗員の含水を伴う姿勢状態を示す姿勢状態情報を推定し、
推定された姿勢状態情報を用いて、前記車両用シートの温調装置、及び前記車両用シートが設置された車室の空調装置の少なくとも一方を含む環境調整装置を制御する
推定方法である。
The sixth aspect is
A vehicle seat comprising a flexible material that is electrically conductive and whose electrical properties change in response to changes in applied pressure and moisture. Acquiring the electrical characteristics from a detection unit that detects characteristics,
Data for learning includes time-series electrical characteristics when pressure and moisture are applied to the flexible material, and posture state information indicating a posture state of the occupant of the vehicle seat with water content that applies pressure and moisture to the flexible material. , the time-series electrical characteristics detected by the detection unit are input to a learning model that has been trained to output the posture state information using the time-series electrical characteristics as input. estimating posture state information indicating the occupant's posture state with water content corresponding to the time-series electrical characteristics;
In the estimation method, an environment adjustment device including at least one of a temperature control device for the vehicle seat and an air conditioner for a vehicle interior in which the vehicle seat is installed is controlled using the estimated posture state information.
第7態様は、
コンピュータに
導電性を有し、かつ与えられた圧力及び水分の変化に応じて電気特性が変化する柔軟材料を備えた車両用シートの前記柔軟材料に予め定められた複数の検出点の間の電気特性を検出する検出部から前記電気特性を取得し、
前記柔軟材料に圧力及び水分を与えた際の時系列の電気特性と、前記柔軟材料に圧力及び水分を与える前記車両用シートの乗員の含水を伴う姿勢状態を示す姿勢状態情報とを学習用データとして用いて、前記時系列の電気特性を入力とし、前記姿勢状態情報を出力するように学習された学習モデルに対して、前記検出部で検出された時系列の電気特性を入力し、入力した時系列の電気特性に対応する前記乗員の含水を伴う姿勢状態を示す姿勢状態情報を推定し、
推定された姿勢状態情報を用いて、前記車両用シートの温調装置、及び前記車両用シートが設置された車室の空調装置の少なくとも一方を含む環境調整装置を制御する
処理を実行させるための推定プログラムである。
The seventh aspect is
A vehicle seat comprising a flexible material that is electrically conductive and whose electrical properties change in response to changes in applied pressure and moisture. Acquiring the electrical characteristics from a detection unit that detects characteristics,
Data for learning includes time-series electrical characteristics when pressure and moisture are applied to the flexible material, and posture state information indicating a posture state of the occupant of the vehicle seat with water content that applies pressure and moisture to the flexible material. , the time-series electrical characteristics detected by the detection unit are input to a learning model that has been trained to output the posture state information using the time-series electrical characteristics as input. estimating posture state information indicating the occupant's posture state with water content corresponding to the time-series electrical characteristics;
using the estimated posture state information to control an environment adjustment device including at least one of a temperature control device for the vehicle seat and an air conditioner for a vehicle interior in which the vehicle seat is installed; It is an estimation program.
本開示によれば、導電性を有する柔軟材料を備えた車両用シートの電気特性を利用して推定される、車両用シートの乗員の含水を伴う姿勢状態を示す姿勢状態情報を用いて、乗員の環境を調整することができる、という効果を有する。 According to the present disclosure, the posture state information indicating the posture state of the occupant of the vehicle seat with water content, which is estimated using the electrical characteristics of the vehicle seat provided with the flexible material having conductivity, is used to determine whether the occupant It has the effect of being able to adjust the environment of
以下、図面を参照して本開示の技術を実現する実施形態を詳細に説明する。
なお、作用、機能が同じ働きを担う構成要素及び処理には、全図面を通して同じ符合を付与し、重複する説明を適宜省略する場合がある。また、本開示は、以下の実施形態に何ら限定されるものではなく、本開示の目的の範囲内において、適宜変更を加えて実施することができる。また、本開示では、主として非線形に変形する部材に対する物理量の推定を説明するが、線形に変形する部材に対する物理量の推定に適用可能であることは言うまでもない。
Hereinafter, embodiments for implementing the technology of the present disclosure will be described in detail with reference to the drawings.
Components and processes having the same actions and functions are given the same reference numerals throughout the drawings, and overlapping descriptions may be omitted as appropriate. In addition, the present disclosure is not limited to the following embodiments, and can be implemented with appropriate modifications within the scope of the purpose of the present disclosure. In addition, although the present disclosure mainly describes the estimation of physical quantities for members that deform nonlinearly, it goes without saying that the present disclosure can be applied to the estimation of physical quantities for members that deform linearly.
本開示において「車両用シート」とは、一例として自動車等の車両の運転席、助手席、及び2列目以降の後部座席等の乗員が着座する座席であり、乗員が着座する座面部としてのシートクッション、乗員の背中を支える背もたれ部としてのシートバック、乗員の頭部を支えるヘッドレスト、及び乗員の腕を乗せるアームレストを含む概念である。「車両用シート」とは、外部力が与えられることによって少なくとも一部が撓み等のように変形可能な材料を含む概念である。外部力の一例には、車両用シートに与えられる刺激として圧力が挙げられる。「車両用シートに着座した乗員の含水を伴う姿勢状態」とは、柔軟材料が変形する柔軟材料に圧力を与えつつ、発汗等による水分を与える乗員の状態を含む概念であり、車両用シートに着座した乗員の姿勢や動き等の乗員の挙動を含む。姿勢状態は、車両用シートに乗員が着座する着座状態である。 In the present disclosure, the term "vehicle seat" refers to, for example, a seat on which an occupant sits, such as a driver's seat, a passenger's seat, and a rear seat after the second row of a vehicle such as an automobile. The concept includes a seat cushion, a seat back that supports the back of the occupant, a headrest that supports the head of the occupant, and an armrest that the arm of the occupant rests on. A "vehicle seat" is a concept that includes a material that is at least partially deformable, such as by bending, when an external force is applied. An example of an external force is pressure as a stimulus applied to a vehicle seat. "Position of a passenger seated on a vehicle seat with water" is a concept that includes the state of a passenger who gives moisture due to perspiration while applying pressure to a flexible material that deforms. Includes occupant behavior such as seated occupant posture and movement. The posture state is a sitting state in which the occupant sits on the vehicle seat.
本開示において「柔軟材料」とは、外部力が与えられることによって少なくとも一部が撓み等のように変形可能な材料を含む概念であり、ゴム材料等の柔らかい弾性体、繊維状及び網目状の少なくとも一方の骨格を有する構造体、及び内部に微小な空気泡が複数散在する構造体を含む。外部力の一例には圧力が挙げられる。繊維状及び網目状の少なくとも一方の骨格を有する構造体、及び内部に微小な空気泡が複数散在する構造体の一例には、ウレタン材などの高分子材料が挙げられる。「導電性が付与された柔軟材料」とは、導電性を有する材料を含む概念であり、導電性を付与するために導電材を柔軟材料に付与した材料、及び柔軟材料が導電性を有する材料を含む。また、導電性が付与された柔軟材料は、変形に応じて電気特性が変化する機能を有する。なお、変形に応じて電気特性が変化する機能を生じさせる物理量の一例には柔軟材料に与えられる圧力による刺激(以下、圧力刺激という。)を示す圧力値が挙げられる。柔軟材料は、乗員による着座状態等で生じる外部力、例えば圧力刺激の分布に応じて変形する。この変形に応じて変化する電気特性を表す物理量の一例には、電気抵抗値が挙げられる。また、他例には、電圧値、又は電流値が挙げられる。電気抵抗値は、柔軟材料の体積抵抗値と捉えることが可能である。 In the present disclosure, the term “flexible material” is a concept that includes materials that are at least partially deformable such as bending when an external force is applied. It includes a structure having at least one skeleton and a structure in which a plurality of fine air bubbles are scattered. An example of an external force is pressure. Examples of structures having at least one of fibrous and mesh-like skeletons and structures in which a plurality of fine air bubbles are scattered include polymeric materials such as urethane materials. The term "flexible material to which electrical conductivity is imparted" is a concept that includes materials having electrical conductivity, materials obtained by imparting electrical conductivity to a flexible material to impart electrical conductivity, and materials in which the flexible material has electrical conductivity. including. In addition, the flexible material to which electrical conductivity is imparted has the function of changing electrical properties according to deformation. An example of a physical quantity that causes a function of changing electrical properties in response to deformation is a pressure value that indicates a stimulus due to pressure applied to a flexible material (hereinafter referred to as pressure stimulus). The flexible material deforms according to the distribution of external forces, such as pressure stimuli, that occur when the occupant is seated or the like. An example of a physical quantity representing an electrical characteristic that changes according to this deformation is an electrical resistance value. Other examples include voltage values or current values. The electrical resistance value can be regarded as the volume resistance value of the flexible material.
柔軟材料は、導電性を与えることで、圧力による変形に応じた電気特性が現れる。すなわち、導電性が付与された柔軟材料は、電気経路が複雑に連携し、変形に応じて電気経路が伸縮したり膨縮したりする。また、電気経路が一時的に切断される挙動、及び以前と異なる接続が生じる挙動を示す場合もある。従って、柔軟材料は、所定距離を隔てた位置(例えば電極が配置された検出点の位置)の間では、与えられた力(例えば圧力刺激)の大きさや分布に応じて異なる電気特性を有する挙動を示す。このため、柔軟材料に与えられた力(例えば圧力刺激)の大きさや分布に応じて電気特性が変化する。なお、導電性が付与された柔軟材料を用いるため、人間等の物体によって柔軟材料に圧力が与えられる箇所の全てに電極等の検出点を設ける必要はない。柔軟材料の圧力が与えられる箇所を挟む任意の少なくとも2箇所に電極等の検出点が設けられていればよい。 By imparting electrical conductivity to the flexible material, the electrical properties appear according to deformation due to pressure. That is, in a flexible material to which electrical conductivity is imparted, electrical pathways are intricately linked, and the electrical pathways expand and contract according to deformation. It may also exhibit behavior in which the electrical path is temporarily disconnected, and behavior in which a different connection than before occurs. Therefore, the flexible material behaves differently depending on the magnitude and distribution of the applied force (e.g., pressure stimulus) between positions separated by a predetermined distance (e.g., the positions of the detection points where the electrodes are arranged). indicates Therefore, the electrical properties change according to the magnitude and distribution of force (for example, pressure stimulus) applied to the flexible material. Since a conductive flexible material is used, it is not necessary to provide detection points such as electrodes at all locations where pressure is applied to the flexible material by an object such as a person. It is sufficient that detection points such as electrodes are provided at at least two arbitrary locations sandwiching the location where pressure is applied to the flexible material.
また、柔軟材料の変形に応じて変化する電気特性は、乗員の発汗等によって与えられる水分(含水量)の影響を受ける。乗員の含水を伴う姿勢状態に対応する電気特性を表す物理量(電気抵抗値)は、乗員の含水を伴わない姿勢状態に対応する電気特性を表す物理量(電気抵抗値)から変化する。つまり、柔軟材料は、乗員が同一の姿勢状態であっても含水量に応じて電気特性が異なるため、乗員の発汗等の含水の有無の判別が可能である。また、乗員が乗り物酔いした場合、発汗することが知られている。従って、乗員の発汗の程度によって乗り物酔いの有無の判別が可能である。 Also, the electrical properties that change according to the deformation of the flexible material are affected by moisture (moisture content) given by perspiration of the occupant. The physical quantity (electrical resistance value) representing the electrical characteristics corresponding to the posture state of the occupant with water content varies from the physical quantity (electrical resistance value) representing the electrical characteristics corresponding to the posture state of the occupant without water content. In other words, even if the occupant is in the same posture, the flexible material has different electrical characteristics depending on the water content, so it is possible to determine whether or not the occupant is perspiring. In addition, it is known that passengers sweat when they get motion sickness. Therefore, it is possible to determine the presence or absence of motion sickness based on the degree of perspiration of the occupant.
本開示の制御装置は、学習済みの学習モデルを用いて、車両用シートに備えられた導電性を有する柔軟材料における電気特性から車両用シートに着座した乗員の含水を伴う姿勢状態を推定し、推定された姿勢状態情報を用いて、車両用シートの温調装置、及び車両用シートが設置された車室の空調装置の少なくとも一方を含む環境調整装置を制御する。含水を伴う姿勢状態とは、例えば発汗を伴う姿勢状態、乗員の体及び衣服の少なくとも一方が濡れていることによる含水を伴う姿勢状態等が含まれる。また、発汗を伴う姿勢状態には、乗り物酔いを伴う姿勢状態が含まれる。柔軟材料は、車両用シートに配置することが可能である。学習モデルは、導電性を有する柔軟材料に圧力及び水分を与えた際の時系列の電気特性と、その柔軟材料に圧力及び水分を与える車両用シートに着座した乗員の含水を伴う姿勢状態を示す姿勢状態情報とを学習用データとして用いる。学習モデルは、時系列の電気特性を入力とし、その時系列の電気特性に対応する車両用シートに着座した乗員の含水を伴う姿勢状態を示す姿勢状態情報を出力するように学習される。 The control device of the present disclosure uses a learned learning model to estimate the posture state of an occupant seated on the vehicle seat with water content from the electrical properties of the conductive flexible material provided on the vehicle seat, Using the estimated posture state information, an environment adjusting device including at least one of a temperature adjusting device for the vehicle seat and an air conditioning device for the passenger compartment in which the vehicle seat is installed is controlled. The posture state accompanied by water content includes, for example, a posture state accompanied by perspiration, a posture state accompanied by water content due to at least one of the occupant's body and clothes being wet, and the like. Moreover, the posture state accompanied by sweating includes a posture state accompanied by motion sickness. The flexible material can be placed on the vehicle seat. The learning model shows time-series electrical characteristics when pressure and moisture are applied to a conductive flexible material, and the posture of an occupant sitting in a vehicle seat that applies pressure and moisture to the flexible material. Posture state information is used as learning data. The learning model receives time-series electrical characteristics as an input, and is trained to output posture state information indicating the posture state of the occupant seated in the vehicle seat, which corresponds to the time-series electrical characteristics, and which is accompanied by water content.
以下の説明では、車両用シートとして、導電性を有する柔軟材料としてウレタン部材の全部または少なくとも一部に導電材料を浸潤又は配合したシート部材(以下、導電性ウレタンという。)が配置された車両用シートを適用した場合を説明する。なお、導電性ウレタンは、シートクッション、シートバック、ヘッドレスト、及びアームレストの少なくとも1つに設けられる。また、導電性ウレタンは、シートクッション、シートバック、ヘッドレスト、及びアームレストに個別に設けられても良く、一体的に設けられても良い。すなわち、導電性ウレタンは、車両用シートに乗員が着座したときに接触する範囲のうちの少なくとも一部の範囲に少なくとも1つ以上設けられる。導電性ウレタンの厚みは、例えば1mm以上であることが好ましい。また、導電性ウレタンの体積抵抗値は、例えば107Ω・cm以下であることが好ましい。また、導電性ウレタンを変形させる物理量としては車両用シートに与えられる、水分を含む圧力刺激を示す値(以下、水分圧力値という。)を適用する。この場合の水分圧力値は、車両用シートの乗員の発汗等による含水を伴う姿勢状態によって発生する。なお、本実施形態では、姿勢状態としては車両用シートに着座した乗員の発汗を伴う着座状態を適用する。また、水分を含む圧力刺激に応じて変化する物理量としては、導電性ウレタンの電気抵抗値を適用した場合を説明する。 In the following description, as a vehicle seat, a seat member (hereinafter referred to as conductive urethane) in which a conductive material is infiltrated or blended in all or at least a part of a urethane member as a flexible material having conductivity is arranged. A case where a sheet is applied will be described. The conductive urethane is provided on at least one of the seat cushion, seat back, headrest, and armrest. Also, the conductive urethane may be individually provided on the seat cushion, the seat back, the headrest, and the armrest, or may be provided integrally. That is, at least one or more conductive urethanes are provided in at least a part of the contact area when the passenger sits on the vehicle seat. The thickness of the conductive urethane is preferably 1 mm or more, for example. Moreover, the volume resistivity of the conductive urethane is preferably 10 7 Ω·cm or less, for example. As a physical quantity for deforming the conductive urethane, a value indicating a pressure stimulus including water applied to the vehicle seat (hereinafter referred to as a water pressure value) is applied. In this case, the moisture pressure value is generated depending on the posture of the occupant in the vehicle seat, which is accompanied by moisture due to sweating or the like. In this embodiment, as the posture state, a seated state accompanied by perspiration of a passenger seated on a vehicle seat is applied. Also, a case where the electrical resistance value of conductive urethane is applied as a physical quantity that changes in response to a pressure stimulus containing moisture will be described.
図1に、本開示の制御装置1の構成の一例を示す。
FIG. 1 shows an example of the configuration of the
制御装置1における推定処理は、学習済みの学習モデル51を用いて、未知の車両用シートに着座した乗員の含水を伴う姿勢状態として、車両用シート2に着座した乗員OPの姿勢や動きに関係する乗員の着座状態を推定し、出力する。これにより、特殊な装置や大型の装置を用いたり車両用シート2に含まれる柔軟材料の変形を直接計測することなく、車両用シート2に着座した乗員の含水を伴う姿勢状態を同定することが可能となる。学習モデル51は、車両用シート2への乗員の含水を伴う姿勢状態(例えば、着座状態値)をラベルとし、当該姿勢状態における車両用シート2の電気特性(すなわち、車両用シート2に配置された導電性ウレタンの電気抵抗値)を入力として学習される。学習モデル51の学習については後述する。
The estimation processing in the
制御装置1における制御部7は、上記推定処理で出力した姿勢状態情報を用いて、乗員OPの環境を調整するための環境調整装置8を制御する。ここで、乗員OPの環境を調整するとは、乗員OP付近の温度及び湿度の少なくとも一方を調整することをいう。環境調整装置8は、車両用シート2の温調装置8A及び車室の空調装置8Bを含む。なお、環境調整装置8は、温調装置8A及び空調装置8Bの何れか一方を備えた構成としてもよい。温調装置8Aは、車両用シート2に着座した乗員OP付近の温度及び湿度の少なくとも一方を調節するための装置であり、例えば車両用シート2を冷却するためのシートクーラー及び車両用シート2を暖めるためのシートヒータの少なくとも一方を含む。
The
シートクーラーは、例えば風量レベルを可変としたファン(図示省略)を車両用シート2に組み込み、ファンを回転させて乗員OPに向けて冷却した風を送風することにより乗員OP付近の温度及び湿度の少なくとも一方を調整する。冷却風を送風することにより、車両用シート2の温度上昇を抑制し、例えば発汗によって生じる湿気も除去可能である。なお、シートクーラーは、ファンを逆回転させて吸気することにより、乗員OP付近の温度及び湿度の少なくとも一方を調整する構成でもよい。また、シートクーラーは、水等の冷媒を循環させる方式でもよく、その他の公知の手法を用いて実現してもよい。
The seat cooler, for example, incorporates a fan (not shown) with a variable air volume level into the
シートヒータは、例えばファンを車両用シート2に組み込み、乗員OPに向けて暖めた風を送風することにより乗員OP付近の温度及び湿度の少なくとも一方を調整する。なお、シートヒータは、例えば電熱線を車両用シート2に組み込み、電熱線に電流を流すことにより発熱させて車両用シート2を暖めることにより乗員OP付近の温度及び湿度の少なくとも一方を調整する構成でもよい。
The seat heater adjusts at least one of the temperature and humidity around the occupant OP by, for example, incorporating a fan into the
空調装置8Bは、車両用シート2が設置された車室内の温度及び湿度の少なくとも一方を調節するための装置であり、ファン(図示省略)を回転させて冷却された風又は暖められた風を車室内に送風することにより、車室内を冷却又は暖める。また、空調装置8Bは、除湿機能を備えており、設定された温度及び湿度になるように制御される。
The
制御部7は、乗員OPの姿勢状態が発汗を伴う姿勢状態であると推定された場合には、例えば乗員OP付近の温度が低下するように、温調装置8A及び空調装置8Bの少なくとも一方を作動させる。これにより、車両用シート2の温度上昇が抑制され、発汗によって生じる湿気も除去される。つまり、車両用シート2に乗員OPが着座した状態における発汗が抑制され、快適な着座状態を得ることができる。
When the posture state of the occupant OP is estimated to be accompanied by sweating, the
温調装置8Aにより乗員OPの環境を調整する場合、例えば、発汗を伴う姿勢状態情報と、温調装置8Aのファンの風量レベル(例えば、強、中、弱等)とを対応付けたデータテーブルを予め記憶しておき、推定された発汗を伴う姿勢状態に応じた風量レベルで温調装置8Aのファンを作動させる。
When the environment of the occupant OP is adjusted by the
また、空調装置8Bにより乗員OPの環境を調整する場合、発汗を伴う姿勢状態情報と、空調装置8Bの設定温度及び設定湿度の各々とを対応付けたデータテーブルを予め記憶しておき、推定された発汗を伴う姿勢状態に応じた設定温度及び設定湿度で空調装置8Bを作動させる。例えば、車両用シート2に着座した乗員OPの姿勢状態が発汗を伴う姿勢状態であると推定された場合には、空調装置8Bを動作させる制御を行い、車室内の温度及び湿度を下げるようにする。但し、車室内の温度が比較的高く、湿度が適切な範囲である場合には、車室内の温度のみを下げるようにしてもよい。また、車室内の温度が適切な範囲であり、湿度が比較的高い場合には、車室内の湿度のみを下げるようにしてもよい。この制御により、着座時における発汗が抑制され、快適な着座状態を得ることができる。
Further, when the environment of the occupant OP is adjusted by the
また、推定された発汗を伴う姿勢状態が、乗り物酔いを伴う姿勢状態である場合には、制御部7は、乗り物酔いの状態であることを報知するメッセージが車両に設けられたスピーカーから出力されるように制御してもよい。
Further, when the estimated posture state accompanied by sweating is a posture state accompanied by motion sickness, the
本実施形態では、例えば、車両用シート2は、シートクッション21A、シートバック21B、及びヘッドレスト21Cを含んで構成される。そして、シートクッション21Aに導電性ウレタン22Aが、シートバック21Bに導電性ウレタン22Bが、ヘッドレスト21Cに導電性ウレタン22Cが配置されて構成される。導電性ウレタン22A、22B、22Cは、検出部の一例である電気特性検出部76(図3参照)に接続されている。なお、導電性ウレタン22A、22B、22Cは同じ導電性ウレタンで構成される。以下では、シートクッション21A、シートバック21B、及びヘッドレスト21Cを一体とみなしてシート21と称する。また、導電性ウレタン22A、22B、22Cを一体とみなして導電性ウレタン22と称する。なお、導電性ウレタン22は、導電材料を内添と含浸との何れかの方法で形成することが想定されるが、含浸によるものが、内添によるものより導電性が高く望ましい。
In this embodiment, for example, the
導電性ウレタン22が配置されたシート21により構成される車両用シート2は、検出部として機能する。導電性ウレタン22は、図2に示すように、シート21の少なくとも一部に配置すればよく、内部に配置してもよいし外部に配置してもよい。なお、図2では、説明を簡単にするために車両用シート2を単純な平面形状で表している。具体的な一例には、車両用シート2のA-A断面をシート断面2-1として示すように、シート21の内部を全て導電性ウレタン22で構成しても良い。また、シート断面2-2に示すように、シート21の内部における乗員側(表面側)に導電性ウレタン22を形成しても良く、シート断面2-3に示すように、シート21の内部における乗員側とは反対側(裏面側)に導電性ウレタン22を形成しても良い。さらに、シート断面2-4に示すように、シート21の内部に導電性ウレタン22を形成しても良い。
The
また、シート断面2-5に示すように、シート21の乗員側(表面側)の外側に導電性ウレタン22を配置しても良く、シート断面2-6に示すように、乗員側とは反対側(裏面側)の外部に導電性ウレタン22を配置しても良い。導電性ウレタン22をシート21の外部に配置する場合、導電性ウレタン22とシート21とを積層するのみでもよく、導電性ウレタン22とシート21とを接着等により一体化してもよい。なお、導電性ウレタン22をシート21の外部に配置する場合であっても、導電性ウレタン22が導電性を有するウレタン部材であるため、シート21の柔軟性は阻害されない。
Further, as shown in the seat section 2-5, the
以降では、説明を簡単にするため、シート21の乗員側(表面側)の外側に導電性ウレタン22を配置して車両用シート2を形成する一例を説明する(シート断面2-5)。
To simplify the explanation, an example of forming the
本実施形態では、図3に示すように、距離を隔てて配置された複数(図3では2個)の検出点75からの信号によって、導電性ウレタン22の電気特性(すなわち、電気抵抗値である体積抵抗値)を検出することが可能である。図3に示す例では、導電性ウレタン22上で距離を隔てて対角位置に配置された複数の検出点75からの信号により電気抵抗値を検出する第1の検出セット#1が示されている。なお、複数の検出点75の配置は、図3に示す位置に限定されるものではなく、導電性ウレタン22の電気特性を検出可能な位置であれば何れの位置でもよい。なお、導電性ウレタン22の電気特性は、電気特性(すなわち、電気抵抗値である体積抵抗値)の検出する電気特性検出部76を検出点75に接続し、その出力を用いればよい。
In this embodiment, as shown in FIG. 3, signals from a plurality of (two in FIG. 3) detection points 75 arranged at a distance are used to determine the electrical properties (that is, the electrical resistance value) of the
上述した姿勢状態は、車両用シート2に対する乗員の含水を伴う付勢を示す付勢状態を含む。付勢状態は、乗員の含水を伴う姿勢状態のうち、車両用シート2に対する乗員の付勢を示す状態である。例えば、導電性ウレタン22を備えたシート21で構成される車両用シート2において検出される電気抵抗値は、車両用シート2に水分を含む圧力刺激が与えられた際の導電性ウレタン22の変形によって、少なくとも水分を含む圧力刺激が与えられる前後で変化する。従って、車両用シート2に対する水分を含む圧力刺激を伴う乗員の付勢の前後で、電気抵抗値が変化する。よって、時系列の電気抵抗値の検出、すなわち、車両用シート2に水分を含む圧力刺激が与えられていない状態からの電気抵抗値の変化を検出(例えば予め定めた閾値を超えた電気抵抗値を検出)することで、車両用シート2に対する乗員の付勢を検出することが可能となる。具体的には、車両用シート2に対する乗員の含水を伴う付勢を示す付勢状態は、車両用シート2に対する乗員の接触であっても水分を含む圧力刺激を伴うため、接触状態を含む。よって、車両用シート2に導電性ウレタン22を配置することで、車両用シート2に対する乗員の接触を検出可能となる。また、車両用シート2に与えられた水分を含む圧力刺激の位置や分布、及び大きさの何れか1つが変化しても電気抵抗値は変化する。従って、時系列に変化した電気抵抗値から、車両用シート2に対する乗員の接触位置を含む接触状態を検出することも不可能ではない。
The posture state described above includes an urging state indicating the urging of the occupant against the
なお、付勢状態は、車両用シート2への乗員の着座を示す着座状態である。すなわち、着座状態は、水分を含む圧力刺激の位置や分布、及び大きさにより同定可能であって、時系列に変化した電気抵抗値から、着座開始を含む着座状態を検出することも不可能ではない。
It should be noted that the biased state is a seated state indicating that an occupant is seated on the
なお、導電性ウレタン22の電気特性の検出精度を向上するため、図3に示す検出点(2個)より多くの検出点を用いてもよい。
In order to improve the detection accuracy of the electrical characteristics of the
一例としては、各々検出点が配置された複数の導電性ウレタン片からなる列を1列または複数列並べて導電性ウレタン22を形成し、複数の導電性ウレタン片毎に電気特性を検出してもよい。例えば、導電性ウレタン片23(図4)を、配列して導電性ウレタン22を構成してもよい(図5、図6)。図4に示す例は、距離を隔てて対角位置に配置された検出点75Aからの信号により電気抵抗値を検出する第1の検出セット#1と、他の対角位置に配列された検出点75Bからの信号により電気抵抗値を検出する第2の検出セット#2とを示している。また、図5に示す例では、導電性ウレタン片23(図4)を、シート21の長手方向に配列(4x1)して導電性ウレタン22を構成し、順に、第1の検出セット#1から第8の検出セット#8を構成することを示している。さらに、図6に示す例では、導電性ウレタン片23(図4)において各々第1の検出セット#1を採用し、シート21の長手方向及び幅方向に配列(4x2)して導電性ウレタン22を構成し、第1の検出セット#1から第8の検出セット#8を構成することを示している。また、図16に示すように、シートバック21Bの上部から下部、シートクッション21Aの座面の奥から手前にかけて8個の検出セット#1~#8が設けられた導電性ウレタン22を用いてシート21を構成してもよい。
As an example, the
また、他例としては、導電性ウレタン22上における検出範囲を分割して分割した検出範囲毎に検出点を設けて検出範囲毎に電気特性を検出してもよい。例えば、図5及び図6に示す導電性ウレタン片23の大きさに相当する領域を検出範囲として導電性ウレタン22に設定し、設定した検出範囲毎に検出点を配置して、検出範囲毎に電気特性を検出すればよい。
As another example, the detection range on the
図1に示すように、制御装置1は、推定部5を備えている。推定部5には、導電性ウレタン22における電気抵抗の大きさ(電気抵抗値)を表す時系列の入力データ4が入力される。入力データ4は、車両用シート2に着座した乗員の含水を伴う姿勢や動き等の乗員の挙動を示す乗員の含水を伴う着座状態3に対応する。また、推定部5は、推定結果として車両用シート2に着座した乗員の含水を伴う着座状態を示す物理量(着座状態値)を表す出力データ6を出力する。なお、推定部5は、学習済みの学習モデル51を含む。
As shown in FIG. 1 , the
学習モデル51は、乗員の含水を伴う着座状態3に応じた水分を含む圧力刺激により変化する導電性ウレタン22の電気抵抗(入力データ4)から、乗員の含水を伴う着座状態、すなわち車両用シート2に着座した乗員の含水を伴う姿勢や動き等の乗員の挙動を示す乗員の着座状態(出力データ6)を導出する学習を済ませたモデルである。学習モデル51は、例えば、学習済みのニューラルネットワークを規定するモデルであり、ニューラルネットワークを構成するノード(ニューロン)同士の間の結合の重み(強度)の情報の集合として表現される。
The
学習モデル51は、学習処理部52(図7)の学習処理により生成される。学習処理部52は、乗員の含水を伴う着座状態3により生じる水分を含む圧力刺激で変化する導電性ウレタン22における電気特性(入力データ4)を用いて学習処理を行う。すなわち、乗員の含水を伴う着座状態3をラベルとして導電性ウレタン22における電気抵抗を時系列に測定した大量のデータを学習データとする。具体的には、学習データは、電気抵抗値(入力データ4)を含んだ入力データと、その入力データに対応する乗員の含水を伴う着座状態3を示す情報(出力データ6)と、のセットを大量に含む。ここでは、導電性ウレタン22の電気抵抗値(入力データ4)の各々に測定時刻を示す情報を付与することで時系列情報が対応付けられる。この場合、乗員の含水を伴う着座状態3として定まる期間について、導電性ウレタン22における時系列な電気抵抗値のセットに測定時刻を示す情報を付与して時系列情報を対応付けてもよい。
The
次に、学習処理部52について説明する。
学習処理部52が行う学習処理では、上述した導電性ウレタン22が配置されたシート21により構成される車両用シート2が検出部として適用され、乗員の含水を伴う着座状態3、及び導電性ウレタン22による電気抵抗値(入力データ4)が学習データとして用いられる。例えば、乗員OPに、車両用シート2上で所定の含水を伴う姿勢や動き等の挙動を示す着座状態を維持または動作を指示し、そのときの電気抵抗値を検出して、含水を伴う着座状態と対応付けて学習データとする。また、学習時には、様々な含水パターンを、水分の噴霧等によって再現すればよい。
Next, the
In the learning process performed by the
なお、着座状態は、時系列な乗員の挙動を示す状態を含む。この時系列な乗員の挙動を示す状態は、車両用シート2上において動きが安定した乗員の含水を伴う姿勢による静的状態、及び車両用シート2上で時系列に変化する複数の含水を伴う姿勢や動きによる動的状態を含む。また、電気特性(すなわち、電気抵抗値である体積抵抗値)は、電気特性検出部76(図3)を検出点75に接続して検出すればよい。
In addition, the seated state includes a state indicating the behavior of the occupant in chronological order. The state indicating the behavior of the occupant in this time series includes a static state due to the occupant's posture accompanied by water content in which the movement is stable on the
具体的には、学習処理部52は、図示しないCPUを含むコンピュータを含んで構成可能であり、学習データ収集処理及び学習処理を実行する。図8に、図示しないCPUが実行する学習データ収集処理の一例を示す。学習処理部52は、ステップS100で、車両用シート2(導電性ウレタン22)における含水を伴う着座状態を乗員OPに指示し、ステップS102で、含水を伴う着座状態に応じた水分を含む圧力刺激により変化する電気抵抗値を時系列に取得する。次のステップS104では、取得した時系列の電気抵抗値に含水を伴う着座状態3をラベルとして付与して、記憶する。学習処理部52は、これら着座者の含水を伴う着座状態3、及び導電性ウレタン22の電気抵抗値のセットが予め定めた所定数、又は予め定めた所定時間に達するまで(ステップS106で、肯定判断されるまで否定判断し)、上記処理を繰り返す。これにより、学習処理部52は、乗員の含水を伴う着座状態毎に、導電性ウレタン22における電気抵抗値を時系列に取得し、記憶することが可能となり、記憶された乗員の含水を伴う着座状態毎の時系列な導電性ウレタン22の電気抵抗値のセットが学習データとなる。
Specifically, the
ところで、乗員OPの含水を伴う着座状態(姿勢)は、車両用シート2に対する乗員OPの各部位の相対的な位置関係、各部位による水分を含む圧力刺激の分布、大きさ、及び頻度等の各物理量の変化や維持等の少なくとも一部により同定可能である。従って、これら時系列の物理量の一部には、乗員OPの含水を伴う着座状態(姿勢)を示す特徴を含むと考えられる。本実施形態では、導電性ウレタン22を用いることで、これらの物理量が反映された電気特性(体積抵抗)を時系列に検出することが可能である。
By the way, the sitting state (posture) of the occupant OP with water content is determined by the relative positional relationship of each part of the occupant OP with respect to the
図9に、導電性ウレタン22が配置されたシート21により構成される車両用シート2における電気特性の一例を示す。図9の例は、導電性ウレタン22に水を噴霧した場合に電気特性(抵抗値)が時系列に変化する様子を示している。
FIG. 9 shows an example of the electrical characteristics of the
図10に、導電性ウレタン22が配置されたシート21により構成される車両用シート2における電気特性の別の例を示す。図10の例は、図9の例と同様に、導電性ウレタン22に水を噴霧した場合に電気特性(抵抗値)が時系列に変化する様子を示している。10(B)は図10(A)のX部を拡大した図であり、図10(C)は図10(A)のY部を拡大した図である。
FIG. 10 shows another example of the electrical characteristics of the
図9及び図10に示すように、導電性ウレタン22の含水量により導電性ウレタン22による電気特性が変化し、含水量が反映されていることからも、導電性ウレタン22の含水量に応じて時系列に変化する電気抵抗値から乗員の含水を伴う姿勢状態を推定可能であることを確認できる。すなわち、発汗等の様々な含水を伴う姿勢状態であっても、各々が学習された学習モデル51を用いることで、乗員の含水を伴う姿勢状態に関する結果が分離可能であり、乗員の含水を伴う姿勢状態を判別することが可能となる。
As shown in FIGS. 9 and 10, the electrical properties of the
指示した含水を伴う着座状態に応じて乗員OPが姿勢を変更することによって車両用シート2への水分を含む圧力刺激が変化し、その水分を含む圧力刺激の変化に対応する電気特性を時系列に取得することで、着座者の含水を伴う着座状態(姿勢状態)に時系列の電気特性を対応付けて記憶することが可能となる。当該時系列の電気特性および指示した含水を伴う着座状態を示す着座状態値とのセットが学習データとなる。
When the occupant OP changes his or her posture in accordance with the instructed sitting state with water content, the pressure stimulus containing water to the
次に、上述した学習データの一例を次に表で示す。表1は、含水を伴う着座状態に関する学習データとして、時系列の電気抵抗値データ(r)と着座状態値とを対応付けた静的状態のデータの一例である。
次に、学習処理部52における学習処理について説明する。図11は、学習処理において学習処理部52の図示しないCPUにおける機能を示す図である。
学習処理部52の図示しないCPUは、生成器54及び演算器56の機能部を含む。生成器54は、入力である時系列に取得された電気抵抗値の前後関係を考慮して出力を生成する機能を有する。
Next, learning processing in the
A CPU (not shown) of the
また、学習処理部52は、学習用データとして、上述した入力データ4(電気抵抗値)と、導電性ウレタン22に水分を含む圧力刺激を与えた乗員の含水を伴う着座状態3である出力データ6とのセットを多数保持している。
In addition, the
生成器54は、入力層540、中間層542、および出力層544を含んで、公知のニューラルネットワーク(NN:Neural Network)を構成する。ニューラルネットワーク自体は公知の技術であるため詳細な説明は省略するが、中間層542は、ノード間結合およびフィードバック結合を有するノード群(ニューロン群)を多数含む。その中間層542には、入力層540からのデータが入力され、中間層542の演算結果のデータは、出力層544へ出力される。
The
生成器54は、入力された入力データ4(電気抵抗)から乗員の含水を伴う着座状態を表す生成出力データ6Aを生成するニューラルネットワークである。生成出力データ6Aは、入力データ4(電気抵抗)から導電性ウレタン22に水分を含む圧力刺激が与えられた乗員の含水を伴う着座状態を推定したデータである。生成器54は、時系列に入力された入力データ4(電気抵抗)から、乗員の含水を伴う着座状態に近い状態を示す生成出力データを生成する。生成器54は、多数の入力データ4(電気抵抗)を用いて学習することで、車両用シート2すなわち導電性ウレタン22に水分を含む圧力刺激が与えられた乗員の含水を伴う着座状態に近い生成出力データ6Aを生成できるようになる。他の側面では、時系列に入力された入力データ4である電気特性をパターンとして捉え、当該パターンを学習することで、車両用シート2すなわち導電性ウレタン22に水分を含む圧力刺激が与えられた乗員の含水を伴う着座状態に近い生成出力データ6Aを生成できるようになる。
The
演算器56は、生成出力データ6Aと、学習データの出力データ6とを比較し、その比較結果の誤差を演算する演算器である。学習処理部52は、生成出力データ6A、および学習データの出力データ6を演算器56に入力する。これに応じて、演算器56は、生成出力データ6Aと、学習データの出力データ6との誤差を演算し、その演算結果を示す信号を出力する。
The
学習処理部52は、演算器56で演算された誤差に基づいて、ノード間の結合の重みパラメータをチューニングする、生成器54の学習を行う。具体的には、生成器54における入力層540と中間層542とのノード間の結合の重みパラメータ、中間層542内のノード間の結合の重みパラメータ、および中間層542と出力層544とのノード間の結合の重みパラメータの各々を例えば勾配降下法や誤差逆伝搬法等の手法を用いて、生成器54にフィードバックする。すなわち、学習データの出力データ6を目標として、生成出力データ6Aと学習データの出力データ6との誤差を最小化するように全てのノード間の結合を最適化する。
The
学習モデル51は、学習処理部52の学習処理により生成される。学習モデル51は、学習処理部52による学習結果のノード間の結合の重みパラメータ(重み又は強度)の情報の集合として表現される。
The
図12に学習処理の流れの一例を示す。学習処理部52は、ステップS110で、時系列に測定した結果の学習データである、乗員OPの含水を伴う着座状態を示す情報をラベルとした入力データ4(電気抵抗)を取得する。学習処理部52は、ステップS112で、時系列に測定した結果の学習データを用いて学習モデル51を生成する。すなわち、上記のようにして多数の学習データを用いて学習した学習結果のノード間の結合の重みパラメータ(重み又は強度)の情報の集合を得る。そして、ステップS114で、学習結果のノード間の結合の重みパラメータ(重み又は強度)の情報の集合として表現されるデータを学習モデル51として記憶する。
FIG. 12 shows an example of the flow of learning processing. In step S110, the
なお、生成器54は、時系列入力の前後関係を考慮して出力を生成する機能を有する再帰型ニューラルネットワークを用いてもよく、他の手法を用いてもよい。
Note that the
そして、上記制御装置1では、以上に例示した手法により生成した学習済みの生成器54(すなわち、学習結果のノード間の結合の重みパラメータの情報の集合として表現されるデータ)を学習モデル51として用いる。十分に学習した学習モデル51を用いれば、車両用シート2、すなわち導電性ウレタン22における時系列な電気抵抗値から乗員の含水を伴う着座状態を同定することは可能である。
In the
なお、学習処理部52による処理は、例えば、制御装置1とは異なる外部の学習モデル生成装置(図示省略)によって実行される。制御装置1は、推定部5及び制御部7を含む。含水を伴う着座状態3を示す情報である出力データ6は、本開示の姿勢状態情報の一例である。
Note that the processing by the
ところで、上述したように、導電性ウレタン22は、上述したように電気経路が複雑に連携し、変形に応じた電気経路の伸縮、膨縮、一時的な切断、及び新たな接続が生じる等の挙動を示し、結果的に、与えられた力(例えば水分を含む圧力刺激)に応じて異なる電気特性を有する挙動を示す。このことは、導電性ウレタン22を、導電性ウレタン22の変形に関するデータを貯留するリザーバとして扱うことが可能である。すなわち、制御装置1は、物理的なリザーバコンピューティング(PRC:Physical Reservoir Computing)と呼ばれるネットワークモデル(以下、PRCNという。)に、導電性ウレタン22を適用することが可能である。PRCおよびPRCN自体は公知の技術であるため、詳細な説明を省略するが、すなわち、PRC、及びPRCNは、導電性ウレタン22の変形に関する情報の推定に好適に適用可能である。
By the way, as described above, in the
図13に、導電性ウレタン22を含む車両用シート2を、導電性ウレタン22を含む車両用シート2の変形に関するデータを貯留するリザーバとして扱って学習する学習処理部52の一例を示す。導電性ウレタン22は、多様な水分を含む圧力刺激の各々に応じた電気特性(電気抵抗値)となり、電気抵抗値を入力する入力層として機能し、また、導電性ウレタン22の変形に関するデータを貯留するリザーバ層として機能する。導電性ウレタン22は、乗員の含水を伴う着座状態3により与えられた水分を含む圧力刺激に応じて異なる電気特性(入力データ4)を出力するので、推定層で、導電性ウレタン22の電気抵抗値から与えられた水分を含む圧力刺激3(押圧部材の形状)を推定することが可能である。従って、学習処理では、推定層を学習すればよい。
FIG. 13 shows an example of the
上述の制御装置1は、例えば、コンピュータに上述の各機能を表すプログラムを実行させることにより実現可能である。
The
図14に、制御装置1の各種機能を実現する処理を実行する実行装置としてコンピュータを含んで構成した場合の一例を示す。
FIG. 14 shows an example of a configuration in which a computer is included as an execution device that executes processing for realizing various functions of the
制御装置1として機能するコンピュータは、図14に示すコンピュータ本体100を備えている。コンピュータ本体100は、CPU102、揮発性メモリ等のRAM104、ROM106、ハードディスク装置(HDD)等の補助記憶装置108、及び入出力インターフェース(I/O)110を備えている。これらのCPU102、RAM104、ROM106、補助記憶装置108、及び入出力I/O110は、相互にデータ及びコマンドを授受可能にバス112を介して接続された構成である。また、入出力I/O110には、外部装置と通信するための通信部114、及びディスプレイやキーボード等の操作表示部116が接続されている。通信部114は、導電性ウレタン22を含む車両用シート2との間で、入力データ4(電気抵抗)を取得する。すなわち、通信部114は、検出部である、導電性ウレタン22が配置された車両用シート2を含み、導電性ウレタン22における検出点75に接続された電気特性検出部76から入力データ4(電気抵抗)を取得することが可能である。
A computer functioning as the
補助記憶装置108には、コンピュータ本体100を本開示の制御装置の一例として制御装置1として機能させるための制御プログラム108Pが記憶される。CPU102は、制御プログラム108Pを補助記憶装置108から読み出してRAM104に展開して処理を実行する。これにより、制御プログラム108Pを実行したコンピュータ本体100は、本開示の制御装置の一例として制御装置1として動作する。
The
なお、補助記憶装置108には、学習モデル51を含む学習モデル108M、及び各種データを含むデータ108Dが記憶される。制御プログラム108Pは、CD-ROM等の記録媒体により提供するようにしても良い。
The
次に、コンピュータにより実現された制御装置1における推定処理について説明する。
Next, the estimation processing in the
図15に、コンピュータ本体100において、実行される制御プログラム108Pによる推定・制御処理の流れの一例を示す。
図15に示す推定・制御処理は、コンピュータ本体100が電源投入されると、CPU102により実行される。すなわち、CPU102は、制御プログラム108Pを補助記憶装置108から読み出し、RAM104に展開して処理を実行する。
FIG. 15 shows an example of the flow of estimation/control processing by the
The estimation/control processing shown in FIG. 15 is executed by the
まず、CPU102は、ステップS200で、補助記憶装置108の学習モデル108Mから学習モデル51を読み出し、RAM104に展開することで、学習モデル51を取得する。具体的には、学習モデル51として表現された重みパラメータによるノード間の結合となるネットワークモデル(図9、図11参照)を、RAM104に展開する。よって、重みパラメータによるノード間の結合が実現された学習モデル51が構築される。
First, in step S200, the
次に、CPU102は、ステップS202で、導電性ウレタン22に与えられた水分を含む圧力刺激による押圧部材の形状を推定する対象となる未知の入力データ4(電気抵抗)を、通信部114を介して時系列に取得する。
Next, in step S202, the
次に、CPU102は、ステップS204で、ステップS200で取得した学習モデル51を用いて、ステップS202において取得した入力データ4(電気抵抗)に対応する出力データ6(未知の含水を伴う着座状態)を推定する。
Next, in step S204, the
そして、次のステップS206で、推定結果の出力データ6(乗員の含水を伴う着座状態)を、補助記憶装置108に出力する。
Then, in the next step S206, the output data 6 (occupant's seated state with water content) of the estimation result is output to the
そして、CPU102は、ステップS208で、推定結果の出力データ6を用いて、乗員OP付近の環境を調整する環境調整制御を実行する。すなわち、例えば乗員OPの姿勢状態が発汗を伴う姿勢状態であると推定された場合には、乗員OP付近の温度が低下するように、温調装置8A及び空調装置8Bの少なくとも一方を作動させる。具体的には、例えば推定された発汗を伴う姿勢状態に応じた風量レベルで温調装置8Aのファンを作動させる。また、例えば空調装置8Bの設定温度及び設定湿度を現在の車室内の温度及び湿度よりも低い温度及び低い湿度に設定して車室内を空調する。このような環境調整制御により、着座時における発汗が抑制され、快適な着座状態を得ることができる。また、推定された発汗を伴う姿勢状態が、乗り物酔いを伴う姿勢状態である場合には、乗り物酔いの状態であることを報知するメッセージが車両に設けられたスピーカーから出力されるように制御する。これにより、例えば運転者は乗り物酔い状態の乗員を考慮して丁寧な運転を心がけるようになり、乗り物酔いを軽減することが可能となる。
Then, in step S208,
なお、図15に示す推定・制御処理は、本開示の制御方法で実行される処理の一例である。 Note that the estimation/control processing illustrated in FIG. 15 is an example of processing executed by the control method of the present disclosure.
以上説明したように、本開示によれば、導電性ウレタン22に対して、含水を伴う着座状態3により与えられた水分を含む圧力刺激に応じて変化する入力データ4(電気抵抗)から、乗員の含水を伴う着座状態を推定し、推定結果を用いて、乗員の環境を調整することが可能となる。すなわち、特殊な装置や大型の装置を用いたり柔軟部材の変形を直接計測することなく、未知の乗員の含水を伴う着座状態を推定、推定結果を用いて、乗員の環境を調整することが可能となる。 As described above, according to the present disclosure, the occupant's It is possible to estimate the seating state with water content and use the estimation result to adjust the occupant's environment. In other words, it is possible to estimate the seating state of an unknown occupant with water content and adjust the occupant's environment using the estimation results without using special or large-sized equipment or directly measuring the deformation of the flexible members. becomes.
また、乗員OPの挙動により各検出セットによる電気特性が変化し、当該電気特性(時系列な電気抵抗)に含水を伴う着座状態が反映されるので、導電性ウレタン22において時系列に変化する電気抵抗値から乗員の含水を伴う着座状態を推定し、乗員の環境を調整することが可能である。すなわち、様々な含水を伴う着座状態であっても、上述した学習モデルを用いることで、乗員の含水を伴う着座状態を同定可能であり、乗員の含水を伴う着座状態を推定し、乗員の環境を調整することができる。 In addition, the behavior of the occupant OP changes the electrical characteristics of each detection set, and the electrical characteristics (time-series electrical resistance) reflect the seating state with water content. From the resistance value, it is possible to estimate the seating condition of the occupant with water content and adjust the occupant's environment. That is, even in various seating states with water content, the above-described learning model can be used to identify the seating state with water content of the occupant, estimate the seating state with water content of the occupant, and can be adjusted.
上述した学習処理によって学習された学習モデル51を用いた制御装置1では、未知の様々な含水を伴う着座状態における導電性ウレタン22の電気特性を入力することで、対応する着座者の含水を伴う着座状態を推定できることを確認した。
In the
上述したように、本開示では、柔軟部材の一例として導電性ウレタンを適用した場合を説明したが、柔軟部材は導電性ウレタンに限定されないことは勿論である。 As described above, in the present disclosure, the case of applying conductive urethane as an example of the flexible member has been described, but the flexible member is of course not limited to conductive urethane.
また、本開示の技術的範囲は上記実施形態に記載の範囲には限定されない。要旨を逸脱しない範囲で上記実施形態に多様な変更または改良を加えることができ、当該変更または改良を加えた形態も本開示の技術的範囲に含まれる。 Moreover, the technical scope of the present disclosure is not limited to the scope described in the above embodiments. Various changes or improvements can be made to the above-described embodiments without departing from the scope of the invention, and forms with such changes or improvements are also included in the technical scope of the present disclosure.
また、上記実施形態では、推定処理、学習処理、及び制御処理を、フローチャートを用いた処理によるソフトウエア構成によって実現した場合について説明したが、これに限定されるものではなく、例えば各処理をハードウェア構成により実現する形態としてもよい。 Further, in the above embodiment, the estimation process, the learning process, and the control process have been described as being realized by a software configuration based on processes using flowcharts, but the invention is not limited to this. It may be realized by a software configuration.
また、制御装置の一部、例えば学習モデル等のニューラルネットワークを、ハードウェア回路として構成してもよい。 Also, part of the control device, for example, a neural network such as a learning model, may be configured as a hardware circuit.
1 制御装置
2 車両用シート
3 含水を伴う着座状態
4 入力データ
5 推定部
6 出力データ
6A 生成出力データ
7 制御部
8 環境調整装置
8A 温調装置
8B 空調装置
22 導電性ウレタン
23 導電性ウレタン片
51 学習モデル
52 学習処理部
54 生成器
56 演算器
75 検出点
76 電気特性検出部
1
Claims (7)
前記柔軟材料に圧力及び水分を与えた際の時系列の電気特性と、前記柔軟材料に圧力及び水分を与える前記車両用シートの乗員の含水を伴う姿勢状態を示す姿勢状態情報とを学習用データとして用いて、前記時系列の電気特性を入力とし、前記姿勢状態情報を出力するように学習された学習モデルに対して、前記検出部で検出された時系列の電気特性を入力し、入力した時系列の電気特性に対応する前記乗員の含水を伴う姿勢状態を示す姿勢状態情報を推定する推定部と、
前記推定部により推定された姿勢状態情報を用いて、前記車両用シートの温調装置、及び前記車両用シートが設置された車室の空調装置の少なくとも一方を含む環境調整装置を制御する制御部と、
を含む制御装置。 A vehicle seat comprising a flexible material that is electrically conductive and whose electrical properties change in response to changes in applied pressure and moisture. a detection unit that detects
Data for learning includes time-series electrical characteristics when pressure and moisture are applied to the flexible material, and posture state information indicating a posture state of the occupant of the vehicle seat with water content that applies pressure and moisture to the flexible material. , the time-series electrical characteristics detected by the detection unit are input to a learning model that has been trained to output the posture state information using the time-series electrical characteristics as input. an estimating unit for estimating posture state information indicating a posture state of the occupant with hydration corresponding to time-series electrical characteristics;
A control unit that uses the posture state information estimated by the estimation unit to control an environment adjustment device including at least one of a temperature control device for the vehicle seat and an air conditioner for a vehicle interior in which the vehicle seat is installed. and,
Control device including.
前記姿勢状態は、前記車両用シートへの乗員の含水を伴う着座状態を含み、
前記制御部は、前記推定部により推定された姿勢状態情報を用いて、前記環境調整装置を制御する
請求項1に記載の制御装置。 The vehicle seat includes at least one of a seat cushion, a seat back, a headrest, and an armrest,
The posture state includes a sitting state with the occupant moistened in the vehicle seat,
The control device according to claim 1, wherein the control unit controls the environment adjustment device using the posture state information estimated by the estimation unit.
請求項2に記載の制御装置。 The control device according to claim 2, wherein the seated state in which the occupant is hydrated is a seated state in which the occupant sweats.
前記柔軟材料は、繊維状及び網目状の少なくとも一方の骨格を有する構造、又は内部に微小な空気泡が複数散在する構造のウレタン材の少なくとも一部に導電性が付与された材料である
請求項1~3の何れか1項に記載の制御装置。 the electrical property is volume resistance;
The flexible material is a urethane material having a structure having at least one of fibrous and mesh-like skeletons, or having a structure in which a plurality of fine air bubbles are scattered inside, and at least a portion of the urethane material being electrically conductive. 4. The control device according to any one of 1 to 3.
請求項1から請求項4の何れか1項に記載の制御装置。 The control according to any one of claims 1 to 4, wherein the learning model includes a model generated by learning using a network by reservoir computing using the flexible material as a reservoir. Device.
導電性を有し、かつ与えられた圧力及び水分の変化に応じて電気特性が変化する柔軟材料を備えた車両用シートの前記柔軟材料に予め定められた複数の検出点の間の電気特性を検出する検出部から前記電気特性を取得し、
前記柔軟材料に圧力及び水分を与えた際の時系列の電気特性と、前記柔軟材料に圧力及び水分を与える前記車両用シートの乗員の含水を伴う姿勢状態を示す姿勢状態情報とを学習用データとして用いて、前記時系列の電気特性を入力とし、前記姿勢状態情報を出力するように学習された学習モデルに対して、前記検出部で検出された時系列の電気特性を入力し、入力した時系列の電気特性に対応する前記乗員の含水を伴う姿勢状態を示す姿勢状態情報を推定し、
推定された姿勢状態情報を用いて、前記車両用シートの温調装置、及び前記車両用シートが設置された車室の空調装置の少なくとも一方を含む環境調整装置を制御する
制御方法。 A vehicle seat comprising a flexible material that is electrically conductive and whose electrical properties change in response to changes in applied pressure and moisture. Acquiring the electrical characteristics from a detection unit that detects characteristics,
Data for learning includes time-series electrical characteristics when pressure and moisture are applied to the flexible material, and posture state information indicating a posture state of the occupant of the vehicle seat with water content that applies pressure and moisture to the flexible material. , the time-series electrical characteristics detected by the detection unit are input to a learning model that has been trained to output the posture state information using the time-series electrical characteristics as input. estimating posture state information indicating the occupant's posture state with water content corresponding to the time-series electrical characteristics;
A control method for controlling an environment adjustment device including at least one of a temperature control device for the vehicle seat and an air conditioner for a vehicle interior in which the vehicle seat is installed, using the estimated posture state information.
導電性を有し、かつ与えられた圧力及び水分の変化に応じて電気特性が変化する柔軟材料を備えた車両用シートの前記柔軟材料に予め定められた複数の検出点の間の電気特性を検出する検出部から前記電気特性を取得し、
前記柔軟材料に圧力及び水分を与えた際の時系列の電気特性と、前記柔軟材料に圧力及び水分を与える前記車両用シートの乗員の含水を伴う姿勢状態を示す姿勢状態情報とを学習用データとして用いて、前記時系列の電気特性を入力とし、前記姿勢状態情報を出力するように学習された学習モデルに対して、前記検出部で検出された時系列の電気特性を入力し、入力した時系列の電気特性に対応する前記乗員の含水を伴う姿勢状態を示す姿勢状態情報を推定し、
推定された姿勢状態情報を用いて、前記車両用シートの温調装置、及び前記車両用シートが設置された車室の空調装置の少なくとも一方を含む環境調整装置を制御する
処理を実行させるための制御プログラム。 A vehicle seat comprising a flexible material that is electrically conductive and whose electrical properties change in response to changes in applied pressure and moisture. Acquiring the electrical characteristics from a detection unit that detects characteristics,
Data for learning includes time-series electrical characteristics when pressure and moisture are applied to the flexible material, and posture state information indicating a posture state of the occupant of the vehicle seat with water content that applies pressure and moisture to the flexible material. , the time-series electrical characteristics detected by the detection unit are input to a learning model that has been trained to output the posture state information using the time-series electrical characteristics as input. estimating posture state information indicating the occupant's posture state with water content corresponding to the time-series electrical characteristics;
using the estimated posture state information to control an environment adjustment device including at least one of a temperature control device for the vehicle seat and an air conditioner for a vehicle interior in which the vehicle seat is installed; control program.
Priority Applications (4)
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Applications Claiming Priority (1)
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