JP3150403B2 - 在席検知装置 - Google Patents
在席検知装置Info
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- JP3150403B2 JP3150403B2 JP5485092A JP5485092A JP3150403B2 JP 3150403 B2 JP3150403 B2 JP 3150403B2 JP 5485092 A JP5485092 A JP 5485092A JP 5485092 A JP5485092 A JP 5485092A JP 3150403 B2 JP3150403 B2 JP 3150403B2
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- calculating
- autocorrelation coefficient
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、移動体における搭乗者
が在席しているかどうかを検知する在席検知装置に関す
るものである。
が在席しているかどうかを検知する在席検知装置に関す
るものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、搭乗者の心拍を検出するための技
術としては、例えば実開平２−２１３３２５号公報に見
られるように被測定部位にバイドにて装着できるように
した腕時計型の心拍検出装置があった。
術としては、例えば実開平２−２１３３２５号公報に見
られるように被測定部位にバイドにて装着できるように
した腕時計型の心拍検出装置があった。
【０００３】さらに、人体の在席検知に関しては特開平
３−２３３３９１号公報に見られるように座席の二つの
電極間の静電容量の変化で在席を検知するというものが
あった。
３−２３３３９１号公報に見られるように座席の二つの
電極間の静電容量の変化で在席を検知するというものが
あった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上記従来の方法におい
て、心拍を検出するためには腕部に本体をバンドで固定
せねばならず、利用者にとっては大変煩わしいという課
題があった。
て、心拍を検出するためには腕部に本体をバンドで固定
せねばならず、利用者にとっては大変煩わしいという課
題があった。
【０００５】また、自動車等の移動体に於て非接触で心
拍を検出しようとする際には、寝床内で検出する場合に
は存在しないノイズ、例えばノッキングや路面の凹凸等
によって発生するノイズをも同時に圧電素子が検知して
しまうという可能性があった。
拍を検出しようとする際には、寝床内で検出する場合に
は存在しないノイズ、例えばノッキングや路面の凹凸等
によって発生するノイズをも同時に圧電素子が検知して
しまうという可能性があった。
【０００６】一方、在席の検知については物体と人体と
の区別が難しいという課題もあった。
の区別が難しいという課題もあった。
【０００７】本発明は上記課題を解決するもので、その
第１の目的は生体情報検出手段のセンサ部を車内座席に
埋設することによって搭乗者の心拍の非接触検出を行
い、搭乗者が在席していることを検知することにある。
第１の目的は生体情報検出手段のセンサ部を車内座席に
埋設することによって搭乗者の心拍の非接触検出を行
い、搭乗者が在席していることを検知することにある。
【０００８】第２の目的は心拍情報以外の信号をノイズ
としてカットし精度の高い心拍情報を得ることにある。
としてカットし精度の高い心拍情報を得ることにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
本発明の在席検知装置は、車内の座席において搭乗者の
心臓に近い部分にセンサ部を埋設した生体情報検出手段
と、前記生体情報検出手段からの信号より搭乗者の心拍
情報を検出する心拍算出手段と、前記心拍算出手段から
の心拍情報を受信し前記心拍情報の持つ値が一定範囲内
にあるという条件を満たしかつこの満たされた条件が一
定回数以上繰り返された場合には前記搭乗者が前記座席
にいるという在席信号を出力する判断手段とを備え、前
記心拍算出手段は、生体情報検出手段からの信号の自己
相関係数を算出する自己相関係数算出手段と、前記自己
相関係数の極大点が前記自己相関係数に対して設定され
た閾値関数の値よりも大きい条件を満たす極大点集合の
うち最大値を示す要素に対応する周期の整数分の１近傍
に存在する前記極大点集合の他の要素に対して基本周期
を算出する基本周期算出手段と、前記基本周期より単位
時間当たりのサイクルを求める演算手段とからなること
を特徴とするものである。
本発明の在席検知装置は、車内の座席において搭乗者の
心臓に近い部分にセンサ部を埋設した生体情報検出手段
と、前記生体情報検出手段からの信号より搭乗者の心拍
情報を検出する心拍算出手段と、前記心拍算出手段から
の心拍情報を受信し前記心拍情報の持つ値が一定範囲内
にあるという条件を満たしかつこの満たされた条件が一
定回数以上繰り返された場合には前記搭乗者が前記座席
にいるという在席信号を出力する判断手段とを備え、前
記心拍算出手段は、生体情報検出手段からの信号の自己
相関係数を算出する自己相関係数算出手段と、前記自己
相関係数の極大点が前記自己相関係数に対して設定され
た閾値関数の値よりも大きい条件を満たす極大点集合の
うち最大値を示す要素に対応する周期の整数分の１近傍
に存在する前記極大点集合の他の要素に対して基本周期
を算出する基本周期算出手段と、前記基本周期より単位
時間当たりのサイクルを求める演算手段とからなること
を特徴とするものである。
【００１０】また、心拍算出手段は前記生体情報検出手
段からの信号の自己相関係数を算出する自己相関係数算
出手段と、前記自己相関係数算出手段の結果より基本周
期を算出する基本周期算出手段と、前記基本周期より単
位時間時間当りのサイクルを求める演算手段とを設けた
ものである。
段からの信号の自己相関係数を算出する自己相関係数算
出手段と、前記自己相関係数算出手段の結果より基本周
期を算出する基本周期算出手段と、前記基本周期より単
位時間時間当りのサイクルを求める演算手段とを設けた
ものである。
【００１１】
【作用】上記構成によって、座席に埋設された生体情報
検出手段は、搭乗者と座席の接触面において生じる圧変
化を検知し電気信号に変換する。この圧変化には搭乗者
の心拍によるものも含まれている。心拍算出手段は、生
体情報検出手段からの電気信号について単位時間当りの
心拍数を算出する。判断手段は心拍数の値が一定範囲内
にあるという条件を満たしかつこの満たされた条件が一
定回数以上繰り返された場合には在席信号を出力する。
検出手段は、搭乗者と座席の接触面において生じる圧変
化を検知し電気信号に変換する。この圧変化には搭乗者
の心拍によるものも含まれている。心拍算出手段は、生
体情報検出手段からの電気信号について単位時間当りの
心拍数を算出する。判断手段は心拍数の値が一定範囲内
にあるという条件を満たしかつこの満たされた条件が一
定回数以上繰り返された場合には在席信号を出力する。
【００１２】また心拍算出手段において、自己相関係数
算出手段は入力信号についての自己相関係数を算出す
る。基本周期算出手段は、自己相関係数より入力信号の
基本周期を算出する。演算手段は得られた基本周期より
単位時間当りのサイクル数を算出する。
算出手段は入力信号についての自己相関係数を算出す
る。基本周期算出手段は、自己相関係数より入力信号の
基本周期を算出する。演算手段は得られた基本周期より
単位時間当りのサイクル数を算出する。
【００１３】
【実施例】以下本発明の第１の実施例を図面を参照して
説明する。図１は本発明の第１の実施例の構成図であ
る。生体情報検出手段１はセンサ部として圧電素子２、
または回路部としてフィルタ回路３、増幅回路４、平滑
化回路５より構成され、心拍算出手段６に接続してい
る。心拍算出手段６は、判断手段７に接続されている。
説明する。図１は本発明の第１の実施例の構成図であ
る。生体情報検出手段１はセンサ部として圧電素子２、
または回路部としてフィルタ回路３、増幅回路４、平滑
化回路５より構成され、心拍算出手段６に接続してい
る。心拍算出手段６は、判断手段７に接続されている。
【００１４】なお圧電素子２は、例えば座席の背もたれ
部の搭乗者の心臓に近い部分に埋設されている。圧電素
子２としては例えば薄膜加工したポリフッ化ビニリデン
等が用いられる。
部の搭乗者の心臓に近い部分に埋設されている。圧電素
子２としては例えば薄膜加工したポリフッ化ビニリデン
等が用いられる。
【００１５】つぎに、本発明の第１の実施例における作
用について述べる。生体情報検出手段１に於て圧電素子
２は、搭乗者の心拍を初め埋設部分に加えられる様々な
圧変化を、電気信号に変換する。次にフィルタ回路３が
心拍に対応する周波数帯域の信号をろ波する。自動車の
場合にはエンジンの振動が座席に伝わるため、少なくと
も８〜１０Hz以上の周波数の信号はカットされる。増幅
回路４はフィルタ回路３を通過した電気信号を増幅す
る。平滑化回路５は増幅された信号を整流、積分する。
用について述べる。生体情報検出手段１に於て圧電素子
２は、搭乗者の心拍を初め埋設部分に加えられる様々な
圧変化を、電気信号に変換する。次にフィルタ回路３が
心拍に対応する周波数帯域の信号をろ波する。自動車の
場合にはエンジンの振動が座席に伝わるため、少なくと
も８〜１０Hz以上の周波数の信号はカットされる。増幅
回路４はフィルタ回路３を通過した電気信号を増幅す
る。平滑化回路５は増幅された信号を整流、積分する。
【００１６】心拍算出手段６は、生体情報検出手段１か
らの信号より単位時間当りの心拍数を算出する。これ
は、Ａ／Ｄ変換回路とマイコンなどで実現することが出
来る。
らの信号より単位時間当りの心拍数を算出する。これ
は、Ａ／Ｄ変換回路とマイコンなどで実現することが出
来る。
【００１７】判断手段は、心拍算出手段からの心拍情報
が通常の人の心拍数範囲に入っており、かつその状態が
一定回数繰り返された場合に人が在席していると判断し
て、在席検知信号を出力する。
が通常の人の心拍数範囲に入っており、かつその状態が
一定回数繰り返された場合に人が在席していると判断し
て、在席検知信号を出力する。
【００１８】なお本実施例では心拍数の検出を行なって
いるが、生体情報としては心拍以外に呼吸を用いてもも
ちろんかまわない。この時にはフィルタ回路３におい
て、ろ波される周波数帯域は更に低くなる。
いるが、生体情報としては心拍以外に呼吸を用いてもも
ちろんかまわない。この時にはフィルタ回路３におい
て、ろ波される周波数帯域は更に低くなる。
【００１９】図２は、本発明の第２の実施例の構成図で
ある。心拍算出手段６において自己相関係数算出手段８
は、基本周期算出手段９と接続している。基本周期算出
手段９は演算手段１０と接続している。なお自己相関係
数算出手段８、基本周期算出手段９、演算手段１０はマ
イコンのソフトウェアとして組み込むことが可能であ
る。
ある。心拍算出手段６において自己相関係数算出手段８
は、基本周期算出手段９と接続している。基本周期算出
手段９は演算手段１０と接続している。なお自己相関係
数算出手段８、基本周期算出手段９、演算手段１０はマ
イコンのソフトウェアとして組み込むことが可能であ
る。
【００２０】図３は自己相関係数を用いた基本周波数の
算出アルゴリズムを表わすフローチャートである。自己
相関係数を求める場合にはまず自己相関関数を求める。
自己相関関数はある時点の値とそこから任意の時間τ
（ラグと呼ばれている）だけ離れた時点の値との相関を
表す関数である。本実施例では２０Hzのサンプリングレ
ートにより離散データを得ているものとする。従ってτ
はｐ・Δｔと表すことが出来る。ｐはサンプリングデー
タの個数、Δｔはサンプリング周期を表す。ラグの最大
値τｍａｘはＮ・Δｔを超えない範囲で設定しなければ
ならない。Ｍ＝Ｎ−τｍａｘとしたとき、一般に自己相
関関数Ｃ（ｐ）は、
算出アルゴリズムを表わすフローチャートである。自己
相関係数を求める場合にはまず自己相関関数を求める。
自己相関関数はある時点の値とそこから任意の時間τ
（ラグと呼ばれている）だけ離れた時点の値との相関を
表す関数である。本実施例では２０Hzのサンプリングレ
ートにより離散データを得ているものとする。従ってτ
はｐ・Δｔと表すことが出来る。ｐはサンプリングデー
タの個数、Δｔはサンプリング周期を表す。ラグの最大
値τｍａｘはＮ・Δｔを超えない範囲で設定しなければ
ならない。Ｍ＝Ｎ−τｍａｘとしたとき、一般に自己相
関関数Ｃ（ｐ）は、
【００２１】
【数１】
【００２２】で求められる。しかし本実施例では原波形
に対し平滑化回路５において整流及び積分処理が施され
ているため、ｄａｔｅ（ｉ）には直流成分
に対し平滑化回路５において整流及び積分処理が施され
ているため、ｄａｔｅ（ｉ）には直流成分
【００２３】
【外１】
【００２４】が含まれているとみることが出来るから、
Ｃ（ｐ）は以下のようにして求める方がよい。
Ｃ（ｐ）は以下のようにして求める方がよい。
【００２５】
【数２】
【００２６】
【数３】
【００２７】自己相関係数Ｒ（ｐ）は、以下の式で得ら
れる。 Ｒ（ｐ）＝Ｃ（ｐ）／Ｃ（０） 次に自己相関係数から基本周波数を求める手段について
説明する。図４は求められた自己相関係数をグラフにし
たものである。自己相関係数は理論的にはτが基本周期
分である時に極大値をとる。そこでまず極大点となる点
を求める。図４では極大点として点ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅ
があるが、誤差により偶然極大点となった点も含まれて
いるから閾値関数を設定しこれを超える点のみを極大点
として扱う。ここでは点ｃ，ｄ，ｅが極大点集合の要素
となる。次にこの内の最大値ｅに対応する周期を仮の基
本周期とする。これは、真の基本周期の整数倍である可
能性があるため、その整数分の１の周期の近傍に第２の
極大点集合の要素があるかを探索する。本第３の実施例
では点ｃがそれにあたるので、点ｃに対応する点を基本
周期Ｔとする。
れる。 Ｒ（ｐ）＝Ｃ（ｐ）／Ｃ（０） 次に自己相関係数から基本周波数を求める手段について
説明する。図４は求められた自己相関係数をグラフにし
たものである。自己相関係数は理論的にはτが基本周期
分である時に極大値をとる。そこでまず極大点となる点
を求める。図４では極大点として点ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅ
があるが、誤差により偶然極大点となった点も含まれて
いるから閾値関数を設定しこれを超える点のみを極大点
として扱う。ここでは点ｃ，ｄ，ｅが極大点集合の要素
となる。次にこの内の最大値ｅに対応する周期を仮の基
本周期とする。これは、真の基本周期の整数倍である可
能性があるため、その整数分の１の周期の近傍に第２の
極大点集合の要素があるかを探索する。本第３の実施例
では点ｃがそれにあたるので、点ｃに対応する点を基本
周期Ｔとする。
【００２８】基本周期Ｔが得られると、単位時間あたり
の心拍数が算出できる。１分あたりの心拍数ＨＲは、 ＨＲ＝６０・サンプリング周波数／Ｔ で得られる。なお搭乗者が在席していない場合には、心
拍数は０とする。また単位時間当りの心拍数を求めず、
単に基本周期の値だけで在席の判断を行っても構わな
い。
の心拍数が算出できる。１分あたりの心拍数ＨＲは、 ＨＲ＝６０・サンプリング周波数／Ｔ で得られる。なお搭乗者が在席していない場合には、心
拍数は０とする。また単位時間当りの心拍数を求めず、
単に基本周期の値だけで在席の判断を行っても構わな
い。
【００２９】
【発明の効果】以上説明したように本発明の在席検知装
置は、在席にいる乗客の心拍を心臓近傍より検出でき、
しかも自己相関係数が閾値関数よりも大きい極大点集合
のうち入力信号の基本周期に対応した要素を対象に基本
周期を算出しているので、物体と区別して搭乗者の在席
を検知できる。
置は、在席にいる乗客の心拍を心臓近傍より検出でき、
しかも自己相関係数が閾値関数よりも大きい極大点集合
のうち入力信号の基本周期に対応した要素を対象に基本
周期を算出しているので、物体と区別して搭乗者の在席
を検知できる。
【００３０】また、自己相関係数を用いて心拍算出を行
なうため心拍以外に混入するノイズに強く、正確な心拍
数を得ることが出来るという効果がある。
なうため心拍以外に混入するノイズに強く、正確な心拍
数を得ることが出来るという効果がある。
【図１】本発明の第１の実施例における在席検知装置の
構成を示すブロック図
構成を示すブロック図
【図２】本発明の第２の実施例における同装置の心拍数
算出手段の構成を示すブロック図
算出手段の構成を示すブロック図
【図３】同装置における心拍算出アルゴリズムのフロー
チャート
チャート
【図４】第２の実施例同装置における自己相関係数のグ
ラフ
ラフ
１ 生体情報検出手段 ６ 心拍算出手段 ７ 判断手段 ８ 自己相関係数算出手段 ９ 基本周期算出手段 １０ 演算手段
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01V 9/00 B60N 5/00
Claims (1)
- 【請求項１】 車内の座席において搭乗者の心臓に近い
部分にセンサ部を埋設した生体情報検出手段と、前記生
体情報検出手段からの信号より搭乗者の心拍情報を検出
する心拍算出手段と、前記心拍算出手段からの心拍情報
を受信し前記心拍情報の持つ値が一定範囲内にあるとい
う条件を満たしかつこの満たされた条件が一定回数以上
繰り返された場合には前記搭乗者が前記座席にいるとい
う在席信号を出力する判断手段とを備え、前記心拍算出
手段は、生体情報検出手段からの信号の自己相関係数を
算出する自己相関係数算出手段と、前記自己相関係数の
極大点が前記自己相関係数に対して設定された閾値関数
の値よりも大きい条件を満たす極大点集合のうち最大値
を示す要素に対応する周期の整数分の１近傍に存在する
前記極大点集合の他の要素に対して基本周期を算出する
基本周期算出手段と、前記基本周期より単位時間当たり
のサイクルを求める演算手段とからなることを特徴とす
る在席検知装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5485092A JP3150403B2 (ja) | 1992-03-13 | 1992-03-13 | 在席検知装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5485092A JP3150403B2 (ja) | 1992-03-13 | 1992-03-13 | 在席検知装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05256955A JPH05256955A (ja) | 1993-10-08 |
| JP3150403B2 true JP3150403B2 (ja) | 2001-03-26 |
Family
ID=12982077
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5485092A Expired - Fee Related JP3150403B2 (ja) | 1992-03-13 | 1992-03-13 | 在席検知装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3150403B2 (ja) |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH021227A (ja) * | 1988-11-04 | 1990-01-05 | Terumo Corp | 周期測定装置 |
| JPH043709U (ja) * | 1990-04-24 | 1992-01-14 | ||
| JP2995801B2 (ja) * | 1990-05-25 | 1999-12-27 | 松下電器産業株式会社 | 在床モニタ装置 |
-
1992
- 1992-03-13 JP JP5485092A patent/JP3150403B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05256955A (ja) | 1993-10-08 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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