JP3435413B2 - Human machine system for vehicles - Google Patents

Human machine system for vehicles

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JP3435413B2
JP3435413B2 JP02856191A JP2856191A JP3435413B2 JP 3435413 B2 JP3435413 B2 JP 3435413B2 JP 02856191 A JP02856191 A JP 02856191A JP 2856191 A JP2856191 A JP 2856191A JP 3435413 B2 JP3435413 B2 JP 3435413B2
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vehicle
stimulus
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宜久 岡本
奈美 平畑
明伯 堀口
智行 阿部
寧一 永村
亜兵 佐渡山
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Mazda Motor Corp
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Mazda Motor Corp
National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
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Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明はヒユーマンマシンシステ
ムに関し、例えば、自動車とドライバとの関係において
ドライバの感性に働きかけるマン・マシン・システムで
あるヒユーマンマシンシステムに関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a human-machine system, for example, a human-machine system which is a man-machine system that acts on a driver's sensitivity in the relationship between an automobile and a driver.

【0002】[0002]

【従来の技術】人間は、単調な作業を長時間に渡り続け
ていると覚醒低下(注意力低下)を引き起こし、しばら
くするとまた覚醒状態に回復する。このような覚醒と低
覚醒状態を繰り返す覚醒のリズムについては、感覚的に
漠然と自覚できても定量的に計測する方法は明らかにさ
れていない。
2. Description of the Related Art Humans cause a decrease in arousal (attention) when they continue monotonous work for a long time, and after a while, they recover to awake state. Regarding the rhythm of arousal that repeats such arousal and low arousal state, a method for quantitatively measuring it even if it is possible to perceive vaguely is not clarified.

【0003】従来、長時間に渡る人間のリズムに関する
ものとして睡眠と活動を約24時間周期で繰り返すサー
カデイアン・リズムがよく知られているが、これは人間
の生命活動に関する長時間のリズムであつて、緊張状態
から覚醒低下状態までの10分程度から数時間という時
間スケールでの覚醒に関するリズムを示すものではな
い。また、一般に人間の注意力の持続は、心理学的に2
0分から30分程度と言われているが、更に時間を追つ
て数時間の現象として見たとき人間はどうなるかという
ことは明らかにされていない。
Conventionally, a circadian rhythm that repeats sleep and activity in a cycle of about 24 hours is well known as a long-term human rhythm, which is a long-term rhythm related to human life activity. However, it does not indicate a rhythm relating to arousal on a time scale of about 10 minutes to several hours from a tense state to a decreased awakening state. Moreover, in general, the duration of human attention is psychologically 2
It is said that it takes about 0 to 30 minutes, but it has not been clarified what happens to humans when viewed as a phenomenon of several hours over time.

【0004】従来より、例えば運転時における居眠り運
転検出装置として、特開昭55−164529号に開示
されるように、ステアリングの操舵状態の乱れや応答速
度が遅れるという事実に基づいて居眠りを検出し、運転
者に警報を与える居眠り運転検出装置が知られている。
マン・マシン・システムは、自動車とドライバ、あるい
はコンピユータとユーザーとの関係に代表されるよう
に、ユーザーがマシンを使いこなすことに喜びを感じる
ことができるシステム設計が重要となる。
Conventionally, for example, as a drowsy driving detection device during driving, as disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 164529/1984, drowsiness is detected based on the fact that the steering state of the steering wheel is disturbed and the response speed is delayed. There is known a drowsy driving detection device which gives an alarm to a driver.
The man-machine system requires a system design that allows the user to enjoy using the machine, as represented by the relationship between the car and the driver, or the computer and the user.

【0005】近年、自動車業界では、電子制御技術を駆
使してドライバの好み、技量、気持ちに応じてマシン機
能を適応的に制御するもの考案されている。例えば、米
国特許4,829,434には、個人の資質、気分、好
み、生理、心理等のドライバの状態をドライバの挙動、
車両の走行状態、環境から判断して、適応制御により車
両特性を変更することが開示されている。この米国特許
では、具体的な例として、車間距離、車速度、雨量を検
出し、それらとあらかじめ蓄積したデータとの比較、判
定結果から、軽快な走行を好むドライバにはオートマチ
ツクトランスミツシヨンのシフトパターンをパワーモー
ドにし、心地よい走行を好むドライバにはエコノミーモ
ードに切り替える機構を挙げている。
In recent years, in the automobile industry, there has been devised a technique of making full use of electronic control technology to adaptively control a machine function according to a driver's preference, skill and feeling. For example, in U.S. Pat. No. 4,829,434, the driver's behavior such as personal qualities, mood, taste, physiology, psychology, etc.
It is disclosed that the vehicle characteristics are changed by adaptive control, judging from the running state and environment of the vehicle. In this U.S. patent, as a specific example, the distance between vehicles, the vehicle speed, and the amount of rainfall are detected, and the results are compared with pre-stored data. Based on the determination results, a driver who prefers light driving can use automatic transmission. A mechanism that puts the shift pattern in power mode and switches to economy mode is given to drivers who prefer comfortable driving.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとしている課題】近年、こうした覚
醒低下の時間特性を定量的に知つて覚醒低下を防止する
技術の必要性が高まり、例えば、自動車メーカの開発段
階での車両の長時間テスト走行においてテスト・ドライ
バは過酷な単調運転を要求される。こうした状況下でド
ライバを襲う覚醒低下状態(居眠りではなくても判断の
鈍つた状態)は、ドライバが起こす事故の原因になるも
のと考えられる。
In recent years, there has been an increasing need for a technique for quantitatively knowing the time characteristics of such awakening deterioration to prevent awakening deterioration. For example, a long-term test drive of a vehicle at the development stage of an automobile manufacturer. Test drivers are required to operate in harsh monotonous operation. In such a situation, it is considered that an awakened state (a state in which the judgment is slow even if the person is not dozing) attacking the driver causes an accident caused by the driver.

【0007】上述の特開昭55−164529号に示さ
れた運転時における居眠り運転検出装置は、運転者が居
眠り状態、若しくはその直前の状態になつて初めて覚醒
度の低下を検知し警報を発するため、手遅れになつてし
まう恐れがある。また、上記従来の電子制御技術に基づ
く車両では、ドライバの感性に適合する適応制御が達成
されるとき、ドライバ側から見ると、以下のような問題
が生じる。
The drowsy driving detection device for driving shown in the above-mentioned Japanese Patent Laid-Open No. 55-164529 detects a decrease in arousal level and issues an alarm only when the driver is in a drowsy state or immediately before that. Therefore, it may be too late. Further, in the vehicle based on the conventional electronic control technique described above, when adaptive control adapted to the driver's sensitivity is achieved, the following problems occur from the driver's point of view.

【0008】(1)機械の知的能力がドライバの能力よ
り優れ、制御がドライバ特性に適合しすぎることによ
り、本来ドライバが判断、処理すべき作業まで機械が代
行してしまうことで、ドライバは主体的に車両を制御す
る意欲を失い、その結果ドライバの運転技量の低下を生
じるので、事故が発生しやすくなる。言い換えれば、適
応制御を行なう車両では、その適応制御により車両特性
が、ドライバの運転操作に影響を及ぼす程変えてしまう
ため、ドライバ自身がその特性の変化を感じとり、ドラ
イバとしては、特性の変化した車両の運転を強いられ
る。
(1) Since the intellectual ability of the machine is superior to that of the driver and the control is too adapted to the driver characteristics, the machine takes over the work that should be judged and processed by the driver. Accidents tend to occur because the driver's willingness to control the vehicle is lost and the driving skill of the driver is reduced as a result. In other words, in a vehicle that performs adaptive control, the adaptive control changes the vehicle characteristics to such an extent that the driver's driving operation is affected. Therefore, the driver himself feels that the characteristics have changed, and as a driver, the characteristics have changed. You are forced to drive the vehicle.

【0009】(2)車両の高度な知的適応性に対し、ド
ライバは冷たさやつまらなさを感じ、ドライバにとり車
両は無機的なものに思えて、運転する喜びや車両に対す
る親和感を喪失させる。本発明はかかる点に鑑みてなさ
れたもので、その目的とするところは、検出したドライ
バの状態に応じて、その状態を変化させるべく動作する
車両用ヒューマンマシンシステムを提供することによ
り、人間と機械との相互作用によってドライバを安全な
運転状態に誘導することである。
(2) The driver feels coldness and boringness with respect to the high degree of intelligent adaptability of the vehicle, and the vehicle seems to be an inorganic thing for the driver, and the joy of driving and the affinity for the vehicle are lost. The present invention has been made in view of the above points, and an object thereof is to detect detected dry
Depending on the state of the bar, it operates to change its state
By providing a human machine system for a vehicle
The driver and
It is to guide to the driving state .

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】本発明は上述の課題を解
決することを目的としてなされたもので、上述の課題を
解決するための手段として、車両用ヒューマンマシンシ
ステムは、以下の構成を備える。即ち、車両のドライバ
が着座するシートに振動を加える加振手段(28)と、
前記ドライバの指先容積脈波を検出する指先容積脈波検
出手段(13)と、前記車両が悪路を走行していること
を検出する悪路走行検出手段(32、33、図9のS1
0、S11)と、ホワイトノイズ(W)を生成するホワ
イトノイズジェネレータ(25)と、前記指先容積脈波
検出手段の検出結果と、前記悪路走行検出手段の検出結
果とに基づいて、前記加振手段による振動の状態を制御
する制御手段(26,30,34,29)とを備え、
記制御手段は、前記指先容積脈波検出手段の検出結果に
基づいて、前記ドライバの心理状態に関連する状態量
(H)を求め、前記悪路走行検出手段によって前記車両
が悪路を走行していないことが検出された場合には、前
記状態量が小さいほど、感覚刺激発生制御パラメータ
(I)の値を大きな値に設定する一方で、前記悪路走行
検出手段によって前記車両が悪路を走行していることが
検出された場合には、前記状態量が小さいほど、前記感
覚刺激発生制御パラメータの値を小さな値に設定すると
共に、前記ホワイトノイズ(W)を、前記感覚刺激発生
パラメータの値が大きいときほど周波数の増加に伴う振
動パワーの低下量が小さい値に調整されるフィルタ特性
(図12)の可変フィルタ(26)を用いることによっ
て加工し、前記加振手段による振動の状態を、前記車両
のエンジン回転数(RPM)の増加に応じて高くなる基
本周波数(ω)に従って制御するに際して、前記加工さ
れたホワイトノイズに応じた振動を加えることにより、
該振動の状態にゆらぎを付与することを特徴とする
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made for the purpose of solving the above-mentioned problems, and as a means for solving the above-mentioned problems, a human-machine system for vehicles is used.
The stem has the following configuration. That is, the driver of the vehicle
Vibrating means (28) for applying vibration to the seat on which the
Fingertip volume pulse wave detection for detecting the fingertip volume pulse wave of the driver
The exit means (13) and the vehicle are traveling on a rough road
Rough road detection means (32, 33, S1 in FIG. 9)
0, S11) and a white noise (W) generating
Noise generator (25) and the fingertip volume pulse wave
The detection result of the detection means and the detection result of the bad road traveling detection means
Based on the result, control the state of vibration by the vibrating means
Control means (26,30,34,29) and provided with the front
The control means is based on the detection result of the fingertip volume pulse wave detection means.
Based on the state quantity related to the psychological state of the driver
(H) is obtained, and the vehicle is detected by the rough road traveling detection means.
If it is detected that the vehicle is not driving on a rough road,
The smaller the state quantity, the sensory stimulation generation control parameter
While setting the value of (I) to a large value, driving on the rough road
It is possible that the vehicle is traveling on a bad road due to the detection means.
When it is detected, the smaller the state quantity, the more the feeling.
When the value of the stimulus generation control parameter is set to a small value
Both, the white noise (W), the sensory stimulus generation
The larger the parameter value, the more
Filter characteristics that reduce the amount of dynamic power reduction to a small value
By using the variable filter (26) of FIG. 12
And the state of vibration by the vibrating means
The higher the engine speed (RPM) increases
When controlling according to this frequency (ω),
By adding vibration according to the white noise generated,
It is characterized in that fluctuation is applied to the vibration state .

【0011】好適な実施形態において、前記制御手段
は、前記悪路走行検出手段によって前記車両が悪路を走
行していることが検出された状態が所定時間継続したと
きには、その検出状態が継続する場合であっても前記車
両が悪路を走行していることが検出されていないものと
して扱うことにより、前記加振手段による振動の状態を
変更すると良い
In a preferred embodiment, the control means
Indicates that the vehicle is traveling on a rough road by the rough road traveling detection means.
If the state that it is running continues for a predetermined time
In this case, even if the detection state continues,
It is not detected that both are driving on a bad road.
The vibration state caused by the vibrating means.
Good to change .

【0012】また、上述の課題を解決するための他の手
段として、車両用ヒューマンマシンシステムは、以下の
構成を備える。 即ち、車両に搭載されたエンジンの燃料
噴射装置(36)と、ドライバの指先容積脈波を検出す
る指先容積脈波検出手段(13)と、前記車両が渋滞中
の道路を走行していることを検出する渋滞走行検出手段
(図17)と、ホワイトノイズ(W)を生成するホワイ
トノイズジェネレータ(25)と、前記指先容積脈波検
出手段の検出結果と、前記渋滞走行検出手段の検出結果
とに基づいて、前記燃料噴射装置(36)を制御する制
御手段(26,30,34,35)とを備え、 前記制御
手段は、前記指先容積脈波検出手段の検出結果に基づい
て、前記ドライバの心理状態に関連する状態量(H)を
求め、前記渋滞走行検出手段によって前記車両が渋滞中
の道路を走行していないことが検出された場合には、前
記状態量が小さいほど、感覚刺激発生制御パラメータ
(I)の値を大きな値に設定する一方で、前記渋滞走行
検出手段によって前記車両が渋滞中の道路を走行してい
ることが検出された場合には、前記状態量が小さいほ
ど、前記感覚刺激発生制御パラメータの値を小さな値に
設定すると共に、前記ホワイトノイズ(W)を、前記感
覚刺激発生パラメータの値が大きいときほど周波数の増
加に伴う振動パワーの低下量が小さい値に調整されるフ
ィルタ特性(図12)の可変フィルタ(26)を用いる
ことによって加工し、前記燃料噴射装置による燃料の噴
射状態を、前記車両のエンジン回転数(RPM)の増加
に応じて高くなる基本周波数(ω)に従って制御するに
際して、該燃料の噴射量に、前記加工されたホワイトノ
イズに応じた振動を加えることにより、該燃料の噴射状
態にゆらぎを付与することを特徴とする
Further , another means for solving the above-mentioned problems
As a step, the human machine system for vehicles is
With configuration. That is, the fuel of the engine installed in the vehicle
An injector (36) and a fingertip volume pulse wave of the driver are detected.
The fingertip volume pulse wave detection means (13) and the vehicle are congested
Traffic congestion detection means to detect that you are traveling on a road
(FIG. 17) and a white noise (W) generating
Noise generator (25) and the fingertip volume pulse wave detection
The detection result of the exit means and the detection result of the traffic jam traveling detection means
Based on the control of the fuel injection device (36).
And a control means (26,30,34,35), said control
Means, based on the detection result of the fingertip volume pulse wave detection means
The state quantity (H) related to the psychological state of the driver
The vehicle is in a traffic jam due to the traffic jam detection unit.
If it is detected that you are not driving on
The smaller the state quantity, the sensory stimulation generation control parameter
While setting the value of (I) to a large value, the traffic congestion
The vehicle is traveling on a congested road due to the detection means.
If it is detected that the state quantity is small,
How to reduce the value of the sensory stimulus generation control parameter
While setting the white noise (W),
The frequency increases as the value of the stimulus generation parameter increases.
The amount of decrease in vibration power due to
A variable filter (26) having a filter characteristic (FIG. 12) is used.
Processed by the fuel injection device
Increase the engine speed (RPM) of the vehicle
To control according to the fundamental frequency (ω) that increases with
At this time, the processed whiteno
By applying vibration according to the fuel
It is characterized by adding fluctuation to the state .

【0013】好適な実施形態において、前記制御手段
は、前記渋滞走行検出手段によって前記車両が渋滞中の
道路を走行していることが検出された状態が所定時間継
続したときには、その検出状態が継続する場合であって
も前記車両が渋滞中の道路を走行していることが検出さ
れていないものとして扱うことにより、前記燃料噴射装
置による燃料の噴射状態を変更すると良い
In a preferred embodiment, the control means
Indicates that the vehicle is in a traffic jam due to the traffic jam detection means.
If the vehicle is detected to be traveling on the road, it will continue for a certain period of time.
If the detection status continues,
Also detects that the vehicle is driving on a congested road.
The fuel injection device
It is advisable to change the fuel injection state depending on the position .

【0014】[0014]

【0015】[0015]

【0016】[0016]

【0017】上述した各構成の車両用ヒューマンマシン
システムによれば、その機械機能が、検出したドライバ
の状態に応じて、その状態を変化させるべく、人間の感
性に適応させたり、非適応にさせたりするように動作す
るので、人間と機械との相互作用によってドライバを安
全な運転状態に誘導することができる
Human machine for vehicles having the above-described configurations
According to the system, the machine function is
Depending on the state of, it operates to adapt or de-adapt to human sensibilities in order to change that state .
Driver, the interaction between human and machine
It is possible to guide all driving conditions .

【0018】[0018]

【実施例】[発明の概要説明]<発明の基本機能>本発
明のヒユーマンマシンシステムは、従来の適応型システ
ムに対して、 (1)ドライバの主体的な運転行為を促進するため、制
御システム自体がドライバの運転行為に直接影響を与え
ることはない。 (2)ドライバと車両との親和性を促進するため、車両
の疑似人間化を図つている。という指針に基づくもので
ある。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS [Outline of the Invention] <Basic Functions of the Invention> The human machine system of the present invention is different from the conventional adaptive system in that It does not directly affect the driving behavior of the driver. (2) In order to promote the affinity between the driver and the vehicle, the vehicle is being simulated. It is based on the guideline.

【0019】そのため、本発明のヒユーマンマシンシス
テムは、マン・マシン・システムとして下記の基本機能
を有する。 (1)適応型機能 ドライバの感性を検出し、その状態に対してドライバが
快適となるよう物理要素、制御特性、環境等、機械の持
つ機能を感性に適応させる機能。
Therefore, the human-machine system of the present invention has the following basic functions as a man-machine system. (1) Adaptive function A function that detects the sensitivity of the driver and adapts the functions of the machine such as physical elements, control characteristics, environment, etc. to the sensitivity so that the driver is comfortable with respect to the state.

【0020】尚、ここでの感性の検出とは、人間の生理
量、心理量、行動から人間の状態を定量的に測ることが
できる指標を作り、その結果を用いて人間状態を推定す
ることを意味する。また、快適の計測は、人間の生理、
心理状態に合致する評価指標を生理量、行動量(行動を
表わす量)から作り、それに基づいて人間の生理、心理
状態を推定することにより行なう。快適性の実現のため
には、人間に刺激を呈示し、その刺激に対する効果を指
標を用いて評価して、人間が最も快適な状態となるよう
に刺激量を制御するという手法を使う。所謂、覚醒度の
バイオフイードバツクの考え方は、この実現方法に含ま
れる。 (2)非適応型機能 ドライバの感性を検出し、その状態に対してドライバが
不快となるよう物理要素、制御特性、環境等、機械の持
つ機能を感性に非適応とする機能。 (3)疑似人間型機能 ドライバの感性を検出し、その状態に対して物理要素、
制御特性、環境等の機械機能をドライバの感性に適応さ
せたり、あるいは非適応にすることで、ドライバに対し
て機械が意志や感情を持つているという錯覚を感じさせ
る機能。 <制御対象>本発明のヒユーマンマシンシステムの制御
対象は、人間の感性としての視覚、聴覚、触覚、加速感
や重力感等の前庭感覚や、覚醒度、興奮度、緊張度とい
う気分、さらに喜怒哀楽といつた感情、運転による疲
労、物に対する愛着、飽き、そして、高度な次元の感性
としての愛情、憎悪、価値観、倫理観、美意識という思
想、ドライバの運転技量や癖のようなドライバの特徴と
しての挙動である。
The detection of kansei here means to make an index that can quantitatively measure the human state from the physiological amount, psychological amount, and behavior of the human, and to estimate the human state by using the result. Means In addition, the measurement of comfort is
The evaluation index that matches the psychological state is created from the physiological amount and the action amount (the amount that represents the action), and based on this, the human physiological and psychological states are estimated. In order to realize comfort, a method is used in which a stimulus is presented to a human, the effect on the stimulus is evaluated using an index, and the stimulus amount is controlled so that the human is in the most comfortable state. The so-called idea of biofeedback of arousal level is included in this realization method. (2) Non-adaptive function A function of detecting the sensitivity of the driver and making the functions of the machine such as physical elements, control characteristics, environment, etc. non-adaptive to the sensitivity so that the driver is uncomfortable with the state. (3) Detecting the sensibility of the pseudo-human-type functional driver, detecting the physical element for that state,
A function that makes the driver feel the illusion that the machine has the will or emotion by adapting or not adapting the machine functions such as control characteristics and environment to the driver's sensitivity. <Control Target> The control target of the human machine system of the present invention includes human senses such as visual sense, hearing sense, tactile sense, vestibular sense such as sense of acceleration and gravity, mood of arousal, excitement, and tension, and further pleasure. Feelings of anger and fatigue, fatigue due to driving, attachment to things, tiredness, and a high level of affection, hate, values, ethics, aesthetics, the driver's driving skill and habit. This is the behavior as a feature of.

【0021】制御対象とする機械機能は、ドライバの作
業である運転に直接影響を与える機能を制御するもので
はない。つまり制御対象とする機能は、目的とする作業
に対しては間接的な機械機能であり、作業に対しては直
接影響を与えない。例えば、ドライバの技量により車両
の操舵特性を変更することは、その変更によつてドライ
バが運転することに大きな影響を受けるので直接的な制
御と言える。但し、操舵特性を変更してドライバがその
変更を感知できても、それがドライバの運転に影響がな
い範囲のものであれば間接的な制御である。
The machine function to be controlled does not control the function which directly affects the driving which is the work of the driver. That is, the function to be controlled is an indirect mechanical function with respect to the target work and does not directly affect the work. For example, changing the steering characteristics of the vehicle according to the skill of the driver can be said to be direct control because the change greatly affects the driving of the driver. However, even if the steering characteristic is changed and the driver can sense the change, if it is within a range that does not affect the driving of the driver, it is indirect control.

【0022】間接的に影響を与える機械機能としては、
感覚的、あるいは心理的に直接人間に働きかける音、振
動、空調による熱、送風量、照度等の環境刺激がある。 <発明の基本構成>本発明のヒユーマンマシンシステム
(以降、ヒユーマン・ミメテツク・マシン(Human Mime
tic Machine 、HMMと略す)と呼ぶ)は、ドライバに
対して、マシンの反応を通してその反応が人間的な意志
を持つて働きかけたものであるように感じさせるよう構
成されている。そこで、人とマシンとの相互作用を表現
するために、人間同志の間で行なわれている意志伝達の
パターンを人とマシンの間において実現する。
The mechanical functions that indirectly affect are:
There are environmental stimuli such as sound, vibration, heat from air conditioning, air flow rate, and illuminance that directly or sensally act on humans. <Basic Structure of the Invention> The human machine system of the present invention (hereinafter, “Human Mimetek Machine”)
tic Machine, abbreviated as HMM)) is configured to make the driver feel that the reaction is a human intention through the reaction of the machine. Therefore, in order to express the interaction between a person and a machine, the pattern of communication of intentions that is performed between human beings is realized between the person and the machine.

【0023】相互にメツセージを交換し合う親しい人間
同志の関係に似た関係、つまり、人間は、親しい人との
交流を通じて最も心理的な満足を得るという心理現象を
マン・マシン・システムの中に実現することが、上述の
課題を解決することになる。図1は、親しい人間間の交
流を観察して得た相互作用のパターンを示す。同図にお
いて、気配り的反応とは、常に相手の状態や反応に最大
限の注意を払うことであり、性格的反応とは、気配りを
しながらも自己の意志や主張を持つて対応することを意
味する。また、感情的反応とは、時には感情を優先させ
た自己中心的な反応であり、服従的反応とは、尊敬する
人間にはできるだけ従おうとする反応である。
In the man-machine system, a relationship similar to the relationship between close human beings exchanging messages with each other, that is, a human being obtains the most psychological satisfaction through interaction with a close person, in the man-machine system. Realization will solve the above-mentioned subject. FIG. 1 shows the pattern of interaction obtained by observing the interactions between close people. In the figure, the attentive reaction means always paying the utmost attention to the state and reaction of the other person, and the personal reaction means to respond with attentiveness and assertion while paying attention. means. The emotional reaction is a selfish reaction that sometimes gives priority to emotions, and the obedience reaction is a reaction that a respected person tries to obey.

【0024】本発明のHMMは、これらの観察に基づ
き、マシンがドライバの働きかけに対して気配りを感じ
させる反応を返しながら、時として感情的、かつ性格的
反応をも返すことで、ドライバに人間らしさを感じさせ
るものである。図2は、本発明のHMMの構成を示すブ
ロツク図である。同図に示すHMMは、道路環境を検知
して、それに応じて車両特性を最適走行状態に制御する
車両制御部1と、ドライバ11の状態を検知して、その
状態に応じたメツセージを生成する疑似人間反応生成部
5からなる。
Based on these observations, the HMM of the present invention returns a human-like reaction to the driver by sometimes returning an emotional and personal reaction while the machine responds to the driver's action. It makes you feel like it. FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of the HMM of the present invention. The HMM shown in the same figure detects the road environment and detects the states of the vehicle control unit 1 and the driver 11 which control the vehicle characteristics to the optimum running state accordingly, and generates a message according to the state. The pseudo human reaction generation unit 5 is included.

【0025】車両制御部1は、ドライバの操作と道路環
境に応じた最適な車両挙動を実現するもので、外部環境
に対して車両が適応するための制御、例えば、ABSや
四輪駆動(4WS)がこれに相当する。疑似人間反応生
成部5は、人間らしい反応をドライバに返すために車両
環境を制御するものである。ここでは、車両の反応にて
ドライバの生理状態や心理状態に働きかけて、生理状態
を最適なものに制御したり、心理的満足感を感じさせる
ため、ドライバの状態に対するドライバへのメツセージ
伝達のみを行なう。この疑似人間反応生成部5は、ドラ
イバの生理、心理状態をリアルタイムに推定する人間状
態検出部9、ドライバに対する人間的反応の呈示パター
ンを決定する刺激制御部6、そして刺激制御部6からの
指令に基づき、ドライバ11に対する刺激を生成する感
覚刺激発生部10からなる。
The vehicle control unit 1 realizes an optimal vehicle behavior according to the driver's operation and the road environment, and controls for adapting the vehicle to the external environment, such as ABS and four-wheel drive (4WS). ) Is equivalent to this. The pseudo-human reaction generation unit 5 controls the vehicle environment in order to return a human-like reaction to the driver. Here, in order to control the physiological state to the optimal one and to make the user feel the psychological satisfaction by acting on the physiological state and the psychological state of the driver by the reaction of the vehicle, only the message transmission to the driver for the state of the driver is performed. To do. The pseudo human reaction generation unit 5 is a human state detection unit 9 that estimates the driver's physiology and psychological state in real time, a stimulus control unit 6 that determines a human reaction presentation pattern for the driver, and a command from the stimulus control unit 6. The sensory stimulus generator 10 generates a stimulus for the driver 11 based on

【0026】刺激制御部6は適応制御部7、及び非適応
制御部8からなり、車両挙動部3から信号を受けて、適
応制御部7は、刺激生成に際してリアルタイムにドライ
バを最適な生理、心理状態に保つよう適応制御するため
に感覚刺激発生部10に指令を出す。また、非適応制御
部8は、長期間の車両挙動運動履歴情報の蓄積をもとに
不定期に適応制御部7の感覚刺激発生部10に対する指
令に割り込みをかける。そして、規範的に定められた刺
激発生ルールに基づいて刺激を選択し、ドライバにとつ
て非適応的な刺激を生成するよう感覚刺激発生部10に
指令を出す。但し、刺激としては、車両の操舵特性を直
接制御するものではなく、車両室内の音響、振動、香
り、空調環境のような車両走行に直接関与しない刺激で
ある。
The stimulus control unit 6 is composed of an adaptive control unit 7 and a non-adaptive control unit 8. Upon receiving a signal from the vehicle behavior unit 3, the adaptive control unit 7 optimizes the driver's physiology and psychology in real time when the stimulus is generated. A command is issued to the sensory stimulus generation unit 10 for adaptive control so as to keep the state. In addition, the non-adaptive control unit 8 interrupts a command to the sensory stimulus generation unit 10 of the adaptive control unit 7 irregularly based on the accumulation of the vehicle behavior motion history information for a long period of time. Then, the stimulus is selected based on the stimulus generation rule defined in a normative manner, and the sensory stimulus generation unit 10 is instructed to generate a non-adaptive stimulus for the driver. However, the stimulus does not directly control the steering characteristics of the vehicle, but is a stimulus such as sound, vibration, scent, or air-conditioning environment in the vehicle that is not directly involved in vehicle traveling.

【0027】適応制御部7の動作によりドライバ11に
対して気配り的反応を表現し、適応制御部7が非適応制
御部8に対してマスターとして動作することで服従的反
応を表現する。そして、非適応制御部8のドライバ11
に対する反応のルール郡を調整することにより性格的反
応と感情的反応を表現する。非適応制御部8が長期の車
両挙動運動履歴情報を蓄積するのは、人間間の交流にお
いて、長期間のつきあいによる過去の出来事の記憶が、
現在の相手との交流における心理的関係に影響すること
を表現するためである。例えば、高速道路における運転
のように、長時間での性能上限での運転が持続した場
合、ドライバに運転の中止を促すメツセージを車両環境
を制御することで感じさせることが挙げられる。
The operation of the adaptive control unit 7 expresses an attentive reaction to the driver 11, and the adaptive control unit 7 operates as a master to the non-adaptive control unit 8 to express a compliant reaction. Then, the driver 11 of the non-adaptive control unit 8
The personality and emotional reactions are expressed by adjusting the rules of the reaction to. The non-adaptive control unit 8 accumulates the long-term vehicle behavior motion history information because the memory of past events due to a long-term relationship is
This is to express that it affects the psychological relationship in the current interaction with the other person. For example, when driving at the upper limit of performance continues for a long time, such as driving on a highway, it is possible to make the driver feel a message that prompts the driver to stop driving by controlling the vehicle environment.

【0028】本発明のHMMでは、疑似人間反応生成部
5は車両制御部1に直接影響を与えることはなく、車両
制御部1は車両の制御に専念する。そして、車両挙動の
制御に関しては、ドライバの生理、心理状態に応じて直
接制御せず、積極的にドライバの意志に委ねている。こ
れは、車両を運転する喜びは、ドライバ自身で車両を制
御するという主体的な行為自体に存在するという思想に
基づくものである。つまり、本HMMでは、人間に直接
影響する環境刺激のみでドライバの生理、心理に働きか
け、ドライバに車両挙動に合つた運転操作を教示し、同
時にその教示に適当な環境を作り出している。
In the HMM of the present invention, the pseudo-human reaction generation unit 5 does not directly affect the vehicle control unit 1, and the vehicle control unit 1 concentrates on vehicle control. The control of the vehicle behavior is not directly controlled according to the physiology and psychological state of the driver, but is left to the driver's will. This is based on the idea that the joy of driving a vehicle lies in the independent act of controlling the vehicle by the driver himself. In other words, in this HMM, the physiology and psychology of the driver are affected only by the environmental stimulus that directly affects humans, the driver is taught a driving operation that matches the vehicle behavior, and at the same time, an environment suitable for the teaching is created.

【0029】次に、本発明に係る好適な実施例を詳細に
説明する。 <第1実施例>図3は、本発明の第1の実施例に係るH
MMの全体構成を示すブロツク図である。同図におい
て、車両制御部2は、ドライバ11の操作と検出部4が
検出した環境20からの道路環境に応じて、車両挙動部
3に対して最適な車両挙動を実現するよう制御するもの
である。この車両挙動部3からは、刺激制御部6の中央
制御部(CPU)15に車両挙動として後述する車体歪
Rが出力される。
Next, preferred embodiments of the present invention will be described in detail. <First Embodiment> FIG. 3 shows the H according to the first embodiment of the present invention.
It is a block diagram which shows the whole structure of MM. In FIG. 1, the vehicle control unit 2 controls the vehicle behavior unit 3 so as to realize an optimum vehicle behavior according to the operation of the driver 11 and the road environment from the environment 20 detected by the detection unit 4. is there. A vehicle body distortion R, which will be described later, is output from the vehicle behavior unit 3 to the central control unit (CPU) 15 of the stimulation control unit 6 as the vehicle behavior.

【0030】人間状態検出部9は、ドライバの生理、心
理状態をリアルタイムに推定するもので、ドライバ11
の人間状態を検出するために設けた指先容積脈波検出器
13からの脈波を平滑する平滑化回路21、及びその結
果をもとに、後述する人間の状態量を得るための演算を
行なう演算部22よりなる。刺激制御部6は、適応制御
部7、非適応制御部8、及びそれらを制御する中央制御
部(CPU)15からなり、適応制御部7は、刺激生成
に際してリアルタイムにドライバを最適な生理、心理状
態に保つよう適応制御するために感覚刺激用車両制御部
12に指令を出す。また、非適応制御部8は、長期間の
車両挙動運動履歴情報の蓄積をもとに不定期に適応制御
部7の感覚刺激用車両制御部12に対する指令に割り込
みをかける。
The human state detecting section 9 estimates the physiological and psychological states of the driver in real time.
The smoothing circuit 21 for smoothing the pulse wave from the fingertip volume pulse wave detector 13 provided for detecting the human state of the human body, and a calculation for obtaining the human state amount described later based on the result. The calculation unit 22 is included. The stimulus control unit 6 includes an adaptive control unit 7, a non-adaptive control unit 8, and a central control unit (CPU) 15 that controls them. The adaptive control unit 7 optimizes the driver's physiology and psychology in real time during stimulus generation. A command is issued to the sensory stimulation vehicle control unit 12 for adaptive control so as to keep the state. Further, the non-adaptive control unit 8 interrupts the command to the sensory stimulation vehicle control unit 12 of the adaptive control unit 7 irregularly based on the accumulation of the vehicle behavior motion history information for a long period of time.

【0031】感覚刺激用車両制御部12は、刺激制御部
6から指令を受け、刺激制御部6にて決定されたドライ
バに対する人間的反応の呈示パターンに基づきドライバ
11に対して刺激を生成する。図4は、刺激制御部6を
構成するCPU15周辺の詳細構成を示すブロツク図で
ある。同図において、CPU15は車両挙動部3からA
/D変換部18を介して車体歪Rを受け、同時に人間状
態検出部9からA/D変換部19を介して人間の状態量
Hを受ける。CPU15は、これらの入力をもとに、後
述する感覚刺激発生制御パラメータIを発生する。
The sensory stimulation vehicle control unit 12 receives a command from the stimulation control unit 6 and generates a stimulation for the driver 11 based on the human reaction presentation pattern determined by the stimulation control unit 6. FIG. 4 is a block diagram showing a detailed configuration around the CPU 15 that constitutes the stimulation control unit 6. In the figure, the CPU 15 controls the vehicle behavior unit 3 to A
The vehicle body distortion R is received through the / D conversion unit 18, and at the same time, the human state amount H is received from the human state detection unit 9 through the A / D conversion unit 19. The CPU 15 generates a sensory stimulus generation control parameter I described later based on these inputs.

【0032】図5は、車両挙動部3における車体歪Rの
算出方法を説明するための図である。同図において、車
体31の下部に設置されたストレインゲージ32は、x
方向の歪Sx 、及びy方向の歪Sy を検出する。歪算出
回路33は、ストレインゲージ32での歪検出結果から
x ,及びSy の2乗平均を求め、その値を車体歪Rと
して刺激制御部6に出力する。
FIG. 5 is a diagram for explaining a method of calculating the vehicle body strain R in the vehicle behavior unit 3. In the figure, the strain gauge 32 installed at the bottom of the vehicle body 31 is
The strain S x in the direction and the strain S y in the y direction are detected. The strain calculation circuit 33 obtains the root mean square of S x and S y from the strain detection result of the strain gauge 32, and outputs the value as the vehicle body strain R to the stimulation control unit 6.

【0033】図6は、人間状態検出部9におけるドライ
バの人間状態の検出方法を示す図である。ここでは、指
先容積脈波検出器13にて得られた電圧波形としての脈
波(図6の(a))を処理することで、ドライバ11の
イライラやビツクリ度の指標Hを算出する。図6の
(b)は、図6の(a)に示した脈波を平滑化回路21
にて平滑した波形を示しており、脈波の特徴的な変化で
あるイライラやビツクリにより、その振幅が減少して形
成される三角形の部分が抽出される。
FIG. 6 is a diagram showing a method of detecting the human state of the driver in the human state detecting section 9. Here, the pulse wave ((a) in FIG. 6) as the voltage waveform obtained by the fingertip volume pulse wave detector 13 is processed to calculate the index H of the driver 11's frustration and the degree of vignetting. FIG. 6B shows a smoothing circuit 21 for the pulse wave shown in FIG.
Shows a smoothed waveform, and the triangular portion formed by decreasing its amplitude is extracted due to frustration and biting which are characteristic changes of the pulse wave.

【0034】この平滑後の波形に対して、下記の式
(1)による演算を行なうことで人間の状態量Hを得
る。演算の結果、図6の(c)に示す波形が得られ、H
の値が大きい程、人間がイライラやビツクリしている状
態にあり、逆にその値が小さい程、沈静していることを
示す。
The human state quantity H is obtained by performing an operation according to the following equation (1) on the smoothed waveform. As a result of the calculation, the waveform shown in FIG.
The larger the value of, the more irritated or sick the human is, and the smaller the value, the calmer.

【0035】[0035]

【数1】 [Equation 1]

【0036】図7は、人間の状態量Hと感覚刺激発生制
御パラメータIとの関係を示すマツプであり、図7の
(a)は、人間の状態量Hと適応制御部7にて算出され
る感覚刺激発生制御パラメータIとの関係を示すもの
で、状態量Hの値が大きくなる程、パラメータIの値が
小さくなるという特性を有する。また、図7の(b)
は、人間の状態量Hと非適応制御部8にて算出される感
覚刺激発生制御パラメータI’との関係を示すもので、
図7の(a)とは逆に状態量Hの値が大きくなる程、パ
ラメータI’の値も大きくなる特性を有する。
FIG. 7 is a map showing the relationship between the human state quantity H and the sensory stimulus generation control parameter I. In FIG. 7A, the human state quantity H and the adaptive control unit 7 are calculated. And the sensory stimulus generation control parameter I, which has a characteristic that the value of the parameter I decreases as the value of the state quantity H increases. Also, FIG. 7B
Represents the relationship between the human state quantity H and the sensory stimulus generation control parameter I ′ calculated by the non-adaptive control unit 8,
Contrary to (a) of FIG. 7, it has a characteristic that the larger the value of the state quantity H, the larger the value of the parameter I ′.

【0037】次に、本実施例における感覚刺激発生制御
パラメータI,I’を算出する手順を説明する。図8は
感覚刺激発生制御パラメータI,I’を算出するための
メインルーチンを示すフローチヤートであり、ステツプ
S1aで、適応制御部7は人間状態検出部9にて得られ
た人間の状態量Hを入力し、ステツプS1bで、図7の
(a)に示すマツプを参照して対応する感覚刺激発生制
御パラメータIを算出する。ステツプS2で、後述する
割り込みが発生したか否かを判定し、割り込みがなけれ
ばステツプS3に進んで、感覚刺激用車両制御部12に
Iを出力して快適な運転が行なえるようにする。
Next, the procedure for calculating the sensory stimulus generation control parameters I and I'in this embodiment will be described. FIG. 8 is a flow chart showing a main routine for calculating the sensory stimulus generation control parameters I and I ′. In step S1a, the adaptive control unit 7 causes the human state amount H obtained by the human state detection unit 9 to be H. Then, in step S1b, the corresponding sensory stimulus generation control parameter I is calculated with reference to the map shown in FIG. In step S2, it is determined whether or not an interrupt, which will be described later, has occurred. If there is no interrupt, the process proceeds to step S3 to output I to the sensory stimulation vehicle control unit 12 so that comfortable driving can be performed.

【0038】しかし、ステツプS2で割り込みが発生し
たと判断されたときは、ステツプS5で感覚刺激発生制
御パラメータI’を算出する。このI’の算出は、図7
の(b)に示すマツプを参照して行なう。そして、ステ
ツプS6でパラメータIをI’に置き換えた後、Iを出
力するステツプS3に進む。ステツプS4では、パラメ
ータIを出力した効果を見るため待ち時間TW を設け、
W 経過後、再びステツプS1に戻る。
However, if it is determined in step S2 that an interrupt has occurred, the sensory stimulus generation control parameter I'is calculated in step S5. This calculation of I ′ is shown in FIG.
Refer to the map shown in FIG. Then, after replacing the parameter I with I'in step S6, the process proceeds to step S3 for outputting I. In step S4, a waiting time T W is provided to see the effect of outputting the parameter I,
After T W elapses, the process returns to step S1 again.

【0039】図9に示すフローチヤートは、図8のステ
ツプS2における割り込み発生ルーチンを示す。同図に
おいて、CPU15は、ステツプS10で車両挙動部3
から車体歪Rを入力し、次のステツプS11で車両が悪
路を走行しているか否かを判断する。ここでは、図10
に示すように、車両挙動部3にて算出した車体歪Rの値
が、所定値Rr 以上となる時間が所定時間tr 秒を越え
たとき、悪路走行中であると判断する。
The flow chart shown in FIG. 9 shows the interrupt generation routine in step S2 of FIG. In the figure, the CPU 15 determines the vehicle behavior unit 3 in step S10.
Then, the vehicle body strain R is input from the above, and it is determined in the next step S11 whether or not the vehicle is traveling on a rough road. Here, FIG.
As shown in, when the value of the vehicle body strain R calculated by the vehicle behavior unit 3 exceeds the predetermined value R r for a predetermined time t r seconds, it is determined that the vehicle is traveling on a rough road.

【0040】ステツプS11での判断がYESであれ
ば、ステツプS12に進み、連続してn回以上パラメー
タI’が出力されたかどうかの判定をする。この判定結
果がYESであれば、非適応制御が一定時間以上連続し
ているとし、何らかの理由でドライバが休めない状態に
あると判断してステツプS13に進み、ステツプS11
での悪路判断を取り消して適応制御を行なう。しかし、
ステツプS12での判断がNOであれば、車体に負担を
かける程度の悪路走行を一定時間以上続けているにも拘
らず、適応制御が行なわれていることになるので、ステ
ツプS14にて割り込みを発生させる。よつて、上述の
図8のステツプS2での判断がYESとなり、非適応制
御が行なわれるので、イライラやビツクリ度を増す方向
に制御され、ドライバ11は運転への意欲が削がれる結
果、休憩を促されることになる。
If the determination in step S11 is YES, the process proceeds to step S12, and it is determined whether or not the parameter I'has been output n times or more consecutively. If this determination result is YES, it is determined that the non-adaptive control has continued for a certain period of time or longer, and it is determined that the driver is in a state where the driver cannot rest for some reason, and the process proceeds to step S13 and step S11.
Cancel the bad road judgment in and perform adaptive control. But,
If the determination in step S12 is NO, it means that adaptive control is being performed even though the vehicle has been running on a rough road for a certain period of time to the extent that it burdens the vehicle body. Therefore, an interrupt is issued in step S14. Generate. Therefore, the determination in step S2 in FIG. 8 described above becomes YES, and non-adaptive control is performed, so that the driver 11 is controlled in a direction that increases frustration and the degree of shock, and the driver 11 is discouraged from driving, resulting in a break. Will be prompted.

【0041】図11は、感覚刺激用車両制御部12の内
部構成を示すブロツク図である。同図において、コント
ロ−ラ34は、刺激制御部6から感覚刺激発生制御パラ
メータIを受け、その値に応じて可変フイルタ26の特
性を選択するフイルタ制御信号Fを算出する。可変フイ
ルタ26には、ホワイトノイズジエネレータ25からの
ホワイトノイズWが常に入力されており、Fの値に従つ
たフイルタ特性でフイルタリングされた信号W’を出力
する。この信号W’は、A/D変換部30にてデジタル
信号に変換された後、信号W”としてコントロ−ラ34
に入力される。
FIG. 11 is a block diagram showing the internal structure of the sensory stimulation vehicle control unit 12. In the figure, the controller 34 receives the sensory stimulation generation control parameter I from the stimulation control section 6 and calculates a filter control signal F for selecting the characteristic of the variable filter 26 according to the value. The white noise W from the white noise generator 25 is constantly input to the variable filter 26, and a signal W ′ filtered by a filter characteristic according to the value of F is output. This signal W ′ is converted into a digital signal by the A / D conversion unit 30 and then converted into a signal W ″ by the controller 34.
Entered in.

【0042】可変フイルタ26は、図12に示すように
1/f特性を有し、パラメータIの値が大きくなるに従
い信号W’は、ホワイトノイズから1/fn ノイズ(n
は1以上の実数で、1〜2の間の値を使用するのが望ま
しい)に変化する。コントロ−ラ34は、さらに、後述
する加振ゆらぎ制御信号Vを算出し、加振制御部29
は、この加振ゆらぎ制御信号Vとエンジン回転信号RP
Mとに応じてドライバ11が座るシート27の下部に設
けられた加振器28に信号を送る。その結果、シート2
7は、後述する所定の周波数にて加振される。
The variable filter 26 has a 1 / f characteristic as shown in FIG. 12, and as the value of the parameter I increases, the signal W'changes from white noise to 1 / f n noise (n
Is a real number greater than or equal to 1 and it is preferable to use a value between 1 and 2). The controller 34 further calculates a vibration fluctuation control signal V described later, and the vibration control unit 29.
Is the vibration fluctuation control signal V and the engine rotation signal RP.
According to M, a signal is sent to the vibrator 28 provided under the seat 27 on which the driver 11 sits. As a result, sheet 2
7 is vibrated at a predetermined frequency described later.

【0043】図13は加振器28がシート27を加振す
る周波数特性を示すマツプであり、同図(a)は、エン
ジン回転信号RPMと基本加振周波数ωとの関係を示し
ている。また、同図(b)は、加振ゆらぎ制御信号Vと
加振周波数のゆらぎΔωとの関係を示している。シート
27は、上述のように加振制御部29から出力される加
振ゆらぎ制御信号Vとエンジン回転信号RPMとにそれ
ぞれ対応するωとΔωとの和に応じて変化する周波数に
て加振される。
FIG. 13 is a map showing the frequency characteristic of the vibration exciter 28 for vibrating the sheet 27. FIG. 13A shows the relationship between the engine rotation signal RPM and the basic vibration frequency ω. Further, FIG. 11B shows the relationship between the vibration fluctuation control signal V and the fluctuation Δω of the vibration frequency. The seat 27 is vibrated at a frequency that changes according to the sum of ω and Δω corresponding to the vibration fluctuation control signal V and the engine rotation signal RPM output from the vibration control unit 29 as described above. It

【0044】結局、感覚刺激用車両制御部12は、刺激
制御部6からの感覚刺激発生制御パラメータIに応じて
運転席を支持する加振器28を駆動するので、ドライバ
には振動刺激が与えられ、そのイライラやビツクリ度を
制御することができる。図14は、コントロ−ラ34に
おける加振ゆらぎ制御信号Vとフイルタ制御信号Fとを
算出する手順を示すフローチヤートである。同図のステ
ツプS15では、コントロ−ラ15は刺激制御部6から
の感覚刺激発生制御パラメータIをもとに、図12に示
す1/f特性マツプからフイルタ特性を決定し、その特
性に対応するフイルタ制御信号Fを算出して、ステツプ
S16でその信号Fを出力する。
After all, since the sensory stimulation vehicle control unit 12 drives the shaker 28 which supports the driver's seat in accordance with the sensory stimulation generation control parameter I from the stimulation control unit 6, the driver is provided with vibration stimulation. It is possible to control the irritability and the degree of risk. FIG. 14 is a flow chart showing a procedure for calculating the vibration fluctuation control signal V and the filter control signal F in the controller 34. In step S15 of the figure, the controller 15 determines the filter characteristic from the 1 / f characteristic map shown in FIG. 12 based on the sensory stimulation generation control parameter I from the stimulation control section 6, and corresponds to the characteristic. The filter control signal F is calculated, and the signal F is output in step S16.

【0045】コントロ−ラ34は、ステツプS17で上
述のA/D変換部30からの出力信号W”をもとに加振
ゆらぎ制御信号Vを算出し、続くステツプS18で加振
制御部29に信号Vを出力する。ステツプS19では、
前回の処理でフイルタ制御信号Fを算出してから時間T
W が経過したかの判定をする。ここで時間TW が経過し
ていないと判定されたときは、ステツプS17に戻つて
加振ゆらぎ制御信号Vの算出を行なうが、所定時間の経
過が確認された場合は、ステツプS15に戻つて再びフ
イルタ制御信号Fの算出を行なう。
The controller 34 is moved up at step S17.
Excitation based on the output signal W ″ from the A / D conversion unit 30 described above.
The fluctuation control signal V is calculated, and the vibration is applied in the subsequent step S18.
The signal V is output to the control unit 29. In step S19,
Time T has passed since the filter control signal F was calculated in the previous processing.
W It is determined whether has passed. Where time TW Has passed
If not, return to step S17
Although the vibration fluctuation control signal V is calculated, it takes a predetermined time.
If the error is confirmed, return to step S15 and restart
The ilter control signal F is calculated.

【0046】図15は、実施例に係るHMMにおける人
間状態とシートの振動周波数との関係を示している。同
図において、HMMの人間状態検出部9が、ドライバの
イライラ、ビツクリの程度をもとに適応制御をするとき
は、1/fn 型(nは1以上の実数で、1〜2の間の値
を使用するのが望ましい)のシート振動周波数のゆらぎ
を与え、ドライバが沈静状態にあるときは、ホワイトノ
イズ型のゆらぎを与える。また、非適応制御のときは、
適応制御とは逆のシート振動周波数のゆらぎを与える。
FIG. 15 shows the relationship between the human state and the vibration frequency of the seat in the HMM according to the embodiment. In the figure, when the human state detection unit 9 of the HMM performs adaptive control based on the driver's irritability and the degree of bite, 1 / f n type (n is a real number of 1 or more, between 1 and 2) It is preferable to use the value of (1)) to provide the fluctuation of the seat vibration frequency, and when the driver is in a quiescent state, the fluctuation of the white noise type is provided. In the case of non-adaptive control,
The fluctuation of the seat vibration frequency opposite to that of the adaptive control is given.

【0047】以上説明したように、本実施例によれば、
ドライバのイライラ、ビツクリの度合いを指先容積脈波
を用いて検出し、車両挙動としては車体歪を検出して、
それらの値に応じたシートゆらぎ振動を刺激として使用
して適応制御を行なつてドライバが快適な運転を行なえ
るようにし、また、悪路走行が続いたと判定したとき
は、所定のシートゆらぎ振動を刺激として使用して非適
応制御を行ない、ドライバに休息を促すことができると
いう効果がある。 <第2実施例>本発明に係る第2の実施例について説明
する。尚、本実施例に係るHMMの全体構成は、図3に
示した第1の実施例に係るHMMと同じであるため、そ
の説明は省略する。
As described above, according to this embodiment,
The driver's annoyance and biteness are detected using the fingertip plethysmogram, and vehicle distortion is detected as the vehicle behavior.
The seat fluctuation vibration corresponding to these values is used as a stimulus to perform adaptive control so that the driver can drive comfortably, and when it is determined that the vehicle is traveling on a rough road, the predetermined seat fluctuation vibration is used. Is used as a stimulus to perform non-adaptive control, which has the effect of prompting the driver to rest. <Second Embodiment> A second embodiment according to the present invention will be described. Note that the overall configuration of the HMM according to this embodiment is the same as that of the HMM according to the first embodiment shown in FIG. 3, so description thereof will be omitted.

【0048】図16は、HMMの刺激制御部6を構成す
るCPU15周辺の詳細構成を示すブロツク図である。
同図において、CPU15は車両挙動部3からA/D変
換部18を介して車速Vを受け、同時に人間状態検出部
9からA/D変換部19を介して人間の状態量Hを受け
る。CPU15は、これらの入力をもとに感覚刺激発生
制御パラメータIを発生する。
FIG. 16 is a block diagram showing a detailed configuration around the CPU 15 which constitutes the stimulation control unit 6 of the HMM.
In the figure, the CPU 15 receives the vehicle speed V from the vehicle behavior unit 3 via the A / D conversion unit 18, and at the same time receives the human state amount H from the human state detection unit 9 via the A / D conversion unit 19. The CPU 15 generates the sensory stimulus generation control parameter I based on these inputs.

【0049】尚、本実施例における人間状態検出部9で
のドライバの人間状態の検出方法、及び人間の状態量H
と感覚刺激発生制御パラメータIとの関係は、第1実施
例における検出方法(図6)、及び状態量Hとパラメー
タI,I’との関係(図7)と同じである。次に、本実
施例における感覚刺激発生制御パラメータI,I’を算
出する手順を説明する。
The method of detecting the human state of the driver by the human state detecting unit 9 and the human state amount H in this embodiment.
And the sensory stimulus generation control parameter I are the same as the detection method (FIG. 6) and the relationship between the state quantity H and the parameters I and I ′ (FIG. 7) in the first embodiment. Next, a procedure for calculating the sensory stimulus generation control parameters I and I ′ in this embodiment will be described.

【0050】本実施例におけるパラメータ算出のメイン
ルーチンは、図8に示した第1実施例におけるパラメー
タ算出手順と同じであるため、ここでは、割り込み発生
ルーチンについてのみ説明する。図17は、本実施例に
係る割り込み発生ルーチンを示し、ステツプS21で、
CPU15は車両が渋滞に陥つているか否かを判断す
る。ここでは、図18に示すように、車両挙動部3にて
車速Vが、ある一定車速VJ 以下となる時間が所定時間
J 秒以上続くと、渋滞であると判断する。
Since the main routine for parameter calculation in this embodiment is the same as the parameter calculation procedure in the first embodiment shown in FIG. 8, only the interrupt generation routine will be described here. FIG. 17 shows an interrupt generation routine according to the present embodiment. In step S21,
The CPU 15 determines whether or not the vehicle is in a traffic jam. Here, as shown in FIG. 18, when the vehicle behavior unit 3 keeps the vehicle speed V at or below a certain constant vehicle speed V J for a predetermined time t J seconds or more, it is determined that there is congestion.

【0051】ステツプS21での判断がYESであれ
ば、ステツプS22に進み、連続してn回以上パラメー
タI’が出力されたかどうかの判定をする。この判定結
果がYESであれば、非適応制御が一定時間以上連続し
ているとし、何らかの理由でドライバが休めない状態に
あると判断してステツプS23に進み、ステツプS21
での渋滞判断を取り消して適応制御を行なう。しかし、
ステツプS22での判断がNOであれば、渋滞が一定時
間以上継続されているにも拘らず、適応制御が行なわれ
ていることになるので、ステツプS24にて割り込みを
発生させる。
If the determination in step S21 is YES, the process proceeds to step S22, and it is determined whether or not the parameter I'has been output n times or more consecutively. If this determination result is YES, it is determined that the non-adaptive control has continued for a certain period of time or longer, and it is determined that the driver is in a state where the driver cannot rest for some reason, and the process proceeds to step S23 and step S21.
Cancel the traffic congestion judgment at and perform adaptive control. But,
If the determination in step S22 is NO, it means that the adaptive control is being performed even though the traffic jam continues for a certain time or longer, so that an interrupt is generated in step S24.

【0052】この処理により、図8のステツプS2での
判断がYESとなり、非適応制御が行なわれるので、イ
ライラやビツクリ度を増す方向に制御され、ドライバ1
1は運転への意欲が削がれて休憩を促されることにな
る。図19は、本実施例のHMMの感覚刺激用車両制御
部12の内部構成を示すブロツク図である。同図におい
て、コントロ−ラ34は、刺激制御部6から感覚刺激発
生制御パラメータIを受け、その値に応じて可変フイル
タ26の特性を選択するフイルタ制御信号Fを算出す
る。可変フイルタ26には、ホワイトノイズジエネレー
タ25からのホワイトノイズWが常に入力されており、
Fの値に従つたフイルタ特性でフイルタリングされた信
号W’を出力する。この信号W’は、A/D変換部30
にてデジタル信号に変換された後、信号W”としてコン
トロ−ラ34に入力される。
By this processing, the determination in step S2 in FIG. 8 becomes YES, and non-adaptive control is performed, so that the driver 1 is controlled in the direction of increasing the annoyance and the degree of vibration.
For No. 1, the drive will be discouraged and a break will be prompted. FIG. 19 is a block diagram showing the internal configuration of the vehicle control unit 12 for sensory stimulation of the HMM of this embodiment. In the figure, the controller 34 receives the sensory stimulation generation control parameter I from the stimulation control section 6 and calculates a filter control signal F for selecting the characteristic of the variable filter 26 according to the value. The white noise W from the white noise generator 25 is always input to the variable filter 26,
The signal W ′ filtered by the filter characteristic according to the value of F is output. This signal W ′ is supplied to the A / D conversion unit 30.
After being converted into a digital signal at, the signal W ″ is input to the controller 34.

【0053】可変フイルタ26は、第1実施例と同様、
図12に示すような1/f特性を有し、パラメータIの
値が大きくなるに従い信号W’は、ホワイトノイズから
1/fn ノイズ(nは1以上の実数で、1〜2の間の値
を使用するのが望ましい)に変化する。コントロ−ラ3
4は、後述するように信号W”をもとに燃料噴射コント
ロール信号Eを算出し、その算出結果をEGIコントロ
ールユニツト35に送る。そして、燃料噴射装置36
は、EGIコントロールユニツト35からの制御信号に
従い燃料噴射を行なう。
The variable filter 26 is similar to that of the first embodiment.
The signal W ′ has 1 / f characteristics as shown in FIG. 12, and as the value of the parameter I increases, the signal W ′ changes from white noise to 1 / f n noise (n is a real number of 1 or more and between 1 and 2). It is preferable to use the value). Controller 3
4 calculates the fuel injection control signal E based on the signal W ″ as described later, and sends the calculation result to the EGI control unit 35. Then, the fuel injection device 36.
Performs fuel injection according to the control signal from the EGI control unit 35.

【0054】図20は、燃料噴射コントロール信号Eと
EGIコントロールユニツト35から燃料噴射装置36
に送られる燃料制御信号との関係を示すマツプである。
同図(a)は、燃料噴射コントロール信号Eと燃料噴射
量との関係を示し、(b)は、燃料噴射コントロール信
号Eと噴射間隔との関係を示している。同図における安
全許容域とは、燃料の噴射量や噴射間隔のゆらぎ量が適
正値に対して極端に変化するのを避けるために設けたも
ので、操舵特性等、運転に影響を与える程、大きな値は
とらない。
FIG. 20 shows the fuel injection control signal E and the EGI control unit 35 to the fuel injection device 36.
Is a map showing the relationship with the fuel control signal sent to the.
(A) of the figure shows the relationship between the fuel injection control signal E and the fuel injection amount, and (b) shows the relationship between the fuel injection control signal E and the injection interval. The safe allowable range in the figure is provided in order to prevent the fuel injection amount and the fluctuation amount of the injection interval from extremely changing with respect to an appropriate value. It does not take a large value.

【0055】HMMの感覚刺激用車両制御部12は、刺
激制御部6からの感覚刺激発生制御パラメータIに応じ
て燃料噴射量、あるいは噴射間隔のゆらぎを制御するこ
とでエンジン出力が制御され、ドライバにはエンジン出
力のみならずエンジン音、振動という刺激が与えられる
ので、そのイライラやビツクリ度を制御することができ
る。
The HMM sensory stimulation vehicle control unit 12 controls the fuel injection amount or the fluctuation of the injection interval according to the sensory stimulation generation control parameter I from the stimulation control unit 6 to control the engine output, and the driver. Since not only the engine output but also the engine sound and vibration are given to, the irritability and the degree of shock can be controlled.

【0056】図21は、コントロ−ラ34における燃料
噴射コントロール信号Eとフイルタ制御信号Fとを算出
する手順を示すフローチヤートである。同図のステツプ
S25では、コントロ−ラ15は刺激制御部6からの感
覚刺激発生制御パラメータIをもとに、図12に示す1
/f特性マツプからフイルタ特性を決定し、その特性に
対応するフイルタ制御信号Fを算出して、ステツプS2
6でその信号Fを出力する。
FIG. 21 is a flow chart showing a procedure for calculating the fuel injection control signal E and the filter control signal F in the controller 34. In step S25 of the figure, the controller 15 uses the sensory stimulation generation control parameter I from the stimulation controller 6 as shown in FIG.
A filter characteristic is determined from the / f characteristic map, a filter control signal F corresponding to the characteristic is calculated, and step S2 is performed.
The signal F is output at 6.

【0057】コントロ−ラ34は、ステツプS27で上
述のA/D変換部30からの出力信号W”をもとに燃料
噴射コントロール信号Eを算出し、続くステツプS28
で加振制御部29に信号Eを出力する。ステツプS29
では、前回の処理でフイルタ制御信号Fを算出してから
時間T W が経過したかの判定をする。ここで時間TW
経過していないと判定されたときは、ステツプS27に
戻つて燃料噴射コントロール信号Eの算出を行なうが、
所定時間の経過が確認された場合は、ステツプS25に
戻つて再びフイルタ制御信号Fの算出を行なう。
The controller 34 is moved up at step S27.
Based on the output signal W ″ from the A / D conversion unit 30 described above, the fuel is
The injection control signal E is calculated, and the subsequent step S28 is performed.
Then, the signal E is output to the vibration control unit 29. Step S29
Now, after calculating the filter control signal F in the previous processing,
Time T W It is determined whether has passed. Where time TW But
If it is determined that the time has not elapsed, go to step S27.
Returning to this, the fuel injection control signal E is calculated,
If it is confirmed that the predetermined time has passed, go to step S25.
Then, the filter control signal F is calculated again.

【0058】図22は、本実施例に係るHMMにおける
人間状態と燃料噴射のゆらぎとの関係を示している。同
図において、HMMの人間状態検出部9が、ドライバの
イライラ、ビツクリの程度をもとに適応制御をするとき
は、1/fn 型(nは1以上の実数で、1〜2の間の値
を使用するのが望ましい)の燃料噴射のゆらぎを与え、
ドライバが沈静状態にあるときは、ホワイトノイズ型の
ゆらぎを与える。また、非適応制御のときは、適応制御
とは逆の燃料噴射のゆらぎを与える。
FIG. 22 shows the relationship between the human state and the fluctuation of fuel injection in the HMM according to this embodiment. In the figure, when the human state detection unit 9 of the HMM performs adaptive control based on the driver's irritability and the degree of bite, 1 / f n type (n is a real number of 1 or more, between 1 and 2) It is desirable to use the value of)
Gives white noise type fluctuations when the driver is in a quiescent state. In the case of non-adaptive control, the fluctuation of fuel injection opposite to that in adaptive control is given.

【0059】以上説明したように、本実施例によれば、
ドライバのイライラ、ビツクリの度合いを指先容積脈波
を用いて検出し、車両挙動としては車速をもとに渋滞の
判断をして、それらの値に応じた燃料噴射のゆらぎにて
エンジン出力やエンジン音、振動を刺激として使用して
適応制御を行なうことでドライバが快適な運転を行なえ
るようにし、また、渋滞が一定時間以上続いたと判定し
たときは、所定の燃料噴射のゆらぎによる刺激を使用す
ることで非適応制御を行ない、ドライバに休息を促すこ
とができるという効果がある。 <参考例> 以下、本発明に係る参考例について説明する。
As described above, according to this embodiment,
The driver's annoyance and biteness are detected using the fingertip plethysmogram, the vehicle behavior is judged based on the vehicle speed, and the congestion is judged, and the fuel injection fluctuations corresponding to these values determine the engine output or engine. Sound and vibration are used as stimuli to perform adaptive control so that the driver can drive comfortably, and when it is determined that the traffic congestion has continued for a certain period of time, a stimulus due to a predetermined fuel injection fluctuation is used. This has the effect of performing non-adaptive control and prompting the driver to rest. <Reference Example> The following describes Reference Example according to the present invention.

【0060】本参考例では、ドライバの覚醒度を検出し
て、その覚醒度に応じた刺激をドライバに呈示すること
でドライバを最適な覚醒状態に持続する。図23は、
考例に係るHMMの全体構成を示す概略ブロツク図であ
る。同図において、車両制御部2は、ドライバ11の操
作と検出部4が検出した環境20からの道路環境に応じ
て、車両挙動部3に対して最適な車両挙動を実現するよ
う制御する。
In this reference example , the driver's arousal level is detected, and a stimulus corresponding to the arousal level is presented to the driver to keep the driver in an optimal arousal state. Figure 23 is San
It is a schematic block diagram showing the overall structure of an HMM according to Reference Example. In the figure, the vehicle control unit 2 controls the vehicle behavior unit 3 to realize an optimum vehicle behavior according to the operation of the driver 11 and the road environment from the environment 20 detected by the detection unit 4.

【0061】人間状態検出部9は、ドライバ11からの
脳波をもとにドライバ11の覚醒状態を検出する。適応
制御部7は、刺激生成に際してリアルタイムにドライバ
を最適な生理、心理状態に保つよう適応制御するために
感覚刺激用車両制御部12に指令を出す。また、感覚刺
激用車両制御部12は、適応制御部7からの指令を受け
てドライバに対する人間的反応の呈示パターンに基づき
ドライバ11に対して刺激を生成する。
The human state detecting section 9 detects the awake state of the driver 11 based on the brain waves from the driver 11. The adaptive control unit 7 issues a command to the sensory stimulation vehicle control unit 12 in order to perform adaptive control so as to maintain the driver in an optimum physiological and psychological state in real time when the stimulus is generated. Further, the sensory stimulation vehicle control unit 12 receives a command from the adaptive control unit 7 and generates a stimulus to the driver 11 based on a presentation pattern of a human reaction to the driver.

【0062】図24は、本参考例のHMMの詳細ブロツ
図であり、ここではドライバ11の頭部に電極2aを接
着して電位差を計測することで、ドライバの脳波を測定
するという手法をとる。このドライバ11の脳波は、生
理計測用アンプ43に導かれて信号増幅を受け、A/D
変換器44にてデジタル信号に変換された後、CPUb
42に送られる。CPUb42では後述する覚醒度推定
値Xが演算され、システム全体の制御、及び覚醒度制御
用のCPUa41からの指令に従い、CPUa41にそ
の瞬間での推定値Xを引き渡す。
FIG. 24 is a detailed block diagram of the HMM of this reference example . In this case , the electrode 2a is attached to the head of the driver 11 and the potential difference is measured to measure the brain waves of the driver. . The electroencephalogram of the driver 11 is guided to the physiological measurement amplifier 43 to undergo signal amplification, and the A / D
After being converted into a digital signal by the converter 44, the CPUb
Sent to 42. The CPUb42 calculates an awakening degree estimated value X, which will be described later, and delivers the estimated value X at that moment to the CPUa41 in accordance with a command from the CPUa41 for controlling the entire system and for awakening degree control.

【0063】CPUa41は覚醒度推定値Xを常に監視
すると同時に、エンジンルーム54内に設けたマイクロ
ホン46にてエンジン45のエンジン音を計測してい
る。その計測されたエンジン音はA/D変換器47でデ
ジタル信号に変換され、CPUa41に取り込まれる。
CPUa41は、覚醒度推定値Xの値をもとにドライバ
が低覚醒状態にあると判断したときには、取り込んだエ
ンジン音をD/A変換器51に送つてアナログ信号に変
換すると共に、アンプ50にゲインコントロール信号を
送り、その増幅度を制御する。そして、アンプ50は、
CPU1aからの制御信号に従つて増幅したエンジン音
を、刺激としてスピーカ53を介してドライバ11に呈
示する。このアンプ50の増幅度は、後述するように、
CPUa41が、ドライバ11の耳元に設置した耳元マ
イクロホン52にて拾つたスピーカ53からのエンジン
音出力レベルの監視結果に応じて決定する。
The CPUa 41 constantly monitors the awakening degree estimated value X, and at the same time, measures the engine sound of the engine 45 by the microphone 46 provided in the engine room 54. The measured engine sound is converted into a digital signal by the A / D converter 47 and taken into the CPUa 41.
When the CPUa41 determines that the driver is in the low awakening state based on the value of the awakening degree estimated value X, the CPUa41 sends the taken engine sound to the D / A converter 51 to convert it into an analog signal and to the amplifier 50. It sends a gain control signal to control its amplification. And the amplifier 50
The engine sound amplified according to the control signal from the CPU 1a is presented to the driver 11 as a stimulus via the speaker 53. The amplification degree of the amplifier 50 is, as described later,
The CPUa 41 determines in accordance with the monitoring result of the engine sound output level from the speaker 53 picked up by the ear microphone 52 installed near the ear of the driver 11.

【0064】一方、CPUa41が、ドライバ11が過
緊張状態にあると判断したときには、香り呈示装置48
を起動してドライバに沈静用の香りを呈示する。尚、ド
ライバ11は、本システムの駆動が長時間に及んで肉体
的な疲労が蓄積したときに、自らが終了スイツチ49を
操作してシステムの駆動を停止できるようになつてい
る。
On the other hand, when the CPUa 41 determines that the driver 11 is in an overstrained state, the scent presenting device 48
Start and present a calming scent to the driver. It should be noted that the driver 11 can operate the end switch 49 by itself to stop the driving of the system when the driving of the present system takes a long time and the physical fatigue is accumulated.

【0065】次に、本参考例のHMMにおける覚醒状態
持続処理手順について説明する。図25は、参考例に係
る最適覚醒度持続処理の手順を示すフローチヤートであ
る。同図において、ステツプS31で、初期値として以
下の値、パラメータ等の設定を行なう。 (1)最適覚醒度推定値Rbest (2)緊張度限界値R1 (3)覚醒低下限界値R2 (4)許容制御覚醒度推定値幅Rerr1(緊張度に対
するもの) (5)許容制御覚醒度推定値幅Rerr2(低覚醒度に
対するもの) (6)エンジン音の取り込み時間T1 (7)スピーカ発生音量E0 (8)安全限界エンジン音量Esafe (9)エンジンオン再生音率Δ0 (10)安全限界カウンタNsafe−lim (11)安全限界時のエンジン音再生時間Tsafe (12)香り呈示限界回数Ns−lim (13)個人覚醒度推定パラメータa1 ,a2 ,a3 ,
a4 ,a5 (14)HMM駆動時間用カウンタNl(初期値を1に
する) (15)HMM駆動時間上限カウンタNlset ここで、覚醒度と覚醒度推定値との関係を説明する。
Next, the wakefulness continuation processing procedure in the HMM of this reference example will be described. FIG. 25 is a flow chart showing the procedure of the optimum arousal level sustaining process according to the reference example . In the figure, in step S31, the following values and parameters are set as initial values. (1) Optimal arousal level estimation value Rbest (2) Tension level limit value R1 (3) Awakening reduction level value R2 (4) Allowable control arousal level estimate value range Rerr1 (for tension level) (5) Allowable control arousal level estimate value range Rerr2 (for low arousal level) (6) Engine sound capture time T1 (7) Speaker volume E0 (8) Safety limit engine volume Esafe (9) Engine-on playback sound rate Δ0 (10) Safety limit counter Nsafe-lim (11) Engine sound reproduction time Tsafe at the safety limit (12) Limit number of scent presentation Ns-lim (13) Individual arousal level estimation parameters a1, a2, a3,
a4, a5 (14) HMM drive time counter Nl (initial value is set to 1) (15) HMM drive time upper limit counter Nlset Here, the relationship between the awakening degree and the awakening degree estimated value will be described.

【0066】図26は、覚醒度と覚醒度推定値との関係
を図示したもので、両者は相互に単調増加の関係にあ
る。覚醒度推定値がRbestのとき最適な覚醒状態に
あるとし、Rbestを中心に過緊張側にRerr1、
覚醒低下側にRerr2の範囲(図中、斜線部)を定め
た場合、覚醒度推定値がこの範囲内にあるとき、正常覚
醒状態とする。
FIG. 26 illustrates the relationship between the arousal level and the estimated arousal level, and the two have a monotonically increasing relationship with each other. When the estimated arousal value is Rbest, it is assumed that the person is in an optimal arousal state, and Rrr1 is placed on the hypertension side around Rbest,
When the range of Rerr2 (hatched portion in the figure) is defined on the side of lowering awakening, the normal awakening state is set when the estimated awakening level is within this range.

【0067】また、覚醒度推定値がR1よりも大きいと
きを過緊張状態、R2よりも小さいときを低覚醒状態と
する。次のステツプS32では覚醒度推定値X1を取り
込み、続くステツプS33で、X1がR1よりも大きい
か否か、即ち、過緊張状態にあるかどうかを判定する。
ここでの判定がYESであれば、過緊張状態にあるとし
てステツプS36に進み、後述する過緊張対処処理を実
行する。
Further, when the awakening degree estimated value is larger than R1, the state is overstrained, and when it is smaller than R2, the state is low awakened. In the next step S32, the awakening degree estimated value X1 is fetched, and in the following step S33, it is determined whether or not X1 is larger than R1, that is, whether or not there is an excessive tension.
If the determination here is YES, it is determined that the robot is in an overstrained state, and the process proceeds to step S36 to execute an overstress handling process described later.

【0068】しかし、ステツプS33での判定がNOで
あれば、ステツプS34でX1がR2よりも小さいか、
つまり低覚醒状態か否かを判定する。ここで低覚醒状態
にないと判定されたときは、再びステツプS32に戻つ
て覚醒度推定値X1を取り込む。逆にステツプS34で
低覚醒状態にあると判定されたときはステツプS35に
進み、後述する低覚醒対処処理を実行する。
However, if the determination in step S33 is NO, whether X1 is smaller than R2 in step S34,
That is, it is determined whether or not the person is in a low awakening state. If it is determined that the vehicle is not in the low awakening state, the process returns to step S32 and the awakening degree estimated value X1 is fetched. On the contrary, if it is determined in step S34 that the vehicle is in the low awakening state, the process proceeds to step S35 to execute a low awakening coping process described later.

【0069】ステツプS37ではHMM駆動時間用カウ
ンタNlの値がHMM駆動時間上限カウンタNlset
の値より大きいか否かを判定する。ここでの判定がNO
であれば、最適覚醒度持続処理は設定した回数を実行し
ていないということで、ステツプS38でカウンタNl
の値を1だけインクリメントした後、ステツプS32に
戻る。しかし、カウンタNlの値がカウンタNlset
を越えているときは、ステツプS37での判定はYES
となり、次のステツプS39で、ドライバによる終了ス
イツチ49の押下を検出する。このスイツチ押下があれ
ば、ドライバによるHMMの駆動停止の意志があつたと
して本処理を終了する。
In step S37, the value of the HMM drive time counter Nl is set to the HMM drive time upper limit counter Nlset.
Is larger than the value of. The determination here is NO
If so, it means that the optimum wakefulness duration process has not been executed the set number of times.
After the value of is incremented by 1, the process returns to step S32. However, the value of the counter Nl is equal to the value of the counter Nlset.
If it exceeds, the determination in step S37 is YES.
Then, in the next step S39, the pressing of the end switch 49 by the driver is detected. If the switch is pressed, this process is terminated because the driver intends to stop driving the HMM.

【0070】次に、本参考例のHMMにおいて脳波から
覚醒度を数値として推定する方法について説明する。図
27は、本参考例のHMMを構成するCPUb42内の
覚醒度推定部のブロツク図である。ここでは、人間の覚
醒度の度合を絶対的に定量化し、それに応じて振動,
音,香り等の刺激をドライバに与えることにより、バイ
オフイードバツク的にドライバの覚醒状態を一定水準に
維持し、居眠りや過度の興奮状態に陥ることを防止す
る。
Next, a method for estimating the arousal level as a numerical value from the electroencephalogram in the HMM of this reference example will be described. FIG. 27 is a block diagram of the awakening degree estimation unit in the CPUb 42 that constitutes the HMM of this reference example . Here, the degree of human arousal is quantified absolutely, and the vibration,
By giving the driver a stimulus such as sound and scent, the driver's arousal state is maintained at a certain level in a biofeedback manner, and it is possible to prevent falling asleep or excessive excitement.

【0071】図27において、脳波検出部51aは被験
者であるドライバ11の頭部に装着した電極2から脳波
を検出し、不図示のアンプにより脳波を増幅する部分か
ら構成される。脳波加工部52aは脳波検出部51aか
らの脳波信号を加工して覚醒の推定をしやすい物理量に
信号処理する。即ち、脳波検出部51aにて増幅された
脳波信号を後述するA/D変換器を介して取り込み、デ
イジタル・フイルタ処理を施して脳波のδ波(1−3H
Z ),θ波(3−6HZ ),α波(8−13H Z ),β
波(13HZ −30HZ )の周波数帯域に分け、覚醒度
評価に必要な物理量に加工する。
In FIG. 27, the electroencephalogram detecting section 51a is not tested.
From the electrode 2 mounted on the head of the driver 11 who is a person
Is detected, and the part that amplifies the electroencephalogram by an amplifier (not shown)
It is composed of Is the electroencephalogram processing unit 52a the electroencephalogram detection unit 51a?
Into a physical quantity that is easy to estimate arousal by processing the brain wave signals
Signal processing. That is, it was amplified by the electroencephalogram detection section 51a.
The EEG signal is taken in via the A / D converter described later and
Delta wave of the electroencephalogram (1-3H
Z ), Theta wave (3-6HZ ), Alpha wave (8-13H Z ), Β
Wave (13HZ -30HZ ) Frequency band
Process to the physical quantity required for evaluation.

【0072】覚醒度推定部53aは、後述する覚醒度推
定パラメータと脳波帯域データをもとに覚醒と関連の深
い推定値を計算する。また、覚醒度判定部54aは、覚
醒度推定部53aで推定された覚醒度合から、どの程度
刺激を提示するかを判定する。そして、刺激提示部50
aは、覚醒度判定部54aからの指示により、適当な刺
激をドライバに提示したり、停止したりする。
The arousal level estimation unit 53a calculates an estimated value deeply related to arousal based on the arousal level estimation parameters and the electroencephalogram band data described later. In addition, the awakening degree determination unit 54a determines to what extent the stimulus is presented based on the awakening degree estimated by the awakening degree estimation unit 53a. Then, the stimulus presentation unit 50
The a presents an appropriate stimulus to the driver or stops the driver in response to an instruction from the awakening degree determination unit 54a.

【0073】本参考例の覚醒度推定部では、脳波及び反
応時間をもとに覚醒度を推定し、その情報を用いて最適
な刺激を運転者にバイオフイードバツク的に与える。そ
こで、図28を参照して、本参考例に適用されたバイオ
フイードバツクの概念について述べる。図28は心理学
や人間工学でよく用いられる図で、縦軸は作業の効率、
または処理能力を表しており、運転時に限定するなら
ば、目的とするハンドル操作や判断力に相当する。ま
た、横軸は刺激量で視覚的刺激,聴覚的刺激,触覚的刺
激,臭覚的刺激等を考えることができる。これらは運転
時に例えると、前方の風景の流れ、車内の騒音や振動、
あるいは臭いということになる。
The arousal level estimation unit of this reference example estimates the arousal level based on the electroencephalogram and the reaction time, and uses the information to provide the driver with an optimal stimulus in a biofeedback manner. Therefore, the concept of the biofeedback applied to this reference example will be described with reference to FIG. Figure 28 is a diagram often used in psychology and ergonomics, the vertical axis is work efficiency,
It also represents processing capacity, and if limited to driving, it corresponds to the target steering wheel operation and judgment. In addition, the horizontal axis indicates the amount of stimulation, and visual stimulation, auditory stimulation, tactile stimulation, olfactory stimulation, etc. can be considered. These are similar to the scenery flow in front, noise and vibration in the car,
Or it will be a smell.

【0074】図28のハツチング部Bは、刺激量がある
量よりも増加してくるドライバは的確な操作をすること
ができなくなり、最終的にはパニツク状態(過覚醒)に
陥ることを意味している。例として、高速走行で車速を
上げていつたとき、最終的には道路環境の変化について
ゆくことができなくなつてハンドル操作不能に陥つた
り、スピンが生じたときには回避できないというような
状況を挙げることができる。
The hatched portion B in FIG. 28 means that the driver whose stimulus amount increases more than a certain amount cannot perform an accurate operation, and eventually falls into a panic state (hyperawakening). ing. As an example, when you increase the vehicle speed at high speed, you will eventually be unable to keep up with changes in the road environment and you will be unable to operate the steering wheel, or you will be unable to avoid when a spin occurs. be able to.

【0075】同図のハツチング部Aは、注意を要求する
割に刺激が少ないために単調状態に陥り、覚醒低下を引
き起こすことを意味している。この例として、高速道路
のような単調運転時における覚醒低下のような状態があ
る。因に、従来の居眠り警報装置が狙つているのは、こ
の領域に達したときにドライバに警報を与えることであ
る。
The hatched portion A in the figure means that the stimulus is small in spite of the fact that attention is required, so that the subject falls into a monotonous state and causes a decrease in arousal. An example of this is a state where awakening is lowered during monotonous driving such as on an expressway. By the way, what the conventional drowsiness alarm device aims at is to give an alarm to the driver when this area is reached.

【0076】以上の説明からわかるように、人間はある
量以上の情報や環境変化に対応できないし、同様にある
量以下の刺激量に対しては覚醒低下を起こす。このこと
から、安全装置として最も望ましいのは、人間個々によ
り異なりはするが、その個人の最適な刺激量を明らかに
し、その刺激量の近傍で生理状態に応じた有効な刺激を
調節して与えることである。その状況を図28の中心部
に、最適刺激量として示している。
As can be seen from the above description, human beings cannot cope with a certain amount of information and environmental changes, and similarly, awakening is lowered for a stimulating amount of a certain amount or less. From this fact, the most desirable safety device is to clarify the optimal stimulation amount for each person, though it varies depending on the individual person, and adjust and give an effective stimulation according to the physiological state in the vicinity of the stimulation amount. That is. The situation is shown in the center of FIG. 28 as the optimum stimulus amount.

【0077】本参考例では、人間の覚醒状態の検出とそ
れに応じた刺激を与えることにより、図28に示した最
適覚醒状態の持続を達成することが原理的にできる。そ
こで最初に、覚醒度推定部53aにて覚醒度を算出する
際のパラメータを決定する、覚醒度推定パラメータ決定
装置について説明する。覚醒度推定パラメータ決定装置
は、覚醒の度合と相関の高い反応時間と脳波を同時に計
測し、得られた脳波データと反応時間データをもとに重
回帰分析を行うことで覚醒度推定パラメータを決定する
ものである。
In this reference example, it is possible in principle to achieve the optimal awake state shown in FIG. 28 by detecting the human awake state and applying a stimulus corresponding thereto. Therefore, first, a wakefulness estimation parameter determination device that determines parameters for calculating the wakefulness by the wakefulness estimation unit 53a will be described. The arousal level estimation parameter determination device determines the arousal level estimation parameter by simultaneously measuring the reaction time and the EEG that have a high correlation with the arousal level and performing multiple regression analysis based on the obtained EEG data and the reaction time data. To do.

【0078】図29は覚醒度推定パラメータ決定装置の
概略ブロツク図である。同図は、この装置が人間の反応
時間と脳波を同時に長時間に渡り計測している状況を示
しており、得られた反応時間と脳波との相関を解析する
ことにより推定パラメータを求めることができる。図2
9において、脳波処理部70は、被験者(ドライバ)1
1に装着した電極2からの脳波を計測し、反応時間計測
部71は、被験者11が与えられた刺激に対して反応す
る時間を計測する。これらの計測結果をもとに、覚醒度
推定パラメータ決定部72が被験者固有の覚醒度を推定
する。
FIG. 29 is a schematic block diagram of the awakening degree estimation parameter determination device. This figure shows the situation in which this device simultaneously measures human reaction time and EEG over a long period of time, and it is possible to obtain estimated parameters by analyzing the correlation between the obtained reaction time and EEG. it can. Figure 2
9, the electroencephalogram processing unit 70 uses the subject (driver) 1
The electroencephalogram from the electrode 2 attached to 1 is measured, and the reaction time measuring unit 71 measures the time during which the subject 11 reacts to the given stimulus. Based on these measurement results, the wakefulness estimation parameter determination unit 72 estimates the wakefulness unique to the subject.

【0079】図30は、反応時間(選択反応時間)を計
測する反応時間計測部71の構成を示すブロツク図であ
る。同図において、反応用刺激提示部30Aは、選択反
応時間計測部35Aからの制御により被験者11に反応
測定用の刺激を発生し、被験者11からの反応は、反応
入力部31Aを介して選択反応時間計測部35Aに入力
される。
FIG. 30 is a block diagram showing the structure of the reaction time measuring unit 71 for measuring the reaction time (selective reaction time). In the figure, the reaction stimulus presentation unit 30A generates a reaction measurement stimulus to the subject 11 under the control of the selective reaction time measurement unit 35A, and the reaction from the subject 11 is selected reaction via the reaction input unit 31A. It is input to the time measuring unit 35A.

【0080】選択反応時間計測部35Aは、装置全体の
制御を司るCPU36aと各種データを格納する格納部
から成る主制御部36A、及び反応用の刺激を提示する
時刻を設定したり反応時間を測るためのタイマー37A
により構成される。データ格納部としては、反応用の刺
激を提示する時刻に関するデータを格納するための刺激
提示時刻データ格納部36a、反応用の刺激パターンを
格納するための刺激パターンデータ格納部36c、そし
て計測された反応時間を格納するための反応時間データ
格納部36dがある。尚、これらの格納部には、記憶媒
体としてデイスク装置や半導体メモリを用いる。
The selective reaction time measuring section 35A sets a main control section 36A including a CPU 36a for controlling the entire apparatus and a storage section for storing various data, and sets a time for presenting a stimulus for reaction and measures a reaction time. Timer 37A for
It is composed of As the data storage unit, a stimulus presentation time data storage unit 36a for storing data relating to the time at which the reaction stimulus is presented, a stimulus pattern data storage unit 36c for storing the reaction stimulus pattern, and the measured value. There is a reaction time data storage unit 36d for storing the reaction time. A disk device or a semiconductor memory is used as a storage medium for these storage units.

【0081】反応用刺激提示部30Aは、被験者11に
映像としての刺激を発生するCRT30a、刺激音を発
生するスピーカ30b、そして振動体を内蔵して人体を
圧迫するような触覚刺激を発生でき、被験者が容易に刺
激に反応するよう座ることができる着座部30cから構
成される。一方、反応入力部31Aは、被験者11が刺
激に対して指1cにて反応するためのボタン31a、音
声にて反応するためのマイクロホン31bを有する。反
応入力部31Aからの反応は、選択反応時間計測部35
AのCPU36aを介して反応時間データとして反応時
間データ格納部36dに格納される。
The reaction stimulus presentation section 30A can generate a CRT 30a for generating a stimulus as an image, a speaker 30b for generating a stimulus sound, and a tactile stimulus for compressing a human body by incorporating a vibrating body. It is composed of a seating portion 30c on which the subject can easily sit so as to respond to the stimulus. On the other hand, the reaction input unit 31A has a button 31a for the subject 11 to respond to the stimulus with the finger 1c and a microphone 31b for reacting with the voice. The reaction from the reaction input unit 31A is the selected reaction time measuring unit 35.
It is stored in the reaction time data storage unit 36d as reaction time data via the CPU 36a of A.

【0082】図31は反応時間の計測状況として、反応
用刺激提示部にCRTを使用した例を示している。同図
において、被験者11は着座部30cに座り、反応用の
複数個のボタン(図示せず)が装着されたバー40Aを
握る。反応用の刺激は被験者11前方のCRT30a上
に表示され、瞬間的に消えるように設定されている。被
験者11はCRT30aの画面に刺激が表示されると、
決められたルールに従い可能な限り早くボタンを選択し
て押す作業を課される。
FIG. 31 shows an example in which a CRT is used in the reaction stimulus presentation section as a reaction time measurement situation. In the figure, the subject 11 sits on the seat 30c and holds the bar 40A having a plurality of reaction buttons (not shown) attached thereto. The reaction stimulus is displayed on the CRT 30a in front of the subject 11 and is set to disappear momentarily. When the stimulus is displayed on the screen of the CRT 30a, the test subject 11
You will be tasked with selecting and pressing the buttons as soon as possible according to established rules.

【0083】CRT30a上には、選択反応時間計測部
35Aに設定された、刺激提示時刻や刺激パターンデー
タに従つた色の付いた○印が、被験者11に十分見える
程度の大きさと明るさで瞬間的に提示される。色は3種
類あり、これらの色の提示される順番はランダムに設定
されている。また、表示される時間間隔もランダムに設
定される。尚、このときの色の種類は何色であつてもよ
い。
On the CRT 30a, the colored circles set according to the stimulus presentation time and the stimulus pattern data set in the selective reaction time measuring section 35A are momentarily large and bright enough to be seen by the subject 11. To be presented There are three types of colors, and the order in which these colors are presented is set randomly. Also, the displayed time interval is set randomly. In addition, the type of color at this time may be any color.

【0084】次に、本参考例における反応時間の計測手
順について図32に示したフローチヤートに従い説明す
る。同図のステツプS30aで、刺激提示時刻t1 と計
測終了時刻、そして覚醒度が低下して反応が遅れる場合
の見逃し時間としてTC を設定する。刺激提示時刻t1
は乱数を発生させることにより得られ、提示時間間隔と
して5秒から30秒程度に一様にランダムに選択すると
よいが、この時間間隔と分布は任意に設定してもよい。
また、計測時間としては30分から数時間に設定するこ
とが望ましい。
[0084] Next, the procedure of measuring definitive reaction time in this reference example in accordance with the flow chart shown in FIG. 32. At step S30a in the figure, TC is set as the stimulus presentation time t1, the measurement end time, and the missed time when the awakening level decreases and the reaction is delayed. Stimulus presentation time t1
Is obtained by generating a random number, and the presentation time interval may be uniformly selected at random from 5 seconds to 30 seconds, but this time interval and distribution may be set arbitrarily.
Further, it is desirable to set the measurement time to 30 minutes to several hours.

【0085】次に、ステツプS31aで、刺激としてど
の色を選定するかの刺激提示パターンをランダムに設定
する。ここでは、色(赤,青,黄色)のついた○印を設
定する。しかし、この刺激発生のランダム性には片寄り
があつてもよく、極限的状況ではある順番に提示しても
よい。これは注意力の程度により、単調さを増そうとす
る場合は刺激のパターンが予期しやすいものに設定する
とよい。
Next, in step S31a, a stimulus presentation pattern indicating which color is selected as a stimulus is randomly set. Here, the circle marks with colors (red, blue, yellow) are set. However, the randomness of the stimulus generation may be biased, and may be presented in a certain order in extreme situations. Depending on the level of attention, it is recommended to set the stimulus pattern so that it can be predicted easily when increasing monotonousness.

【0086】ステツプS32aで、タイマー37AがC
PU36aに現時刻を通知し、続くステツプS33a
で、ステツプS30aで設定した刺激提示時刻t1 と現
時刻taの一致を見る。ここでの判定の結果がYESで
あれば、即ち、設定された刺激提示時刻に達したとき、
次のステツプS34aで、あらかじめ決められた刺激パ
ターンを被験者に提示する。こうすることで、刺激発生
までウエイトをかけることができる。
At step S32a, the timer 37A is set to C.
The PU 36a is notified of the current time, and the subsequent step S33a
Then, the coincidence between the stimulus presentation time t 1 set in step S30a and the current time ta is checked. If the result of the determination here is YES, that is, when the set stimulus presentation time is reached,
In step S34a, the subject is presented with a predetermined stimulation pattern. By doing this, it is possible to put weight on the stimulus.

【0087】ステツプS35aでは、タイマー37Aが
CPU36aに刺激提示後の現時刻tbを知らせる。そ
して、ステツプS36aで被験者11からの反応信号を
検出し、反応があれば続くステツプS37aで反応時間
として、tb−taを算出する。しかし、ステツプS3
6aで被験者11からの反応信号が検出できない場合
は、ステツプS38に進み、被験者の覚醒度が低下し、
反応が遅れる場合の見逃し時間としてあらかじめ設定し
たTcと待ち時間tb−taとの比較を行なう。この待
ち時間がTcを越えていなければ、ステツプS35aに
戻つて現時刻tbを入力し、次のステツプS36aで再
び反応信号を待つ。ステツプS38aでの判定の結果が
YESであれば、つまり待ち時間がTcを越えたときに
は見逃しと判定して、ステツプS39aで便宜的に反応
時間をTcとする。
In step S35a, the timer 37A notifies the CPU 36a of the current time tb after the stimulus is presented. Then, the reaction signal from the subject 11 is detected in step S36a, and if there is a reaction, tb-ta is calculated as the reaction time in the subsequent step S37a. However, step S3
If the reaction signal from the subject 11 cannot be detected in 6a, the process proceeds to step S38, where the awakening degree of the subject decreases,
As a missed time when the reaction is delayed, Tc set in advance and the waiting time tb-ta are compared. If this waiting time does not exceed Tc, the process returns to step S35a, the current time tb is input, and the next step S36a waits for a reaction signal again. If the result of the determination in step S38a is YES, that is, if the waiting time exceeds Tc, it is determined to be overlooked, and the reaction time is set to Tc for convenience in step S39a.

【0088】ステツプS40aでは、得られた刺激提示
時刻に対する反応時間データを反応時間データ格納部3
6dに格納し、続くステツプS41aでCPU36aは
計測終了時刻になつたかの判定を行ない、判定結果がN
Oであれば、以上の過程を、設定した時刻がくるまで繰
り返すべく、ステツプS30aに戻る。しかし、ステツ
プS41aで計測終了時刻が検知できれば、本処理を終
了する。
In step S40a, the reaction time data for the obtained stimulus presentation time is stored in the reaction time data storage unit 3
In step S41a, the CPU 36a determines whether the measurement end time has come, and the determination result is N.
If it is O, the process returns to step S30a to repeat the above process until the set time comes. However, if the measurement end time can be detected in step S41a, this processing ends.

【0089】図33は、脳波処理部70の構成を示すブ
ロツク図である。同図に示した脳波検出部70aでは、
脳波用の電極を用いて人間の頭部に専用の導電性を持つ
接着剤で接続し、それにて得られた脳波を、例えばヘツ
ドアンプ(図24の生理計測用アンプ43に相当)にて
ノイズ対策を施し、その信号を増幅する。脳波検出部7
0aからの脳波信号は、A/D変換部61(図24のA
/D変換器44に相当)を介して脳波データとして脳波
データ格納部62に記憶される。このデータをデイジタ
ル・フイルタ(63a〜63d)でδ波帯域,θ波帯
域,α波帯域,β波帯域に分離し、各帯域データをフイ
ルタリングデータ格納部(64a〜64d)に記憶す
る。
FIG. 33 is a block diagram showing the configuration of the electroencephalogram processing section 70. In the electroencephalogram detecting section 70a shown in FIG.
The brain wave electrode is connected to the human head with an adhesive having a dedicated conductivity, and the resulting brain wave is taken as a noise countermeasure by, for example, a head amplifier (corresponding to the physiological measurement amplifier 43 in FIG. 24). And amplify the signal. Brain wave detector 7
The electroencephalogram signal from 0a is the A / D converter 61 (A in FIG. 24).
Corresponding to the / D converter 44) and stored in the brain wave data storage unit 62 as brain wave data. This data is separated by a digital filter (63a to 63d) into a δ wave band, a θ wave band, an α wave band, and a β wave band, and each band data is stored in a filtering data storage section (64a to 64d).

【0090】次に、パワー量演算部(65a〜65d)
にて各帯域の脳波データから平均パワー量を求める。こ
のときの平均時間TP (1秒程度)は適時定める。こう
して得られた平均パワーデータを覚醒度と相関の高い平
均パワー量とするために、平滑化処理部(66a〜66
d)にて平滑化する。このときの平滑化時間の大きさを
設定する方法については後述する。平均パワーデータ
は、各帯域別のパワーデータ格納部(67a〜67d)
に格納される。
Next, the power amount calculator (65a to 65d)
The average power amount is calculated from the electroencephalogram data of each band. The average time T P (about 1 second) at this time is determined in a timely manner. In order to use the average power data thus obtained as the average power amount having a high correlation with the arousal level, the smoothing processing units (66a to 66)
Smoothing in d). A method of setting the magnitude of the smoothing time at this time will be described later. The average power data is the power data storage section (67a to 67d) for each band.
Stored in.

【0091】脳波の平滑化処理に関しては反応時間との
対応をとるために、刺激提示時刻から脳波に関する平滑
化時間前までのパワー量を平均し、その時刻の脳波のパ
ワー量とする。ここで各帯域の脳波の平滑化時間(T
δ,Tθ,Tα,Tβとする)を決める必要がある。こ
れらのパラメータは、平滑化された後の脳波(4変量)
と反応時間の相関が最も高くなるものを設定する必要が
ある。そのため反応時間を目的変数とし、δ波パワー
量,θ波パワー量,αパワー量,β波パワー量の4変数
を説明変数として、これらの平滑化時間を変えて重回帰
分析72aで重回帰分析を行う。こうして色々な平滑化
パラメタの組合せについて得られた重相関係数の内、最
大の重相関係数を明らかにし、そのときの平滑化パラメ
ータの組合せを脳波に関する最適な平滑化時間として決
定する。また、同時に重相関解析から得られたパラメタ
a1,a2,a3,a4とこれを用いた重回帰式を覚醒
度推定式とする。これは予測されるのは反応時間である
が、反応時間と覚醒度とは相関高く対応していると考え
ることができるからである。
Regarding the electroencephalogram smoothing process, in order to correspond to the reaction time, the power amount from the stimulus presentation time to the electroencephalographic smoothing time before is averaged to obtain the electroencephalogram power amount at that time. Here, the EEG smoothing time (T
δ, Tθ, Tα, Tβ) must be determined. These parameters are the electroencephalogram after smoothing (4 variables).
It is necessary to set the one that has the highest correlation between and the reaction time. Therefore, the reaction time is used as the objective variable, and the four variables of the δ wave power amount, the θ wave power amount, the α power amount, and the β wave power amount are used as explanatory variables. I do. Of the multiple correlation coefficients obtained for various combinations of smoothing parameters in this way, the maximum multiple correlation coefficient is clarified, and the combination of smoothing parameters at that time is determined as the optimum smoothing time for the electroencephalogram. At the same time, the parameters a1, a2, a3, a4 obtained from the multiple correlation analysis and the multiple regression equation using the parameters are defined as the arousal level estimation equation. This is because the reaction time is predicted, but it can be considered that the reaction time and the arousal level correspond to each other with high correlation.

【0092】次に、覚醒度は定量的に計算できるが、ど
の程度のしきい値に対して刺激提示を開始するかを決定
する必要がある。このときの決定の手順を図34のフロ
ーチヤートに示す。同図のステツプS80aで、反応時
間データを取込み、次のステツプS81aで反応時間デ
ータを対数変換する。ステツプS82aで平均値Aと標
準値σを計算する。これは一般に反応時間の分布がガウ
ス分布となることが知られているからである。覚醒が平
均から大きくズレてきたことを知るため、ステツプS8
3aでしきい反応時間Tth=A+σからA+2σを設
定し、これにより反応時間が遅くなつたときを覚醒低下
にさしかかりつつあると判断することができる。また、
同様に反応時間Tth=A−σからA−2σよりも反応
時間が小さくなつたらかなり覚醒していると判断するこ
とも可能である。こうした考え方に基づき、覚醒刺激を
与え始めるしきい覚醒度の値としてTthを用いる。
Next, although the arousal level can be quantitatively calculated, it is necessary to determine to what threshold value the stimulus presentation should be started. The procedure of determination at this time is shown in the flow chart of FIG. At step S80a in the figure, the reaction time data is fetched, and at the next step S81a, the reaction time data is logarithmically converted. The average value A and the standard value σ are calculated in step S82a. This is because it is generally known that the distribution of reaction time is a Gaussian distribution. In order to know that the awakening has deviated significantly from the average, step S8
In 3a, A + 2σ is set from the threshold reaction time Tth = A + σ, which makes it possible to judge that when the reaction time becomes late, the awakening is approaching. Also,
Similarly, when the reaction time Tth = A−σ becomes smaller than A−2σ, it is possible to judge that the person is considerably awake. Based on this idea, Tth is used as the value of the threshold arousal level at which the arousal stimulus is started to be applied.

【0093】得られたTthとTδ,Tθ,Tα,Tβ
とa1,a2,a3,a4とこれを用いた重回帰式を覚
醒度推定パラメータとする。次に、本参考例のHMMを
構成するCPUb42内の覚醒度推定部の各構成要素に
ついて、詳細に説明する。 <脳波検出部> 被験者(ドライバ)の頭部に、脳波を拾うための電極を
専用の導電性を持つ接着剤で接続し、得られた脳波をヘ
ツドアンプ(不図示)で増幅してノイズ対策を施した後
に脳波用アンプ(不図示)で増幅する。 <脳波加工部> 図35に、脳波加工部52aの詳細ブロツク図を示す。
同図の脳波加工部は、図33に示した脳波処理部と、脳
波のパワー量算出方法を除き同一機能を有しているの
で、同一構成には同一符号を付し、ここではその詳細な
説明は省略する。 <覚醒度推定部> 覚醒度推定部53aは、図29に示した覚醒度推定パラ
メタ決定装置にて得られた覚醒度推定パラメータと重回
帰式を用いて、脳波加工部52aで処理された脳波の各
帯域パワー・データから覚醒度を計算する。そして、そ
の値を覚醒度判定部54aに引き渡す。
Obtained Tth and Tδ, Tθ, Tα, Tβ
And a1, a2, a3, a4 and the multiple regression equation using the same are used as the arousal level estimation parameters. Next, each component of the awakening degree estimation unit in the CPU b42 that constitutes the HMM of this reference example will be described in detail. <Electroencephalogram detection unit> An electrode for picking up the electroencephalogram is connected to the head of the subject (driver) with a dedicated conductive adhesive, and the obtained electroencephalogram is amplified by a head amplifier (not shown) to prevent noise. After the application, it is amplified by an electroencephalogram amplifier (not shown). <Electroencephalogram Processing Section> FIG. 35 shows a detailed block diagram of the electroencephalogram processing section 52a.
Since the electroencephalogram processing unit in the figure has the same function as the electroencephalogram processing unit shown in FIG. 33 except for the method of calculating the power amount of the electroencephalogram, the same components are designated by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted here. The description is omitted. <Arousal level estimation unit> The arousal level estimation unit 53a uses the arousal level estimation parameter obtained by the arousal level estimation parameter determination device shown in FIG. 29 and the multiple regression equation to process the electroencephalogram processed by the electroencephalogram processing unit 52a. Awakening degree is calculated from each band power data of. Then, the value is delivered to the awakening degree determination unit 54a.

【0094】覚醒度は、以下の推定式にて表わされる。
即ち、 覚醒度=a1*Pδ+a2*Pθ+a3*Pα+a4*Pβ+a5 …(2−1) また、覚醒度推定値は、 覚醒度推定値=(−1)×覚醒度 …(2−2) で求める。
The arousal level is expressed by the following estimation formula.
That is, arousal level = a1 * P [delta] + a2 * P [theta] + a3 * P [alpha] + a4 * P [beta] + a5 (2-1) Further, the arousal level estimated value is calculated by the following awakening level estimated value = (-1) x awakening level (2-2).

【0095】以上の方式で覚醒度推定した例を図36、
及び図37に示す。図36は、各被験者と加振装置の振
動条件について得た、最大の重相関係数、及び反応時間
と脳波の平滑化時間を示す。同図において、数値は左か
ら順に、重相関係数、それが得られたときの反応時間の
平滑化時間(秒)、脳波の平滑化時間(秒)を表わす。
尚、重相関係数は、小数点第3位を四捨五入した。
An example of estimation of arousal level by the above method is shown in FIG.
And shown in FIG. FIG. 36 shows the maximum multiple correlation coefficient, the reaction time, and the electroencephalogram smoothing time obtained for the vibration conditions of each subject and the vibration exciter. In the figure, numerical values represent, in order from the left, the multiple correlation coefficient, the smoothing time (second) of the reaction time and the smoothing time (second) of the electroencephalogram when the coefficient was obtained.
The multiple correlation coefficient was rounded off to two decimal places.

【0096】図37は、図36の結果を反応時間と重回
帰式による反応時間の予測値の時間変化として表わした
ものである。同図において、縦軸が反応時間、横軸は経
過時間を表す。また、図中、点にて示しているのが反応
時間で実線は脳波からの推定値である。尚、データの間
の切り目は休憩を表している。この例では、反応時間と
脳波の重相関係数は0.89であり、これは上述の方式
が覚醒度の推定に有効であり、且つ、きめ細かな覚醒度
の推定が可能であることを意味している。また被験者に
より異なるが、重相関係数の大きさは0.7から0.9
8の間をとることができる。
FIG. 37 shows the result of FIG. 36 as a change with time of the reaction time and the predicted value of the reaction time by the multiple regression equation. In the figure, the vertical axis represents reaction time and the horizontal axis represents elapsed time. In addition, in the figure, the dotted line indicates the reaction time, and the solid line indicates the estimated value from the electroencephalogram. The breaks between the data represent breaks. In this example, the multiple correlation coefficient between the reaction time and the electroencephalogram is 0.89, which means that the method described above is effective for estimating the arousal level, and that the arousal level can be estimated in detail. is doing. The magnitude of the multiple correlation coefficient varies from 0.7 to 0.9, depending on the subject.
It can take between eight.

【0097】<覚醒度判定部>覚醒度判定部54aにお
ける処理手順について、図38に示したフローチヤート
にて説明する。同図のステツプS81で、覚醒度推定部
53aにて推定された覚醒度を取込み、ステツプS82
で覚醒度に相当する反応時間Rtを推定する。ここで、
RtがTthを一度越えたということから、直ちに覚醒
状態に変化が生じたと判定するのは危険である。何故な
らば、何らかの要因でばらついた場合が考えられるから
である。
<Awakening Level Determining Unit> The processing procedure in the awakening level determining unit 54a will be described with reference to the flow chart shown in FIG. In step S81 of the figure, the awakening degree estimated by the awakening degree estimating unit 53a is fetched, and step S82
The reaction time Rt corresponding to the arousal level is estimated at. here,
Since Rt once exceeded Tth, it is dangerous to immediately determine that the wakefulness has changed. This is because it is possible that there are variations due to some factor.

【0098】そこで、ステツプS83で信号出力用のし
きい頻度NS を設定する。続くステツプS84で、Rt
がTthを越える頻度を表わす頻度カウンタNの値を0
とする。つまり、ある一定頻度NS より多くRtがTt
hを越えた場合を覚醒低下と判断する。但し、Rtのサ
ンプリング時間は適時定めるとができる。このように決
めたRtを覚醒低下の判定基準とする。
Therefore, in step S83, the threshold frequency N S for signal output is set. Then in step S84, Rt
The value of the frequency counter N indicating the frequency at which T exceeds Tth is set to 0.
And That is, Rt is Tt more than a certain constant frequency N S.
When the value exceeds h, it is determined that the awakening is decreased. However, the sampling time of Rt can be set at a proper time. The Rt thus determined is used as a criterion for lowering awakening.

【0099】ステツプS83でNS が決められ、頻度カ
ウンタ値を0にした後、ステツプS85で短時間の脳波
データを取込む。そして、ステツプS86で推定パラメ
ータと重回帰式を用いて反応時間推定値Reeg(覚醒
度)を計算する。ステツプS87では、ReegとRt
とが比較され、反応時間推定値ReegがRtを越えて
いなければステツプS85に戻り、再び脳波を取込んで
反応時間推定値Reegを算出する処理を繰り返す。し
かし、ステツプS87で、反応時間推定値ReegがR
tを越えている場合は、ステツプS88で頻度カウンタ
Nに1を加算し、続くステツプS89で頻度カウンタの
値Nと設定した頻度Ntとの比較が行なわれる。ここで
の判断がNOであればステツプS85へ戻るが、YES
であれば、即ち、頻度カウンタの値Nが設定した頻度N
sを越えたときは覚醒異常と判定し、続くステツプS9
0で覚醒低下を意味する覚醒低下信号を出力する。この
覚醒低下信号は刺激提示部に送られる。
After N S is determined in step S83 and the frequency counter value is set to 0, in step S85 the short-term EEG data is acquired. Then, in step S86, the reaction time estimated value Reeg (awakening degree) is calculated using the estimated parameter and the multiple regression equation. In step S87, Reeg and Rt
Are compared with each other, and if the reaction time estimated value Reeg does not exceed Rt, the process returns to step S85, the brain wave is captured again, and the process of calculating the reaction time estimated value Reeg is repeated. However, in step S87, the estimated reaction time value Reeg is R
If t is exceeded, 1 is added to the frequency counter N in step S88, and the value N of the frequency counter is compared with the set frequency Nt in step S89. If the determination here is NO, the process returns to step S85, but YES
If so, that is, the frequency N set by the value N of the frequency counter
If s is exceeded, it is determined that the awakening is abnormal, and the subsequent step S9
When the value is 0, an awakening lowering signal which means lowering of awakening is output. This awakening lowering signal is sent to the stimulus presentation unit.

【0100】ステツプS91では処理の終了を判定す
る。尚、ReegがRtを越え、しばらくの間Rtを越
えることがない場合、ノイズとしてカウンタNをリセツ
トする機構を取り付けてもよい。 <刺激提示部>刺激提示部50aは覚醒度判定部54a
から覚醒低下信号を受けて、被験者であるドライバ11
に音,振動,香り等覚醒効果のある刺激を一定時間、停
止信号が来るまで出力する。尚、このとき刺激の種類や
提示の方法は、後述の覚醒刺激設定装置で得られたもの
を用いてもよい。
At step S91, it is determined whether the processing is completed. If Reeg exceeds Rt and does not exceed Rt for a while, a mechanism for resetting the counter N as noise may be attached. <Stimulation presentation unit> The stimulation presentation unit 50a is an awakening degree determination unit 54a.
Driver 11 who is the subject after receiving the awakening lowering signal from
The sound, vibration, scent, and other stimuli with awakening effect are output for a certain period of time until the stop signal comes. At this time, the type of the stimulus and the presentation method may be those obtained by the awakening stimulus setting device described later.

【0101】図39は、覚醒刺激設定装置の構成を示す
ブロツク図である。本覚醒刺激設定装置は、覚醒効果を
上げる刺激が個人により異なる可能性があるため、あら
かじめその個人に最も適当な刺激の種類と刺激提示の方
法を決定するものである。本装置において、刺激提示部
104と刺激パラメータ設定部110を除く脳波処理部
102,反応時間計測部103,覚醒度推定パラメータ
決定部101は、図29に示した覚醒状態判定装置と機
能が同一であるため、その説明は省略する。
FIG. 39 is a block diagram showing the structure of the awakening stimulus setting device. The present arousal stimulus setting device determines the type of stimulus most suitable for the individual and the method of presenting the stimulus in advance, because the stimulus that enhances the arousal effect may vary depending on the individual. In this device, the electroencephalogram processing unit 102, the reaction time measurement unit 103, and the awakening degree estimation parameter determination unit 101, excluding the stimulation presentation unit 104 and the stimulation parameter setting unit 110, have the same functions as the awakening state determination device shown in FIG. 29. Therefore, the description thereof will be omitted.

【0102】図39において、被験者11に選択反応作
業をさせ、そのときの脳波を同時記録する。そして、得
られる反応時間と脳波から覚醒度推定パラメータ決定部
でパラメータを決め、覚醒度を推定する。尚、この装置
での評価を受ける前に被験者11が、図29に示す覚醒
状態判定装置の覚醒度推定パラメータ決定部72による
評価を受けている場合は、直ちに覚醒度推定を行うこと
ができる。
In FIG. 39, the subject 11 is caused to perform a selective reaction work, and brain waves at that time are simultaneously recorded. Then, parameters are determined by the arousal level estimation parameter determination unit from the obtained reaction time and EEG, and the arousal level is estimated. If the subject 11 is evaluated by the awakening degree estimation parameter determination unit 72 of the awakening state determination device shown in FIG. 29 before being evaluated by this device, the awakening degree can be estimated immediately.

【0103】刺激パラメータ設定部110には、最適な
刺激状態を決定するための刺激の種類と提示方法をあら
かじめ仮設定しておく。そして、刺激提示部104は、
覚醒低下状態と判断したら、刺激パラメータ設定部11
0に設定されたデータに従い、スピーカ駆動部105を
介してスピーカ105aから音を鳴らしたり、振動駆動
部106を介して振動体が内蔵されたシート106aを
高周波振動させたり、あるいは振動駆動部107を介し
て加振装置107aを低周波振動させて、被験者11に
刺激を提示する。そして、その刺激を与えたときの脳波
から被験者の覚醒度を推定し、刺激提示前と後の覚醒度
推定値を比較し、効果があつたかどうかを見る。
In the stimulation parameter setting unit 110, the kind of stimulation and the presentation method for determining the optimum stimulation state are provisionally set in advance. Then, the stimulation presentation unit 104
When it is determined that the state of awakening is low, the stimulation parameter setting unit 11
In accordance with the data set to 0, a sound is emitted from the speaker 105a via the speaker driving unit 105, the seat 106a including the vibrating body is vibrated at a high frequency via the vibration driving unit 106, or the vibration driving unit 107 is operated. The vibrating device 107a is vibrated at a low frequency through the vibration to present the stimulus to the subject 11. Then, the arousal level of the subject is estimated from the electroencephalogram when the stimulus is given, and the arousal level estimation values before and after the stimulus presentation are compared to see whether or not there is an effect.

【0104】刺激状態と刺激の種類を変えて、覚醒コン
トロールに最も効果のある刺激を選定することができ、
更に得られた結果に基づいて個人の覚醒を持続し、覚醒
コントロールの効果を上げることができる。次に、図4
0に示したフローチヤートを参照して、図25のフロー
チヤートのステツプS35に対応する低覚醒対処処理に
ついて詳細に説明する。同図において、ステツプS10
1で安全限界音レベルカウンタのリセツト、つまりNΔ
を1にする。次のステツプS102では、後述するよう
に騒音量(増幅したエンジン音)のパワーを示すスピー
カ発生音実効値Eaを計算する。
By changing the stimulus state and the type of stimulus, the stimulus most effective for awakening control can be selected,
Furthermore, based on the obtained results, the awakening of the individual can be maintained and the effect of awakening control can be improved. Next, FIG.
The low alertness coping process corresponding to step S35 of the flowchart of FIG. 25 will be described in detail with reference to the flowchart shown in FIG. In the figure, step S10
1 resets the safety limit sound level counter, that is, NΔ
To 1. In the next step S102, the speaker generated sound effective value Ea indicating the power of the noise amount (amplified engine sound) is calculated as described later.

【0105】ステツプS103では、安全音量チエツク
としてテツプS102で求めたスピーカ発生音実効値E
aと初期値として設定した安全限界エンジン音量Esa
feとのレベル比較をする。ここでEaがEsafeよ
りも大きいと判断された場合は、スピーカ発生音が安全
限界を越えていて危険であるためステツプS104に進
み、後述する安全限界時発生音処理を実行してステツプ
S102に戻る。
In step S103, the effective value E of the speaker generated sound obtained in step S102 is used as a safety volume check.
a and the safety limit engine volume Esa set as the initial value
Compare the level with fe. If it is determined that Ea is greater than Esafe, the sound generated by the speaker exceeds the safety limit and is dangerous, so the process proceeds to step S104, where the sound generation process at the safety limit described later is executed and the process returns to step S102. .

【0106】しかし、ステツプS103でEaがEsa
feよりも小さいと判断されたときは、ステツプS10
5にて、後述するスピーカ音を発生させ、続くステツプ
S106で、上述した覚醒度推定方法に従つて覚醒度推
定値X2を取り込む。ステツプS107では、スピーカ
音の発生によりドライバの覚醒度が最適覚醒度となつた
か否かの判定、即ち、覚醒度推定値X2とRbest−
Rerr2の値との比較を行なう。ここでX2がRbe
st−Rerr2より小さければ、ドライバは正常覚醒
状態に戻つていないとして、再度ステツプS102に戻
る。しかし、X2がRbest−Rerr2より大きい
と判定されれば、ドライバは低覚醒度状態から正常覚醒
状態に戻つたとして本処理を終了する。
However, in step S103, Ea changes to Esa.
When it is determined that the value is smaller than fe, step S10
At 5, the speaker sound described later is generated, and at the subsequent step S106, the awakening degree estimated value X2 is fetched according to the awakening degree estimating method described above. In step S107, it is determined whether or not the driver's arousal level has reached the optimum arousal level due to the generation of the speaker sound, that is, the arousal level estimated value X2 and Rbest-.
A comparison with the value of Rerr2 is made. Where X2 is Rbe
If it is smaller than st-Rerr2, it is determined that the driver has not returned to the normal awake state, and the process returns to step S102 again. However, if it is determined that X2 is larger than Rbest-Rerr2, the driver determines that the low wakefulness state has returned to the normal wakeful state, and ends the present process.

【0107】図41は、スピーカ発生音実効値の計算処
理手順を示すフローチヤートである。同図において、ス
テツプS111でCPUa41は、マイクロホン46を
介してエンジン音ein(t)を取り込む。ここでは、エ
ンジン音の取り込みをein(t0 )からein(t0 +T
1 )まで行なう。続くステツプS112では、ドライバ
の耳元に設置した耳元マイクロホン52を介して、スピ
ーカ53から発せられるエンジン音(これを耳元音S
(t)とする)を取り込む。この耳元音S(t)の取り
込みは、S(t0 )からS(t0 +T1 )まで行なう。
FIG. 41 is a flow chart showing the procedure for calculating the speaker effective sound value. In the same figure, in step S111, the CPUa 41 captures the engine sound e in (t) via the microphone 46. Here, the acquisition of the engine sound is changed from e in (t 0 ) to e in (t 0 + T).
Go to 1 ). In the following step S112, the engine sound emitted from the speaker 53 through the ear microphone 52 installed near the driver's ear (this is the ear sound S
(T). This ear sound S (t) is taken in from S (t 0 ) to S (t 0 + T 1 ).

【0108】ステツプS113では、式(3)に従つ
て、ステツプS111で取り込んだエンジン音の実効値
0 を計算し、ステツプS114では、式(4)に従つ
て、ステツプS112で取り込んだ耳元音の実効値Se
arを計算する。
In step S113, the effective value E 0 of the engine sound captured in step S111 is calculated according to equation (3), and in step S114, the ear sound captured in step S112 according to equation (4). Effective value Se
Calculate ar.

【0109】[0109]

【数3】 [Equation 3]

【0110】[0110]

【数4】 [Equation 4]

【0111】ステツプS115で、下記式に従いエンジ
ン音再生増加率Δeを計算する。 Δe=Δ・(X−Rbest)・NΔ …(5) そして、次のステツプS116で、式(6)に従い、再
生エンジン音実効値(スピーカ発生音実効値)Eaを計
算する。 Ea=E0・Δe …(6) ステツプS117では、ドライバの耳を保護する目的
で、式(7)に従つてエンジン音再生時の耳元音の実効
値である再生時音圧Ebを計算する。
In step S115, the engine sound reproduction increase rate Δe is calculated according to the following equation. .DELTA.e = .DELTA..multidot. (X-Rbest) .multidot.N.DELTA. (5) Then, in the next step S116, the reproduction engine sound effective value (speaker generated sound effective value) Ea is calculated according to the equation (6). Ea = E 0 · Δe (6) In step S117, the sound pressure Eb during reproduction, which is the effective value of the ear sound during engine sound reproduction, is calculated according to equation (7) for the purpose of protecting the driver's ears. .

【0112】[0112]

【数7】 [Equation 7]

【0113】図42は、スピーカ音の発生処理を示すフ
ローチヤートである。同図のステツプS121でCPU
a41は、図41に示したフローチヤートのステツプS
113,及びS116で求めたエンジン音の実効値E0
と再生エンジン音実効値(スピーカ発生音実効値)Ea
とから、アンプ50のゲインGを下記式にて求める。 G=Ea/E0 …(8) 次のステツプS122でゲインコントロール信号eout
(t)を計算する。この信号は、下記式にて求める。
FIG. 42 is a flow chart showing the speaker sound generation processing. CPU in step S121 of FIG.
a41 is the step S of the float chart shown in FIG.
113, and the effective value E 0 of the engine sound obtained in S116
And playback engine sound effective value (speaker generated sound effective value) Ea
From the above, the gain G of the amplifier 50 is calculated by the following formula. G = Ea / E 0 (8) At the next step S122, the gain control signal e out
Calculate (t). This signal is calculated by the following formula.

【0114】 eout (t)=G・e(t) …(9) 図43は、安全限界時発生音の処理手順を示すフローチ
ヤートである。同図において、ステツプS125では、
安全音再生時間カウンタをリセツトする(Nsafe=
1)。次に安全限界音の再生として、ステツプS126
で安全限界エンジン音量Esafeを再生し、続くステ
ツプS127で、その再生を安全限界時のエンジン音再
生時間Tsafe秒だけ継続する。
E out (t) = G · e (t) (9) FIG. 43 is a flow chart showing the procedure for processing the sound generated at the safety limit. In the figure, in step S125,
Reset the safe sound reproduction time counter (Nsafe =
1). Next, in step S126, the safety limit sound is reproduced.
The safety limit engine sound volume Esafe is reproduced with, and in the following step S127, the reproduction is continued for the engine sound reproduction time Tsafe seconds at the safety limit.

【0115】ステツプS128では、図41に示したフ
ローチヤートと同様な手順にてスピーカ発生音Eaを計
算し、続くステツプS129で安全音チエツクとして、
再生時音圧Ebと初期値として設定した安全限界エンジ
ン音量Esafeとのレベル比較をする。このステツプ
S129でEbがEsafeよりも小さいと判断された
ときは、そのまま処理を終えるが、EbがEsafeよ
りも大きいと判断された場合はステツプS130に進
み、安全音再生時間カウンタNsafeが安全限界カウ
ンタNsafe−limより大きいか否かを判定する。
At step S128, the speaker generated sound Ea is calculated by the same procedure as that of the flow chart shown in FIG. 41, and at step S129, as a safety sound check,
The level of the sound pressure during reproduction Eb is compared with the safety limit engine volume Esafe set as the initial value. If it is determined in this step S129 that Eb is smaller than Esafe, the processing is terminated as it is, but if it is determined that Eb is larger than Esafe, the process proceeds to step S130, where the safe sound reproduction time counter Nsafe is set to the safety limit counter. It is determined whether or not it is larger than Nsafe-lim.

【0116】ステツプS130での判定結果がNOであ
れば、安全限界エンジン音量Esafeの再生回数が所
定回数に達していないとして、ステツプS126に戻
る。しかし、ステツプS130の判定がYESであれ
ば、安全限界エンジン音量Esafeを所定回数呈示し
ても覚醒度の向上に効果がなく、ドライバの許容度を越
えているとして、ステツプS131で警告を発する。
If the determination result in step S130 is NO, it is determined that the number of times the safe limit engine volume Esafe has been reproduced has not reached the predetermined number, and the process returns to step S126. However, if the determination in step S130 is YES, even if the safe limit engine volume Esafe is presented a predetermined number of times, there is no effect in improving the arousal level, and it is determined that the driver's tolerance is exceeded, and a warning is issued in step S131.

【0117】次に、本参考例に係る過緊張対処処理(図
25のステツプS36)について説明する。図44は、
過緊張対処処理の手順を示すフローチヤートである。同
図において、ステツプS141では、香り呈示カウンタ
Nsをリセツト(Ns=1)し、ステツプS142で、
沈静用の香り(ここでは、ジアスミン系の香り)を呈示
する。そして、ステツプS143で、上述した覚醒度推
定方法に従つて覚醒度推定値X3を取り込む。
Next, the excessive tension coping process (step S36 in FIG. 25) according to the present reference example will be described. Figure 44 shows
It is a flow chart which shows the procedure of a hypertension coping process. In the figure, in step S141, the scent presentation counter Ns is reset (Ns = 1), and in step S142,
Present a calming scent (here, a diasmine scent). Then, in step S143, the awakening degree estimated value X3 is fetched according to the awakening degree estimating method described above.

【0118】ステツプS144では、ステツプS142
での香りの呈示によりドライバの覚醒度が最適覚醒度と
なつたか否かの判定、即ち、覚醒度推定値X3とRbe
st+Rerr2の値との比較を行なう。ここでX3が
Rbest+Rerr2より大きければ、ドライバは依
然過緊張状態にあつて正常覚醒状態に戻つていないとし
てステツプS146に進む。ステツプS146では、香
り呈示カウンタNsが香り呈示限界回数Ns−limよ
りも大きいか否かを判定し、判定の結果がNOであれ
ば、ステツプS147で香り呈示カウンタNsの値を1
だけインンクリメントした後、再度ステツプS142に
戻る。
In step S144, step S142 is executed.
Whether or not the driver's arousal level has reached the optimum arousal level based on the presentation of the scent, that is, the arousal level estimation value X3 and Rbe
The value of st + Rerr2 is compared. If X3 is larger than Rbest + Rerr2, it is determined that the driver is still in an overstrained state and has not returned to the normal awakening state, and the process proceeds to step S146. In step S146, it is determined whether the scent presentation counter Ns is larger than the scent presentation limit number Ns-lim. If the result of the determination is NO, the value of the scent presentation counter Ns is set to 1 in step S147.
After only incrementing, the process returns to step S142 again.

【0119】しかし、ステツプS146の判定結果がY
ESであれば、香りの呈示限界を越えたとして、ステツ
プS148で警告を発して処理を終える。ステツプS1
44で、X3がRbest+Rerr2より小さいと判
定されれば、ドライバは過緊張状態状態から正常覚醒状
態に戻つたとして、次のステツプS145で香りの呈示
を停止する。
However, the determination result of step S146 is Y.
If it is ES, it is determined that the fragrance presentation limit has been exceeded, and a warning is issued in step S148 and the processing ends. Step S1
If it is determined at 44 that X3 is smaller than Rbest + Rerr2, it is determined that the driver has returned from the hypertonic state to the normal awakening state, and the presentation of the scent is stopped at the next step S145.

【0120】以上述べたように、本参考例によれば、脳
波により覚醒度を定量的に精度よく検出でき、覚醒の度
合に応じて刺激を運転者に与えることで、覚醒低下を防
止し、運転者個人の最適覚醒状態に維持することができ
るという効果がある。また、覚醒低下時に限らず、過度
の緊張状態に陥つた運転者の覚醒度を正常状態に引き戻
し、安全な運転状態に誘導することができるという効果
がある。
As described above, according to the present reference example , the degree of arousal can be detected quantitatively and accurately by the electroencephalogram, and the driver is stimulated in accordance with the degree of arousal to prevent a decrease in arousal. There is an effect that the driver can be kept in the optimum awakening state. Further, not only when the wakefulness is lowered, the wakefulness of the driver who has fallen into an excessively tense state can be returned to the normal state, and the driver can be guided to a safe driving state.

【0121】尚、上述の参考例では、脳波により覚醒度
を定量的に求めたが、以下の方法で簡易的にドライバの
覚醒状態を維持することができる。図45は、覚醒リズ
ムを定量的に検出するため覚醒状態判定装置の全体の構
成を示すブロツク図である。同図に示した装置では、被
験者11からの脳波を計測し、それを覚醒度と関連の深
い物理量に加工して、加工された脳波データの周波数分
析をもとに覚醒リズム周期を検出する。
In the above-mentioned reference example , the arousal level was quantitatively obtained by the electroencephalogram, but the awakening state of the driver can be easily maintained by the following method. FIG. 45 is a block diagram showing the overall configuration of the awakening state determination device for quantitatively detecting the awakening rhythm. The apparatus shown in the figure measures the electroencephalogram from the subject 11, processes it into a physical quantity that is closely related to the arousal level, and detects the arousal rhythm cycle based on the frequency analysis of the processed electroencephalogram data.

【0122】図45において、覚醒リズム計測部20c
では被験者11からの脳波データを計測、格納し、得ら
れたデータをもとに覚醒リズム検出部21cにて覚醒リ
ズム周期を検出する。そして、刺激提示部22cでは、
覚醒リズム周期に基づき後述する音響等の刺激を発生す
る。覚醒リズム計測部20cは、被験者11の脳波を検
出する電極2と、その電極2からの微弱電流のS/N比
を改善するために前置増幅するヘツドアンプ部3c、ヘ
ツドアンプ部3cからの信号を次段のA/D変換部5c
でデジタルデータに変換するに十分なレベルを得るため
の信号増幅を行なうメインアンプ部4cと、装置全体を
制御する主制御部6cとから成る。主制御部6cは演算
部として機能するCPU6a、及びA/D変換部5cに
て変換されたデジタル信号を格納するための脳波データ
格納部6bにて構成される。尚、A/D変換部の前段に
アンチエリアシング・フイルタを設けるか、あるいはサ
ンプリング周波数を十分高くしてもよい。
In FIG. 45, the arousal rhythm measuring section 20c
Then, the electroencephalogram data from the subject 11 is measured and stored, and the arousal rhythm detection section 21c detects the arousal rhythm cycle based on the obtained data. Then, in the stimulation presentation unit 22c,
A stimulus such as a sound described later is generated based on the awakening rhythm cycle. The arousal rhythm measurement unit 20c outputs signals from the electrode 2 that detects the brain waves of the subject 11 and the head amplifier unit 3c and the head amplifier unit 3c that pre-amplify to improve the S / N ratio of the weak current from the electrode 2. A / D converter 5c at the next stage
It is composed of a main amplifier section 4c for amplifying a signal for obtaining a sufficient level for conversion into digital data and a main control section 6c for controlling the entire apparatus. The main control unit 6c includes a CPU 6a that functions as a calculation unit and an electroencephalogram data storage unit 6b that stores the digital signal converted by the A / D conversion unit 5c. An anti-aliasing filter may be provided before the A / D converter, or the sampling frequency may be set sufficiently high.

【0123】覚醒リズム検出部21cは脳波データ格納
部6bから脳波データを取込み、デジタルフイルタであ
る帯域フイルタ7cにて脳波をδ波(1〜3Hz)、θ
波(4〜7Hz)、α波(8〜13Hz)、β波(18
〜30Hz)の4帯域に分離する。そして、パワー量演
算部8cにて各脳波帯域データのパワー量を演算する。
The awakening rhythm detecting section 21c takes in the electroencephalogram data from the electroencephalogram data storing section 6b, and outputs the electroencephalogram to the δ wave (1 to 3 Hz), θ by the band filter 7c which is a digital filter.
Wave (4 to 7 Hz), α wave (8 to 13 Hz), β wave (18
Separated into 4 bands of ˜30 Hz. Then, the power amount calculator 8c calculates the power amount of each electroencephalogram band data.

【0124】得られたパワー量に更にノイズ除去のた
め、平滑化時間設定部10cで適当な平滑化時間TS
設定して平滑化処理部9cで平滑化処理を施し、脳波リ
ズムを検出しやすいデータに変換する。平滑化処理され
たデータは平滑化データ格納部11cに格納され、周波
数分析部12cで周波数分析を施して周波数上のレベル
のピークを読み取ることで覚醒のリズム周期を検出す
る。
In order to further remove noise from the obtained power amount, the smoothing time setting unit 10c sets an appropriate smoothing time T S , and the smoothing processing unit 9c performs smoothing processing to detect an electroencephalogram rhythm. Convert to easy data. The smoothed data is stored in the smoothed data storage unit 11c, and the frequency analysis unit 12c performs frequency analysis to read the peak of the level on the frequency to detect the arousal rhythm cycle.

【0125】刺激提示部22cの覚醒リズム周期格納部
13cに、周波数分析の結果得られた覚醒リズム周期を
格納し、タイマー14cと刺激発生部15cとを連動さ
せて、所定の時刻に所定の時間間隔で刺激を提示する。
図46に示したフローチヤートを参照して、覚醒リズム
検出部21cでの覚醒リズム検出処理手順を説明する。
The arousal rhythm cycle storage section 13c of the stimulus presentation section 22c stores the arousal rhythm cycle obtained as a result of the frequency analysis, and the timer 14c and the stimulus generation section 15c are interlocked with each other to make a predetermined time and a predetermined time. Present stimuli at intervals.
With reference to the flow chart shown in FIG. 46, an awakening rhythm detection processing procedure in the awakening rhythm detecting unit 21c will be described.

【0126】図46のステツプS1cで脳波データ格納
部6bから脳波データを取込み、ステツプS2cでは、
前述の如くデジタル・フイルタにて脳波データをδ波,
θ波,α波,β波の4つの帯域に分割する。そして、続
くステツプS3cで、上記帯域別の脳波データのパワー
量を演算する。ここでは、フイルタリングされた帯域別
パワースペクトラムの時系列データの2乗平均をとる。
このときの平均時間T P は略1秒で、サンプリング周期
は略30秒である。これにより、帯域別パワースペクト
ラムの時系列変化を追うことができ、同時にデータ量の
縮小もできる。
The electroencephalogram data is stored in step S1c of FIG.
The electroencephalogram data is acquired from the section 6b, and in step S2c,
As mentioned above, the EEG data is delta wave,
Divide into four bands of θ wave, α wave and β wave. And continued
In step S3c, the power of the electroencephalogram data for each band above
Calculate the quantity. Here, according to the filtered band
Take the root mean square of the time series data of the power spectrum.
Average time T at this time PIs about 1 second, the sampling cycle
Is about 30 seconds. This allows the power spectrum for each band
It is possible to follow the time series change of the ram and at the same time
It can be reduced.

【0127】ステツプS4cでは、ステツプS3cでの
演算の結果得られたパワー量に、さらにノイズ除去及び
長時間におけるパワー量の変化傾向を得るため、適当な
平滑化時間TS を設定して平滑化処理を施し、脳波リズ
ムを検出しやすいデータに変換する。尚、この平滑化時
間TS は、略300秒とすると脳波リズムを検出しやす
いことがパラメータの研究により明らかになつている。
ステツプS5cでは、平滑化データを平滑化データ格納
部11に格納し、次の周波数分析に備える。
In step S4c, an appropriate smoothing time T S is set to smooth the power amount obtained as a result of the calculation in step S3c in order to further remove noise and obtain a tendency for the power amount to change for a long time. Processing is performed to convert the electroencephalogram rhythm into data that is easy to detect. It has been clarified by the study of parameters that the smoothing time T S is set to about 300 seconds to easily detect the electroencephalogram rhythm.
In step S5c, the smoothed data is stored in the smoothed data storage unit 11 to prepare for the next frequency analysis.

【0128】ステツプS6cでは各帯域別に平滑化され
たデータに対する周波数分析を施し、周波数上のレベル
のピークを読み取ることで覚醒リズムの周期を検出す
る。ここでの周波数分析には、フーリエ変換か最大エン
トロピー法(MEM)を用いる。特に、ランダム性の強
いデータにはフーリエ変換は効力がないので、ピーク検
出がしやすいMEMでのリズム周期検出が有効である。
In step S6c, frequency analysis is performed on the smoothed data for each band, and the peak of the level on the frequency is read to detect the cycle of the awakening rhythm. For frequency analysis here, Fourier transform or maximum entropy method (MEM) is used. In particular, since Fourier transform is not effective for data having a strong randomness, rhythm cycle detection by MEM, which is easy to detect peaks, is effective.

【0129】図47は、ある刺激が提示され、人間がそ
れに反応する時間から得られた周波数を分析した結果と
脳波(ここではα波)のリズム分析の結果を比較したも
ので、実線が反応時間を、波線が脳波を表している。周
波数上の解釈としてはピークがあればそのピーク周波数
の覚醒リズムがあると解釈してよい。図47からわかる
ように、反応時間と脳波のピークはよく一致しており、
また、脳波、特にα波,θ波は覚醒低下状態によく対応
して出現することからして脳波リズムはそのまま覚醒リ
ズムと解釈可能である。このようなリズムの存在は、覚
醒状態が複数の複合された周期で規則正しく、覚醒状態
と低覚醒状態とを繰り返すことを意味している。
FIG. 47 shows a comparison of the results of the frequency analysis obtained from the time when a certain stimulus is presented and the human reaction to it, and the results of the rhythm analysis of the electroencephalogram (α wave in this case). The solid line shows the response. Time, wavy lines represent brain waves. If there is a peak in terms of frequency, it may be interpreted that there is an arousal rhythm at that peak frequency. As can be seen from FIG. 47, the reaction time and the EEG peak are in good agreement,
Further, since the electroencephalograms, particularly the α-waves and the θ-waves, appear well in response to the awakened state, the electroencephalogram rhythm can be directly interpreted as the arousal rhythm. The existence of such a rhythm means that the arousal state is regularly repeated in a plurality of combined cycles, and the awake state and the low awake state are repeated.

【0130】図48は覚醒状態判定装置により得られた
覚醒のリズム周期に応じて、車両の運転者に対して刺激
を与えている様子を示している。同図において、覚醒状
態判定装置100cの刺激提示部22cからは、ある種
の音響が発生し、スピーカ25cからの音により運転者
を刺激して覚醒の持続を達成している。刺激としては、
音響の他に、例えば振動、香り、温熱等、覚醒度の上が
るものを用いてもよい。この装置では、後述するように
覚醒度が個人固有のリズム、例えば、30分前後で覚醒
が高まつたり、低下したりする現象をほぼ規則正しい周
期で追つた上で運転者に刺激を与え続ける。
FIG. 48 shows how a driver of a vehicle is stimulated in accordance with the rhythm cycle of awakening obtained by the awakening state determination device. In the figure, a certain kind of sound is generated from the stimulation presentation unit 22c of the awakening state determination device 100c, and the sound from the speaker 25c stimulates the driver to maintain the awakening. As a stimulus,
In addition to sound, for example, vibration, scent, heat, or the like that raises the alertness may be used. As will be described later, this device continues to give a stimulus to the driver after chasing a rhythm whose arousal level is peculiar to the individual, for example, a phenomenon in which the arousal is increased or decreased in about 30 minutes in a substantially regular cycle.

【0131】図49は、覚醒度の時間変化を模式的に示
したものである。次に、図50に示したフローチヤート
に従い、覚醒持続処理手順について説明する。図50の
ステツプS10cで、覚醒リズム検出部21cで検出し
た個人固有の覚醒リズム周期Trを覚醒リズム周期格納
部13cに設定し、次のステツプS11cで、タイマー
14cに覚醒低下時刻が訪れたときに、どの程度刺激を
するかを決定する時間間隔Δt(刺激提示時間幅)を設
定する。そして、ステツプS12cでは、同じくタイマ
ー14cに運転開始時間としてt=0を設定する。
FIG. 49 schematically shows changes in the arousal level with time. Next, the awakening continuation processing procedure will be described with reference to the flow chart shown in FIG. At step S10c of FIG. 50, the awakening rhythm cycle Tr unique to the individual detected by the awakening rhythm detecting section 21c is set in the awakening rhythm cycle storing section 13c, and at the next step S11c, when the awakening lowering time comes to the timer 14c. , A time interval Δt (stimulation presentation time width) that determines how much stimulation is performed. Then, in step S12c, t = 0 is set in the timer 14c as the operation start time.

【0132】上記t=0にて示された時から時間の計測
を開始し、ステツプS13cで、覚醒リズム周期Trの
2分の1の時間が経過したかの判定をする。ここでの判
定がYESであれば、続くステツプS14cで再びタイ
マー14cに運転開始時間としてt=0を設定し、運転
者に対する最初の刺激として、ステツプS15cで、刺
激発生部15cから一定時間刺激を与える。これは、運
転開始時には運転者は覚醒状態にあり、最初の覚醒低下
状態は覚醒リズム周期Trの半分の時間で訪れてくると
考えられるからである。従つて、その後は、覚醒低下状
態が覚醒リズム周期Tr毎に訪れるので、その周期に合
わせて運転者に刺激を与えることになる。
Time measurement is started from the time indicated by t = 0, and it is determined in step S13c whether or not half the time of the awakening rhythm cycle Tr has elapsed. If the determination here is YES, t = 0 is set again as the driving start time in the timer 14c in the subsequent step S14c, and as the first stimulus for the driver, in step S15c, the stimulus generator 15c stimulates for a certain period of time. give. This is because it is considered that the driver is in an awake state at the start of driving, and the first state of awakening is visited in half the awakening rhythm cycle Tr. Therefore, after that, the awakened state comes every awakening rhythm cycle Tr, so that the driver is stimulated in accordance with the cycle.

【0133】ステツプS16cで、覚醒リズム周期Tr
と刺激提示時間幅Δtの算術差からタイマー設定時間t
が刺激提示時間に達したかを判定し、判定がYESであ
れば、次のステツプS17cで刺激提示時間を越えてい
ないかの判断をする。このステツプS17cでの判断が
NOである間は、ステツプS19cでの刺激提示を続け
る。しかし、ステツプS17cで刺激提示時間を超過し
たと判断されれば、ステツプS18cで刺激を停止す
る。
At step S16c, the awakening rhythm cycle Tr
And the stimulus presentation time width Δt from the arithmetic difference, the timer setting time t
Has reached the stimulus presentation time, and if the decision is YES, it is determined in the next step S17c whether or not the stimulus presentation time has been exceeded. While the determination in step S17c is NO, the stimulus presentation in step S19c is continued. However, if it is determined in step S17c that the stimulus presentation time has been exceeded, the stimulus is stopped in step S18c.

【0134】ステツプS20cでは、運転終了に関連す
る操作として、例えば、イグニシヨン・キーを抜く等の
操作の検出を行なう。運転未終了であれば、ステツプS
21cでタイマー14cにt=0を設定する。しかし、
運転終了と判断されれば本処理を終了する。このように
することで、脳波を検出し、その脳波の時系列データの
周波数分析から覚醒リズムを定量的に検出でき、更にそ
のリズムに従つた刺激を与えることにより、運転者を覚
醒状態に維持することが可能となる。
At step S20c, as an operation related to the end of the operation, for example, an operation such as pulling out the ignition key is detected. If the operation is not completed, step S
21c, t = 0 is set to the timer 14c. But,
If it is determined that the operation has ended, this processing ends. By doing this, the electroencephalogram can be detected and the arousal rhythm can be quantitatively detected from the frequency analysis of the time-series data of the electroencephalogram, and the driver can be kept awake by giving a stimulus according to the rhythm. It becomes possible to do.

【0135】次に、刺激に対する反応時間に基づき覚醒
リズムを検出する方法について説明する。図51は、刺
激に対する反応時間に基づき覚醒リズムを検出するため
の覚醒状態判定装置全体の構成を示すブロツク図であ
る。同図において、参考例の覚醒状態判定装置(図3
0)、及び上記覚醒リズムを定量的に検出するため覚醒
状態判定装置(図45)と同一構成要素には同一番号を
付し、ここではその詳細な説明は省略する。
Next, a method of detecting the arousal rhythm based on the reaction time to the stimulus will be described. FIG. 51 is a block diagram showing the overall configuration of the awake state determination device for detecting the awake rhythm based on the reaction time to the stimulus. In the figure, the awakening state determination device of the reference example (see FIG.
0), and the same components as those of the awakening state determination device (FIG. 45) for quantitatively detecting the awakening rhythm, the same reference numerals are given, and the detailed description thereof is omitted here.

【0136】また、ここでの反応時間の計測状況、及び
反応時間の計測手順も、参考例における計測状況(図3
1)、計測手順(図32)と同じであるため、その説明
は省略する。図52に示したフローチヤートは、図51
の覚醒リズム検出部21cでの反応時間をもとにした覚
醒リズム検出処理手順を示す。
The reaction time measurement situation and the reaction time measurement procedure here are also the measurement situation in the reference example (see FIG. 3).
Since 1) and the measurement procedure (FIG. 32) are the same, description thereof will be omitted. The flow chart shown in FIG. 52 corresponds to that shown in FIG.
7 shows an awakening rhythm detection processing procedure based on the reaction time in the awakening rhythm detecting unit 21c.

【0137】図52のステツプS50cで反応時間デー
タ格納部36dより反応時間データを取込み、次のステ
ツプS51cで、対数変換部38cにて反応時間データ
の対数変換が施される。次に、ステツプS52cで平滑
化の時間幅TS を設定し、ステツプS53cでノイズ除
去のための平滑化と周波数分析のために平均処理を施
す。このTS は覚醒リズムの周期が5分以上であること
により、TS =300秒程度とする。また、計測開始時
刻から時間TS だけ先の時刻の間に刺激提示したときの
反応時間の平均を求める。この平均の求め方は、加算平
均、重み付けした平均、あるいは指数関数的平均のいず
れでもよい。こうした方法でサンプリング周期Tsamp
け時刻をずらし、同じ操作を繰り返して計測最終時刻ま
で反応時間を求める。Tsampの設定時間は刺激提示時間
幅の乱数の特性により決めるべきで、例えば20秒程度
で一様に刺激が発生するように設定した場合は、Tsamp
を略20秒に設定するとよい。
At step S50c of FIG. 52, the reaction time data is fetched from the reaction time data storage section 36d, and at the next step S51c, the reaction time data is logarithmically converted by the logarithmic conversion section 38c. Next, in step S52c, the smoothing time width T S is set, and in step S53c, smoothing for noise removal and averaging for frequency analysis are performed. This T S is set to about T S = 300 seconds because the cycle of the awakening rhythm is 5 minutes or more. Further, the average of the reaction times when the stimulus is presented during a time T S ahead of the measurement start time is calculated. The average may be obtained by any of an arithmetic average, a weighted average, and an exponential average. With such a method, the time is shifted by the sampling period T samp , and the same operation is repeated to obtain the reaction time until the final measurement time. The setting time of T samp should be determined by the characteristic of the random number of the stimulus presentation time width. For example, when the stimulus is uniformly generated in about 20 seconds, T samp is set.
Should be set to about 20 seconds.

【0138】ステツプS54cで、上記の処理を受けた
反応時間データを平滑化データ格納部11cに格納し、
次のステツプS55cで反応時間に対して周波数分析を
施し、周波数上のレベルのピークを検出することにより
覚醒リズムの周期を求める。周波数分析の方法としては
フリーエ変換による方法と最大エントロピー法(ME
M)を用いる方法とがある。
In step S54c, the reaction time data subjected to the above processing is stored in the smoothed data storage section 11c,
In the next step S55c, the reaction time is subjected to frequency analysis, and the period of the awakening rhythm is obtained by detecting the peak of the level on the frequency. Freie's transformation method and maximum entropy method (ME
M) is used.

【0139】図53に、反応時間データに最大エントロ
ピー法を施して周波数分析をした例を示す。この例では
8分と3分の所にピークがあり、測定の対象となつた被
験者には、8分周期と3分周期の覚醒リズムが訪れると
いう特徴があることがわかる。こうして得られた覚醒の
リズム周期をもとに、刺激提示部22cにて車両の運転
者に対して刺激を与えることで、運転者の覚醒状態を持
続させることができる。この刺激提示部22cを使用し
た運転者への刺激提示の様子は、図48に示した様子と
同様であるため、その図示及び説明は省略する。また、
刺激提示部22cにおける覚醒の持続処理手順について
も、上述の刺激提示部22cでの処理(図50)と同じ
であるため、説明は省略する。
FIG. 53 shows an example of frequency analysis by applying the maximum entropy method to the reaction time data. In this example, there are peaks at 8 minutes and 3 minutes, and it can be seen that the subject who is the subject of the measurement has a characteristic that the awakening rhythm of the 8-minute cycle and the 3-minute cycle comes. Based on the wake-up rhythm cycle thus obtained, the driver of the vehicle is stimulated by the stimulus presentation unit 22c, so that the driver's awake state can be maintained. The state of presenting the stimulus to the driver using the stimulus presenting unit 22c is the same as that shown in FIG. 48, and therefore the illustration and description thereof will be omitted. Also,
The awakening continuation processing procedure in the stimulus presentation unit 22c is also the same as the above-described processing (FIG. 50) in the stimulus presentation unit 22c, and thus the description thereof will be omitted.

【0140】このように、刺激に対する反応時間から覚
醒のリズム周期を定量的に計測できるので、検出された
覚醒のリズム周期に応じて、単調、且つ長時間の高速道
路走行をしている状況にある運転者に刺激を与え、運転
者が覚醒低下に陥る前に覚醒状態に引き戻して覚醒の持
続を達成できる。 <変形例> 上記参考例のHMMでは、脳波から覚醒度を数値として
推定したが、脳波以外に心拍数、あるいは、まばたき頻
度により覚醒レベルを推定することができる。
As described above, since the wakefulness rhythm cycle can be quantitatively measured from the reaction time to the stimulus, it is possible to perform a monotonous and long-time highway traveling according to the detected wakefulness rhythm cycle. A certain driver can be stimulated to return to the awake state before the driver falls into the awake state, and the awakening can be achieved. <Modification> In the HMM of the above reference example, the arousal level is estimated as a numerical value from the electroencephalogram, but the arousal level can be estimated by the heart rate or blink frequency in addition to the electroencephalogram.

【0141】最初に、心拍数にて覚醒度を推定する方法
について説明する。図54において、心電位検出部51
aaは被験者であるドライバ11の心臓をはさむ部位に
装着した電極2から心電位を検出し、不図示のアンプに
より心電位信号を増幅する部分から構成される。心電位
加工部52aaは心電位検出部51aaからの心電位信
号を加工して覚醒の推定をしやすい物理量に信号処理す
る。即ち、心電位検出部51aaにて増幅された心電位
信号を後述するA/D変換器を介して取り込み、演算に
より覚醒度評価に必要な心拍数に加工する。
First, a method of estimating the arousal level based on the heart rate will be described. In FIG. 54, the cardiac potential detecting section 51
Reference numeral aa includes a portion for detecting a cardiac potential from the electrode 2 attached to a region between the heart of the driver 11 as a subject and amplifying the cardiac potential signal by an amplifier (not shown). The cardiac potential processing unit 52aa processes the cardiac potential signal from the cardiac potential detecting unit 51aa to process the signal into a physical quantity that makes it easy to estimate awakening. That is, the cardiac potential signal amplified by the cardiac potential detecting unit 51aa is taken in via an A / D converter described later, and processed into a heart rate required for arousal level evaluation.

【0142】覚醒度推定部53aは、後述する覚醒度推
定パラメータと心拍数データをもとに覚醒と関連の深い
推定値を計算する。また、覚醒度判定部54aは、覚醒
度推定部53aで推定された覚醒度合から、どの程度刺
激を提示するかを判定する。そして、刺激提示部50a
は、覚醒度判定部54aからの指示により、適当な刺激
をドライバに提示したり、停止したりする。
The arousal level estimation unit 53a calculates an estimated value deeply related to arousal based on a later-described arousal level estimation parameter and heart rate data. In addition, the awakening degree determination unit 54a determines to what extent the stimulus is presented based on the awakening degree estimated by the awakening degree estimation unit 53a. Then, the stimulus presentation unit 50a
The driver presents an appropriate stimulus to the driver or stops the driver in accordance with an instruction from the awakening degree determination unit 54a.

【0143】本変形例の覚醒度推定部では、心拍数、及
び反応時間をもとに覚醒度を推定し、その情報を用いて
最適な刺激を運転者にバイオフイードバツク的に与え
る。尚、本変形例に適用されたバイオフイードバツクの
概念は、参考例について図28にて説明したものと同じ
であるため、ここではその説明を省略するが、本変形例
においても、人間の覚醒状態の検出とそれに応じた刺激
を与えることにより、図28に示した最適覚醒状態の持
続を達成することが原理的にできる。
The arousal level estimation unit of the present modification estimates the arousal level based on the heart rate and reaction time, and uses the information to provide the driver with an optimal stimulus in a biofeedback manner. The concept of the biofeedback applied to this modified example is the same as that described in the reference example with reference to FIG. By detecting the awake state and giving a stimulus corresponding thereto, it is possible in principle to achieve the continuation of the optimum awake state shown in FIG.

【0144】最初に、覚醒度推定部53aにて覚醒度を
算出する際のパラメータを決定する、覚醒度推定パラメ
ータ決定装置について説明する。覚醒度推定パラメータ
決定装置は、覚醒の度合と相関の高い反応時間と心電位
信号を同時に計測し、心電位から心拍数を計算する。そ
して、得られた心拍数データと反応時間データをもとに
回帰分析を行うことで覚醒度推定パラメータを決定する
ものである。
First, a wakefulness estimation parameter determining device for determining the parameters for calculating the wakefulness in the wakefulness estimating unit 53a will be described. The arousal level estimation parameter determination device simultaneously measures a reaction time and an electrocardiographic signal that are highly correlated with the degree of arousal, and calculates a heart rate from the cardiac potential. Then, a wakefulness estimation parameter is determined by performing regression analysis based on the obtained heart rate data and reaction time data.

【0145】図55は、覚醒度推定パラメータ決定装置
の概略ブロツク図である。同図は、この装置が人間の反
応時間と心拍数を同時に長時間に渡り計測している状況
を示しており、得られた反応時間と心拍数との相関を解
析することにより推定パラメータを求めることができ
る。図55において、心電位処理部70aaは、被験者
(ドライバ)11に装着した電極2からの心電位を計測
し、反応時間計測部71は、被験者11が与えられた刺
激に対して反応する時間を計測する。これらの計測結果
をもとに、覚醒度推定パラメータ決定部72が被験者固
有の覚醒度を推定する。
FIG. 55 is a schematic block diagram of the awakening degree estimation parameter determination device. This figure shows the situation where this device measures human reaction time and heart rate at the same time for a long time, and the estimated parameters are obtained by analyzing the correlation between the obtained reaction time and heart rate. be able to. In FIG. 55, the cardiac potential processing unit 70aa measures the cardiac potential from the electrode 2 attached to the subject (driver) 11, and the reaction time measuring unit 71 measures the time during which the subject 11 responds to the given stimulus. measure. Based on these measurement results, the wakefulness estimation parameter determination unit 72 estimates the wakefulness unique to the subject.

【0146】本変形例における反応時間(選択反応時
間)の計測方法は、参考例と同じであるため、その説明
は省略する(図30参照)。図56は、心電位処理部7
0aaの構成を示すブロツク図である。同図に示した心
電位検出部149では、心電図用の電極を用いて人間の
心臓をはさむ部位に専用の導電性を持つ接着剤で接続
し、それにて得られた心電位信号を、例えば、ヘツドア
ンプ(図24の生理計測用アンプ43に相当)にてノイ
ズ対策を施し、その信号を増幅する。
Since the method of measuring the reaction time (selective reaction time) in this modification is the same as that of the reference example , its explanation is omitted (see FIG. 30). FIG. 56 shows an electrocardiographic processing unit 7.
It is a block diagram which shows the structure of 0aa. In the electrocardiographic detection unit 149 shown in the figure, an electrocardiographic electrode is used to connect to a region sandwiching the human heart with a conductive adhesive for exclusive use, and the electrocardiographic signal obtained therefrom is A head amplifier (corresponding to the physiological measurement amplifier 43 in FIG. 24) takes noise countermeasures and amplifies the signal.

【0147】心電位検出部149からの心電位信号は、
A/D変換部61(図24のA/D変換器44に相当)
を介して心電位データとして心電位データ格納部62a
aに格納される。心拍数は、心電位データ格納部62a
aに格納された心電位データをもとに、元心拍数演算部
150で計算される。得られた元心拍数データは、覚醒
度と相関の高い平均心拍数データとするため、平均処理
部152にて平滑化する。尚、この平滑化のための時間
設定については、後述する。また、平均処理後の心拍数
データは、心拍数格納部153に格納される。
The cardiac potential signal from the cardiac potential detector 149 is
A / D converter 61 (corresponding to A / D converter 44 in FIG. 24)
Electrocardiographic data storage unit 62a as electrocardiographic data via
It is stored in a. The heart rate is the electrocardiographic data storage unit 62a.
It is calculated by the original heart rate calculation unit 150 based on the cardiac potential data stored in a. The obtained original heart rate data is smoothed by the averaging unit 152 in order to obtain the average heart rate data having a high correlation with the arousal level. The time setting for this smoothing will be described later. Further, the heart rate data after the averaging process is stored in the heart rate storage unit 153.

【0148】心拍数データの平滑化処理に関しては反応
時間との対応をとるために、刺激提示時刻から心拍数に
関する平滑化時間前までの心拍数を平均し、それをその
時刻の心拍数とする。ここで心拍数の平滑化時間を決め
る必要がある。これらのパラメータは、平滑化された後
の心拍数と反応時間の相関が最も高くなるものを設定す
る必要がある。そのため反応時間を目的変数とし、心拍
数を説明変数として、これらの平滑化時間を変えて回帰
分析部72aaで回帰分析を行う。こうして色々な平滑
化パラメータの組合せについて得られた相関係数の内、
最大の相関係数を明らかにし、そのときの平滑化パラメ
ータの組合せを心拍数に関する最適な平滑化時間として
決定する。また、同時に相関解析から得られたパラメタ
a1,a2とこれを用いた回帰式を覚醒度推定式とす
る。これは予測されるのは反応時間であるが、反応時間
と覚醒度とは相関高く対応していると考えることができ
るからである。
Regarding the smoothing processing of the heart rate data, in order to correspond to the reaction time, the heart rate from the stimulus presentation time to the smoothing time before the heart rate is averaged, and this is taken as the heart rate at that time. . Here, it is necessary to determine the smoothing time of the heart rate. It is necessary to set these parameters such that the correlation between the heart rate after smoothing and the reaction time is highest. Therefore, using the reaction time as the objective variable and the heart rate as the explanatory variable, the smoothing times are changed and the regression analysis is performed by the regression analysis unit 72aa. Of the correlation coefficients thus obtained for various combinations of smoothing parameters,
The maximum correlation coefficient is clarified, and the combination of smoothing parameters at that time is determined as the optimum smoothing time for the heart rate. At the same time, the parameters a1 and a2 obtained from the correlation analysis and the regression equation using the parameters a1 and a2 are used as the arousal level estimation equation. This is because the reaction time is predicted, but it can be considered that the reaction time and the arousal level correspond to each other with high correlation.

【0149】次に、覚醒度は定量的に計算できるが、ど
の程度のしきい値に対して刺激提示を開始するかを決定
する必要がある。このときの決定の手順は、図34のフ
ローチヤート(参考例)と同じである。ここでは、得ら
れたTth,a1,a2と、これを用いた回帰式を覚醒
度推定パラメータとする。次に、本変形例の覚醒度推定
部の各構成要素について詳細に説明する。 <心電位検出部> 被験者(ドライバ)の心臓をはさむ部位に、心電位を拾
うための電極を専用の導電性を持つ接着剤で接続し、得
られた心電位信号をヘツドアンプ(不図示)で増幅して
ノイズ対策を施した後に生理用アンプ(不図示)で増幅
する。 <心電位加工部> 図57に、心電位加工部52aaの詳細ブロツク図を示
す。同図の心電位加工部は、図56に示したものと同一
機能を有しているので、同一構成には同一符号を付し、
ここではその詳細な説明は省略する。 <覚醒度推定部> 覚醒度推定部53aは、図55に示した覚醒度推定パラ
メタ決定装置にて得られた覚醒度推定パラメータと回帰
式を用いて、心電位加工部52aaで処理された心拍数
データから覚醒度を計算する。そして、その値を覚醒度
判定部54aに引き渡す。
Next, although the arousal level can be calculated quantitatively, it is necessary to decide to what threshold value the stimulus presentation should be started. The procedure of determination at this time is the same as that of the flow chart ( reference example ) of FIG. Here, the obtained Tth, a1, and a2 and the regression equation using the obtained Tth, a1 and a2 are used as the arousal level estimation parameters. Next, each component of the awakening degree estimation unit of this modification will be described in detail. <Electrical potential detection unit> An electrode for picking up the cardiac potential is connected to a region between the heart of the subject (driver) with a special conductive adhesive, and the obtained cardiac potential signal is output by a head amplifier (not shown). Amplify and take measures against noise, and then amplify with a sanitary amplifier (not shown). <Electrocardiographic Processing Section> FIG. 57 shows a detailed block diagram of the electrocardiographic processing section 52aa. Since the electrocardiographic processing unit in the figure has the same function as that shown in FIG. 56, the same components are designated by the same reference numerals,
The detailed description is omitted here. <Arousal level estimation unit> The arousal level estimation unit 53a uses the arousal level estimation parameter and the regression equation obtained by the arousal level estimation parameter determination device shown in FIG. 55 to process the heartbeat processed by the electrocardiographic potential processing unit 52aa. Calculates arousal level from numerical data. Then, the value is delivered to the awakening degree determination unit 54a.

【0150】覚醒度は、以下の推定式にて表わされる。
即ち、 覚醒度=a1*H+a2 …(10) 但し、Hは心拍数以上の方式で覚醒度推定した例を図5
8に示す。図58は、各被験者と加振装置の振動条件に
ついて得た、最大の相関係数を示す。尚、相関係数は、
小数点第3位を四捨五入した。また、平滑化時間は、反
応時間、心拍数とも300秒である。
The arousal level is expressed by the following estimation formula.
That is, arousal level = a1 * H + a2 (10) However, H is an example in which the arousal level is estimated by a method equal to or higher than the heart rate in FIG.
8 shows. FIG. 58 shows the maximum correlation coefficient obtained for the vibration conditions of each subject and the vibration exciter. The correlation coefficient is
Rounded off to two decimal places. The smoothing time is 300 seconds for both the reaction time and the heart rate.

【0151】図58より、心拍数と反応時間は高い相関
関係があり、きめ細かな覚醒度の推定が可能であること
を意味している。但し、本手法は、参考例にて示した脳
波による覚醒度の推定程、よい精度は得られない。 <覚醒度判定部> 覚醒度判定部54aにおける処理手順については、図3
8(参考例)に示したフローチヤートと同じであるた
め、その説明は省略する。 <刺激提示部> 刺激提示部50aは覚醒度判定部54aから覚醒低下信
号を受けて、被験者であるドライバ11に音,振動,香
り等覚醒効果のある刺激を一定時間、停止信号が来るま
で出力するものである。
From FIG. 58, there is a high correlation between the heart rate and the reaction time, which means that it is possible to finely estimate the arousal level. However, this method is not as accurate as the estimation of the arousal level by the electroencephalogram shown in the reference example . <Arousal Level Determining Unit> For the processing procedure in the awakening level determining unit 54a, see FIG.
Since it is the same as the flow chart shown in No. 8 ( reference example ), the description thereof is omitted. <Stimulation presenting unit> The stimulus presenting unit 50a receives the wakefulness lowering signal from the wakefulness determining unit 54a and outputs a stimulus having a wakefulness effect such as sound, vibration, and scent to the driver 11 who is the subject for a certain period of time until a stop signal comes. To do.

【0152】図59は、覚醒刺激設定装置の構成を示す
ブロツク図である。本覚醒刺激設定装置は、覚醒効果を
上げる刺激が個人により異なる可能性があるため、あら
かじめその個人に最も適当な刺激の種類と刺激提示の方
法を決定するものである。本装置において、刺激提示部
104,刺激パラメータ設定部110を除く心電位処理
部161,反応時間計測部103,覚醒度推定パラメー
タ決定部101は、図55に示した覚醒状態判定装置と
機能が同一であるため、その説明は省略する。
FIG. 59 is a block diagram showing the structure of the awakening stimulus setting device. The present arousal stimulus setting device determines the type of stimulus most suitable for the individual and the method of presenting the stimulus in advance, because the stimulus that enhances the arousal effect may vary depending on the individual. In this device, the electrocardiographic potential processing unit 161, the reaction time measurement unit 103, and the awakening degree estimation parameter determination unit 101, excluding the stimulation presentation unit 104 and the stimulation parameter setting unit 110, have the same functions as the awakening state determination device shown in FIG. 55. Therefore, the description thereof is omitted.

【0153】図59において、被験者11に選択反応作
業をさせ、そのときの心電図を同時記録する。そして、
得られる反応時間と心拍数から覚醒度推定パラメータ決
定部でパラメータを決め、覚醒度を推定する。尚、この
装置での評価を受ける前に被験者11が、図55に示す
覚醒状態判定装置の覚醒度推定パラメータ決定部72に
よる評価を受けている場合は、直ちに覚醒度推定を行う
ことができる。
In FIG. 59, the subject 11 is caused to perform a selective reaction work, and the electrocardiogram at that time is simultaneously recorded. And
Parameters are determined by the arousal level estimation parameter determination unit from the obtained reaction time and heart rate, and the arousal level is estimated. If the subject 11 is evaluated by the awakening degree estimation parameter determination unit 72 of the awakening state determination device shown in FIG. 55 before being evaluated by this device, the awakening level can be estimated immediately.

【0154】刺激パラメータ設定部110には、最適な
刺激状態を決定するための刺激の種類と提示方法をあら
かじめ仮設定しておく。そして、刺激提示部104は、
覚醒低下状態と判断したら、刺激パラメータ設定部11
0に設定されたデータに従い、スピーカ駆動部105を
介してスピーカ105aから音を鳴らしたり、振動駆動
部106を介して振動体が内蔵されたシート106aを
高周波振動させたり、あるいは振動駆動部107を介し
て加振装置107aを低周波振動させて、被験者11に
刺激を提示する。そして、その刺激を与えたときの心拍
数から被験者の覚醒度を推定し、刺激提示前と後の覚醒
度推定値を比較し、効果があつたかどうかを見る。
In the stimulation parameter setting unit 110, the kind of stimulation and the presentation method for determining the optimum stimulation state are provisionally set in advance. Then, the stimulation presentation unit 104
When it is determined that the state of awakening is low, the stimulation parameter setting unit 11
In accordance with the data set to 0, a sound is emitted from the speaker 105a via the speaker driving unit 105, the seat 106a including the vibrating body is vibrated at a high frequency via the vibration driving unit 106, or the vibration driving unit 107 is operated. The vibrating device 107a is vibrated at a low frequency through the vibration to present the stimulus to the subject 11. Then, the wakefulness of the subject is estimated from the heart rate when the stimulus is given, and the wakefulness estimated value before and after the stimulus is presented is compared to see whether or not the effect is obtained.

【0155】刺激状態と刺激の種類を変えて、覚醒コン
トロールに最も効果のある刺激を選定することができ、
更に得られた結果に基づいて個人の覚醒を持続し、覚醒
コントロールの効果を上げることができる。以上述べた
ように、参考例によれば、心拍数により覚醒度を定量的
に精度よく検出でき、覚醒の度合に応じて刺激を運転者
に与えることで、覚醒低下を防止し、運転者個人の最適
覚醒状態に維持することができるという効果がある。
By changing the stimulus state and the type of stimulus, it is possible to select the stimulus most effective for arousal control,
Furthermore, based on the obtained results, the awakening of the individual can be maintained and the effect of awakening control can be improved. As described above, according to the reference example , the arousal level can be detected quantitatively and accurately by the heart rate, and by providing the driver with a stimulus according to the arousal level, the awakening lowering is prevented and the driver's individual There is an effect that can be maintained in the optimal awake state.

【0156】また、覚醒低下時に限らず、過度の緊張状
態に陥つた運転者の覚醒度を正常状態に引き戻し、安全
な運転状態に誘導することができるという効果がある。
次に、まばたき頻度による覚醒レベルの推定方法につい
て説明する。図60において、まばたき検出部51bb
は被験者であるドライバ11の眼球上下、あるいは左右
に装着した電極2から眼球運動を検出し、不図示のアン
プにより眼球運動電位を増幅する部分から構成される。
まばたき加工部52bbは、まばたき検出部51bbか
らの眼球運動信号を加工して覚醒の推定をしやすい物理
量に信号処理する。即ち、まばたき検出部51bbにて
増幅された眼球運動信号を後述するA/D変換器を介し
て取り込み、演算により覚醒度評価に必要なまばたき頻
度に加工する。
Further, not only when the wakefulness is lowered, there is an effect that the wakefulness of the driver who is in an excessively tense state can be returned to a normal state and can be guided to a safe driving state.
Next, a method of estimating the awakening level based on the blink frequency will be described. In FIG. 60, a blink detection section 51bb
Is composed of a portion that detects the eye movement from the electrodes 2 attached to the upper and lower sides of the eyeball of the driver 11, which is the subject, or left and right, and amplifies the eye movement potential by an amplifier (not shown).
The blink processing unit 52bb processes the eye movement signal from the blink detection unit 51bb to perform signal processing into a physical quantity that facilitates estimation of arousal. That is, the eye movement signal amplified by the blink detection section 51bb is taken in via an A / D converter described later, and processed to a blink frequency necessary for awakening degree evaluation by calculation.

【0157】覚醒度推定部53aは、後述する覚醒度推
定パラメータとまばたき頻度データをもとに覚醒と関連
の深い推定値を計算する。また、覚醒度判定部54a
は、覚醒度推定部53aで推定された覚醒度合から、ど
の程度刺激を提示するかを判定する。そして、刺激提示
部50aは、覚醒度判定部54aからの指示により、適
当な刺激をドライバに提示したり、停止したりする。
The arousal level estimation unit 53a calculates an estimated value deeply related to arousal based on the awakening level estimation parameters and blink frequency data described later. In addition, the awakening degree determination unit 54a
Determines how much stimulus should be presented from the arousal level estimated by the arousal level estimation unit 53a. Then, the stimulus presentation unit 50a presents an appropriate stimulus to the driver or stops the stimulus according to an instruction from the awakening degree determination unit 54a.

【0158】本参考例の覚醒度推定部では、まばたき、
及び反応時間をもとに覚醒度を推定し、その情報を用い
て最適な刺激を運転者にバイオフイードバツク的に与え
る。尚、本変形例に適用されたバイオフイードバツクの
概念は、参考例について図28にて説明したものと同じ
であるため、ここではその説明を省略するが、本変形例
においても、人間の覚醒状態の検出とそれに応じた刺激
を与えることにより、図28に示した最適覚醒状態の持
続を達成することが原理的にできる。
In the arousal level estimation unit of this reference example , blinking,
And the arousal level is estimated based on the reaction time, and the optimal stimulus is applied to the driver in a biofeedback manner by using the information. The concept of the biofeedback applied to this modified example is the same as that described in the reference example with reference to FIG. By detecting the awake state and giving a stimulus corresponding thereto, it is possible in principle to achieve the continuation of the optimum awake state shown in FIG.

【0159】次に、覚醒度推定部53aにて覚醒度を算
出する際のパラメータを決定する、覚醒度推定パラメー
タ決定装置について説明する。覚醒度推定パラメータ決
定装置は、覚醒の度合と相関の高い反応時間と眼球運動
信号を同時に計測し、眼球運動から得られた、まばたき
頻度データと反応時間データをもとに回帰分析を行うこ
とで覚醒度推定パラメータを決定するものである。
Next, a wakefulness estimation parameter determining device for determining the parameters for calculating the wakefulness in the wakefulness estimating unit 53a will be described. The arousal level estimation parameter determination device measures the reaction time and the eye movement signal that are highly correlated with the degree of awakening at the same time, and performs regression analysis based on the blink frequency data and the reaction time data obtained from the eye movement. The awakening degree estimation parameter is determined.

【0160】図61は、覚醒度推定パラメータ決定装置
の概略ブロツク図である。同図は、この装置が人間の反
応時間と眼球運動を同時に長時間に渡り計測している状
況を示しており、得られた反応時間とまばたき頻度との
相関を解析することにより推定パラメータを求めること
ができる。覚醒度推定パラメータ決定装置は、まばたき
処理部70bbで被験者(ドライバ)11に装着した電
極2からの眼球運動を計測し、反応時間計測部71で被
験者11が与えられた刺激に対して反応する時間を計測
して、これらの計測結果をもとに、覚醒度推定パラメー
タ決定部72が被験者固有の覚醒度を推定する。
FIG. 61 is a schematic block diagram of the awakening degree estimation parameter determination device. This figure shows the situation in which this device measures human reaction time and eye movement simultaneously for a long time, and the estimated parameters are obtained by analyzing the correlation between the obtained reaction time and blinking frequency. be able to. The awakening degree estimation parameter determination device measures the eye movement from the electrode 2 attached to the subject (driver) 11 in the blink processing unit 70bb, and the reaction time measurement unit 71 measures the time during which the subject 11 responds to the given stimulus. Is measured, and the arousal level estimation parameter determination unit 72 estimates the arousal level peculiar to the subject based on these measurement results.

【0161】本変形例における反応時間(選択反応時
間)の計測方法は、参考例と同じであるため、その説明
は省略する(図30参照)。図62は、まばたき処理部
70bbの構成を示すブロツク図である。同図に示した
眼球運動検出部155では、電極を用いて人間の眼球上
下、あるいは左右に専用の導電性を持つ接着剤で接続
し、それにて得られた眼球運動信号を、例えば、ヘツド
アンプ(図24の生理計測用アンプ43に相当)にてノ
イズ対策を施し、その信号を増幅する。
Since the method of measuring the reaction time (selective reaction time) in this modification is the same as that of the reference example , its explanation is omitted (see FIG. 30). FIG. 62 is a block diagram showing the configuration of the blink processing unit 70bb. In the eye movement detecting section 155 shown in the figure, the eye movement signals obtained by connecting the human eye to the upper and lower sides or the right and left sides of the eye with a dedicated conductive adhesive using electrodes are used as, for example, a head amplifier ( A noise countermeasure is taken by the physiological measurement amplifier 43 in FIG. 24) to amplify the signal.

【0162】眼球運動検出部155からの眼球運動信号
は、A/D変換部61(図24のA/D変換器44に相
当)を介して眼球運動信号データとして眼球運動信号デ
ータ格納部62bbに格納される。眼球運動信号データ
は、眼球運動信号データ格納部62bbに格納された眼
球運動信号データをもとに、元まばたき頻度演算部15
6で計算される。
The eye movement signal from the eye movement detecting section 155 is stored in the eye movement signal data storage section 62bb as eye movement signal data via the A / D conversion section 61 (corresponding to the A / D converter 44 in FIG. 24). Is stored. The eye movement signal data is based on the eye movement signal data stored in the eye movement signal data storage unit 62bb, and is based on the original blink frequency calculation unit 15
Calculated as 6.

【0163】得られた元まばたき頻度データは、覚醒度
と相関の高い平均まばたき頻度データとするため、平均
処理部158にて平滑化する。平均処理後の平均まばた
き頻度データは、まばたき頻度データ格納部159に格
納される。尚、この平滑化のための時間設定、及び刺激
提示を開始する際のしきい値決定の手順については、上
述の心拍数をもとにした覚醒レベル推定における方法と
同様であるため、その説明は省略する。
The obtained original blink frequency data is smoothed by the averaging unit 158 in order to obtain average blink frequency data having a high correlation with the arousal level. The average blink frequency data after the averaging process is stored in the blink frequency data storage unit 159. The time setting for this smoothing and the procedure for determining the threshold value when starting the stimulus presentation are the same as the method in the arousal level estimation based on the above heart rate, and therefore the description thereof will be given. Is omitted.

【0164】次に、本変形例の覚醒度推定部の各構成要
素について詳細に説明する。 <眼球運動検出部>被験者(ドライバ)の眼球上下、あ
るいは左右に、眼球運動信号を拾うための電極を専用の
導電性を持つ接着剤で接続し、得られた信号をヘツドア
ンプ(不図示)で増幅してノイズ対策を施した後に生理
用アンプ(不図示)で増幅する。 <眼球運動信号加工部>図63に、まばたき加工部52
bbの詳細ブロツク図を示す。同図のまばたき加工部
は、図62に示したものと同一機能を有しているので、
同一構成には同一符号を付し、ここではその詳細な説明
は省略する。 <覚醒度推定部>覚醒度推定部53aは、図61に示し
た覚醒度推定パラメタ決定装置にて得られた覚醒度推定
パラメータと回帰式を用いて、まばたき加工部52bb
で処理されたまばたき頻度データから覚醒度を計算す
る。そして、その値を覚醒度判定部54aに引き渡す。
Next, each constituent element of the awakening degree estimation unit of this modification will be described in detail. <Eye movement detector> The electrodes for picking up eye movement signals are connected to the upper and lower sides of the eye of the subject (driver) with a dedicated electrically conductive adhesive, and the obtained signals are connected to a head amplifier (not shown). Amplify and take measures against noise, and then amplify with a sanitary amplifier (not shown). <Eye movement signal processing unit> FIG. 63 shows a blink processing unit 52.
The detailed block diagram of bb is shown. Since the blink processing section in the figure has the same function as that shown in FIG. 62,
The same components are designated by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted here. <Arousal level estimation unit> The arousal level estimation unit 53a uses the arousal level estimation parameter and the regression equation obtained by the arousal level estimation parameter determination device shown in FIG. 61 to blink the processing unit 52bb.
The arousal level is calculated from the blink frequency data processed in. Then, the value is delivered to the awakening degree determination unit 54a.

【0165】覚醒度は、以下の推定式にて表わされる。
即ち、 覚醒度=a1*E+a2 …(11) 但し、Eは、まばたき頻度である。以上の方式で覚醒度
推定した例を図64、及び図65に示す。図64は、各
被験者と加振装置の振動条件について得た、最大の相関
係数を示す。尚、相関係数は、小数点第3位を四捨五入
した。また、平滑化時間は、反応時間、心拍数とも30
0秒である。
The arousal level is expressed by the following estimation formula.
That is, arousal level = a1 * E + a2 (11) where E is the blink frequency. An example in which the awakening degree is estimated by the above method is shown in FIGS. 64 and 65. FIG. 64 shows the maximum correlation coefficient obtained for the vibration conditions of each subject and the vibration device. The correlation coefficient was rounded off to two decimal places. The smoothing time is 30 for both reaction time and heart rate.
0 seconds.

【0166】図65は、図64の結果を反応時間とまば
たき頻度からの予想値の時間変化を示したものである。
同図の縦軸が対数反応時間、横軸が経過時間を表わす。
また、図中、点にて示しているのが反応時間、実線は、
まばたき頻度からの予測値を示す。尚、データの切れ目
は、実験セツシヨン間の休憩を表わす。これらの図か
ら、上述の方式が覚醒度の推定に有効であり、かつ、き
め細かな覚醒度の推定が可能であることがわかる。但
し、本手法は、参考例にて示した脳波による覚醒度の推
定程、よい精度は得られない。
FIG. 65 shows the results of FIG. 64 with respect to the reaction time and the change over time in the predicted value from the blinking frequency.
In the figure, the vertical axis represents the logarithmic reaction time and the horizontal axis represents the elapsed time.
Also, in the figure, the dotted line indicates the reaction time, and the solid line indicates
The predicted value from the blink frequency is shown. The data breaks represent breaks between experimental sessions. From these figures, it can be seen that the above-described method is effective for estimating the arousal level and is capable of finely estimating the arousal level. However, this method is not as accurate as the estimation of the arousal level by the electroencephalogram shown in the reference example .

【0167】<覚醒度判定部> 覚醒度判定部54aにおける処理手順については、図3
8(参考例)に示したフローチヤートと同じであるた
め、その説明は省略する。 <刺激提示部> 刺激提示部50aは覚醒度判定部54aから覚醒低下信
号を受けて、被験者であるドライバ11に音,振動,香
り等覚醒効果のある刺激を一定時間、停止信号が来るま
で出力するものである。
<Awakening Level Determining Unit> The processing procedure in the awakening level determining unit 54a is shown in FIG.
Since it is the same as the flow chart shown in No. 8 ( reference example ), the description thereof is omitted. <Stimulation presenting unit> The stimulus presenting unit 50a receives the wakefulness lowering signal from the wakefulness determining unit 54a and outputs a stimulus having a wakefulness effect such as sound, vibration, and scent to the driver 11 who is the subject for a certain period of time until a stop signal comes. To do.

【0168】図66は、覚醒刺激設定装置の構成を示す
ブロツク図である。本覚醒刺激設定装置は、覚醒効果を
上げる刺激が個人により異なる可能性があるため、あら
かじめその個人に最も適当な刺激の種類と刺激提示の方
法を決定するものである。尚、本装置における反応時間
計測部103,覚醒度推定パラメータ決定部101は、
図61に示した覚醒状態判定装置と機能が同一であるた
め、その説明は省略する。
FIG. 66 is a block diagram showing the structure of the awakening stimulus setting device. The present arousal stimulus setting device determines the type of stimulus most suitable for the individual and the method of presenting the stimulus in advance, because the stimulus that enhances the arousal effect may vary depending on the individual. The reaction time measuring unit 103 and the awakening degree estimation parameter determining unit 101 in this device are
Since the function is the same as that of the awakening state determination device shown in FIG. 61, the description thereof will be omitted.

【0169】図66において、被験者11に選択反応作
業をさせ、そのときの眼球運動を同時記録する。そし
て、得られる反応時間とまばたき頻度から覚醒度推定パ
ラメータ決定部でパラメータを決め、覚醒度を推定す
る。尚、この装置での評価を受ける前に被験者11が、
図61に示す覚醒状態判定装置の覚醒度推定パラメータ
決定部72による評価を受けている場合は、直ちに覚醒
度推定を行うことができる。
In FIG. 66, the subject 11 is caused to perform a selective reaction work, and the eye movement at that time is simultaneously recorded. Then, the parameter is determined by the arousal level estimation parameter determination unit from the obtained reaction time and blink frequency, and the arousal level is estimated. In addition, before the subject 11 is evaluated by this device,
When the wakefulness estimation parameter determination unit 72 of the wakefulness determination device shown in FIG. 61 is evaluating, the wakefulness can be estimated immediately.

【0170】刺激パラメータ設定部110には、最適な
刺激状態を決定するための刺激の種類と提示方法をあら
かじめ仮設定しておく。そして、刺激提示部104は、
覚醒低下状態と判断したら、刺激パラメータ設定部11
0に設定されたデータに従い、スピーカ駆動部105を
介してスピーカ105aから音を鳴らしたり、振動駆動
部106を介して振動体が内蔵されたシート106aを
高周波振動させたり、あるいは振動駆動部107を介し
て加振装置107aを低周波振動させて、被験者11に
刺激を提示する。そして、その刺激を与えたときのまば
たき頻度から被験者の覚醒度を推定し、刺激提示前と後
の覚醒度推定値を比較し、効果があつたかどうかを見
る。
In the stimulation parameter setting unit 110, the kind of stimulation and the presentation method for determining the optimum stimulation state are provisionally set in advance. Then, the stimulation presentation unit 104
When it is determined that the state of awakening is low, the stimulation parameter setting unit 11
In accordance with the data set to 0, a sound is emitted from the speaker 105a via the speaker driving unit 105, the seat 106a including the vibrating body is vibrated at a high frequency via the vibration driving unit 106, or the vibration driving unit 107 is operated. The vibrating device 107a is vibrated at a low frequency through the vibration to present the stimulus to the subject 11. Then, the arousal level of the subject is estimated from the blink frequency when the stimulus is given, and the arousal level estimation values before and after the stimulus presentation are compared to see whether or not the effect has been achieved.

【0171】刺激状態と刺激の種類を変えて、覚醒コン
トロールに最も効果のある刺激を選定することができ、
更に得られた結果に基づいて個人の覚醒を持続し、覚醒
コントロールの効果を上げることができる。以上述べた
ように、本参考例によれば、まばたき頻度により覚醒度
を定量的に精度よく検出でき、覚醒の度合に応じて刺激
を運転者に与えることで、覚醒低下を防止し、運転者個
人の最適覚醒状態に維持することができるという効果が
ある。
By changing the stimulus state and the type of stimulus, the stimulus most effective for awakening control can be selected,
Furthermore, based on the obtained results, the awakening of the individual can be maintained and the effect of awakening control can be improved. As described above, according to the present reference example, it is possible to detect the arousal level quantitatively and accurately based on the blink frequency, and by applying a stimulus to the driver according to the degree of the awakening, the awakening lowering is prevented, and the driver There is an effect that the optimum awakening state of the individual can be maintained.

【0172】また、覚醒低下時に限らず、過度の緊張状
態に陥つた運転者の覚醒度を正常状態に引き戻し、安全
な運転状態に誘導することができるという効果がある。
尚、上記実施例では対象をドライバに限定しているが、
例えば、コンピユータ等のユーザーも適用対象とするこ
とができる。また、適用の範囲も自動車産業に限定せ
ず、人間対機械という関係が存在する、例えば、家電、
建築という生活関連産業にも展開できる。
Further, not only when the wakefulness is lowered, there is an effect that the wakefulness of the driver who is in an excessively tense state can be returned to a normal state and can be guided to a safe driving state.
Although the target is limited to the driver in the above embodiment,
For example, a user such as a computer can also be applied. Also, the scope of application is not limited to the automobile industry, and there is a human-machine relationship, such as home appliances,
It can also be applied to the life-related industry called architecture.

【0173】[0173]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
検出したドライバの状態に応じて、その状態を変化させ
るべく動作する車両用ヒューマンマシンシステムを提供
することができ、人間と機械との相互作用によってドラ
イバを安全な運転状態に誘導することができるという効
果がある。
As described above, according to the present invention,
Depending on the detected driver status, change the status
Providing a human-machine system for vehicles that operates as much as possible
Can be driven by human-machine interaction.
There is an effect that the iva can be guided to a safe driving state .

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】〜[Figure 1]

【図2】本発明の基本構成を説明するための図、FIG. 2 is a diagram for explaining the basic configuration of the present invention,

【図3】〜[Figure 3]

【図15】本発明に係る第1の実施例を説明するための
図、
FIG. 15 is a view for explaining the first embodiment according to the present invention,

【図16】〜16]

【図22】本発明に係る第2の実施例を説明するための
図、
FIG. 22 is a view for explaining a second embodiment according to the present invention,

【図23】〜FIG. 23

【図53】本発明に係る参考例を説明するための図、FIG. 53 is a view for explaining a reference example according to the present invention,

【図54】〜FIG. 54

【図66】本発明に係る参考例の変形例を説明するため
の図である。
FIG. 66 is a diagram for explaining a modified example of the reference example according to the present invention .

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 岡本 宜久 広島県安芸郡府中町新地3番1号 マツ ダ株式会社内 (72)発明者 平畑 奈美 広島県安芸郡府中町新地3番1号 マツ ダ株式会社内 (72)発明者 堀口 明伯 広島県安芸郡府中町新地3番1号 マツ ダ株式会社内 (72)発明者 阿部 智行 広島県安芸郡府中町新地3番1号 マツ ダ株式会社内 (72)発明者 永村 寧一 茨城県土浦市小松1丁目34番17号 (72)発明者 佐渡山 亜兵 茨城県つくば市並木4丁目926番102号 (56)参考文献 特開 昭64−72759(JP,A) 特開 昭55−101270(JP,A) 特開 昭60−592(JP,A) 特開 平1−131648(JP,A) 特開 昭56−67632(JP,A) 特開 昭62−15129(JP,A) 特開 昭63−222711(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) A61M 21/00 A61B 5/16 300 G06F 17/00 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Yoshihisa Okamoto 3-1, Shinchi Fuchu-cho, Aki-gun, Hiroshima Prefecture Mazda Co., Ltd. (72) Inventor Nami Hirahata 3-1-1 Shinchu, Fuchu-cho, Hiroshima Prefecture Mazda Incorporated (72) Inventor Akihaku 3-1, Shinchu, Fuchu-cho, Aki-gun, Hiroshima Prefecture Mazda Co., Ltd. (72) Inventor Tomoyuki Abe 3-1-1 Shinchu, Fuchu-cho, Aki-gun, Hiroshima Prefecture Mazda Corporation (72) Inventor, Neiichi Nagamura 1-34-17 Komatsu, Tsuchiura-shi, Ibaraki (72) Inventor Ahei Sadoyama 4-926-102, Namiki, Tsukuba-shi, Ibaraki (56) Reference JP-A 64-72759 ( JP, A) JP 55-101270 (JP, A) JP 60-592 (JP, A) JP 1-131648 (JP, A) JP 56-67632 (JP, A) JP Sho 62-15129 (JP, A) JP-A-63-222711 JP, A) (58) investigated the field (Int.Cl. 7, DB name) A61M 21/00 A61B 5/16 300 G06F 17/00

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 車両のドライバが着座するシートに振動
を加える加振手段と、 前記ドライバの指先容積脈波を検出する指先容積脈波検
出手段と、 前記車両が悪路を走行していることを検出する悪路走行
検出手段と、 ホワイトノイズを生成するホワイトノイズジェネレータ
と、 前記指先容積脈波検出手段の検出結果と、前記悪路走行
検出手段の検出結果とに基づいて、前記加振手段による
振動の状態を制御する制御手段とを備え、 前記制御手段は、 前記指先容積脈波検出手段の検出結果に基づいて、前記
ドライバの心理状態に関連する状態量を求め、 前記悪路走行検出手段によって前記車両が悪路を走行し
ていないことが検出された場合には、前記状態量が小さ
いほど、感覚刺激発生制御パラメータの値を大きな値に
設定する一方で、 前記悪路走行検出手段によって前記車両が悪路を走行し
ていることが検出された場合には、前記状態量が小さい
ほど、前記感覚刺激発生制御パラメータの値を小さな値
に設定すると共に、 前記ホワイトノイズを、前記感覚刺激発生パラメータの
値が大きいときほど周波数の増加に伴う振動パワーの低
下量が小さい値に調整されるフィルタ特性の可変フィル
タを用いることによって加工し、 前記加振手段による振動の状態を、前記車両のエンジン
回転数の増加に応じて高くなる基本周波数に従って制御
するに際して、前記加工されたホワイトノイズに応じた
振動を加えることにより、該振動の状態にゆらぎを付与
することを特徴とする車両用ヒューマンマシンシステ
ム。
1. A vibrating means for vibrating a seat on which a driver of a vehicle is seated, a fingertip volume pulse wave detecting means for detecting a fingertip volume pulse wave of the driver, and the vehicle traveling on a rough road. Based on the detection result of the fingertip volume pulse wave detection means and the detection result of the rough road traveling detection means, the vibrating means And a control means for controlling the state of vibration due to, the control means, based on the detection result of the fingertip volume pulse wave detection means, obtains a state quantity related to the psychological state of the driver, the bad road running detection When it is detected by the means that the vehicle is not traveling on a rough road, the smaller the state quantity, the larger the value of the sensory stimulus generation control parameter is set, while When it is detected by the road running detection means that the vehicle is running on a bad road, the smaller the state quantity, the smaller the value of the sensory stimulus generation control parameter is set, and the white noise is set. Is processed by using a variable filter having a filter characteristic in which the decrease amount of the vibration power with the increase in frequency is adjusted to a smaller value as the value of the sensory stimulus generation parameter is larger, and the state of vibration by the vibrating means is processed. Is controlled in accordance with a fundamental frequency that increases with an increase in the engine speed of the vehicle, vibration is applied to the vibration state according to the processed white noise, thereby imparting fluctuations to the vibration state. Human machine system for vehicles.
【請求項2】 前記制御手段は、 前記悪路走行検出手段によって前記車両が悪路を走行し
ていることが検出された状態が所定時間継続したときに
は、その検出状態が継続する場合であっても前記車両が
悪路を走行していることが検出されていないものとして
扱うことにより、前記加振手段による振動の状態を変更
することを特徴とする請求項1記載の車両用ヒューマン
マシンシステム。
2. The control means, when the state in which the vehicle is traveling on a rough road is detected by the rough road traveling detection means for a predetermined time, the detected state continues. The human-machine system for a vehicle according to claim 1, wherein the state of vibration by the vibrating means is changed by treating that the vehicle is not detected to be traveling on a rough road.
【請求項3】 車両に搭載されたエンジンの燃料噴射装
置と、 ドライバの指先容積脈波を検出する指先容積脈波検出手
段と、 前記車両が渋滞中の道路を走行していることを検出する
渋滞走行検出手段と、 ホワイトノイズを生成するホワイトノイズジェネレータ
と、 前記指先容積脈波検出手段の検出結果と、前記渋滞走行
検出手段の検出結果とに基づいて、前記燃料噴射装置を
制御する制御手段とを備え、 前記制御手段は、 前記指先容積脈波検出手段の検出結果に基づいて、前記
ドライバの心理状態に関連する状態量を求め、 前記渋滞走行検出手段によって前記車両が渋滞中の道路
を走行していないことが検出された場合には、前記状態
量が小さいほど、感覚刺激発生制御パラメータの値を大
きな値に設定する一方で、 前記渋滞走行検出手段によって前記車両が渋滞中の道路
を走行していることが検出された場合には、前記状態量
が小さいほど、前記感覚刺激発生制御パラメータの値を
小さな値に設定すると共に、 前記ホワイトノイズを、前記感覚刺激発生パラメータの
値が大きいときほど周波数の増加に伴う振動パワーの低
下量が小さい値に調整されるフィルタ特性の可変フィル
タを用いることによって加工し、 前記燃料噴射装置による燃料の噴射状態を、前記車両の
エンジン回転数の増加に応じて高くなる基本周波数に従
って制御するに際して、該燃料の噴射量に、前記加工さ
れたホワイトノイズに応じた振動を加えることにより、
該燃料の噴射状態にゆらぎを付与することを特徴とする
車両用ヒューマンマシンシステム。
3. A fuel injection device for an engine mounted on a vehicle, fingertip volume pulse wave detecting means for detecting a fingertip volume pulse wave of a driver, and detecting that the vehicle is traveling on a road that is congested. Congestion traveling detection means, white noise generator for generating white noise, control means for controlling the fuel injection device based on the detection result of the fingertip volume pulse wave detection means and the detection result of the traffic congestion traveling detection means The control means, based on the detection result of the fingertip volume pulse wave detection means, obtains a state quantity related to the psychological state of the driver, the traffic congestion detection means by the traffic congestion detection means to the road in a traffic jam. When it is detected that the vehicle is not traveling, the smaller the state quantity is, the larger the value of the sensory stimulus generation control parameter is set, while the congestion traveling detection hand is set. When it is detected that the vehicle is traveling on a road that is congested, by setting the value of the sensory stimulus generation control parameter to a smaller value as the state amount is smaller, the white noise, When the value of the sensory stimulus generation parameter is larger, the processing is performed by using a variable filter having a filter characteristic in which the decrease amount of the vibration power with the increase of the frequency is adjusted to a smaller value, and the fuel injection state by the fuel injection device is changed. When controlling according to a fundamental frequency that increases with an increase in the engine speed of the vehicle, by adding a vibration corresponding to the processed white noise to the injection amount of the fuel,
A human-machine system for a vehicle, characterized by imparting fluctuation to the fuel injection state.
【請求項4】 前記制御手段は、 前記渋滞走行検出手段によって前記車両が渋滞中の道路
を走行していることが検出された状態が所定時間継続し
たときには、その検出状態が継続する場合であっても前
記車両が渋滞中の道路を走行していることが検出されて
いないものとして扱うことにより、前記燃料噴射装置に
よる燃料の噴射状態を変更することを特徴とする請求項
3記載の車両用ヒューマンマシンシステム。
4. When the control means detects that the vehicle is traveling on a congested road by the traffic congestion detection means for a predetermined period of time, the detected state continues. 4. The vehicle according to claim 3, wherein the fuel injection state of the fuel injection device is changed by treating that the vehicle is not detected to be traveling on a congested road. Human machine system.
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