JP4924489B2 - 状態推定装置 - Google Patents
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Description
この本発明の状態推定装置では、生体情報生成手段が、乗員から生体信号を計測し、その計測した生体信号を解析することで少なくとも一種類の生体情報を生成し、加速度取得手段が、乗員に加わる加速度を取得する。そして、生体情報補正手段が、加速度取得手段で取得した加速度に応じて、加速度が生体情報に与える影響を相殺するように生体情報を補正した補正生体情報を生成し、その生成された補正生体情報に基づいて、状態推定手段が、乗員の状態を推定する。
なお、ここで言う算術平均とは、いわゆる相加平均の他に、相乗平均、調和平均、一般化平均、m乗平均等を含むものである。
なお、加速度の推定に用いる生体情報は、補正生体情報として生成される種類のものであっても良いし、補正生体情報として生成される種類のものでなくとも良い。
ただし、個人差除去手段は、補正生体情報生成手段で補正生体情報を生成する際に個人差を除去(例えば、補正量を個人特性に従って修正)しても良いし、補正生体情報生成手段で生成した補正生体情報から個人差を除去しても良い。さらには、生体情報生成手段で生体情報を生成する前の生体信号から個人差を除去しても良い。
さらに、ここでいう「個人特性」には、血管年齢や血管硬さ等の乗員の循環器の特性を表す循環器特性を用いることが望ましく、個人特性として、血管硬さを用いる場合、血管が硬いほど補正量を大きくし、血管が柔らかいほど補正量を小さくすることが望ましい。
このように構成された状態推定装置によれば、推定結果、即ち、自身の状態を認識させることができる。
また、ここで言う交感神経活動指標とは、自律神経(即ち、交感神経、副交感神経)の働きを測定するための指標であり、心拍数のゆらぎから導出されるHF(High Frequency),LF(Low Frequency)等を含むものである。さらに、ここで言う体動とは、乗員の頭部の位置を少なくとも含むものである。
図1は、車両に搭載され、本発明が適用された状態推定装置の概略構成を示したブロック図である。なお、以下では、本状態推定装置が搭載された車両を自車両とも称す。
〈状態推定装置の全体構成〉
図1に示すように、状態推定装置1は、自車両の運転者の身体の状態を表す生体信号を計測する計測装置20と、自車両の走行状況を表す情報(以下、走行情報とする)を生成する走行情報生成装置群30と、データを記憶する記憶装置41と、公衆通信回線を介してデータ通信するための通信装置42と、自車両のブレーキを制御するブレーキ制御装置43と、計測装置20で計測された生体信号を解析して、その生体信号よりもより身体の状態を正確に表す生体情報(以下、特徴量とも称す)を生成し、その生成した生体情報に基づいて、運転者の状態を推定する制御装置10とを備えている。
また、ナビゲーション装置33は、自車両の現在位置を検出する位置検出器と、ユーザーからの各種指示を入力するための操作スイッチ群と、情報を表示する表示部と、各種のガイド音声等を出力するための音声出力部と、地図データ等の各種データを格納する記憶部と、位置検出器、及び操作スイッチ群等の入力に従って、記憶部、表示部、及び音声出力部等のナビゲーション装置33を構成する各部を制御する制御部とを備えている。
〈制御装置の構成〉
次に、制御装置について説明する。
〈状態推定処理〉
次に、CPU13が実行する状態推定処理について説明する。
この状態推定処理は、自車両のエンジンが始動されると(即ち、イグニッション信号が入力された後)、予め規定された時間間隔毎に起動されるものである。
本実施形態では、具体的に、心拍数、加速度脈波、脈波伝播時間(PTT)、自律神経指標、運転者の姿勢、運転者の呼吸情報、血圧、顔面での色情報、運転者の頭部の位置等を生成する。なお、心拍数、加速度脈波、脈波伝播時間(PTT)、自律神経指標、血圧は、左右の手それぞれについて生成し、運転者の呼吸の状態は、背面圧及び正面圧それぞれについて生成する。
続く、S150では、S140での解析の結果、自車両に加わっている加速度の大きさが、予め設定された設定閾値以上であるか否かを判定し、判定の結果、加速度の大きさが設定閾値以上であれば、運転者に加速度が加わっているものとして、S160へと進む。
具体的に、本実施形態では、S120にて左右それぞれについて生成された生体情報(即ち、心拍数、加速度脈波、脈波伝播時間(PTT)、自律神経指標、血圧)、及び背面圧及び正面圧それぞれについて生成された生体情報(即ち、呼吸の状態)を、それぞれ相加平均することで、生体情報それぞれの第二補正情報を生成する。
そのS190では、運転者の状態を推定する状態推定処理を実行する。
具体的に、本実施形態では、ナビゲーション装置33の表示部に、S190での推定結果を表示すると共に、ナビゲーション装置33の音声出力部から音声にて、S190での推定結果を出力する。なお、報知処理では、S150にて肯定判定し、かつ予め規定された第二補正情報(例えば、PTT)が規定値以上変化した場合、予め規定された規定値以上の加速度が運転者に加わるような運転を防止するように促す警告を、S190での推定結果と共に報知する。
〈補正例〉
次に、状態推定処理のS170での生体情報の補正方法(即ち、第一補正情報の生成方法)について例示する。
例えば、自車両が、時間T1に、左方向に曲がる曲路に直線路から進入し、その曲路を走行中の自車両に右方向の遠心力(即ち、運転者の左から右へと向かう方向に規定加速度以上の横G)が加わる場合(以下、車両旋回時と称す)を想定する。
次に、図6は、運転者に全長方向の加速度が加わった時の脈波伝播時間(生体情報)の補正方法を説明するための説明図である。
例えば、自車両が、直線路を時刻Aまで走行し、時刻Aから時刻Bまでの間、左方向に曲がる曲路を走行して、時刻Bから時刻Cまでの間、直線路を走行する。そして、時刻Cから時刻Dまでの間、右方向に曲がる曲路を走行する場合を想定する。即ち、時刻Aから時刻Bまでの間、自車両に右方向の遠心力(即ち、運転者の左から右へと向かう方向に規定加速度以上の横G)が加わり、時刻Cから時刻Dまでの間、自車両に左方向の遠心力(即ち、運転者の右から左へと向かう方向に規定加速度以上の横G)が加わる場合を想定する。
例えば、自車両が、右方向に曲がる曲路を走行する場合、即ち、左方向の(車幅方向に沿って右から左へと)規定加速度以上の横Gが運転者に加わる場合を想定する。
例えば、走行中の車両が急停止するような場合、即ち、車両の全長方向(自車両の後方向から前方向)に規定加速度以上の加速度が加わる場合を想定する。
例えば、直線路を一定速度で時刻Aまで走行し、時刻Aから時刻Bまでの間、加速することで、自車両の前方から後方へと向かう方向に規定加速度以上の加速度が運転者に加わる場合を想定する。
ここで、図14は、運転者に全長方向の加速度が加わっている時に生成された呼吸情報についての第二補正情報の生成方法を説明するための説明図であり、図15は、運転者に車幅方向の加速度が加わっている時に生成された呼吸情報についての第二補正情報の生成方法を説明するための説明図である。
[実施形態の効果]
以上、説明したように、本実施形態の状態推定装置1によれば、運転者に加わる加速度が生体情報に及ぼす影響を相殺するように生体情報を補正するため、運転者に加速度が加わっていたとしても、運転者の状態推定を実行することができる。さらに、本実施形態の状態推定装置1によれば、加速度が生体情報に及ぼす影響を相殺するように補正した生体情報を用いて、運転者の状態を推定するため、状態推定の推定精度を向上させることができる。
また、本実施形態の状態推定装置1によれば、状態推定の結果を報知するため、運転者ら自車両の乗員に運転者の状態を認識させることができ、自車両を安全に走行させることができる。
[その他の実施形態]
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において様々な態様にて実施することが可能である。
また、予め規定された規定時間の間に、規定曲率以上のカーブが左右交互に規定数以上繰り返される道路や、停止と発進とを規定回数以上繰り返す必要がある道路を自車両が走行する場合、即ち、上記実施形態の状態推定処理におけるS140での解析の結果、規定時間の間に規定数以上繰り返し、相対する方向に規定加速度以上の加速度が運転者に加わっているものとされた場合、現時点から過去の規定時間分の生体情報を算術平均することで、生体情報を補正しても良い。ただし、この場合、状態推定処理のS120では、導出した生体情報を、その生体情報を生成した時刻と対応付けた上で、記憶装置41に記憶するようになされている必要がある。
なお、ここで言う算術平均には、いわゆる相加平均の他に、相乗平均、調和平均、一般化平均、m乗平均を含むものである。
さらには、上記実施形態の状態推定装置は、車両に搭載されていたが、状態推定装置は、車両に搭載されるものに限らず、例えば、電車や、飛行機等、いわゆる移動体に搭載されていても良い。
Claims (13)
- 移動体に搭載され、前記移動体の乗員の状態を推定する状態推定装置であって、
前記乗員から生体信号を計測し、その計測した生体信号を解析することで少なくとも一種類の生体情報を生成する生体情報生成手段と、
前記乗員に加わる加速度を取得する加速度取得手段と、
前記加速度取得手段で取得した前記加速度に応じて、前記加速度が前記生体情報に与える影響を相殺するように前記生体情報を補正した補正生体情報を生成する生体情報補正手段と、
前記生体情報補正手段で生成された補正生体情報に基づいて、前記乗員の状態を推定する状態推定手段と
を備えることを特徴とする状態推定装置。 - 前記生体情報補正手段は、
前記加速度取得手段で取得した加速度が大きいほど、大きな補正量となるように前記生体情報を補正して、前記補正生体情報を生成することを特徴とする請求項1に記載の状態推定装置。 - 前記生体情報を記憶する生体情報記憶手段を備え、
前記生体情報補正手段は、
前記加速度取得手段で取得した加速度の大きさ及び成分を判定し、判定の結果、予め規定された規定時間の間に、設定値以上の加速度が相対する方向に規定数以上繰り返し前記乗員に加わる場合、前記生体情報記憶手段に記憶された現時点から過去の前記規定時間分の生体情報を算術平均することで、前記補正生体情報を生成することを特徴とする請求項1に記載の状態推定装置。 - 前記生体情報生成手段は、
前記乗員に予め規定された二つ以上の部位にて前記生体信号を計測して、それらの部位それぞれに対して前記生体情報を生成することを特徴とする請求項1または請求項2に記載の状態推定装置。 - 前記生体情報補正手段は、
前記加速度取得手段で取得した加速度が予め設定された設定閾値以上であるか否かを判定し、判定の結果、加速度が設定閾値以上である場合、前記生体情報生成手段で生成した二つ以上の生体情報を算術平均することで、前記補正生体情報を生成することを特徴とする請求項4に記載の状態推定装置。 - 前記生体情報補正手段は、
当該生体情報補正手段で生成した二つ以上の前記補正生体情報を算術平均することで、前記補正生体情報を生成することを特徴とする請求項4に記載の状態推定装置。 - 前記加速度取得手段は、
前記生体情報生成手段で生成した生体情報間の差異に基づいて、前記乗員に加わる加速度を推定することを特徴とする請求項4ないし請求項6のいずれかに記載の状態推定装置。 - 前記乗員の特性を表す個人特性を取得する個人特性取得手段と、
前記個人特性取得手段で取得した個人特性に基づいて、前記乗員の個人差を除去するように前記状態推定手段で用いる前記補正生体情報を生成する個人差除去手段と
を備えることを特徴とする請求項1ないし請求項7のいずれかに記載の状態推定装置。 - 前記生体情報生成手段で生成した生体情報を蓄積する生体情報蓄積手段を備え、
前記個人特性取得手段は、
前記生体情報蓄積手段に蓄積された生体情報に基づいて、前記個人特性を生成し、その生成した前記個人特性を取得することを特徴とする請求項8に記載の状態推定装置。 - 前記状態推定手段での推定結果を前記乗員に報知する報知手段を備えることを特徴とする請求項1ないし請求項9のいずれかに記載の状態推定装置。
- 前記生体情報生成手段は、
前記乗員の心電、脈波、顔面画像、皮膚温度、座圧のうち、少なくとも一つを前記生体信号として計測することを特徴とする請求項1ないし請求項10のいずれかに記載の状態推定装置。 - 前記生体情報生成手段は、
加速度脈波、脈波伝播時間、心拍数、交感神経活動指標、呼吸、姿勢、体動のうち、少なくとも一つを前記生体情報として生成することを特徴とする請求項1ないし請求項11のいずれかに記載の状態推定装置。 - 前記状態推定手段は、
覚醒度低下状態、緊張状態、ストレス状態、疲労増加状態、心筋梗塞、低血圧発作のうち、少なくとも一つを前記状態とすることを特徴とする請求項1ないし請求項12のいずれかに記載の状態推定装置。
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