JP4962360B2 - Biological signal detection device - Google Patents

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Description

本発明は、心電位や脈波などを示す生体信号を検出するための生体信号検出装置に関する。   The present invention relates to a biological signal detection apparatus for detecting a biological signal indicating a cardiac potential or a pulse wave.

従来より、心電位,脈波をそれぞれ計測するための心電センサ,脈波センサ(以下、生体センサと総称する)を車両のステアリングホイール(以下、単にステアリングという)に設置し、被測定者が運転中にステアリングを握ることによって生体センサから得られる検出信号(心電信号,脈波信号)を記録することにより、車両運転者の体調をモニタリングする体調管理装置が知られている(例えば、特許文献1参照)。   Conventionally, an electrocardiographic sensor and a pulse wave sensor (hereinafter collectively referred to as a biosensor) for measuring an electrocardiogram and a pulse wave are installed on a steering wheel (hereinafter simply referred to as a steering) of a vehicle. A physical condition management device that monitors the physical condition of a vehicle driver by recording a detection signal (an electrocardiogram signal, a pulse wave signal) obtained from a biological sensor by grasping a steering wheel during driving is known (for example, a patent) Reference 1).

なお、この体調管理装置では、心電センサが、ステアリングリムの左右に設けられた左右一対の電極に被測定者の左右の手が接触した際に各電極間に生じる電位差を検出し、脈波センサが、ステアリングスポークに設けられた光電素子(発光素子,受光素子)を用いて、被測定者の指先から血管の容積変化(血流量の変化)を検出する。
特開平6−22914号公報
In this physical condition management device, the electrocardiographic sensor detects a potential difference generated between each electrode when the left and right hands of the measurement subject are in contact with the pair of left and right electrodes provided on the left and right of the steering rim, and the pulse wave The sensor detects a change in the volume of the blood vessel (change in the blood flow) from the fingertip of the measurement subject using a photoelectric element (light emitting element, light receiving element) provided on the steering spoke.
JP-A-6-22914

ところで、体調管理装置により記録した心電信号や脈波信号(以下、生体信号と総称する)から、車両運転者の体調異常を読み取った場合、その運転者に車両の停止を促すための報知や、車両を停止させるよう自動的にブレーキを作動させて車両を徐々に減速させる車両制御など(以下、安全確保制御と総称する)を行うことが望まれている。   By the way, when a physical condition abnormality of a vehicle driver is read from an electrocardiogram signal or a pulse wave signal (hereinafter collectively referred to as a biological signal) recorded by the physical condition management device, a notification for prompting the driver to stop the vehicle, In addition, it is desired to perform vehicle control and the like (hereinafter collectively referred to as safety ensuring control) in which the brake is automatically operated to stop the vehicle and the vehicle is gradually decelerated.

特に、昨今の高齢化社会においては、運転中の高齢者の身体を守るだけでなく、例えば心臓発作などの心血管系の異常が発症することにより運転操作ができない状態に陥ったときに、更なる重大な事故を引き起こしてしまうことを防止する観点からも、このような安全確保制御の重要度が高まりつつあり、ひいては車両運転者の体調異常を適確に判定する必要性から生体信号を精度よく検出することが求められている。   In particular, in today's aging society, not only is it necessary to protect the body of elderly people who are driving, but also when the driver is unable to operate due to cardiovascular abnormalities such as a heart attack. From the viewpoint of preventing the occurrence of serious accidents, the importance of such safety control is increasing, and as a result, it is necessary to accurately determine biological signals from the need to accurately determine the physical condition of the vehicle driver. It is required to detect well.

しかし、従来の体調管理装置では、生体センサがステアリングの所定位置に予め固定されているため、生体センサの固定位置が、運転者ごとに好みが異なるステアリングの握り位置と必ずしも一致せず、運転者がステアリング上の手の位置を固定位置に合わせなければならないという制約が生じてしまうという問題があった。   However, in the conventional physical condition management device, since the biosensor is fixed in advance at a predetermined position of the steering, the fixed position of the biosensor does not always match the steering position of the steering, which is different for each driver. However, there is a problem that the restriction that the position of the hand on the steering wheel must be set to the fixed position occurs.

また、従来の体調管理装置で上記の制約を解消しようとすると、ステアリング上を広域にカバーする大きさの生体センサを設ける必要があり、この場合、車両に搭載された他の電子機器から発生した電磁波や車両周囲の外光に起因するノイズが、電極や光電素子から侵入し易くなり、結果的に生体信号の検出精度が低下してしまう虞があるという問題があった。   In addition, in order to eliminate the above-described restrictions with the conventional physical condition management device, it is necessary to provide a biosensor with a size that covers a wide area on the steering wheel. In this case, the biometric sensor is generated from another electronic device mounted on the vehicle. There is a problem that noise caused by electromagnetic waves or external light around the vehicle easily enters from the electrodes and the photoelectric elements, and as a result, the detection accuracy of the biological signal may be lowered.

本発明は、上記問題点を解決するために、運転者に応じて生体信号を精度よく検出可能な生体信号検出装置を提供することを目的とする。   In order to solve the above-described problems, an object of the present invention is to provide a biological signal detection device capable of detecting a biological signal with high accuracy according to a driver.

上記目的を達成するためになされた請求項1に記載の生体信号検出装置は、車両に設けられる装置であって、その車両の運転者の心電位または脈波を表す生体信号を検出する生体検出部を備え、その生体検出部が、運転者が少なくとも運転時に接触する車両部材(ステアリングホイール,座席など)に設けられ、且つ、その車両部材に応じて予め設定された調整範囲内で設置位置を調整可能に取り付けられている。   The biological signal detection apparatus according to claim 1, which is made to achieve the above object, is an apparatus provided in a vehicle, and detects a biological signal representing a cardiac potential or a pulse wave of a driver of the vehicle. And the living body detection unit is provided on a vehicle member (steering wheel, seat, etc.) that the driver contacts at least during driving, and the installation position is within an adjustment range set in advance according to the vehicle member. It is attached to be adjustable.

したがって、本発明の生体信号検出装置によれば、ノイズを極力抑えるために生体検出部が比較的小さい形状であっても、生体検出部の設置位置(以下、検出部位置という)が可変であるため、車両部材上の接触位置を検出部位置に合わせなければならないという制約が緩和され、ひいては運転者に応じて生体信号を精度よく検出することができる。   Therefore, according to the biological signal detection device of the present invention, the installation position of the biological detection unit (hereinafter referred to as the detection unit position) is variable even if the biological detection unit has a relatively small shape in order to suppress noise as much as possible. For this reason, the restriction that the contact position on the vehicle member has to be matched with the position of the detection unit is alleviated, and as a result, the biological signal can be accurately detected according to the driver.

具体的に言うと、生体信号検出装置は、指示部が、生体検出部を調整範囲内で移動可能に支持し、駆動手段が、生体検出部を移動させるための駆動力を支持部に与え、制御部が駆動手段を制御する。 Specifically, the biological signal detecting apparatus, the finger radical 113 is the biological detection portion is movably supported within the adjustment range, the drive means provides a driving force for moving the biological detection portion to the support portion , the control unit that controls the drive means.

このような調整機構(支持部,駆動手段,制御手段)を用いれば、例えば車両部材の内部などのように運転者の手の届かない箇所に生体検出部が設けられている場合であっても、確実に検出部位置を調整することができる。   If such an adjustment mechanism (supporting unit, driving unit, control unit) is used, even when the living body detecting unit is provided in a place where the driver cannot reach, such as the inside of a vehicle member, for example. The position of the detection unit can be adjusted reliably.

そして、生体信号検出装置は、接触検出手段が、車両部材の調整範囲内における運転者の接触範囲を検出し、制御手段が、接触検出手段により検出された接触範囲内で生体検出部の設置位置を調整する自動調整処理を行う。 Then, the biological signal detecting apparatus, tangential touch detecting means detects the contact area of the driver within the adjustment range of the vehicle member, the control means, installation of the biological detection portion within the contact range detected by the contact detecting means position intends line the automatic adjustment process for adjusting the.

このように構成された生体信号検出装置によれば、検出部位置を、運転者に特別な操作をさせることなく自動的に調整することが可能となり、ひいては運転者の利便性をさらに向上させることができる。   According to the biological signal detection device configured as described above, it is possible to automatically adjust the position of the detection unit without causing the driver to perform a special operation, thereby further improving the convenience of the driver. Can do.

さらに、生体信号検出装置は、状況取得手段が、車両の走行状況を取得し、自動調整処理では、予め設定された走行状況と車両部材上の位置との対応関係に基づいて、状況取得手段により取得した走行状況から特定される車両部材上の位置を、生体検出部の設置位置とする。 Further, the biological signal detecting apparatus, situation acquiring means acquires the traveling conditions of the vehicle, the automatic adjustment process, based on the correspondence between the preset driving situation and position on the vehicle member, the state acquisition means the position on the vehicle member identified from the acquired driving situation by, shall be the installation position of the biological detection portion.

このように構成された生体信号検出装置によれば、検出部位置を、走行状況に関連する運転者の身体の動き(例えば癖など)に応じて自動的に調整することが可能となり、ひいては車両の走行中であっても被測定者を運転に集中させることができる。   According to the biological signal detection device configured as described above, the position of the detection unit can be automatically adjusted in accordance with the movement of the driver's body related to the driving situation (for example, heel etc.). Even when the vehicle is traveling, the person to be measured can be concentrated on driving.

ここで、生体信号検出装置は、判定手段が、心電位または脈波の基準となる波形である基準波形の形状と、生体検出部により検出された生体信号の波形の形状とが類似しているか否かを判定し、制御手段が、自動調整処理後に、判定手段が類似すると判定したときの車両部材上の位置に生体検出部の設置位置を一致させる微調整処理を行う。 Here, the biological signal detection apparatus, determine a constant means, the shape of the cardiac potential or reference waveform is the reference made waveform of the pulse wave, and the waveform shape of the detected biological signal by the biometric detector is similar to determine dolphin not, control means, after the automatic adjustment process, intends row fine adjustment process for matching the installation position of the biological detection portion at a position on the vehicle member when the determination means determines to be similar.

このように構成された生体信号検出装置によれば、検出部位置を、正確な生体信号の計測が得られる位置と一致させることにより、検出部位置の調整精度を向上させることができる。   According to the biological signal detection device configured as described above, the detection unit position adjustment accuracy can be improved by matching the detection unit position with the position where accurate measurement of the biological signal is obtained.

なお、対応関係は、請求項に記載のように、状況取得手段により取得した走行状況と、判定手段が類似すると判定したときの車両部材上の位置とが対応づけられていることが望ましく、この場合、自動調整処理の段階において調整精度を向上させることができる
また、生体信号検出装置は、請求項3に記載のように、操作入力手段が、運転者による操作指令を入力し、制御手段が、操作入力手段により入力された操作指令に基づき生体検出部の設置位置を調整する手動調整処理を行うようにしてもよい。
このように構成された生体信号検出装置によれば、検出部位置を、運転者自身が例えばスイッチ等を介して間接的に調整することが可能となり、ひいては運転者の利便性を向上させることができる。
なお、走行状況は、請求項4に記載のように、車両の速度、又は、車両が走行中の道路種別であれば、例えば高速走行と低速走行との違いや、高速道路と一般道路との違い等に応じた運転者の身体の動きを、検出部位置の自動調整に反映させることができる。
Note that, as described in claim 2 , the correspondence relationship is preferably such that the travel situation acquired by the situation acquisition unit is associated with the position on the vehicle member when it is determined that the determination unit is similar. In this case, adjustment accuracy can be improved at the stage of automatic adjustment processing .
According to another aspect of the biological signal detection apparatus, the operation input unit inputs an operation command from the driver, and the control unit receives a command from the biological detection unit based on the operation command input by the operation input unit. Manual adjustment processing for adjusting the installation position may be performed.
According to the biological signal detection device configured as described above, the position of the detection unit can be indirectly adjusted by the driver himself, for example, via a switch or the like, thereby improving the convenience of the driver. it can.
Note that, as described in claim 4, if the traveling state is the speed of the vehicle or the type of road on which the vehicle is traveling, for example, the difference between high speed traveling and low speed traveling, The movement of the driver's body according to the difference or the like can be reflected in the automatic adjustment of the detection unit position.

また、生体信号検出装置は、請求項に記載のように、禁止手段が、車両の回転角が予め設定された閾値を超える場合に、生体検出部による生体信号の検出を禁止することが望ましく、この場合、運転者の身体の動きが大きい場合の生体信号の計測を省略することにより、正確な計測結果を集約することができる。 In addition, as described in claim 5 , the biological signal detection apparatus preferably prohibits the detection of the biological signal by the biological detection unit when the prohibiting unit exceeds a preset threshold value. In this case, accurate measurement results can be aggregated by omitting measurement of the biological signal when the driver's body movement is large.

なお、車両部材は、請求項に記載のように、ステアリングホイールであってもよく、この場合、運転者の手肌を生体検出部に直接接触させることが可能となり、簡易かつ精度よく生体信号を検出することができる。
The vehicle member may be a steering wheel as described in claim 6. In this case, the driver's hand skin can be directly brought into contact with the living body detection unit, and the biological signal can be simply and accurately. Can be detected.

以下に、本発明の実施形態を図面と共に説明する。
<全体構成>
図1は、本発明が適用された生体信号検出装置の構成、及び、生体信号検出装置が接続される車内LANの概要を示すブロック図である。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
<Overall configuration>
FIG. 1 is a block diagram showing an outline of a configuration of a biological signal detection device to which the present invention is applied and an in-vehicle LAN to which the biological signal detection device is connected.

図1に示すように、生体信号検出装置1が接続される車内LAN(Local Area Network)10には、エンジン制御を実行するエンジン電子制御装置(以下、電子制御装置のことをECUという)2や、車両旋回時の走行安定性を確保する車両安定性制御(以下、ESCという)を実行するESCECU3等の各種ECUと共に、ナビゲーション装置4が接続されている。   As shown in FIG. 1, an in-vehicle LAN (Local Area Network) 10 to which the biological signal detection device 1 is connected includes an engine electronic control device (hereinafter referred to as an ECU) 2 that executes engine control, A navigation device 4 is connected together with various ECUs such as an ESC ECU 3 that executes vehicle stability control (hereinafter referred to as ESC) that ensures traveling stability during vehicle turning.

このうち、エンジンECU2は、車速センサ11からの検出データ(車速)を、車内LAN10を介して生体信号検出装置1に送信すると共に、車内LAN10を介して、先行車との車間距離や自車両の速度を制御する車間制御ECU(図示せず)等から目標加速度、ヒューエルカット要求などのデータを受信する。そして、その受信データ等から特定される運転状態となるよう内燃機関(ここでは、ガソリンエンジン)を制御するように構成されている。   Among these, the engine ECU 2 transmits the detection data (vehicle speed) from the vehicle speed sensor 11 to the biological signal detection device 1 via the in-vehicle LAN 10, and the inter-vehicle distance from the preceding vehicle and the vehicle's own vehicle via the in-vehicle LAN 10. Data such as a target acceleration and a fuel cut request is received from an inter-vehicle control ECU (not shown) that controls the speed. And it is comprised so that an internal combustion engine (here gasoline engine) may be controlled so that it may be in the driving | running state specified from the received data.

ESCECU5は、ブレーキ踏込量センサ12、ヨーレートセンサ13からの検出データ(ブレーキ操作状態,ヨーレート)を、車内LAN10を介して生体信号検出装置1に送信する。そして、滑りやすい路面のカーブに侵入したときなどに発生する横滑りを抑制して車両の安定性を確保するために、エンジン出力と各車輪のブレーキ力を自動的に制御するように構成されている。   The ESC ECU 5 transmits detection data (brake operation state, yaw rate) from the brake depression amount sensor 12 and the yaw rate sensor 13 to the biological signal detection device 1 via the in-vehicle LAN 10. The engine output and the braking force of each wheel are automatically controlled in order to suppress the side slip that occurs when entering a slippery road surface curve and ensure the stability of the vehicle. .

ナビゲーション装置4は、GPS装置14からの検出データ、及び、地図データ入力器15からの入力データに基づいて、車両周辺の地図表示や、設定された目的地までの経路設定、音声による案内制御などを実行すると共に、車両の現在位置における道路種別(一般道路,高速道路)を示す道路データを、車内LAN10を介して生体信号検出装置1に送信するように構成されている。   Based on the detection data from the GPS device 14 and the input data from the map data input device 15, the navigation device 4 displays a map around the vehicle, sets a route to a set destination, and controls guidance by voice. And road data indicating the road type (general road, highway) at the current position of the vehicle is transmitted to the biological signal detection apparatus 1 via the in-vehicle LAN 10.

<生体信号検出装置の構成>
生体信号検出装置1は、車両に設けられて運転者の生体状態を検出するための生体センサ群21と、運転者の身体の一部から受ける圧力を検出する圧力センサ22と、生体センサ群21の設置位置を移動させるための駆動部23と、車内LAN10を介して各種データを送受信するバスコントローラ24と、車両の利用者による各種設定や操作指令を入力する操作入力部25と、各センサ21,22及びバスコントローラ24を介して入力した各種データを記憶する不揮発性のメモリ(例えば、EEPROM)26と、画像を表示するための表示部27と、音声を出力するための音声出力部28と、各センサ21,22,バスコントローラ24,操作入力部25からの入力に応じて各種処理を実行し、駆動部23,表示部27,音声出力部28を制御する制御部20とを備えている。
<Configuration of biological signal detection device>
The biological signal detection device 1 is provided in a vehicle and includes a biological sensor group 21 for detecting the biological state of the driver, a pressure sensor 22 for detecting pressure received from a part of the driver's body, and the biological sensor group 21. A drive unit 23 for moving the installation position of the vehicle, a bus controller 24 for transmitting and receiving various data via the in-vehicle LAN 10, an operation input unit 25 for inputting various settings and operation commands by a vehicle user, and sensors 21 , 22 and a non-volatile memory (for example, EEPROM) 26 for storing various data input via the bus controller 24, a display unit 27 for displaying images, and an audio output unit 28 for outputting audio. , Various processes are executed in accordance with inputs from the sensors 21, 22, the bus controller 24 and the operation input unit 25, and the drive unit 23, the display unit 27, and the audio output unit 2 And a control unit 20 for controlling.

なお、生体センサ群21は、一対の電極部40(図2(a)参照)を用いて運転者の心電位を表す心電信号を出力する心電センサ21aと、光学素子50(図2(a)参照)を用いて運転者の脈波を表す脈波信号を出力する脈波センサ21bとから構成される。また、駆動部23は、心電センサ21aを移動させるための第1駆動モータ23aと、脈波センサ21bを移動させるための第2駆動モータ23bとから構成される。   The biosensor group 21 includes an electrocardiographic sensor 21a that outputs an electrocardiographic signal representing a driver's electrocardiogram using a pair of electrode portions 40 (see FIG. 2A), and an optical element 50 (FIG. a) and a pulse wave sensor 21b that outputs a pulse wave signal representing the driver's pulse wave. The drive unit 23 includes a first drive motor 23a for moving the electrocardiographic sensor 21a and a second drive motor 23b for moving the pulse wave sensor 21b.

図2は、本実施形態における生体センサ群21,圧力センサ22,駆動部23の車両への配置状態を表す説明図である。また、図2において、(a)はステアリングホイール(以下、単にステアリングという)30を運転席側からみた正面図であり、(b)はステアリング30の側面図である。   FIG. 2 is an explanatory diagram showing an arrangement state of the biosensor group 21, the pressure sensor 22, and the drive unit 23 in the vehicle according to the present embodiment. 2A is a front view of a steering wheel (hereinafter simply referred to as a steering) 30 as viewed from the driver's seat side, and FIG. 2B is a side view of the steering 30. FIG.

図2(a)に示すように、ステアリング30におけるステアリングリムの左右の把持部には、左右一対の電極部40(左電極部40L,右電極部40R)と、これら電極部40をステアリングの周方向に移動可能に支持するリム側支持部31とがそれぞれ設けられている。なお、本実施形態の各電極部40(40L,40R)は、図2(b)に示すように、第1電極41(41L,41R)と、第2電極42(42L,42R)とからなる電極対として構成されている。また、ステアリングリムにおける電極部40の可動範囲には、ステアリング30に対する操作者の把持位置を検出するために圧力センサ22が設けられている。   As shown in FIG. 2A, the left and right grip portions of the steering rim in the steering 30 are provided with a pair of left and right electrode portions 40 (left electrode portion 40L, right electrode portion 40R) and these electrode portions 40 around the steering wheel. A rim side support portion 31 that is movably supported in the direction is provided. In addition, each electrode part 40 (40L, 40R) of this embodiment consists of the 1st electrode 41 (41L, 41R) and the 2nd electrode 42 (42L, 42R), as shown in FIG.2 (b). It is configured as an electrode pair. Further, a pressure sensor 22 is provided in a movable range of the electrode portion 40 in the steering rim in order to detect an operator's grip position with respect to the steering 30.

一方、ステアリング30におけるステアリングスポークには、発光ダイオード(LED:発光素子)51と、フォトダイオード(PD:受光素子)52と、これら光学素子50(LED51,PD52)をステアリング30の左右方向に移動可能に支持するスポーク側支持部32とがそれぞれ設けられている。   On the other hand, a light emitting diode (LED: light emitting element) 51, a photodiode (PD: light receiving element) 52, and these optical elements 50 (LED 51, PD 52) can be moved in the left-right direction of the steering wheel 30. And a spoke-side support portion 32 to be supported on the respective sides.

なお、心電センサ21aは、上記の電極部40を用いて、被測定者の左右の手が電極部40に接触した際に各電極部40L,40R間に生じる電位差に基づく信号を心電信号として出力するように構成されている。   The electrocardiographic sensor 21a uses the electrode unit 40 to output a signal based on a potential difference generated between the electrode units 40L and 40R when the left and right hands of the person to be measured contact the electrode unit 40. Is configured to output as

また、脈波センサ21bは、上記の光学素子50を用いて、LED51から被測定者に向けて放射された光が被測定者の体内を通る毛細動脈に到達し、毛細動脈を流れる血液中のヘモグロビンに吸収されることなく反射した散乱光の一部をPD52が受光することにより、その受光量に基づく信号を脈波信号として出力するように構成されている。   Further, the pulse wave sensor 21b uses the optical element 50 described above, and the light emitted from the LED 51 toward the measurement subject reaches the capillary artery passing through the measurement subject's body, and in the blood flowing through the capillary artery The PD 52 is configured to output a signal based on the received light amount as a pulse wave signal when the PD 52 receives a part of the scattered light reflected without being absorbed by the hemoglobin.

図3は、リム側支持部31の機構を説明するための概略図である。
図3に示すように、リム側支持部31は、電極部40と一体に形成されて平板状の棒に歯切りをしたラック31aと、小口径の円形歯車であるピニオン31bとによる所謂ラックアンドピニオンにより、第1駆動モータ23aに接続されたウォーム31cを介してピニオン31bに回転力が加えられると、電極部40がラック31aの末端まで移動可能となる機構を有している。つまり、リム側支持部31は、第1駆動モータ23aに入力されるパルス数に応じて、電極部40の設置位置をステアリング30の周方向における可動範囲内で調整可能に構成されている。
FIG. 3 is a schematic diagram for explaining the mechanism of the rim-side support portion 31.
As shown in FIG. 3, the rim side support portion 31 is a so-called rack-and-rack comprising a rack 31 a formed integrally with the electrode portion 40 and cut into a flat bar and a pinion 31 b which is a small-diameter circular gear. When a rotational force is applied to the pinion 31b by the pinion via the worm 31c connected to the first drive motor 23a, the electrode unit 40 has a mechanism that can move to the end of the rack 31a. That is, the rim side support portion 31 is configured to be able to adjust the installation position of the electrode portion 40 within the movable range in the circumferential direction of the steering wheel 30 in accordance with the number of pulses input to the first drive motor 23 a.

なお、スポーク側支持部32は、リム側支持部31の構成とほぼ同様であるため図示および詳細な説明を省略するが、第2駆動モータ23bに入力されるパルス数に応じて、光学素子50の設置位置をステアリング30の左右方向における可動範囲内で調整可能に構成されている。   The spoke-side support portion 32 is substantially the same as the configuration of the rim-side support portion 31, and therefore illustration and detailed description thereof are omitted. However, depending on the number of pulses input to the second drive motor 23b, the optical element 50 is used. Is configured to be adjustable within a movable range in the left-right direction of the steering wheel 30.

図1に戻り、表示部27は、カラー表示装置であり、液晶ディスプレイ,有機ELディスプレイ,CRT,ヘッドアップディスプレイなどがあるが、そのいずれを用いてもよく、また、当該装置に専用のものを設けてもよいし、ナビゲーション装置4のために既に設置されているものを使用してもよい。   Returning to FIG. 1, the display unit 27 is a color display device such as a liquid crystal display, an organic EL display, a CRT, or a head-up display, any of which may be used, and a dedicated device for the device. You may provide, and the thing already installed for the navigation apparatus 4 may be used.

操作入力部25は、例えば表示部27と一体になったタッチスイッチやメカニカルなスイッチ、或いはリモコン等があるが、そのいずれを用いてもよく、生体センサ群21を移動させるための操作指令や、後述する調整モードを設定するための設定指令などを入力する。   The operation input unit 25 includes, for example, a touch switch integrated with the display unit 27, a mechanical switch, a remote controller, or the like, any of which may be used, an operation command for moving the biosensor group 21, A setting command for setting an adjustment mode, which will be described later, is input.

メモリ26には、心電波および脈波の基準となる波形(以下、基準波形という)を示す波形データや、操作入力部25を介して運転者によってなされる各種設定を示す設定データ、生体センサ群21の設置位置(以下、単にセンサ位置という)を示すセンサ位置データが記憶されている。   The memory 26 includes waveform data indicating a waveform (hereinafter referred to as a reference waveform) serving as a reference for cardiac radio waves and pulse waves, setting data indicating various settings made by the driver via the operation input unit 25, and a biosensor group. Sensor position data indicating 21 installation positions (hereinafter simply referred to as sensor positions) is stored.

また、メモリ26には、生体センサ群21からの検出信号(心電信号,脈波信号;以下、生体信号と総称する)がA/D変換された信号データ(以下、生体信号データという)を、予め設定された保持期間分だけ記憶するための領域(以下、信号記憶領域という)や、センサ位置データを道路種別および車速に対応づけて記憶するための領域(以下、位置記憶領域という)等が設けられている。   Further, the memory 26 stores signal data (hereinafter referred to as biological signal data) obtained by A / D-converting detection signals (electrocardiographic signals, pulse wave signals; hereinafter collectively referred to as biological signals) from the biological sensor group 21. An area for storing a preset retention period (hereinafter referred to as a signal storage area), an area for storing sensor position data in association with the road type and vehicle speed (hereinafter referred to as a position storage area), etc. Is provided.

制御部20は、CPU,ROM,RAM,I/O及びこれらの構成要素を接続するバスライン等からなる周知のマイクロコンピュータを中心に構成されており、ROMに記憶されたプログラムに基づいて、以下で説明する生体信号計測処理およびセンサ位置調整処理を実行する。なお、制御部20は、図示を省略するが、A/D変換回路を備え、生体センサ群21(及び圧力センサ22)から入力される信号をA/D変換し、この変換後の信号データをメモリ26に記憶するように構成されている。   The control unit 20 is configured around a well-known microcomputer including a CPU, ROM, RAM, I / O, a bus line connecting these components, and the like based on a program stored in the ROM. The biological signal measurement process and the sensor position adjustment process described in the above are executed. Although not shown, the control unit 20 includes an A / D conversion circuit, A / D converts signals input from the biological sensor group 21 (and the pressure sensor 22), and converts the converted signal data. It is configured to store in the memory 26.

また、制御部20は、上記の処理の他に、生体センサ群21から生体信号を入力すると、生体信号データをメモリ26の信号記憶領域に書き込むための処理(以下、データ書込処理という)や、駆動部23に出力するパルス数に基づいてセンサ位置を算出し、この算出したセンサ位置を表すセンサ位置データをメモリ26に記憶する処理(以下、センサ位置算出処理という)を実行するように構成されている。   In addition to the above processing, the control unit 20 receives a biological signal from the biological sensor group 21 and writes a biological signal data in the signal storage area of the memory 26 (hereinafter referred to as data writing processing) The sensor position is calculated based on the number of pulses output to the drive unit 23, and the process of storing the sensor position data representing the calculated sensor position in the memory 26 (hereinafter referred to as sensor position calculation process) is executed. Has been.

なお、データ書込処理では、複数(本実施形態では合計4個)の電極41,42と運転者の手との接触インピーダンスを測定して、心電波形の測定に用いる左右の電極部40の組を設定し、電極部40の組を複数設定できた場合には、各組の電極部を使って心電波形を測定し、この測定結果を加算することでノイズを低減する周知のノイズ低減処理を施している。   In the data writing process, the contact impedance between the plurality of (four in the present embodiment) electrodes 41 and 42 and the driver's hand is measured, and the left and right electrode portions 40 used for measuring the electrocardiogram waveform are measured. When a set is set and a plurality of sets of electrode units 40 can be set, an electrocardiographic waveform is measured using each set of electrode units, and the noise is reduced by adding the measurement results. We are processing.

<生体信号計測処理>
ここで、制御部20のCPUが実行する生体信号計測処理を、図4に示すフローチャートに沿って詳細に説明する。なお、本処理は、生体信号検出装置1に電源が投入されると起動されて、電源が遮断されるまで後述するセンサ位置調整処理と並列実行される。また、電源投入時の初期設定として、データ書込処理の進行状況を示す処理フラグが、メモリ26の信号記憶領域に生体信号データが書き込み中でないことを表す0に設定されている。
<Biological signal measurement processing>
Here, the biological signal measurement processing executed by the CPU of the control unit 20 will be described in detail along the flowchart shown in FIG. This process is started when the biological signal detection apparatus 1 is turned on, and is executed in parallel with a sensor position adjustment process described later until the power is turned off. In addition, as an initial setting when the power is turned on, the processing flag indicating the progress status of the data writing process is set to 0 indicating that the biological signal data is not being written to the signal storage area of the memory 26.

まず、本処理が起動されると、S110では、車内LAN10を介して、エンジンECU2及びESCECU3から各センサ11〜13の検出データ(車速,ブレーキ操作状態,ヨーレート)を取得すると共に、ナビゲーション装置4から道路データ(道路種別)を取得する。   First, when this process is started, in S110, the detection data (vehicle speed, brake operation state, yaw rate) of each sensor 11-13 is acquired from the engine ECU 2 and the ESC ECU 3 via the in-vehicle LAN 10, and from the navigation device 4. Get road data (road type).

続くS120では、S110で取得した車速およびブレーキ操作状態を表すデータに基づいて、車両が停止中であるか否かを判断し、肯定判断した場合にはS140に進み、否定判断した場合にはS130に進む。   In the subsequent S120, it is determined whether or not the vehicle is stopped based on the data representing the vehicle speed and the brake operation state acquired in S110. If an affirmative determination is made, the process proceeds to S140, and if a negative determination is made, the process proceeds to S130. Proceed to

S130では、S110で取得したヨーレートを表すデータに基づいて、車両の回転角が予め設定された閾値以内であるか否かを判断し、肯定判断した場合には、車両が直進しているとみなしてS140に進み、否定判断した場合には、車両がカーブ路を走行中であるとみなしてS145に進む。   In S130, based on the data representing the yaw rate acquired in S110, it is determined whether or not the rotation angle of the vehicle is within a preset threshold. If the determination is affirmative, the vehicle is considered to be traveling straight. If the determination is negative and the determination is negative, it is determined that the vehicle is traveling on a curved road and the process proceeds to S145.

先のS120又はS130で車両が停止中または直進走行中であるとみなした場合に進むS140では、処理フラグが1に設定されているか否かを判断し、肯定判断した場合にはS110に戻り、否定判断した場合にはS150に進む。   In S140 that proceeds when the vehicle is considered to be stopped or traveling straight ahead in S120 or S130, it is determined whether or not the processing flag is set to 1. If the determination is affirmative, the process returns to S110. If a negative determination is made, the process proceeds to S150.

一方、先のS130で車両がカーブ路を走行中であるとみなした場合に進むS145では、処理フラグが0に設定されているか否かを判断し、肯定判断した場合にはS110に戻り、否定判断した場合にはS155に進む。   On the other hand, in S145 that proceeds when it is determined that the vehicle is traveling on a curved road in S130, it is determined whether or not the processing flag is set to 0. If the determination is affirmative, the process returns to S110 and negative. If it is determined, the process proceeds to S155.

S150では、データ書込処理を開始し、S160に進む。一方、S155では、データ書込処理を停止し、S165に進む。
続くS120では、生体信号データをメモリ26の信号記憶領域に書き込み中であるか否か(即ち、データ書込処理が行われているか否か)を判断し、肯定判断した場合にはS130に進み、否定判断した場合にはS135に進む。
In S150, the data writing process is started, and the process proceeds to S160. On the other hand, in S155, the data writing process is stopped, and the process proceeds to S165.
In subsequent S120, it is determined whether or not the biological signal data is being written to the signal storage area of the memory 26 (that is, whether or not the data writing process is being performed). If the determination is affirmative, the process proceeds to S130. If a negative determination is made, the process proceeds to S135.

S160では、データ書込処理の進行状況を示す処理フラグを、データが書き込み中であることを表す1に設定し、S110に戻る。一方、S165では、処理フラグを、データが書き込み中でないことを表す0に設定し、S110に戻る。   In S160, the process flag indicating the progress status of the data writing process is set to 1 indicating that data is being written, and the process returns to S110. On the other hand, in S165, the processing flag is set to 0 indicating that data is not being written, and the process returns to S110.

<センサ位置調整処理>
ここで、制御部20のCPUが実行するセンサ位置調整処理を、図5に示すフローチャートに沿って詳細に説明する。なお、本処理は、生体信号検出装置1に電源が投入されると起動されて、電源が遮断されるまで先の生体信号計測処理と並列実行される。また、本処理は、ステアリング30における心電センサ21a及び脈波センサ21bの設置位置を調整するために行なわれるが、説明の重複を避けてわかりやすくするために、代表して心電センサ21aを取り扱うこととする。
<Sensor position adjustment processing>
Here, the sensor position adjustment process executed by the CPU of the control unit 20 will be described in detail with reference to the flowchart shown in FIG. This process is started when the biological signal detection apparatus 1 is turned on, and is executed in parallel with the previous biological signal measurement process until the power is turned off. This process is performed to adjust the installation positions of the electrocardiographic sensor 21a and the pulse wave sensor 21b in the steering 30. In order to avoid duplication of explanation and make it easy to understand, the electrocardiographic sensor 21a is representatively used. It will be handled.

まず、本処理が起動されると、S210では、メモリ26に記憶されているイニシャル位置にセンサ位置を移動させるために、電極部40の移動距離に応じた正負のパルス数を表す信号(以下、パルス信号という)を第1駆動モータ23aに出力する。なお、イニシャル位置は、後述する手動調整処理によってメモリ26に記憶される。また、ここでの移動後のセンサ位置は、センサ位置算出処理によってメモリ26に記憶される。   First, when this process is started, in S210, in order to move the sensor position to the initial position stored in the memory 26, a signal (hereinafter referred to as a positive / negative pulse number corresponding to the moving distance of the electrode unit 40). A pulse signal) is output to the first drive motor 23a. Note that the initial position is stored in the memory 26 by a manual adjustment process described later. Further, the sensor position after the movement here is stored in the memory 26 by the sensor position calculation process.

続くS220では、メモリ26に記憶されている設定データに基づいて、調整モードに関する設定(モード設定)が、センサ位置を手動で調整するための手動モードに設定されているか否かを判断し、肯定判断した場合にはS230に進み、否定判断した場合にはS240に進む。なお、調整モードとしては、手動モードの他に、センサ位置を自動で調整するための自動モードが設定可能であり、これら両者のいずれかが、運転者によって操作入力部25を介して予め設定される。   In subsequent S220, based on the setting data stored in the memory 26, it is determined whether or not the setting related to the adjustment mode (mode setting) is set to the manual mode for manually adjusting the sensor position. When it judges, it progresses to S230, and when it judges negative, it progresses to S240. As the adjustment mode, in addition to the manual mode, an automatic mode for automatically adjusting the sensor position can be set, and either one of these is preset by the driver via the operation input unit 25. The

S230では、運転者自身が操作入力部25を介してセンサ位置を手動で調整するための手動調整処理を実行し、S220に戻る。
一方、S240では、車内LAN10を介して、エンジンECU2及びESCECU3から各センサ11〜13の検出データ(車速,ブレーキ操作状態,ヨーレート)を取得すると共に、ナビゲーション装置4から道路データ(道路種別)を取得し、これらのデータを、車両の走行状況を表す状況データとしてRAMに記憶する。
In S230, the driver himself performs a manual adjustment process for manually adjusting the sensor position via the operation input unit 25, and returns to S220.
On the other hand, in S240, the detection data (vehicle speed, brake operation state, yaw rate) of each sensor 11-13 is acquired from the engine ECU 2 and ESC ECU 3 via the in-vehicle LAN 10, and the road data (road type) is acquired from the navigation device 4. And these data are memorize | stored in RAM as situation data showing the driving | running | working condition of a vehicle.

続くS250では、S240で取得した状況データと、前回の本処理でRAMに記憶した状況データとを比較して、車両の走行状況が変化したか否かを判断し、肯定判断した場合にはS260に進み、否定判断した場合にはS250に戻る。なお、ここでの走行状況の変化には、車両のイグニッションスイッチがOFF状態からON状態に変化した場合も含まれる。   In subsequent S250, the situation data acquired in S240 and the situation data stored in the RAM in the previous main process are compared to determine whether or not the vehicle driving situation has changed. If the determination is negative, the process returns to S250. Note that the change in the driving situation here includes a case where the ignition switch of the vehicle changes from the OFF state to the ON state.

S260では、運転者がステアリングを把持する位置(以下、把持位置という)に基づいてセンサ位置を自動で調整するための自動調整処理を実行し、S220に戻る。
<手動調整処理>
次に、先のセンサ位置調整処理のS230で実行される手動調整処理を、図6に示すフローチャートに沿って詳しく説明する。
In S260, an automatic adjustment process for automatically adjusting the sensor position based on a position where the driver grips the steering (hereinafter referred to as a gripping position) is executed, and the process returns to S220.
<Manual adjustment processing>
Next, the manual adjustment process executed in S230 of the previous sensor position adjustment process will be described in detail with reference to the flowchart shown in FIG.

まず、本処理が開始されると、S310では、操作入力部25を介して心電センサ21aを上下に移動させるための操作指令が入力されているか否か(例えばスイッチが押下されているか否か)を判断し、肯定判断した場合にはS320に進み、否定判断した場合にはそのまま待機する。   First, when this processing is started, in S310, whether or not an operation command for moving the electrocardiographic sensor 21a up and down is input via the operation input unit 25 (for example, whether or not a switch is pressed). If the determination is affirmative, the process proceeds to S320. If the determination is negative, the process waits as it is.

S320では、S310で入力されている操作指令に応じてセンサ位置を移動させるためのパルス信号を第1駆動モータ23aに出力することにより、ステアリング30におけるセンサ位置を調整する。なお、ここでの移動後のセンサ位置は、センサ位置算出処理によってメモリ26に記憶される。   In S320, the sensor position in the steering 30 is adjusted by outputting a pulse signal for moving the sensor position to the first drive motor 23a in accordance with the operation command input in S310. Here, the sensor position after the movement is stored in the memory 26 by the sensor position calculation process.

続くS330では、操作入力部25から操作指令が入力されない状態が予め設定された停止時間継続したか否かを判断し、肯定判断した場合には、運転者による操作(例えばスイッチの押下)が停止したものとみなしてS340に進み、否定判断した場合にはS320に戻る。   In subsequent S330, it is determined whether or not a state in which an operation command is not input from the operation input unit 25 has continued for a preset stop time. If the determination is affirmative, operation by the driver (for example, pressing of a switch) is stopped. If the determination is negative, the process returns to S320.

S340では、S330における停止時間中にデータ書込処理により得られた心電波形と、メモリ26に記憶されている波形データが示す基準波形(ここでは、基準心電波形)との間の相関係数を算出し、この相関係数が所定値(例えば、0.75)以上であるか否かを判断し、ここで、肯定判断した場合には、両者が類似するとみなしてS350に進み、一方、否定判断した場合にはS360に進む。   In S340, the phase relationship between the electrocardiogram waveform obtained by the data writing process during the stop time in S330 and the reference waveform (here, the reference electrocardiogram waveform) indicated by the waveform data stored in the memory 26. The number is calculated, and it is determined whether or not the correlation coefficient is equal to or greater than a predetermined value (for example, 0.75). If the determination is affirmative, it is considered that both are similar and the process proceeds to S350. If a negative determination is made, the process proceeds to S360.

なお、心電波形は、主に、心房の電気的興奮を反映するP波と、心室の電気的興奮を反映するQ,R及びS波と、興奮した心室の心筋細胞が再分極する過程を反映するT波とから構成され、R波が最も大きい波高(電位差)を有する。また、基準心電波形とは、運転者から適切に心電信号を取得できたか否かを判定するための指標となる波形を意味し、P,Q,R,S及びT波それぞれ(R波のみでも可)の波高などの一般的な平均値あるいは予め運転者により測定された測定値で示される。   The electrocardiographic waveform mainly includes a P wave reflecting the electrical excitation of the atrium, a Q, R, and S wave reflecting the electrical excitation of the ventricle, and a process in which the excited ventricular cardiomyocytes repolarize. The R wave has the highest wave height (potential difference). The reference electrocardiographic waveform means a waveform that serves as an index for determining whether or not an electrocardiographic signal has been properly acquired from the driver, and each of the P, Q, R, S, and T waves (R wave) It is indicated by a general average value such as a wave height or a measured value measured in advance by the driver.

S350では、先のS340で類似すると判断されたときのセンサ位置をイニシャル位置に設定して、この設定したイニシャル値をメモリ26に記憶し、本処理を終了する。一方、S360では、表示部27及び音声出力部28を介して、センサ位置の再調整が必要である旨を報知し、再びS310に戻る。   In S350, the sensor position when determined to be similar in the previous S340 is set as the initial position, the set initial value is stored in the memory 26, and this process is terminated. On the other hand, in S360, the display unit 27 and the audio output unit 28 notify that the sensor position needs to be readjusted, and the process returns to S310 again.

つまり、本処理では、図7(a)に示すように、波高(例えばR波の高さ)が時間軸に対して大きく異なる場合には、心電波形が正確に計測されていないものとみなし、一方、図7(b)に示すように、波高(例えばR波の高さ)が時間軸に対して概ね一定である場合には、心電波形が正確に計測されているものとみなしている。   That is, in this process, as shown in FIG. 7A, when the wave height (for example, the height of the R wave) is significantly different from the time axis, it is considered that the electrocardiographic waveform is not accurately measured. On the other hand, as shown in FIG. 7B, when the wave height (for example, the height of the R wave) is substantially constant with respect to the time axis, it is considered that the electrocardiographic waveform is accurately measured. Yes.

<自動調整処理>
次に、センサ位置調整処理のS260で実行される自動調整処理を、図8に示すフローチャートに沿って詳しく説明する。
<Automatic adjustment processing>
Next, the automatic adjustment process executed in S260 of the sensor position adjustment process will be described in detail with reference to the flowchart shown in FIG.

まず、本処理が開始されると、S410では、先のセンサ位置調整処理のS240で取得した車速および道路種別を表すデータに基づいて、これらと同じ車速(一定範囲内の車速でも可)および道路種別と対応付けられてメモリ26の位置記憶領域に記憶されているセンサ位置(以下、記憶位置という)が存在するか否かを判断し、肯定判断した場合にはS420に進み、否定判断した場合にはS430に進む。   First, when this process is started, in S410, based on the data representing the vehicle speed and the road type acquired in S240 of the previous sensor position adjustment process, the same vehicle speed (a vehicle speed within a certain range is acceptable) and road When it is determined whether or not there is a sensor position (hereinafter referred to as a storage position) associated with the type and stored in the position storage area of the memory 26, the process proceeds to S420 if an affirmative determination is made, and the negative determination is made The process proceeds to S430.

S420では、S410で存在すると判断した記憶位置にセンサ位置を移動させるためのパルス信号を第1駆動モータ23aに出力することにより、ステアリング30におけるセンサ位置を調整し、S450に進む。なお、ここでの移動後のセンサ位置は、センサ位置算出処理によってメモリ26に記憶される。   In S420, the sensor position in the steering 30 is adjusted by outputting a pulse signal for moving the sensor position to the storage position determined to exist in S410 to the first drive motor 23a, and the process proceeds to S450. Here, the sensor position after the movement is stored in the memory 26 by the sensor position calculation process.

一方、S430では、圧力センサ22からステアリング30に対する操作者の把持位置を取得し、S440に進む。
S440では、S430で取得した把持位置にセンサ位置を移動させるためのパルス信号を第1駆動モータ23aに出力することにより、ステアリング30におけるセンサ位置を調整し、S450に進む。なお、ここでの移動後のセンサ位置も、センサ位置算出処理によってメモリ26に記憶される。
On the other hand, in S430, the operator's grip position with respect to the steering wheel 30 is acquired from the pressure sensor 22, and the process proceeds to S440.
In S440, the sensor position in the steering 30 is adjusted by outputting a pulse signal for moving the sensor position to the gripping position acquired in S430 to the first drive motor 23a, and the process proceeds to S450. Note that the sensor position after the movement here is also stored in the memory 26 by the sensor position calculation process.

S450では、予め設定された待機時間中にデータ書込処理により得られた心電波形と、メモリ26に記憶されている波形データが示す基準心電波形とに基づき、先の手動調整処理におけるS340と同様にして両者の類似判断を行い、肯定判断した場合にはS470に進み、否定判断した場合にはS460に進む。   In S450, based on the electrocardiogram waveform obtained by the data writing process during the standby time set in advance and the reference electrocardiogram waveform indicated by the waveform data stored in the memory 26, S340 in the previous manual adjustment process. In the same manner as described above, the similarity determination is performed. If an affirmative determination is made, the process proceeds to S470, and if a negative determination is made, the process proceeds to S460.

S460では、予め設定された少数のパルス信号を第1駆動モータ23aに出力して、再びS450に戻り、これらのステップを繰り返すことにより、基準心電波形に近い心電波形(図7(b)参照)が得られる位置に到達するようステアリング30におけるセンサ位置を微調整する。なお、ここでの移動後のセンサ位置も、センサ位置算出処理によってメモリ26に記憶される。   In S460, a small number of preset pulse signals are output to the first drive motor 23a, and the process returns to S450 again. By repeating these steps, an electrocardiogram waveform close to the reference electrocardiogram waveform (FIG. 7B). The sensor position in the steering wheel 30 is finely adjusted so as to reach the position where the reference can be obtained. Note that the sensor position after the movement here is also stored in the memory 26 by the sensor position calculation process.

S470では、先のS450で類似すると判断したときのセンサ位置を、先のセンサ位置調整処理のS240で取得した車速および道路種別を表すデータに対応づけて、メモリ26の位置記憶領域に記憶し、本処理を終了する。   In S470, the sensor position determined to be similar in the previous S450 is stored in the position storage area of the memory 26 in association with the data representing the vehicle speed and road type acquired in S240 of the previous sensor position adjustment process. This process ends.

なお、上記実施形態において、生体センサ群21が生体検出部、リム側支持部31及びスポーク側支持部32が支持部、駆動部23が駆動手段、センサ位置調整処理が制御手段、操作入力部25が操作入力手段、圧力センサ22が接触検出手段、エンジンECU2及びナビゲーション装置4が状況取得手段、S340及びS450が判定手段、S130及びS155が禁止手段に相当する。   In the above embodiment, the biosensor group 21 is the biometric detection unit, the rim side support unit 31 and the spoke side support unit 32 are support units, the drive unit 23 is drive means, the sensor position adjustment process is control means, and the operation input unit 25. Is the operation input means, the pressure sensor 22 is the contact detection means, the engine ECU 2 and the navigation device 4 are the status acquisition means, S340 and S450 are the determination means, and S130 and S155 are the prohibition means.

<本実施形態の効果>
以上説明したように、本実施形態の生体信号検出装置1は、心電センサ21a及び脈波センサ21bが、ステアリング30におけるステアリングリム及びステアリングスポークに設けられ、且つ、リム側支持部31及びスポーク側支持部32によって、ステアリング30上の可動範囲で設置位置を調整可能に取り付けられている。
<Effect of this embodiment>
As described above, in the biological signal detection device 1 of the present embodiment, the electrocardiographic sensor 21a and the pulse wave sensor 21b are provided on the steering rim and the steering spoke in the steering 30, and the rim side support portion 31 and the spoke side. The support portion 32 is attached so that the installation position can be adjusted within a movable range on the steering wheel 30.

したがって、本実施形態の生体信号検出装置1によれば、ノイズを極力抑えるために生体センサ群21が比較的小さい形状であっても、ステアリング30の握り位置をセンサ位置に合わせなければならないという制約が緩和され、ひいては運転者に応じて生体信号を精度よく検出することができる。   Therefore, according to the biological signal detection device 1 of the present embodiment, in order to suppress noise as much as possible, even if the biological sensor group 21 has a relatively small shape, the grip position of the steering wheel 30 must be matched to the sensor position. Is mitigated, and as a result, the biological signal can be detected with high accuracy according to the driver.

また、センサ位置調整処理では、車両が走行中であれば、センサ位置を自動で調整する自動調整処理の実行が、走行状況が変化した場合に限られているため、センサ位置の移動を多用することなく、ひいては被測定者を運転に極力集中させることができる。   Further, in the sensor position adjustment process, if the vehicle is running, the automatic adjustment process for automatically adjusting the sensor position is limited to the case where the running situation changes, and therefore the movement of the sensor position is frequently used. Without this, the person to be measured can be concentrated on driving as much as possible.

なお、センサ位置調整処理では、電源起動時のセンサ位置(イニシャル位置)が、手動調整処理によって設定されるため、電源を再投入すれば前回に運転者自身が手動で設定した位置にセンサ位置が自動的に移動し、この移動後の位置から手動調整を始めることが可能となり、ひいては手動による再調整に要する時間や手間を削減することができる。   In the sensor position adjustment process, the sensor position (initial position) at the time of power activation is set by the manual adjustment process. Therefore, when the power is turned on again, the sensor position is set to the position manually set by the driver himself last time. It moves automatically and it is possible to start manual adjustment from the position after this movement, thereby reducing the time and labor required for manual readjustment.

[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。
[Other Embodiments]
As mentioned above, although embodiment of this invention was described, this invention is not limited to the said embodiment, In the range which does not deviate from the summary of this invention, it is possible to implement in various aspects.

例えば、上記実施形態の自動制御処理では、データ書込処理により得られた心電波形が基準心電波形と類似しない場合にセンサ位置を微調整しているが、このステップを省略しても構わない。さらに言えば、ステアリング30におけるセンサ位置ごとに、基準心電波形と類似した確率を記憶しておき、この確率が最も高い記憶位置にセンサ位置を移動させるようにしてもよい。   For example, in the automatic control process of the above embodiment, the sensor position is finely adjusted when the electrocardiogram waveform obtained by the data writing process is not similar to the reference electrocardiogram waveform, but this step may be omitted. Absent. Furthermore, a probability similar to the reference electrocardiogram waveform may be stored for each sensor position in the steering 30, and the sensor position may be moved to a storage position having the highest probability.

また、上記実施形態の生体信号計測処理では、自動調整処理の実行を、ヨーレートセンサを用いて車両の回転角が予め設定された閾値を超える場合に禁止しているが、これに限定されず、例えば重力方向の加速度センサを用いて車両の振動が大きい場合に禁止してもよい。   Further, in the biological signal measurement process of the above embodiment, execution of the automatic adjustment process is prohibited when the rotation angle of the vehicle exceeds a preset threshold using the yaw rate sensor, but is not limited thereto, For example, the acceleration sensor in the direction of gravity may be prohibited when the vehicle vibration is large.

ところで、上記実施形態の各電極部40(40L,40R)は、それぞれ二つの電極41(41L,41R),42(42L,42R)からなる電極対として構成されているが、これに限定されるものではなく、例えば、図9に示すように、それぞれ四つの電極41L,41R〜44L,44Rにより構成されてもよい。この場合、周知のノイズ低減処理による生体信号の測定精度を向上させることができる。さらに言えば、シフトノブやドア側に電極を追加して設置しておいてもよい。   By the way, although each electrode part 40 (40L, 40R) of the said embodiment is comprised as an electrode pair which consists of two electrodes 41 (41L, 41R) and 42 (42L, 42R), respectively, it is limited to this. For example, as shown in FIG. 9, it may be configured by four electrodes 41L, 41R to 44L, 44R, respectively. In this case, it is possible to improve the measurement accuracy of the biological signal by a known noise reduction process. Furthermore, an electrode may be additionally installed on the shift knob or door side.

なお、上記実施形態では、ステアリングリムの周方向に移動可能に心電センサ21aが設置され、ステアリングスポークの左右方向に移動可能に脈波センサ21bが設置されているが、設置状態はこれに限定されるものではなく、両者の設置位置を置き換えてもよいし、両者のいずれか一方だけが備えられていてもよい。また、これらのセンサ21a,21bは、設置面に対して高さ方向に移動可能となるような支持機構を有していてもよい。   In the above embodiment, the electrocardiographic sensor 21a is installed so as to be movable in the circumferential direction of the steering rim, and the pulse wave sensor 21b is installed so as to be movable in the left-right direction of the steering spoke. However, the installation state is limited to this. However, the installation positions of the both may be replaced, or only one of them may be provided. Moreover, these sensors 21a and 21b may have a support mechanism that can move in the height direction with respect to the installation surface.

さらに、上記実施形態では、ステアリング30に対する操作者の把持位置を検出するために、ステアリングリムに設けられた圧力センサ22を用いているが、これに限定されるものではなく、例えば、ステアリング30周辺を撮像する室内カメラを用いてもよい。   Furthermore, in the above-described embodiment, the pressure sensor 22 provided on the steering rim is used to detect the gripping position of the operator with respect to the steering 30. However, the present invention is not limited to this. You may use the indoor camera which images.

或いは、上記実施形態の圧力センサ22の設置位置に、ステアリングヒータやステアリングクーラを設けてもよい。さらに言えば、ステアリング30に把持された運転者の手の温度を検出する温度センサを設け、この温度センサの検出結果に応じて、ステアリングヒータやステアリングクーラの温度制御を行ってもよい。   Or you may provide a steering heater and a steering cooler in the installation position of the pressure sensor 22 of the said embodiment. Furthermore, a temperature sensor that detects the temperature of the driver's hand held by the steering wheel 30 may be provided, and temperature control of the steering heater and the steering cooler may be performed according to the detection result of the temperature sensor.

なお、本実施形態では、ステアリング30に設けられた心電センサ21aを用いて心電波形を計測しているが、これに限定されるものではなく、図10に示すように、運転座席の座面や背もたれ面に設けられた電極部60や、シートベルトを摺動可能に設けられた感圧センサ70を用いてもよい。さらに言えば、運転座席に電極部60の設置位置(電極位置)を移動可能に支持するための支持機構が設け、電極位置を運転者の体格に応じて自動的に調整する位置調整制御を行ってもよい。   In the present embodiment, the electrocardiographic waveform is measured using the electrocardiographic sensor 21a provided in the steering 30, but the present invention is not limited to this, and as shown in FIG. You may use the electrode part 60 provided in the surface and the backrest surface, and the pressure-sensitive sensor 70 provided so that a seat belt could be slid. Furthermore, a support mechanism for movably supporting the installation position (electrode position) of the electrode unit 60 is provided in the driver seat, and position adjustment control is performed to automatically adjust the electrode position according to the driver's physique. May be.

本発明が適用された生体信号検出装置の構成、及び、生体信号検出装置が接続される車内LANの概要を示すブロック図。The block diagram which shows the outline | summary of the structure of the biological signal detection apparatus to which this invention was applied, and in-vehicle LAN to which a biological signal detection apparatus is connected. 生体センサ等の配置状態の一例を示す説明図。Explanatory drawing which shows an example of arrangement | positioning states, such as a biosensor. リム側支持部の機構を説明するための概略図。Schematic for demonstrating the mechanism of a rim | limb side support part. CPUが実行する生体信号計測処理の詳細を示すフローチャート。The flowchart which shows the detail of the biometric signal measurement process which CPU performs. CPUが実行するセンサ位置調整処理の詳細を示すフローチャート。The flowchart which shows the detail of the sensor position adjustment process which CPU performs. センサ位置調整処理のS230で実行される手動調整処理の詳細を示すフローチャート。The flowchart which shows the detail of the manual adjustment process performed by S230 of a sensor position adjustment process. 心電波形および脈波形を示すグラフ。The graph which shows an electrocardiogram waveform and a pulse waveform. センサ位置調整処理のS270で実行される自動調整処理の詳細を示すフローチャートThe flowchart which shows the detail of the automatic adjustment process performed by S270 of a sensor position adjustment process 他の実施形態における電極部40の構成を示す概略図。Schematic which shows the structure of the electrode part 40 in other embodiment. 他の実施形態における生体センサの配置状態の一例を示す説明図。Explanatory drawing which shows an example of the arrangement | positioning state of the biosensor in other embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

1…生体信号検出装置、2…エンジンECU、3…ESCECU、4…ナビゲーション装置、10…車内LAN、11…車速センサ、12…ブレーキ踏込量センサ、13…ヨーレートセンサ、14…GPS装置、15…地図データ入力器、20…制御部、21…生体センサ群、21a…心電センサ、21b…脈波センサ、22…圧力センサ、23…駆動部、23a…第1駆動モータ、23b…第2駆動モータ、24…バスコントローラ、25…操作入力部、26…メモリ、27…表示部、28…音声出力部、30…ステアリング、31…リム側支持部、32…スポーク側支持部、40…電極部、50…光学素子。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Living body signal detection apparatus, 2 ... Engine ECU, 3 ... ESC ECU, 4 ... Navigation apparatus, 10 ... In-vehicle LAN, 11 ... Vehicle speed sensor, 12 ... Brake depression amount sensor, 13 ... Yaw rate sensor, 14 ... GPS apparatus, 15 ... Map data input device, 20 ... control unit, 21 ... biosensor group, 21a ... electrocardiographic sensor, 21b ... pulse wave sensor, 22 ... pressure sensor, 23 ... drive unit, 23a ... first drive motor, 23b ... second drive Motor, 24 ... Bus controller, 25 ... Operation input section, 26 ... Memory, 27 ... Display section, 28 ... Audio output section, 30 ... Steering, 31 ... Rim side support section, 32 ... Spoke side support section, 40 ... Electrode section 50: Optical elements.

Claims (6)

車両に設けられる生体信号検出装置であって、
該車両の運転者の心電位または脈波を表す生体信号を検出する生体検出部と、
前記生体検出部を前記調整範囲内で移動可能に支持する支持部と、
前記生体検出部を移動させるための駆動力を前記支持部に与える駆動手段と、
前記車両部材の前記調整範囲内における前記運転者の接触範囲を検出する接触検出手段と、
前記車両の走行状況を取得する状況取得手段と、
前記心電位または前記脈波の基準となる波形である基準波形の形状と、前記生体検出部により検出された前記生体信号の波形の形状とが類似しているか否かを判定する判定手段と、
前記駆動手段を制御するとともに、前記接触検出手段により検出された前記接触範囲内で前記生体検出部の設置位置を調整する自動調整処理を行う制御手段と、
を備え、
前記生体検出部は、前記運転者が少なくとも運転時に接触する車両部材に設けられ、且つ、該車両部材に応じて予め設定された調整範囲内で設置位置を調整可能に取り付けられており、
前記自動調整処理では、予め設定された前記走行状況と前記車両部材上の位置との対応関係に基づいて、前記状況取得手段により取得した走行状況から特定される前記車両部材上の位置を、前記生体検出部の設置位置とし、
前記制御手段は、前記自動調整処理後に、前記判定手段が類似すると判定したときの前記車両部材上の位置に前記生体検出部の設置位置を一致させる微調整処理を行うことを特徴とする生体信号検出装置。
A biological signal detecting device that is provided in the vehicle,
A biological detection unit for detecting a biological signal representing the cardiac potential or pulse wave of the driver of the vehicle;
A support unit for supporting the living body detection unit movably within the adjustment range;
Drive means for applying a driving force for moving the living body detection unit to the support unit;
Contact detection means for detecting a contact range of the driver within the adjustment range of the vehicle member;
Status acquisition means for acquiring the running status of the vehicle;
Determining means for determining whether the shape of a reference waveform that is a waveform serving as a reference of the cardiac potential or the pulse wave is similar to the shape of the waveform of the biological signal detected by the biological detection unit;
Control means for controlling the drive means and performing automatic adjustment processing for adjusting the installation position of the living body detection unit within the contact range detected by the contact detection means;
With
The living body detection unit is provided on a vehicle member that the driver contacts at least during driving, and is installed so that the installation position can be adjusted within an adjustment range set in advance according to the vehicle member ,
In the automatic adjustment process, the position on the vehicle member specified from the traveling situation acquired by the situation acquisition unit based on the correspondence between the traveling situation set in advance and the position on the vehicle member is The installation position of the living body detection unit,
The biological signal is characterized in that, after the automatic adjustment process, the control means performs a fine adjustment process for matching an installation position of the biological detection unit with a position on the vehicle member when it is determined that the determination means is similar. Detection device.
前記対応関係は、前記状況取得手段により取得した走行状況と、前記判定手段が類似すると判定したときの前記車両部材上の位置とが対応づけられていることを特徴とする請求項に記載の生体信号検出装置。 The correspondence relationship is a traveling condition obtained by the status obtaining means, according to claim 1, wherein the determination means is characterized in that the position on the vehicle member when it is judged to be similar is associated Biological signal detection device. 前記運転者による操作指令を入力する操作入力手段を備え、
前記制御手段は、前記操作入力手段により入力された前記操作指令に基づき前記生体検出部の設置位置を調整する手動調整処理を行うことを特徴とする請求項1または請求項2に記載の生体信号検出装置。
Comprising an operation input means for inputting an operation command by the driver;
3. The biological signal according to claim 1, wherein the control unit performs a manual adjustment process of adjusting an installation position of the biological detection unit based on the operation command input by the operation input unit. Detection device.
前記走行状況は、前記車両の速度、又は、前記車両が走行中の道路種別であることを特徴とする請求項1ないし請求項3のいずれかに記載の生体信号検出装置。 The running situation, the speed of the vehicle, or, a biological signal detecting apparatus according to any one of claims 1 to 3, wherein the vehicle is a road type of traveling. 前記車両の回転角が予め設定された閾値を超える場合に、前記生体検出部による前記生体信号の検出を禁止する禁止手段を備えることを特徴とする請求項1ないし請求項のいずれかに記載の生体信号検出装置。 If it exceeds a threshold rotational angle is set in advance of the vehicle, according to any one of claims 1 to 4, characterized in that it comprises a prohibiting means for prohibiting the detection of the biological signal by the biometric detection unit Biological signal detection device. 前記車両部材は、ステアリングホイールであることを特徴とする請求項1ないし請求項のいずれかに記載の生体信号検出装置。 It said vehicle member, the biological signal detection apparatus according to any one of claims 1 to 5, characterized in that a steering wheel.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10413245B2 (en) 2016-03-25 2019-09-17 Hyundai Motor Company Detection apparatus of vital parameters on steering wheel

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102011086740A1 (en) * 2011-11-21 2013-05-23 Zf Friedrichshafen Ag Detection device for recording vital signs
KR101624685B1 (en) * 2014-09-16 2016-05-26 주식회사 화진 Apparatus for measuring electrocardiogram
KR101592491B1 (en) * 2014-09-16 2016-02-05 주식회사 화진 Apparatus for measuring electrocardiogram and grip strength
KR102632528B1 (en) * 2021-12-02 2024-02-05 주식회사 코모스 Steering wheel
CN114435284A (en) * 2022-02-14 2022-05-06 苏州迪非电子有限公司 New forms of energy passenger train steering wheel moving mechanism with automatic memory function

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6215129A (en) * 1985-07-15 1987-01-23 Toyota Motor Corp Detecting device for condition of driving car asleep
JPS63111104U (en) * 1987-01-13 1988-07-16
JPWO2005112764A1 (en) * 2004-05-24 2008-03-27 パイオニア株式会社 Biological information detection device
JP4593182B2 (en) * 2004-06-30 2010-12-08 株式会社デルタツーリング Biological signal detection device and sheet
JP4577644B2 (en) * 2004-07-30 2010-11-10 マツダ株式会社 Biological information detection device for vehicle
JP2007263607A (en) * 2006-03-27 2007-10-11 Mazda Motor Corp Pressure detector for vehicular seat, and occupant condition detector

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10413245B2 (en) 2016-03-25 2019-09-17 Hyundai Motor Company Detection apparatus of vital parameters on steering wheel

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