JP5024480B2 - 生物学的パラメータを監視する方法、コンピュータプログラム、および生物学的パラメータの監視装置 - Google Patents
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Description
入力における加速度計または少なくとも1つの加速度計のうちの1つの加速度計の少なくとも1つの信号と、出力におけるセンサまたは複数のセンサのうちの1つのセンサの信号との間の伝達関数のモデルを決定し、
このモデルを用いてノイズ値を推定し、
推定されたノイズ値をセンサの信号から除去する。
状態を示すモデル
ARMA
ARX
NLARX
の中にあり、
好適には、このモデルが外部自己回帰モデルであり、例えば以下のタイプであって、
ここで、A(q)は、NA個の係数を有する多項式であり、
y(t)は出力信号であり、
Bi(q)は、NB個の係数を有する多項式であり、
ui(t)(i=1...Ni)は、加速度計の信号であり、
nkiは、入力における単位遅延数であり、
e(t)は、このモデルのエラー信号である。
一群のセンサの中の各センサの信号を受信し、
この信号をアトム辞書(仏語でdictionnaire d’atomes)に投入し、
投入により幾つかのセンサを選択し、
選択されたセンサだけを用いて監視を実施する。
上記部材により支持され、接触による圧力変動を検知可能な少なくとも1つのセンサと、
上記部材に結合される少なくとも1つの加速度計と、
入力における加速度計または少なくとも1つの加速度計のうちの1つの加速度計の少なくとも1つの信号と、出力におけるセンサまたは複数のセンサのうちの1つのセンサの信号との間の伝達関数のモデルを決定可能な手段とを含み、これらの手段が、モデルによりノイズ値を推定し、推定されたノイズ値をセンサの信号から除去可能である。
部材の背もたれ部の上半分と、
部材の座部の下部と、の一方に固定される。
図1から3を参照すると、座席8は、ここでは、座部10と背もたれ部12とにそれぞれ配置された2個のセンサアレイ6を含む。これらのアレイの各々は、この場合には、複数の行と複数の列を含む。例えば、図3に示したように、アレイは、5個の行と5個の列を含んで碁盤状のセンサを形成する。各アレイのセンサは、ほぼ同一平面にある。センサは、装置の他の部分に適切に電気接続され、これらのセンサにより読み取られる信号を手段14および20に伝達する。
ここでは、時間−周波数の同時分析を実施する。そのため、高い周波数精度を提供するアトム分解を用いて重量を推定し、追跡すべき成分の位置を突き止めることができる。これは、一種のウェーブレットパケットによる拡張である。
x=Fα、ここでF=[f1,f2,...,fM]
ここで
ここで、mはアトムの長さを示す。実際には、この長さは、周波数解像度に対して重要な値である。こうした加重がない場合、アトムは、辞書において異なる持続時間を有する可能性がある。
sup|C(f,gγ,hγ)|
ここで、C(f,gγ,hγ)は距離関数である。この例では、次の距離関数を選択する。
C(f,gγ,hγ)=φ2,γ・(<f,gγ>2+<f,hγ>2−2φ1,γ<f,gγ>・<f,hγ>)
本方法は、関連する信号の集合(占有者の生物学的パラメータ)を適切に保持するために、人間の身体の動きを予測することができる。そのため、この例では以下のアプローチを用いる。
車両における振動ノイズの基準の役割を果たすために、複数の加速度計16が使用される。車上振動が単一の方向に及ぼされるのでない限り、例えば単に垂直方向に及ぼされるだけでない限り、好適には、3軸または3D加速度計を用いる。さらに、少なくとも2個の加速度計を使用することが好ましい。
状態を示すことによるモデル化、
ARMA、
ARX、
NLARX。
ここで、
A(q)は、NA個の係数を有する多項式である。
y(t)は、圧電センサの出力信号である。
Bi(q)は、NB個の係数を有する多項式である。
ui(t)(i=1...Ni)は、加速度計により供給される入力信号である。
nkiは、入力における単位遅延数である。
e(t)は、このモデルのエラー信号である。
NC=NA+Ni・NB
こうしたノイズ除去ステップの後、手段20により、心律動と呼吸信号を抽出することが必要である。これは、周波数を直接観察できないパラメータを推定することに帰する。従って、ベイズ推定に位置づけることが特に有効である。さらに、検討されたシステムは非線形であるので、拡張カルマンフィルタを用いることができる。ガウスノイズではないノイズ変動をより密接に認識するために個別フィルタを用いてもよい。
ここで、
φ1(t)=ω(t)・t
φi(t)=i・ω(t)・t+θi(t)、i=2...mであり
ω(t)は、心臓の拍動に関連する信号の基本パルスを示す。
mは、正弦波形成分の数であり、
ai(t)は、正弦波形成分の振幅を示し、
φi(t)、i=2...mは、高調波の瞬間的な位相を示し、
θi(t)は、基本パルスと高調波との間の位相差を示す。
ak+1,i=ak,i+vk,i a
ωk+1=ωk+vk ω
φk+1,i=i・ωk+φk,i+vk,i φ
更新される式は次のようになる。
ここで
また、ここで、QwとRηは、それぞれvkとnkの共分散行列であり、Iは、単位行列である。
Claims (10)
- 座席またはベッドの部材の占有者の心臓の拍動および/または呼吸信号の少なくとも1つの生物学的パラメータを監視する方法であって、部材が、接触による圧力変動を検知可能な少なくとも1つのセンサを支持し、少なくとも1つの加速度計が、この部材に結合されており、
入力における加速度計または少なくとも1つの加速度計のうちの1つの加速度計の少なくとも1つの信号と、出力におけるセンサまたは複数のセンサのうちの1つのセンサの信号との間の伝達関数のモデルを決定し、
このモデルを用いてノイズ値を推定し、
推定されたノイズ値をセンサの信号から除去することを特徴とする、生物学的パラメータを監視する方法。 - 前記加速度計または各加速度計が、互いに垂直な3つの方向の加速を検知可能である、請求項1に記載の方法。
- 前記加速度計が少なくとも全部で2つであり、伝達関数が入力で前記加速度計の信号を示す、請求項1または2に記載の方法。
- 再帰的な手順を用いてモデルのパラメータを決定し、パラメータを更新する、請求項1〜4のいずれか一項に記載の方法。
- 1つまたは複数のセンサから受信した信号または各信号の非線形フィルタリングにより処理を実施する、請求項1〜5のいずれか一項に記載の方法。
- 前記座席は、車両の座席である請求項1〜6のいずれか一項に記載の方法。
- コンピュータまたは計算機で実行される場合、請求項1〜7のいずれか一項に記載の方法のステップの実行を制御可能なコード命令を含むことを特徴とするコンピュータプログラム。
- 座席またはベッドの部材の占有者の心臓の拍動および/または呼吸信号の少なくとも1つの生物学的パラメータの監視装置であって、
部材により支持され、接触による圧力変動を検知可能な少なくとも1つのセンサと、
部材に結合される少なくとも1つの加速度計と、
入力における加速度計または少なくとも1つの加速度計のうちの1つの加速度計の少なくとも1つの信号と、出力におけるセンサまたは複数のセンサのうちの1つのセンサの信号との間の伝達関数のモデルを決定可能な手段とを含み、これらの手段が、モデルによりノイズ値を推定し、推定されたノイズ値をセンサの信号から除去可能であることを特徴とする装置。 - 前記加速度計または少なくとも1つの加速度計のうちの1つの加速度計が、以下の要素、すなわち、
部材の背もたれ部の上半分と、
部材の座部の下部と
の一方に固定される、請求項9に記載の装置。
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