JP5919722B2 - 生体信号推定装置及びプログラム - Google Patents
生体信号推定装置及びプログラム Download PDFInfo
- Publication number
- JP5919722B2 JP5919722B2 JP2011228924A JP2011228924A JP5919722B2 JP 5919722 B2 JP5919722 B2 JP 5919722B2 JP 2011228924 A JP2011228924 A JP 2011228924A JP 2011228924 A JP2011228924 A JP 2011228924A JP 5919722 B2 JP5919722 B2 JP 5919722B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- frequency
- biological signal
- kalman gain
- biological
- covariance
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Description
Stを高速フーリエ変換すると、n点の離散フーリエ変換(DFT)が得られるが、冗長な部分が含まれているので、冗長な部分を除いたn/2点のDFTを振幅と位相に分け、振幅をSAt i、位相をSPt iとし、その時の周波数をFi[Hz]とする。ただしi=1、2、…、n/2である。
また、Ftは状態遷移行列、Gtは駆動行列である。wtはシステム雑音ベクトル、ytは観測値、Htは観測行列、vtは観測雑音ベクトルである。生体信号検出部12で検出する誤差が含まれる生体信号の時刻tにおける前方n点の高速フーリエ変換を観測値ytとする。
(A)時刻t−1において更新された状態ベクトル^xt−1|t−1より、以下の(4)式に従って、現時刻tにおける状態ベクトル^xt|t-1を予測する。
ここで、^xt|t-1は、時刻t−1までの観測値yt-1がわかっている時のxtの推定値であり、^xt−1|t−1は、時刻t−1までの観測値yt-1がわかっている時のxt-1の推定値である。
(B)以下の(5)式に従って、^xt|t−1の誤差の共分散行列Σt|t−1を予測する。
ただし、Σwt−1は、システム雑音雑音ベクトルwt-1の共分散行列である。
(C)カルマンゲイン演算部25は、観測雑音ベクトルvtの共分散行列Σvtを決定する。観測雑音vtの共分散行列Σvtは、後述するように、加速度検出部14より出力された加速度信号に応じて決定される。
(D)カルマンゲイン演算部25は、以下の(6)式に従って、カルマンゲインKtを算出する。
(E)現時刻tにおいて実際に観測された観測ベクトルyi=[SAt i,SPi t]Tを用い、以下の(7)式に従って、現時刻tにおける状態ベクトル^xt|tを更新する。
(F)以下の(8)式に従って、^xt|tの共分散Σt|tを更新する。
以上の手順により出力された^xt|tの第一要素は、観測雑音がないと仮定した時の周波数Fiにおける生体信号の振幅の推定値であり、第二要素は、周波数Fiにおける生体信号の位相の推定値である。上記の手順を、周波数Fiごとに行うことにより、生体信号の振幅配列、及び生体信号の位相配列を得ることができる。なお、生体信号の解析に必要な周波数帯域が限定されている場合は、解析が不要な周波数帯域の周波数Fiについてカルマンフィルタを用いた状態推定を行う必要はない。
これによって、周波数FGXj(j=1、2、…、m)において単位パワースペクトル密度が大きいほど、観測雑音vtの共分散行列Σvt GXが大きくなるように決定される。
12 生体信号検出部
14 加速度検出部
16、316、416 コンピュータ
22、23 高速フーリエ変換演算部
24、324、424 カルマンフィルタ演算部
25、325、425 カルマンゲイン演算部
26 逆フーリエ変換演算部
314 ステアリング角速度検出部
414 ペダル角速度検出部
Claims (9)
- 車両側に取り付けられ、かつ、運転者の生体信号を検出して前記生体信号に応じた出力信号を出力する生体センサと、
前記運転者により操作された操作部の操作量及び車両の運動状態量の少なくとも一方を計測する計測手段と、
前記計測手段によって計測された前記操作量及び前記運動状態量の少なくとも一方に基づいて、カルマンフィルタで用いられる観測雑音の共分散を決定し、決定された前記観測雑音の共分散に基づいて、カルマンゲインを算出するカルマンゲイン算出手段と、
前記生体センサによって出力された出力信号を観測値として、前記カルマンゲイン算出手段によって算出された前記カルマンゲインを用いたカルマンフィルタに従って、前記運転者の観測誤差を含まない生体信号を推定する生体信号推定手段と、
を含む生体信号推定装置。 - 前記カルマンゲイン算出手段は、前記計測手段によって計測された前記操作量及び前記運動状態量の少なくとも一方が大きいほど、前記観測雑音の共分散が大きくなるように決定し、決定された前記観測雑音の共分散に基づいて、カルマンゲインを算出する請求項1記載の生体信号推定装置。
- 前記生体センサによって出力された出力信号、及び前記計測手段によって計測された前記操作量及び前記運動状態量の少なくとも一方の各々に対して、周波数分析を行う周波数分析手段を更に含み、
前記カルマンゲイン算出手段は、周波数の各組み合わせについて、前記出力信号の各周波数成分と、前記操作量及び前記運動状態量の少なくとも一方の各周波数成分との間の予め求められた影響度合いと、前記周波数分析手段による前記操作量及び前記運動状態量の少なくとも一方の周波数分析の結果とに基づいて、前記出力信号の周波数毎に前記観測雑音の共分散を決定し、前記出力信号の周波数毎に決定された前記観測雑音の共分散に基づいて、前記出力信号の周波数毎に前記カルマンゲインを算出し、
前記生体信号推定手段は、前記出力信号の周波数毎に、前記周波数について算出された前記カルマンゲインを用いたカルマンフィルタに従って、前記運転者の観測誤差を含まない生体信号の周波数成分を推定する請求項1又は2記載の生体信号推定装置。 - 前記出力信号の各周波数成分と、前記操作量及び前記運動状態量の少なくとも一方の各周波数成分との間の影響度合いを、周波数が近いほど大きくなるように予め求めた請求項3記載の生体信号推定装置。
- 前記生体センサによって出力された出力信号に対して、周波数分析を行う周波数分析手段を更に含み、
前記カルマンゲイン算出手段は、前記出力信号の各周波数成分と、前記操作量及び前記運動状態量の少なくとも一方の大きさの各範囲との間の予め求められた影響度合いと、前記計測手段によって計測された前記操作量及び前記運動状態量の少なくとも一方の大きさとに基づいて、前記出力信号の周波数毎に前記観測雑音の共分散を決定し、前記出力信号の周波数毎に決定された前記観測雑音の共分散に基づいて、前記出力信号の周波数毎に前記カルマンゲインを算出し、
前記生体信号推定手段は、前記出力信号の周波数毎に、前記周波数について算出された前記カルマンゲインを用いたカルマンフィルタに従って、前記運転者の観測誤差を含まない生体信号の周波数成分を推定する請求項1又は2記載の生体信号推定装置。 - 前記計測手段は、前記運動状態量として、前記車両の加速度を計測する請求項1〜請求項5の何れか1項記載の生体信号推定装置。
- 前記計測手段は、前記操作量として、ステアリング角速度及びペダル角速度の少なくとも一方を計測する請求項1〜請求項6の何れか1項記載の生体信号推定装置。
- 前記生体信号推定手段は、時刻t−1までの出力信号の時系列に基づいて、現時刻tにおける状態ベクトルxt|t-1を予測し、現時刻tにおける観測値としての出力信号ytと、前記予測された状態ベクトルxt|t-1と、現時刻tについて算出されたカルマンゲインKtとに基づいて、現時刻tにおける状態ベクトルxt|tを更新し、現時刻tにおける状態ベクトルxt|tに基づいて、現時刻tにおける観測誤差を含まない生体信号を推定する請求項1〜請求項7の何れか1項記載の生体信号推定装置。
- コンピュータを、
運転者により操作された操作部の操作量及び車両の運動状態量の少なくとも一方を計測する計測手段によって計測された前記操作量及び前記運動状態量の少なくとも一方に基づいて、カルマンフィルタで用いられる観測雑音の共分散を決定し、決定された前記観測雑音の共分散に基づいて、カルマンゲインを算出するカルマンゲイン算出手段、及び
車両側に取り付けられ、かつ、前記運転者の生体信号を検出して前記生体信号に応じた出力信号を出力する生体センサによって出力された出力信号を観測値として、前記カルマンゲイン算出手段によって算出された前記カルマンゲインを用いたカルマンフィルタに従って、前記運転者の観測誤差を含まない生体信号を推定する生体信号推定手段
として機能させるためのプログラム。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2011228924A JP5919722B2 (ja) | 2011-10-18 | 2011-10-18 | 生体信号推定装置及びプログラム |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2011228924A JP5919722B2 (ja) | 2011-10-18 | 2011-10-18 | 生体信号推定装置及びプログラム |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2013085702A JP2013085702A (ja) | 2013-05-13 |
JP5919722B2 true JP5919722B2 (ja) | 2016-05-18 |
Family
ID=48530265
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2011228924A Expired - Fee Related JP5919722B2 (ja) | 2011-10-18 | 2011-10-18 | 生体信号推定装置及びプログラム |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5919722B2 (ja) |
Families Citing this family (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103720462A (zh) * | 2013-11-06 | 2014-04-16 | 路红生 | 脉搏波信号分析方法和装置 |
JP6443078B2 (ja) * | 2015-01-26 | 2018-12-26 | アイシン精機株式会社 | 生体情報検出装置 |
JP6515709B2 (ja) * | 2015-07-06 | 2019-05-22 | アイシン精機株式会社 | 生体情報検出装置 |
WO2017090732A1 (ja) * | 2015-11-25 | 2017-06-01 | 日本電信電話株式会社 | 呼吸推定方法および装置 |
KR102451268B1 (ko) | 2015-12-09 | 2022-10-06 | 삼성전자주식회사 | 신호 처리 방법, 신호 필터링 장치 및 신호 처리 장치 |
KR101664323B1 (ko) * | 2016-02-25 | 2016-10-10 | 서울대학교 산학협력단 | 건강 파라미터 추정 시스템 및 건강 파라미터 추정 방법 |
KR102619557B1 (ko) * | 2018-09-04 | 2023-12-29 | 현대모비스 주식회사 | 운전자의 생체신호 측정장치 및 그 방법 |
CN110196098B (zh) * | 2019-05-23 | 2021-10-29 | 山东理工大学 | 基于心率变化的车辆声品质评价方法 |
JP7361982B2 (ja) | 2021-02-24 | 2023-10-16 | 三菱電機株式会社 | 乗員検知装置および乗員検知方法 |
Family Cites Families (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3441562B2 (ja) * | 1995-06-23 | 2003-09-02 | 本田技研工業株式会社 | ヨーレイト推定器及びヨーレイトセンサ故障診断装置 |
JP2003075172A (ja) * | 2001-09-05 | 2003-03-12 | Mitsubishi Electric Corp | 車両挙動計測装置 |
US6989754B2 (en) * | 2003-06-02 | 2006-01-24 | Delphi Technologies, Inc. | Target awareness determination system and method |
JP2005339100A (ja) * | 2004-05-26 | 2005-12-08 | Advanced Telecommunication Research Institute International | 身体動作解析装置 |
JP2009145951A (ja) * | 2007-12-11 | 2009-07-02 | Toyota Central R&D Labs Inc | ドライバ状態推定装置及びプログラム |
JP4591541B2 (ja) * | 2008-05-14 | 2010-12-01 | 横浜ゴム株式会社 | 車両の走行条件評価方法及びその評価装置 |
FR2943236A1 (fr) * | 2009-03-18 | 2010-09-24 | Imra Europ Sas | Procede de surveillance d'un parametre biologique d'une personne au moyen de capteurs |
-
2011
- 2011-10-18 JP JP2011228924A patent/JP5919722B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2013085702A (ja) | 2013-05-13 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5919722B2 (ja) | 生体信号推定装置及びプログラム | |
WO2010107092A1 (ja) | 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 | |
JP5382110B2 (ja) | 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 | |
JP5024480B2 (ja) | 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 | |
US20070205879A1 (en) | Tire Slip State Detecting Method And Tire Slip State Detecting Apparatus | |
JP6080078B2 (ja) | 姿勢および歩行状態推定装置 | |
JP4474475B2 (ja) | タイヤ空気圧低下検出装置及び方法、並びにタイヤの空気圧低下検出プログラム | |
EP2889577B1 (en) | Signal processing device, detection device, sensor, electronic apparatus and moving object | |
JP6015479B2 (ja) | 生体情報取得装置、生体情報取得方法 | |
US20240125669A1 (en) | Vibration control system | |
JP2019114114A (ja) | 車両のパネル部材の振動解析装置 | |
EP2508915A2 (en) | System, method, and filter for target tracking in cartesian space | |
CN104819717A (zh) | 一种基于mems惯性传感器组的多旋翼飞行器姿态检测方法 | |
JP4354607B2 (ja) | ドリフト除去装置及びドリフト除去方法、移動体の挙動検出センサ。 | |
JP2003021556A (ja) | 資源効率化システムのためのオンライン振動数解析 | |
WO2018167897A1 (ja) | 生体情報検出装置、及び、生体情報検出プログラム | |
JP2003130629A (ja) | 変位計測装置及びその計測方法 | |
US20180283912A1 (en) | Signal processing device, detection device, physical quantity measurement device, electronic apparatus, and vehicle | |
JP6515709B2 (ja) | 生体情報検出装置 | |
JP6443237B2 (ja) | ステアリング状態推定装置及びプログラム | |
US20210330197A1 (en) | Biological information detection device | |
KR101993554B1 (ko) | 신장 반사 토크를 계산하기 위한 시스템 | |
JP2008228987A (ja) | 生体状態検出装置 | |
JPH10222171A (ja) | 能動型騒音低減装置及び騒音低減方法 | |
KR20230092421A (ko) | 부분 상관 함수 기반의 소음 제어를 위한 장치 및 방법 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20140822 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20150623 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20150804 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20151001 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20160315 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20160328 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5919722 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |