JP6544797B2 - 疲労検出装置 - Google Patents
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Description
また、従来、車両の運転者の操舵による操舵角に基づいて、平均操舵角、平均操舵角速度、および修正操舵角を算出し、修正操舵角を走行路の種別に応じて補正し、補正後の修正操舵角に基づいて運転者の覚醒度を推定する覚醒状態推定装置が知られている(例えば、特許文献2参照)。
また、上記従来技術に係る覚醒状態推定装置によれば、運転者による修正操舵は個人差が大きいので、運転者の疲労度合いが小さい状態であっても大きな修正操舵が検出される場合があり、運転者の疲労度合いを精度良く検出することができないという問題が生じる。
(1)本発明の一態様に係る疲労検出装置は、車両の運転者の心拍間隔のゆらぎを検出する心拍検出部(例えば、実施形態での心拍検出部12)と、前記運転者の心拍間隔のゆらぎの基準波形を記憶する記憶部(例えば、実施形態での基準波形記憶部15)と、前記心拍検出部によって検出される前記心拍間隔のゆらぎの波形における一部の変化量と、前記記憶部に記憶される前記基準波形の一部の変化量とに基づいて、前記運転者の疲労度合いを判定する疲労判定部(例えば、実施形態での疲労判定部14)と、前記疲労判定部によって判定される前記運転者の疲労度合いに応じて前記運転者に報知を行う報知部(例えば、実施形態での報知制御部16、表示器20、およびスピーカ21)と、を備える。
第1センサ(L)11Lおよび第2センサ(R)11Rは、導電性を有する材料であればどのような材料から形成されてもよい。第1センサ(L)11Lおよび第2センサ(R)11Rは、例えば、ステアリングホイール22の表皮の内側に塗布される導電性材料または導電性の革材などである。
第1センサ(L)11Lおよび第2センサ(R)11Rは、人体などの誘電体との距離および面積によって静電容量が変化するアンテナ電極である。第1センサ(L)11Lおよび第2センサ(R)11Rは、心拍検出部12から供給される所定周波数の高周波信号(電波放射電力)を放射する。第1センサ(L)11Lおよび第2センサ(R)11Rは、例えば車体などの接地部とによって静電容量センサを形成する。
第1増幅器41は、送信選択回路33と抵抗42との間に設けられている。第1増幅器41は、送信選択回路33から供給される電流を増幅して抵抗42に出力する。
抵抗42は、第1センサ(L)11Lおよび第2センサ(R)11Rの各々の導線と、第2増幅器43および第3増幅器44の各々に接続されている。抵抗42は、第1増幅器41から供給される電流を、第1センサ(L)11Lおよび第2センサ(R)11Rの各々と、第2増幅器43および第3増幅器44の各々とに分岐して供給する。
第2増幅器43は、抵抗42と第1センサ(L)11Lおよび第2センサ(R)11Rの各々との間に設けられる分岐点と、シールド線30との間に設けられている。第2増幅器43は、抵抗42から供給される電流を増幅してシールド用電流としてシールド線30に供給する。
第3増幅器44は、抵抗42と第1センサ(L)11Lおよび第2センサ(R)11Rの各々との間に設けられる分岐点と、受信選択回路36との間に設けられている。第3増幅器44は、抵抗42から供給される電流を増幅して受信選択回路36に供給する。
送信選択回路33は、処理回路37から入力される選択信号に応じて作動し、発振回路32からの電波放射電力を駆動回路31の2つの第1増幅器41の各々に供給する。
受信選択回路36は、処理回路37から入力される選択信号に応じて作動し、駆動回路31の第3増幅器44からの信号を受信回路35の全波整流回路51に供給する。
これに対して、第1センサ(L)11Lおよび第2センサ(R)11Rの各々に人体などの誘電体が接近または接触した場合には、第1センサ(L)11Lおよび第2センサ(R)11Rの各々から放射される電波に応じて誘電体を介して系外に流れる電流は大きい。これにより第3増幅器44から受信回路35に流れる電流が小さくなり、受信回路35から出力される出力電圧の平均出力が小さくなる。
したがって、メモリ38は、第1センサ(L)11Lおよび第2センサ(R)11Rの各々に人体などの誘電体が接近または接触する場合と、接近または接触しない場合との各々において、受信回路35からの平均出力を判別するための閾値のデータを記憶している。
疲労判定部14は、第1センサ(L)11Lおよび第2センサ(R)11Rの各々に対する心拍検出部12からの平均出力の差を用いて、図4に示すように、四肢誘導(つまり、第I誘導)により得られる心拍のR波の波形パターンから運転者の心拍間隔Yを検出する。疲労判定部14は、連続的に検出する心拍間隔Yの前回値から今回値への変化と、基準波形記憶部15から読み込む心拍間隔のゆらぎの基準波形とを比較することによって、運転者の疲労度が所定の程度以上に大きいか否かを判定する。
基準波形記憶部15は、例えば図5に示すように、予め運転者ごとに固有である心拍間隔のゆらぎの基準波形のデータを記憶している。心拍間隔のゆらぎの基準波形は、運転者の疲労度合いが所定の程度未満である場合に実測された心拍間隔Yの波形パターンであり、例えば下記数式(1)に示すように、運転者ごとに固有の係数A,Bを用いた時間tの関数によって記述されている。
心拍間隔Y=A+B×sin(t)…(1)
この判定結果が「YES」の場合(ステップS01:YES)には、疲労判定部14は、処理をステップS02に進める。
一方、この判定結果が「NO」の場合(ステップS01:NO)には、疲労判定部14は、処理をステップS03に進める。
また、疲労判定部14は、舵角閾値に第1閾値よりも大きい第2閾値を設定する(ステップS03)。
次に、疲労判定部14は、舵角センサ13によって検出されるステアリングホイール22の舵角(操舵角)を取得する(ステップS04)。
この判定結果が「NO」の場合(ステップS05:NO)には、疲労判定部14は、処理をエンドに進める。
一方、この判定結果が「YES」の場合(ステップS05:YES)には、疲労判定部14は、処理をステップS06に進める。
次に、疲労判定部14は、例えば、前回の心拍検出から所定時間(例えば、数秒など)以内に今回の心拍検出が行われたか否かなどを判定することによって、心拍のR波が連続的に検出されたか否かを判定する(ステップS07)。
この判定結果が「YES」の場合(ステップS07:YES)には、疲労判定部14は、処理をステップS08に進める。
一方、この判定結果が「NO」の場合(ステップS07:NO)には、疲労判定部14は、処理をステップS09に進める。
また、疲労判定部14は、内蔵のRAMなどに記憶している心拍間隔Yのデータを消去する(ステップS09)。そして、疲労判定部14は、処理をエンドに進める。
この判定結果が「YES」の場合(ステップS10:YES)には、疲労判定部14は、処理をステップS11に進める。
一方、この判定結果が「NO」の場合(ステップS10:NO)には、疲労判定部14は、処理をエンドに進める。
この判定結果が「YES」の場合(ステップS11:YES)には、疲労判定部14は、処理をステップS12に進める。
一方、この判定結果が「NO」の場合(ステップS11:NO)には、疲労判定部14は、処理をステップS13に進める。
また、報知制御部16は、運転者の疲労度合いが所定の程度以上であることを、表示器20およびスピーカ21から運転者に報知する(ステップS13)。そして、疲労判定部14は、処理をエンドに進める。
さらに、心拍間隔Yのゆらぎに加えて、運転者による修正操舵の大きさおよび頻度の少なくとも何れかを用いることによって、運転者の疲労度合いの判定精度を向上させることができる。
上述した実施形態において、心拍検出部12は、静電容量センサを形成するアンテナ電極としての第1センサ(L)11Lおよび第2センサ(R)11Rを用いて、運転者の心拍に関連する信号を出力するとしたが、これに限定されない。
実施形態の変形例において、心拍検出部12は、例えば、運転者の手に直接的に接触する電極としての第1センサ(L)11Lおよび第2センサ(R)11Rを用いて、運転者の心拍に関連する信号を出力してもよい。この変形例における第1センサ(L)11Lおよび第2センサ(R)11Rは、例えば、ステアリングホイール22の左右それぞれの表面上に設けられる電極などであってもよい。
Claims (2)
- 車両の運転者の心拍間隔のゆらぎを検出する心拍検出部と、
前記運転者の心拍間隔のゆらぎの基準波形を記憶する記憶部と、
前記心拍検出部によって検出される前記心拍間隔のゆらぎの波形における一部の変化量と、前記記憶部に記憶される前記基準波形の一部の変化量とに基づいて、前記運転者の疲労度合いを判定する疲労判定部と、
前記疲労判定部によって判定される前記運転者の疲労度合いに応じて前記運転者に報知を行う報知部と、
を備え、
前記基準波形は、前記運転者の疲労度合いが所定の程度未満である場合に取得された心拍間隔に基づいて導出された正弦波であり、
前記疲労判定部は、
前記心拍検出部によって取得された心拍間隔と、当該心拍間隔よりも1回前のタイミングにおいて取得された心拍間隔との変化量が、前記正弦波の変化量と合致するか否かに基づいて、前記運転者の疲労度合いを判定する、
疲労検出装置。 - 前記運転者による修正操舵の大きさおよび頻度の少なくとも何れかを検出する操舵検出部を備え、
前記疲労判定部は、前記心拍検出部によって検出される前記心拍間隔のゆらぎと、前記操舵検出部によって検出される前記修正操舵の大きさおよび頻度の少なくとも何れかと、に基づいて、前記運転者の疲労度合いを判定する、
ことを特徴とする請求項1に記載の疲労検出装置。
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