JP6754110B2 - Driver monitoring device - Google Patents

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Description

本発明は、運転手監視装置関する。 The present invention relates to a driver monitoring device.

電気インピーダンストモグラフィ(以下、単にEITと記載する)測定装置は、体表面上に貼付した電極対から微弱電流を流すとともに、体表面上に生じた電位差から、生体内の導電率分布または導電率変化の分布を画像化する技術である。EIT(Electrical Impedance Tomography)は、微弱電流を流すだけで断層画像を取得できるので、X線CT(Computed tomography)と比較して、被曝の問題がなく、小型化や長時間測定、リアルタイムの測定が容易であるという利点がある。 The electrical impedance tomography (hereinafter, simply referred to as EIT) measuring device allows a weak current to flow from a pair of electrodes attached on the body surface, and also from the potential difference generated on the body surface, the conductivity distribution or conductivity in the living body. It is a technique for imaging the distribution of changes. EIT (Electrical Impedance Tomography) can acquire tomographic images just by passing a weak current, so compared to X-ray CT (Computed tomography), there is no problem of radiation exposure, and miniaturization, long-term measurement, and real-time measurement are possible. It has the advantage of being easy.

EIT測定では、例えば複数の電極を用いる。これらの電極を測定対象部位の周囲に接触させ、かつ、それらの電極に対して個々に接続された信号ケーブルを引き回して、測定用回路に接続する。 In the EIT measurement, for example, a plurality of electrodes are used. These electrodes are brought into contact with the periphery of the measurement target site, and signal cables individually connected to the electrodes are routed and connected to the measurement circuit.

関連する技術として、EITの技術と体の輪郭や形状を推定する技術とを組み合わせたEIT測定装置が特許文献1に開示されている。 As a related technique, Patent Document 1 discloses an EIT measuring device that combines an EIT technique and a technique for estimating the contour and shape of a body.

国際公開第2015/002210号International Publication No. 2015/002210

ところで人体等の体の状況把握の用途でさらなる技術的な発展が望まれている。 By the way , further technological development is desired for the purpose of grasping the condition of the human body and the like.

そこでこの発明は、上述の課題を解決することのできる運転手監視装置提供することを目的としている。 Therefore, an object of the present invention is to provide a driver monitoring device capable of solving the above-mentioned problems.

本発明の第1の態様によれば、運転手監視装置は、複数の曲率センサが設けられたシートベルトの前記曲率センサと電気的に接続され、前記曲率センサを介して取得される曲率データに基づいて、前記シートベルトの形状を推定する形状推定部と、前記シートベルトの形状に基づいて運転手の状態を判定する状態判定部と、を備える。 According to the first aspect of the present invention, the driver monitoring device is electrically connected to the curvature sensor of the seat belt provided with a plurality of curvature sensors, and the curvature data acquired through the curvature sensor is obtained. Based on this, it includes a shape estimation unit that estimates the shape of the seatbelt, and a state determination unit that determines the state of the driver based on the shape of the seatbelt.

上述の運転手監視装置において、前記状態判定部は、前記シートベルトが前記運転手に接触する範囲を推定し、当該接触する範囲に位置する前記曲率センサを駆動する。 In the driver monitoring device described above, the state determination unit estimates the range in which the seatbelt contacts the driver and drives the curvature sensor located in the contact range.

上述の運転手監視装置において、前記状態判定部は、前記シートベルトの形状、心拍数、換気状態の何れか一つまたは複数を用いて前記運転手の状態の正常または異常を判定する。 In the above-mentioned driver monitoring device, the state determination unit determines whether the driver's condition is normal or abnormal by using any one or more of the shape of the seat belt, the heart rate, and the ventilation state.

上述の運転手監視装置において、前記シートベルトは複数の電極が設けられた当該シートベルトの前記電極と電気的に接続され、前記状態判定部は、前記複数の電極への通電、及び、当該電極の間に生じる電圧信号に基づいて、前記シートベルトが前記運転手に接触する範囲の当該運転手の断層画像を生成し、その断層画像に基づいて運転手の状態を判定する。 In the driver monitoring device described above, the seatbelt is electrically connected to the electrodes of the seatbelt provided with a plurality of electrodes, and the state determination unit energizes the plurality of electrodes and the electrodes. Based on the voltage signal generated between the above, a tomographic image of the driver in the range where the seatbelt contacts the driver is generated, and the state of the driver is determined based on the tomographic image.

上述の運転手監視装置において、前記状態判定部は、前記複数の電極への通電、及び、当該電極の間に生じる電圧信号に基づいて、前記運転手の前記心拍数を検出する。 In the driver monitoring device described above, the state determination unit detects the driver's heart rate based on energization of the plurality of electrodes and voltage signals generated between the electrodes.

上述の運転手監視装置において、前記状態判定部は、前記複数の電極への通電、及び、当該電極の間に生じる電圧信号に基づいて、前記運転手の前記換気状態を検出する。 In the driver monitoring device described above, the state determination unit detects the ventilation state of the driver based on energization of the plurality of electrodes and voltage signals generated between the electrodes.

上述の運転手監視装置において、前記断層画像、前記心拍数、前記換気状態、前記運転手の状態の何れか一つまた複数を記録する記録部と、を備える。 The driver monitoring device described above includes a recording unit that records any one or more of the tomographic image, the heart rate, the ventilation state, and the driver's state.

上述の運転手監視装置において、前記断層画像、前記心拍数、前記換気状態、前記運転手の状態の何れか一つまた複数の情報をモニタに表示する表示処理部と、を備える。 The above-mentioned driver monitoring device includes a display processing unit that displays one or more information of the tomographic image, the heart rate, the ventilation state, and the driver's state on a monitor.

上述の運転手監視装置において、前記状態判定部は前記運転手の状態が異常であると判定した場合に警告センサを動作させる。 In the above-mentioned driver monitoring device, the state determination unit operates a warning sensor when it determines that the driver's condition is abnormal.

上述の運転手監視装置において、前記シートベルトが利用されていない所定状態にある場合に、当該シートベルトの形状に基づいて前記曲率センサの出力情報を補正する補正部と、を備える。 The driver monitoring device described above includes a correction unit that corrects the output information of the curvature sensor based on the shape of the seatbelt when the seatbelt is in a predetermined state where it is not used.

また本発明の第2の態様によれば、運転手監視装置は、複数の電極が設けられたシートベルトの前記電極と電気的に接続され、前記複数の電極への通電、及び、当該電極の間に生じる電圧信号に基づいて、前記シートベルトが運転手に接触する範囲の当該運転手の断層画像を生成し、その断層画像に基づいて運転手の状態を判定する状態判定部と、を備える。 Further, according to the second aspect of the present invention, the driver monitoring device is electrically connected to the electrodes of the seat belt provided with the plurality of electrodes, and the plurality of electrodes are energized and the electrodes are energized. It is provided with a state determination unit that generates a tomographic image of the driver in the range where the seatbelt contacts the driver based on the voltage signal generated between them and determines the state of the driver based on the tomographic image. ..

また本発明の第3の態様によれば、監視装置は、複数の電極が設けられた身体当接部材と接続され、前記電極から得られた電気信号に基づいて被測定者の断層画像、心拍数、換気状態の何れか一つまたは複数の状態情報を算出し、当該状態情報を用いて前記被測定者の状態の正常または異常を判定する状態判定部と、を備える。 Further, according to the third aspect of the present invention, the monitoring device is connected to a body contact member provided with a plurality of electrodes, and a tomographic image and a heartbeat of the person to be measured are based on an electric signal obtained from the electrodes. It is provided with a state determination unit that calculates one or more state information of any one or more of the number and the ventilation state and determines the normality or abnormality of the state of the person to be measured by using the state information.

また本発明の第4の態様によれば、監視装置は、複数の曲率センサが設けられた身体当接部材と接続され、前記曲率センサから得られた信号に基づいて被測定者の体動、心拍数、換気状態の何れか一つまたは複数の状態情報を算出し、当該状態情報を用いて前記被測定者の状態を判定する状態判定部と、を備える。 Further, according to the fourth aspect of the present invention, the monitoring device is connected to a body contact member provided with a plurality of curvature sensors, and the body movement of the person to be measured is based on the signal obtained from the curvature sensors. It is provided with a state determination unit that calculates one or more state information of the heart rate and the ventilation state and determines the state of the person to be measured by using the state information.

また本発明の第5の態様によれば、監視方法は、複数の電極が設けられた身体当接部材と接続された監視装置が、前記電極から得られた電気信号に基づいて被測定者の断層画像、心拍数、換気状態の何れか一つまたは複数の状態情報を算出し、当該状態情報を用いて前記被測定者の状態の正常または異常を判定する。 Further, according to the fifth aspect of the present invention, in the monitoring method, a monitoring device connected to a body contact member provided with a plurality of electrodes is used for a person to be measured based on an electric signal obtained from the electrodes. One or more state information of any one or more of the tomographic image, the heart rate, and the ventilation state is calculated, and the normal or abnormal state of the person to be measured is determined using the state information.

また本発明の第6の態様によれば、監視方法は、複数の曲率センサが設けられた身体当接部材と接続された監視装置が、前記曲率センサから得られた信号に基づいて被測定者の体動、心拍数、換気状態の何れか一つまたは複数の状態情報を算出し、当該状態情報を用いて前記被測定者の状態を判定する。 Further, according to the sixth aspect of the present invention, in the monitoring method, a monitoring device connected to a body contact member provided with a plurality of curvature sensors is a person to be measured based on a signal obtained from the curvature sensor. One or more state information of any one or more of the body movement, the heart rate, and the ventilation state is calculated, and the state of the person to be measured is determined using the state information.

また本発明の第7の態様によれば、プログラムは、複数の電極が設けられた身体当接部材と接続された監視装置のコンピュータを、前記電極から得られた電気信号に基づいて被測定者の断層画像、心拍数、換気状態の何れか一つまたは複数の状態情報を算出し、当該状態情報を用いて前記被測定者の状態の正常または異常を判定する状態判定手段として機能させる。 Further, according to a seventh aspect of the present invention, the program measures a computer of a monitoring device connected to a body contact member provided with a plurality of electrodes based on an electric signal obtained from the electrodes. One or more state information of any one or more of the tomographic image, the heart rate, and the ventilation state of the above is calculated, and the state information is used to function as a state determination means for determining the normality or abnormality of the state of the subject.

また本発明の第8の態様によれば、プログラムは、複数の曲率センサが設けられた身体当接部材と接続された監視装置のコンピュータを、前記曲率センサから得られた信号に基づいて被測定者の体動、心拍数、換気状態の何れか一つまたは複数の状態情報を算出し、当該状態情報を用いて前記被測定者の状態を判定する状態判定手段として機能させる。 Further, according to an eighth aspect of the present invention, the program measures a computer of a monitoring device connected to a body contact member provided with a plurality of curvature sensors based on a signal obtained from the curvature sensors. One or more of the state information of the person's body movement, heart rate, and ventilation state is calculated, and the state information is used to function as a state determination means for determining the state of the person to be measured.

また本発明の第9の態様によれば、シートベルトは、周期配列される複数の電極と、当該複数の電極と並列して周期配列される複数の曲率センサと、を備える。 Further, according to the ninth aspect of the present invention, the seat belt includes a plurality of electrodes that are periodically arranged, and a plurality of curvature sensors that are periodically arranged in parallel with the plurality of electrodes.

また本発明は上述のシートベルトが、当該シートベルトの利用を検出して運転手監視装置へ利用検出信号を出力する出力部とを備える。 Further, in the present invention, the above-mentioned seat belt includes an output unit that detects the use of the seat belt and outputs a use detection signal to the driver monitoring device.

本発明によれば、被測定者の体の状態をベルトにより簡易に把握することができる。 According to the present invention, the state of the body of the person to be measured can be easily grasped by the belt.

第1の実施形態による運転手監視装置とシートベルトを示す図である。It is a figure which shows the driver monitoring device and a seat belt by 1st Embodiment. 第1の実施形態に係るシートベルトの内部構成を示す第1の図である。It is a 1st figure which shows the internal structure of the seat belt which concerns on 1st Embodiment. 第1の実施形態に係る運転手監視装置の機能構成を示す図である。It is a figure which shows the functional structure of the driver monitoring apparatus which concerns on 1st Embodiment. 第1の実施形態に係るシートベルトと運転手監視装置の構成を説明する図である。It is a figure explaining the structure of the seat belt and the driver monitoring apparatus which concerns on 1st Embodiment. 第1の実施形態による状態判定部が生成した断層画像の例を示す図である。It is a figure which shows the example of the tomographic image generated by the state determination part by 1st Embodiment. 第1の実施形態による曲率センサの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the curvature sensor by 1st Embodiment. 第1の実施形態による歪ゲージの配置例を示す図である。It is a figure which shows the arrangement example of the strain gauge by 1st Embodiment. 第1の実施形態による歪ゲージに接続する信号線と歪ゲージ内の信号線との太さの比較を示す図である。It is a figure which shows the comparison of the thickness of the signal line connected to the strain gauge by 1st Embodiment, and the signal line in a strain gauge. 第1の実施形態によるブリッジと信号変換モジュールとを多対一に接続した接続例を示す図である。It is a figure which shows the connection example which connected the bridge and the signal conversion module in many-to-one according to 1st Embodiment. 第1の実施形態によるシートベルトの一部分の形状の例を示す図である。It is a figure which shows the example of the shape of a part of the seat belt by 1st Embodiment. 第1の実施形態による形状推定部の部分形状推定処理を示す第一の図である。It is the first figure which shows the partial shape estimation process of the shape estimation part by 1st Embodiment. 第1の実施形態による形状推定部の部分形状推定処理を示す第二の図である。It is a 2nd figure which shows the partial shape estimation process of the shape estimation part by 1st Embodiment. 第1の実施形態によるシートベルトの内部構成を示す第2の図である。It is a 2nd figure which shows the internal structure of the seat belt by 1st Embodiment. 第1の実施形態による接触範囲Xを特定する処理の概要を示す図である。It is a figure which shows the outline of the process which specifies the contact range X by 1st Embodiment. 第1の実施形態による運転手監視装置の処理フローを示す第一の図である。It is the first figure which shows the processing flow of the driver monitoring apparatus by 1st Embodiment. 第1の実施形態による運転手監視装置の処理フローを示す第二の図である。It is a 2nd figure which shows the processing flow of the driver monitoring apparatus by 1st Embodiment. 第1の実施形態による運転手監視装置の処理フローを示す第三の図である。FIG. 3 is a third diagram showing a processing flow of the driver monitoring device according to the first embodiment. 第1の実施形態による運転手監視装置の処理フローを示す第四の図である。FIG. 4 is a fourth diagram showing a processing flow of the driver monitoring device according to the first embodiment. 第1の実施形態による運転手監視装置の機能構成を示す第2の図である。FIG. 2 is a second diagram showing a functional configuration of a driver monitoring device according to the first embodiment. 第2の実施形態による監視装置と抑制ベルトを示す図である。It is a figure which shows the monitoring device and the restraint belt by 2nd Embodiment.

<第1の実施形態>
以下、本発明の第1の実施形態による運転手監視装置、運転手監視方法、プログラムを、図面を参照して説明する。
図1は、第1の実施形態による運転手監視装置とシートベルトを示す図である。
図1で示すように運転手監視装置2はシートベルト1に内蔵されているフレキシブル基板に構成された電気回路と通信ケーブル3を介して接続されている。
シートベルト1は一例として周期配列される複数の電極と、当該複数の電極と並列して周期配列される複数の曲率センサとを少なくとも含んだ電気回路を有している。
また運転手監視装置2は、シートベルト1に内蔵された曲率センサを介して取得される曲率データに基づいて、シートベルト1の形状を推定する。運転手監視装置2はそのシートベルト1の形状に基づいて運転手の状態を判定する。
運転手の状態とは、運転手の意識、断層画像、心拍数、換気状態、体動などであってよい。運転手監視装置2はこれらの運転手の状態の何れか一つまたは複数を用いて運転手の状態の正常または異常を判定する。
<First Embodiment>
Hereinafter, the driver monitoring device, the driver monitoring method, and the program according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a diagram showing a driver monitoring device and a seat belt according to the first embodiment.
As shown in FIG. 1, the driver monitoring device 2 is connected to an electric circuit configured on a flexible substrate built in the seat belt 1 via a communication cable 3.
As an example, the seatbelt 1 has an electric circuit including at least a plurality of electrodes periodically arranged and a plurality of curvature sensors periodically arranged in parallel with the plurality of electrodes.
Further, the driver monitoring device 2 estimates the shape of the seatbelt 1 based on the curvature data acquired via the curvature sensor built in the seatbelt 1. The driver monitoring device 2 determines the state of the driver based on the shape of the seat belt 1.
The driver's condition may be the driver's consciousness, tomographic image, heart rate, ventilation condition, body movement, and the like. The driver monitoring device 2 uses any one or more of these driver states to determine whether the driver's state is normal or abnormal.

シートベルト1の内部にはフレキシブル基板14が設けられている。具体的には、シートベルト1を構成する表裏の2枚の重ね合された帯に、フレキシブル基板14が挟み込まれている。
図2は、第1の実施形態に係るシートベルトの内部構成を示す第1の図である。
図2に示すように、シートベルト1は、帯状のフレキシブル基板14上において複数の電極パッド12A〜12Hが等間隔の距離Pで並べて配置(周期配列)される構成となっている。また、同じくフレキシブル基板14上において、当該電極パッド12A〜12Hと並列して複数の曲率センサ150A〜150Hが等間隔の距離Pで周期配列されている。複数の電極パッド12A〜12Hを総称して電極パッド12と呼ぶ。また複数の曲率センサ150A〜150Hを総称して曲率センサ150と呼ぶ。これら電極パッド12と曲率センサ150は図2においてはそれぞれ8個が示されているが、さらに多くの数の電極パッド12や曲率センサ150が備えられてよい。
A flexible substrate 14 is provided inside the seat belt 1. Specifically, the flexible substrate 14 is sandwiched between two overlapping bands on the front and back surfaces forming the seat belt 1.
FIG. 2 is a first diagram showing the internal configuration of the seat belt according to the first embodiment.
As shown in FIG. 2, the seat belt 1 has a configuration in which a plurality of electrode pads 12A to 12H are arranged side by side (periodic arrangement) at equal intervals P on a strip-shaped flexible substrate 14. Further, on the flexible substrate 14, a plurality of curvature sensors 150A to 150H are periodically arranged in parallel with the electrode pads 12A to 12H at equidistant distances P. The plurality of electrode pads 12A to 12H are collectively referred to as electrode pads 12. Further, the plurality of curvature sensors 150A to 150H are collectively referred to as a curvature sensor 150. Although eight electrode pads 12 and eight curvature sensors 150 are shown in FIG. 2, a larger number of electrode pads 12 and curvature sensors 150 may be provided.

各電極パッド12A〜12Hや曲率センサ150は、シートベルト1が運転手の体に巻きつけられた際に、胸部や腹部などの測定対象範囲に位置するようにシートベルト1の内部に設けられている。
シートベルト1は、曲率センサ150A〜150Hそれぞれの歪ゲージを有していてよい。曲率センサ150は2つの歪ゲージを有し、測定箇所毎の一対の歪ゲージを一つのブリッジ回路に接続する2アクティブゲージ法を用いることで、曲率センサ150A〜150Hの温度補正自動化と高感度化、高精度化を実現することができる。
或いは、シートベルト1は、曲率センサ150A〜150Hそれぞれの裏面の同じ位置に、温度センサを有していてもよい。そして運転手監視装置2は、曲率センサ150A〜150Hによって取得される曲率データを、当該温度センサによって取得される温度データに基づいて、曲率データの温度補正を行ってもよい。このようにすることで、曲率センサ150A〜150Hの高感度化、高精度化を実現することができる。
The electrode pads 12A to 12H and the curvature sensor 150 are provided inside the seatbelt 1 so as to be located in the measurement target range such as the chest and abdomen when the seatbelt 1 is wrapped around the driver's body. There is.
The seat belt 1 may have strain gauges for the curvature sensors 150A to 150H, respectively. The curvature sensor 150 has two strain gauges, and by using a two-active gauge method in which a pair of strain gauges for each measurement point are connected to one bridge circuit, the temperature correction of the curvature sensors 150A to 150H is automated and the sensitivity is increased. , High accuracy can be realized.
Alternatively, the seat belt 1 may have a temperature sensor at the same position on the back surface of each of the curvature sensors 150A to 150H. Then, the driver monitoring device 2 may perform temperature correction of the curvature data based on the curvature data acquired by the curvature sensors 150A to 150H based on the temperature data acquired by the temperature sensor. By doing so, it is possible to realize high sensitivity and high accuracy of the curvature sensors 150A to 150H.

また、測定回路11は、運転手監視装置2と、電極パッド12A〜12H及び曲率センサ150A〜150Hと、の電気信号のやり取りを仲介する電気回路である。例えば、測定回路11には、曲率センサ150A〜150Hにおいて出力される電気信号を増幅したり、A/D(Analog/Digital)変換したりする回路が備えられている。 Further, the measurement circuit 11 is an electric circuit that mediates the exchange of electric signals between the driver monitoring device 2, the electrode pads 12A to 12H, and the curvature sensors 150A to 150H. For example, the measurement circuit 11 is provided with a circuit for amplifying an electric signal output by the curvature sensors 150A to 150H and performing A / D (Analog / Digital) conversion.

図3は、第1の実施形態に係る運転手監視装置の機能構成を示す第1の図である。
第1の実施形態に係る運転手監視装置2はコンピュータで構成される。運転手監視装置2カーナビゲーションシステム内に組み込まれてもよい。
FIG. 3 is a first diagram showing a functional configuration of the driver monitoring device according to the first embodiment.
The driver monitoring device 2 according to the first embodiment is composed of a computer. The driver monitoring device 2 may be incorporated in the car navigation system.

図3に示すように、運転手監視装置2は、全体の動作を司るCPU(Central Processing Unit:中央演算装置)200と、EIT測定に使用される測定用プログラム等の実行時においてCPU200のワークエリアとなるRAM(Random Access Memory)210と、各種プログラム及び状態判定部201が取得した断層画像等を記憶する記憶手段としてのHDD(Hard Disk Drive)211と、を備えている。
また、操作入力部212は、例えば操作ボタン、タッチパネル等から構成され、運転手等のオペレータによる各種操作の入力を受け付ける。画像表示部213は、液晶ディスプレイ等であって、EIT測定時において必要な情報や、取得された断層画像等を表示する。
外部インターフェイス214は、外部装置との通信を行うための通信インターフェイスであり、特に本実施形態においては、専用の通信ケーブル3を介してシートベルト1と接続され、シートベルト1から種々の信号を取得する機能部である。
CPU200、RAM210、HDD211、操作入力部212、画像表示部213、外部インターフェイス214は、システムバス215を介して相互に電気的に接続されている。
As shown in FIG. 3, the driver monitoring device 2 includes a CPU (Central Processing Unit) 200 that controls the overall operation and a work area of the CPU 200 when executing a measurement program or the like used for EIT measurement. A RAM (Random Access Memory) 210 and an HDD (Hard Disk Drive) 211 as a storage means for storing various programs and tomographic images acquired by the state determination unit 201 are provided.
Further, the operation input unit 212 is composed of, for example, an operation button, a touch panel, or the like, and receives input of various operations by an operator such as a driver. The image display unit 213 is a liquid crystal display or the like, and displays information necessary for EIT measurement, an acquired tomographic image, or the like.
The external interface 214 is a communication interface for communicating with an external device. In particular, in the present embodiment, the external interface 214 is connected to the seat belt 1 via a dedicated communication cable 3 and acquires various signals from the seat belt 1. It is a functional part to be used.
The CPU 200, RAM 210, HDD 211, operation input unit 212, image display unit 213, and external interface 214 are electrically connected to each other via the system bus 215.

図3に示すように、CPU200は、シートベルト1が使用されている状態において所定の測定用プログラム実行し、その実行時において、状態判定部201、形状推定部202としての機能を発揮する。
状態判定部201は、複数の電極パッド12A〜12Hへの通電、及び、当該電極パッド12A〜12H間に生じる電圧信号の取得をしながら、測定対象部Xの断層画像を取得する。
また、形状推定部202は、曲率センサ150A〜150Hを介して取得される曲率データに基づいて、シートベルト1の形状を推定する。
As shown in FIG. 3, the CPU 200 executes a predetermined measurement program in a state where the seatbelt 1 is used, and at the time of execution, functions as a state determination unit 201 and a shape estimation unit 202.
The state determination unit 201 acquires a tomographic image of the measurement target unit X while energizing the plurality of electrode pads 12A to 12H and acquiring voltage signals generated between the electrode pads 12A to 12H.
Further, the shape estimation unit 202 estimates the shape of the seat belt 1 based on the curvature data acquired via the curvature sensors 150A to 150H.

図4は、本実施形態に係るシートベルトと運転手監視装置の構成を説明する図である。
以下、図4、図5を参照しながら、状態判定部201の機能について説明する。図4に示すように、電極パッド12A〜12Hの間には電流源Iと電圧計Vがそれぞれ接続される。状態判定部201は、この電流源Iと電圧計Vを制御する機能を有している。
FIG. 4 is a diagram illustrating a configuration of a seat belt and a driver monitoring device according to the present embodiment.
Hereinafter, the function of the state determination unit 201 will be described with reference to FIGS. 4 and 5. As shown in FIG. 4, a current source I and a voltmeter V are connected between the electrode pads 12A to 12H, respectively. The state determination unit 201 has a function of controlling the current source I and the voltmeter V.

状態判定部201は、電流源Iを介して、電極パッド12A〜12Hのうちの一対の電極パッドの間(例えば、電極パッド12Aと電極パッド12Bの間)に所定の微弱電流を流す制御を行う。状態判定部201は、一対の電極パッドに微弱電流を流す間に、電圧計Vを介して、他の電極パッド(電極パッド12C〜12H)の各々の間に生じる電位差を測定する。電流を流す電極パッドを12Bと12C、12Cと12D、・・・と順次変更して繰り返し電位差を測定することで、測定対象部Xの断層における抵抗率分布を取得することができる。 The state determination unit 201 controls to flow a predetermined weak current between the pair of electrode pads (for example, between the electrode pads 12A and the electrode pads 12B) among the electrode pads 12A to 12H via the current source I. .. The state determination unit 201 measures the potential difference generated between each of the other electrode pads (electrode pads 12C to 12H) via the voltmeter V while passing a weak current through the pair of electrode pads. By sequentially changing the electrode pads through which the current flows to 12B and 12C, 12C and 12D, ..., And repeatedly measuring the potential difference, the resistivity distribution in the fault of the measurement target portion X can be obtained.

状態判定部201は、上記のようにして取得した測定対象とした断層面における抵抗率分布を基に、例えば、一般的な逆投影法を用いて断層画像を生成する。状態判定部201は、生成した断層画像を画像表示部213に表示させることで、運転手や救急隊などに断層画像を視認させる。なお状態判定部201においてEITを用いた断層画像を生成する手法は公知の技術が用いられてよい。
図4には電流源Iと電圧計Vをそれぞれ異なる電極パッド12の間に設けられた状況を示しているが、各電極パッド12間に電流源Iと電圧計Vは設けられてよい。各電極パッド12間の電流値や電圧値の測定には4電極法を用いてもよいし、2電極法を用いてもよい。また電極パッド12にはどのような構造の電極パッド12を適用してもよい。
The state determination unit 201 generates a tomographic image using, for example, a general back projection method based on the resistivity distribution on the tomographic surface as the measurement target acquired as described above. The state determination unit 201 causes the driver, the ambulance crew, and the like to visually recognize the tomographic image by displaying the generated tomographic image on the image display unit 213. A known technique may be used as a method for generating a tomographic image using EIT in the state determination unit 201.
FIG. 4 shows a situation in which the current source I and the voltmeter V are provided between different electrode pads 12, but the current source I and the voltmeter V may be provided between the electrode pads 12. The 4-electrode method may be used or the 2-electrode method may be used for measuring the current value and the voltage value between the electrode pads 12. Further, the electrode pad 12 having any structure may be applied to the electrode pad 12.

図5は状態判定部が生成した断層画像の例を示す図である。
図5は、状態判定部201によって取得された測定対象者の胸部における断層画像であり、電気インピーダンスが高い領域ほど濃い色合いで示している。図5によれば、空気の存在によって電気インピーダンスが高く測定される肺野が、左右に存在している様子を知ることができる。
状態判定部201が断層画像を生成する手法としては、上述した逆投影法の他に有限要素法(Finite Element Method:FEM)を用いる手法、または、有限要素法と逆投影法を組み合わせる手法が考えられる。逆投影法を用いた場合、状態判定部201は、ある状態を基準とした相対的な変化のみしか画像化することができないが、有限要素法を用いることで、断層面における絶対的な電気抵抗率[Ωm]に基づいた断層画像を形成することができる。
FIG. 5 is a diagram showing an example of a tomographic image generated by the state determination unit.
FIG. 5 is a tomographic image of the chest of the measurement subject acquired by the state determination unit 201, and is shown in a darker shade in a region having a higher electrical impedance. According to FIG. 5, it can be seen that the lung fields, whose electrical impedance is measured to be high due to the presence of air, exist on the left and right.
As a method for the state determination unit 201 to generate a tomographic image, a method using a finite element method (FEM) in addition to the above-mentioned back projection method, or a method combining a finite element method and a back projection method can be considered. Be done. When the back projection method is used, the state determination unit 201 can image only relative changes based on a certain state, but by using the finite element method, the absolute electrical resistance at the tomographic surface A tomographic image based on the resistivity [Ωm] can be formed.

図6は曲率センサの構成を示す図である。
曲率センサ150は、曲率センサ150が配置された位置におけるシートベルト1の曲率を測定する。図6に示すように、曲率センサ150は、抵抗152−1,152−2と、歪ゲージ153−1,153−2とを組み合わせたブリッジ(ホイートストンブリッジ)151と、アンプ156とを含んで構成される。ブリッジ151は、曲率の測定時に電源部111から直流電圧の印加を受ける。電源部111からの電流は、ブリッジ151を通ってグラウンド(ゼロ電位点)へ流れる。
FIG. 6 is a diagram showing the configuration of the curvature sensor.
The curvature sensor 150 measures the curvature of the seat belt 1 at the position where the curvature sensor 150 is arranged. As shown in FIG. 6, the curvature sensor 150 includes a bridge (Wheatstone bridge) 151 in which resistors 152-1 and 152-2 are combined with strain gauges 153-1 and 153-2, and an amplifier 156. Will be done. The bridge 151 receives a DC voltage from the power supply unit 111 when measuring the curvature. The current from the power supply unit 111 flows to the ground (zero potential point) through the bridge 151.

曲率センサ150の出力は、A/D変換器(アナログ−デジタル変換器)157と、シリアル通信回路114とを介して運転手監視装置2に送信される。
以下、抵抗152−1と152−2とを総称して抵抗152と表記する。また、歪ゲージ153−1と153−2とを総称して歪ゲージ153と表記する。
図6で示す各回路の機能はフレキシブル基板14にプリント印刷されていてよい。
The output of the curvature sensor 150 is transmitted to the driver monitoring device 2 via the A / D converter (analog-digital converter) 157 and the serial communication circuit 114.
Hereinafter, the resistors 152-1 and 152-2 are collectively referred to as the resistor 152. Further, the strain gauges 153-1 and 153-2 are collectively referred to as a strain gauge 153.
The functions of the circuits shown in FIG. 6 may be printed on the flexible substrate 14.

図7は歪ゲージの配置例を示す図である。
同図は、シートベルト1を横からみた断面の例を示しており、矢印B11はシートベルト1の長手方向を示している。
歪ゲージ153はいずれも、歪(ひずみ)を検出する方向がシートベルト1の長手方向に一致する向きに配置されている。また、図7に示すように、歪ゲージ153−1と152−2とはフレキシブル基板14を挟んで配置されている。例えば、歪ゲージ153−1がフレキシブル基板14から見てシートベルト1の表面帯41側に配置され、歪ゲージ153−2がフレキシブル基板14から見てシートベルト1の裏面帯42側に配置されている。
FIG. 7 is a diagram showing an arrangement example of strain gauges.
The figure shows an example of a cross section of the seat belt 1 viewed from the side, and the arrow B11 indicates the longitudinal direction of the seat belt 1.
All of the strain gauges 153 are arranged so that the direction in which the strain (strain) is detected coincides with the longitudinal direction of the seat belt 1. Further, as shown in FIG. 7, the strain gauges 153-1 and 152-2 are arranged so as to sandwich the flexible substrate 14. For example, the strain gauge 153-1 is arranged on the front surface band 41 side of the seat belt 1 when viewed from the flexible substrate 14, and the strain gauge 153-2 is arranged on the back surface band 42 side of the seat belt 1 when viewed from the flexible substrate 14. There is.

この配置により、フレキシブル基板14が曲がった際、歪ゲージ153−1のインピーダンスと歪ゲージ153−2のインピーダンスとに差が生じる。運転手がシートベルト1を装着してフレキシブル基板14がシートベルト1の表面側に凸、裏面側に凹に曲がった場合、シートベルト1の表面側に配置されている歪ゲージ153−1は伸びてインピーダンスが大きくなる。一方、シートベルト1の裏面側に配置されている歪ゲージ153−2は縮んでインピーダンスが小さくなる。 Due to this arrangement, when the flexible substrate 14 is bent, there is a difference between the impedance of the strain gauge 153-1 and the impedance of the strain gauge 153-2. When the driver wears the seatbelt 1 and the flexible substrate 14 bends convexly toward the front surface side of the seatbelt 1 and concavely toward the back surface side, the strain gauge 153-1 arranged on the front surface side of the seatbelt 1 extends. The impedance becomes large. On the other hand, the strain gauge 153-2 arranged on the back surface side of the seat belt 1 shrinks to reduce the impedance.

このインピーダンスの差により、図6中の点P11と点P12との間に電圧(電位差)が生じる。点P11と点P12との間の電圧の大きさは、歪ゲージ153のシートベルト1における配置位置(曲率センサ150の配置位置)におけるシートベルト1の曲げの大きさを示している。
アンプ156は、点P11と点P12との間の電圧を、歪ゲージ153の設置位置におけるシートベルト1の曲率に変換する。具体的には、点P11と点P12との間の電圧とシートベルト1の曲率との関係を示す較正曲線が予め得られており、アンプ156は、点P11と点P12との間の電圧をこの較正曲線に従って増幅するよう設定されている。
Due to this impedance difference, a voltage (potential difference) is generated between the points P11 and P12 in FIG. The magnitude of the voltage between the points P11 and P12 indicates the magnitude of bending of the seatbelt 1 at the arrangement position of the strain gauge 153 on the seatbelt 1 (the arrangement position of the curvature sensor 150).
The amplifier 156 converts the voltage between the points P11 and P12 into the curvature of the seatbelt 1 at the installation position of the strain gauge 153. Specifically, a calibration curve showing the relationship between the voltage between the points P11 and P12 and the curvature of the seatbelt 1 is obtained in advance, and the amplifier 156 sets the voltage between the points P11 and P12. It is set to amplify according to this calibration curve.

なお、ブリッジ151が、歪ゲージ153を1つだけ備えるようにしてもよい。具体的には、ブリッジ151が、歪ゲージ153−1及び153−2のうちいずれか一方に代えて抵抗を備えるようにしてもよい。この場合の抵抗として、歪ゲージ153が曲げられていないときの抵抗値と同じ抵抗値を示すものを用いる。
一方、図6のようにブリッジ151が1つの歪ゲージ153を備えることで、ブリッジ151が歪ゲージ153を1つだけ備える場合よりも点P11と点P12との間の電圧差が大きくなり、曲率センサ150の精度が向上する。また、ブリッジ151が1つの歪ゲージ153を備えることで、ブリッジ151が歪ゲージ153を1つだけ備える場合よりも温度変化の影響を受けにくい。
The bridge 151 may be provided with only one strain gauge 153. Specifically, the bridge 151 may be provided with a resistor instead of any one of the strain gauges 153-1 and 153-2. As the resistance in this case, a resistance value that is the same as the resistance value when the strain gauge 153 is not bent is used.
On the other hand, when the bridge 151 is provided with one strain gauge 153 as shown in FIG. 6, the voltage difference between the points P11 and P12 is larger than that when the bridge 151 is provided with only one strain gauge 153, and the curvature is increased. The accuracy of the sensor 150 is improved. Further, since the bridge 151 is provided with one strain gauge 153, it is less susceptible to temperature changes than when the bridge 151 is provided with only one strain gauge 153.

なお、歪ゲージ153内の配線を細くし、歪ゲージ153に接続する配線を太くしておく。これにより、曲率センサ150の精度を向上させることができる。この点について図8を参照して説明する。
図8は歪ゲージに接続する信号線と歪ゲージ内の信号線との太さの比較を示す図である。
同図では、歪ゲージ153内の配線W11と、歪ゲージ153に接続されている配線W12とが示されている。
The wiring inside the strain gauge 153 is thinned, and the wiring connected to the strain gauge 153 is thickened. Thereby, the accuracy of the curvature sensor 150 can be improved. This point will be described with reference to FIG.
FIG. 8 is a diagram showing a comparison of the thickness of the signal line connected to the strain gauge and the signal line in the strain gauge.
In the figure, the wiring W11 in the strain gauge 153 and the wiring W12 connected to the strain gauge 153 are shown.

歪ゲージ153が曲げられると配線W11の長さ又は幅、或いはそれら両方が変化することで、歪ゲージ153のインピーダンスが変化する。歪ゲージ153は、このインピーダンスの変化で曲げの大きさを示す。
歪ゲージ153のインピーダンスが変化し易くするために、配線W11の幅を狭くする(配線W11を細くする)。これにより、歪ゲージ153が曲げられて配線W11の幅が変化したときに、元の幅からの変化の割合が大きくなる。
When the strain gauge 153 is bent, the length and / or width of the wiring W11 changes, so that the impedance of the strain gauge 153 changes. The strain gauge 153 indicates the magnitude of bending by this change in impedance.
The width of the wiring W11 is narrowed (the wiring W11 is narrowed) so that the impedance of the strain gauge 153 can be easily changed. As a result, when the strain gauge 153 is bent and the width of the wiring W11 changes, the rate of change from the original width increases.

一方、歪ゲージ153のインピーダンスを精度よく測定するためには、歪ゲージ153とインピーダンスを検出する回路(図6の例ではアンプ156)との間の抵抗が小さいことが好ましい。そこで、配線W12の幅を広くする(配線W12を太くする)。
このように、歪ゲージ153内の配線を細くし、歪ゲージ153に接続する配線を太くすることで、曲率センサ150の精度を向上させることができる。
On the other hand, in order to measure the impedance of the strain gauge 153 with high accuracy, it is preferable that the resistance between the strain gauge 153 and the circuit for detecting the impedance (amplifier 156 in the example of FIG. 6) is small. Therefore, the width of the wiring W12 is widened (the wiring W12 is thickened).
In this way, the accuracy of the curvature sensor 150 can be improved by thinning the wiring in the strain gauge 153 and thickening the wiring connected to the strain gauge 153.

A/D変換器157は、アンプ156が出力するアナログ信号(例えば、曲率に比例した電圧値)をデジタル信号に変換する。
シリアル通信回路114は、A/D変換器157が出力するデジタル信号をシリアル通信にて運転手監視装置2に送信する。これにより、シリアル通信回路114は、A/D変換器157が出力するデジタル信号を運転手監視装置2に送信する。シリアル通信回路114は、例えば曲率センサ150毎に設けられており、第一シリアル通信部110は、これらのシリアル通信回路114を含んで構成される。
The A / D converter 157 converts an analog signal (for example, a voltage value proportional to the curvature) output by the amplifier 156 into a digital signal.
The serial communication circuit 114 transmits the digital signal output by the A / D converter 157 to the driver monitoring device 2 by serial communication. As a result, the serial communication circuit 114 transmits the digital signal output by the A / D converter 157 to the driver monitoring device 2. The serial communication circuit 114 is provided for each curvature sensor 150, for example, and the first serial communication unit 110 includes these serial communication circuits 114.

シリアル通信回路114の通信方式として、例えばSPI(Serial Peripheral Interface)又はI2C(Inter-Integrated Circuit)(I2Cは登録商標)など、いろいろなシリアル通信方式を用いることができる。
シリアル通信回路114がシリアル通信を行うことで、曲率センサ150によるセンサ値を、3〜5本程度の少ない本数の配線で通信することができる。多数の配線が不要なことで、シートベルトを構成する帯が幅広または厚くなるなどシートベルト1の大型化を避けることができる。
As the communication method of the serial communication circuit 114, various serial communication methods such as SPI (Serial Peripheral Interface) or I2C (Inter-Integrated Circuit) (I2C is a registered trademark) can be used.
When the serial communication circuit 114 performs serial communication, the sensor value by the curvature sensor 150 can be communicated with a small number of wires of about 3 to 5. Since a large number of wires are not required, it is possible to avoid an increase in the size of the seat belt 1 such that the band constituting the seat belt becomes wider or thicker.

以下、アンプ156と、A/D変換器157と、シリアル通信回路114との組み合わせを信号変換モジュール181と称する。信号変換モジュール181は、ブリッジ151によるアナログ信号(点P11と点P12との間の電圧)を、曲率を示すデジタル信号に変換し、さらに、シリアル通信の規格に応じたデジタル信号に変換する。
ここで、信号変換モジュール181を1つのICチップに構成する、あるいは、信号変換モジュール181を1つの基板にて構成するなど、信号変換モジュール181を1つに纏めた構成にする。これにより、曲率センサ150毎(曲率センサ150のブリッジ151)毎に信号変換モジュール181を設計する必要がない。この点で、シートベルト1を設計する際、信号変換モジュール181を比較的容易に配置することができる。
Hereinafter, the combination of the amplifier 156, the A / D converter 157, and the serial communication circuit 114 is referred to as a signal conversion module 181. The signal conversion module 181 converts the analog signal (voltage between the points P11 and P12) formed by the bridge 151 into a digital signal showing the curvature, and further converts the analog signal into a digital signal according to the serial communication standard.
Here, the signal conversion module 181 is configured as one IC chip, or the signal conversion module 181 is configured as one substrate, and the signal conversion module 181 is integrated into one. As a result, it is not necessary to design the signal conversion module 181 for each curvature sensor 150 (bridge 151 of the curvature sensor 150). In this respect, the signal conversion module 181 can be arranged relatively easily when designing the seat belt 1.

なお、1つの信号変換モジュール181が、複数のブリッジ151による曲率を送信するようにしてもよい。
図9はブリッジと信号変換モジュールとを多対一に接続した接続例を示す図である。
同図の例では、4つのブリッジ151は、マルチプレクサ182を介して信号変換モジュールに接続されている。
Note that one signal conversion module 181 may transmit the curvatures of the plurality of bridges 151.
FIG. 9 is a diagram showing a connection example in which the bridge and the signal conversion module are connected in a many-to-one manner.
In the example of the figure, the four bridges 151 are connected to the signal conversion module via a multiplexer 182.

マルチプレクサ182は、信号変換モジュール181と接続するブリッジ151を時分割で切り替える。信号変換モジュール181は、マルチプレクサ182を介して接続されているブリッジ151の電圧(図6の点P11と点P12との間の電圧)を、曲率を示すデジタル信号に変換してシリアル通信にて送信する。これにより、比較的少ない数の信号変換モジュールにて曲率を送信することができる。 The multiplexer 182 switches the bridge 151 connected to the signal conversion module 181 in a time division manner. The signal conversion module 181 converts the voltage of the bridge 151 (voltage between the points P11 and P12 in FIG. 6) connected via the multiplexer 182 into a digital signal showing curvature and transmits it by serial communication. To do. As a result, the curvature can be transmitted by a relatively small number of signal conversion modules.

一方、ブリッジ151と信号変換モジュールとを一対一に配置する場合、信号変換モジュール181をブリッジ151の近くに配置する。これにより、信号変換モジュール181が取得する信号(ブリッジ151における電圧)のS/N比(Signal To Noise Ratio)の低下を防止することができる。この点で、曲率センサ150は高精度に曲率を測定することができる。 On the other hand, when the bridge 151 and the signal conversion module are arranged one-to-one, the signal conversion module 181 is arranged near the bridge 151. As a result, it is possible to prevent a decrease in the S / N ratio (Signal To Noise Ratio) of the signal (voltage at the bridge 151) acquired by the signal conversion module 181. At this point, the curvature sensor 150 can measure the curvature with high accuracy.

また、ブリッジ151と信号変換モジュール181とを一対一に配置する場合、ブリッジ151と信号変換モジュール181とのいずれの組み合わせでも、ブリッジ151と信号変換モジュール181との間の配線の長さを同じに揃える。これにより、ブリッジ151と信号変換モジュール181との組み合わせ毎の曲率の測定精度のばらつきを低減させることができる。信号変換モジュール181は測定回路11に内蔵されてよい。 Further, when the bridge 151 and the signal conversion module 181 are arranged one-to-one, the length of the wiring between the bridge 151 and the signal conversion module 181 is the same regardless of the combination of the bridge 151 and the signal conversion module 181. Align. As a result, it is possible to reduce variations in the measurement accuracy of the curvature for each combination of the bridge 151 and the signal conversion module 181. The signal conversion module 181 may be built in the measurement circuit 11.

形状推定部202は、曲率センサ150等の測定結果を用いてシートベルト1における測定対象(胸部や腹部)の接触(近接)範囲Xを検出し、シートベルト形状を推定する。
形状推定部202は、測定回路11とシリアル通信にて通信を行う。特に、形状推定部202は、曲率の測定値など測定回路11が送信する各種データを受信する。
形状推定部202は、接触範囲Xの検出及びシートベルト形状の推定を開始するか否かを決定する。具体的には、形状推定部202は、測定対象に対するシートベルトの接触範囲Xの検出及びシートベルト形状の推定の処理の開始条件が成立しているか否かを判定する。運転手監視装置2は、例えばシートベルト1を係合するバックルに設けられたスイッチがONになっている場合には開始条件が成立していると判定し、状態判定部201や形状推定部202に通知する。バックルに設けられたスイッチは、シートベルトが利用される際にシートベルトに設けられた金具プレートとバックルとが係合された際にONとなるような構造となっていてよい。開始条件が成立したと判定することで、状態判定部201や形状推定部202は処理を開始する。
The shape estimation unit 202 detects the contact (proximity) range X of the measurement target (chest or abdomen) on the seatbelt 1 by using the measurement result of the curvature sensor 150 or the like, and estimates the seatbelt shape.
The shape estimation unit 202 communicates with the measurement circuit 11 by serial communication. In particular, the shape estimation unit 202 receives various data transmitted by the measurement circuit 11 such as a measured value of curvature.
The shape estimation unit 202 determines whether or not to start detecting the contact range X and estimating the seatbelt shape. Specifically, the shape estimation unit 202 determines whether or not the conditions for starting the processing of detecting the contact range X of the seatbelt with respect to the measurement target and estimating the seatbelt shape are satisfied. The driver monitoring device 2 determines that the start condition is satisfied when, for example, the switch provided on the buckle that engages the seatbelt 1 is ON, and determines that the start condition is satisfied, and the state determination unit 201 and the shape estimation unit 202. Notify to. The switch provided on the buckle may have a structure that turns ON when the metal fitting plate provided on the seat belt and the buckle are engaged when the seat belt is used. When it is determined that the start condition is satisfied, the state determination unit 201 and the shape estimation unit 202 start the process.

形状推定部202は、開始条件が成立したと判定すると、曲率センサ150のセンサ値(曲率センサ150が検出した曲率)に基づいて測定対象に対するシートベルトの接触範囲Xのシートベルト形状を推定する。
図10〜図12を参照して形状推定部202が行う形状推定処理について説明する。
When the shape estimation unit 202 determines that the start condition is satisfied, the shape estimation unit 202 estimates the seatbelt shape of the seatbelt contact range X with respect to the measurement target based on the sensor value of the curvature sensor 150 (curvature detected by the curvature sensor 150).
The shape estimation process performed by the shape estimation unit 202 will be described with reference to FIGS. 10 to 12.

図10はシートベルトの一部分の形状の例を示す図である。
同図は、フレキシブル基板14及びフレキシブル基板14に設けられた複数の曲率センサ150が曲がった状態を示す。フレキシブル基板14の部分形状は、シートベルト1の部分形状(帯部の部分形状)と見做すことができる。ここでは、曲率センサ150を曲率センサ150−1、曲率センサ150−2、曲率センサ150−3、・・・と表記して区別する。
FIG. 10 is a diagram showing an example of the shape of a part of the seat belt.
The figure shows a state in which the flexible substrate 14 and the plurality of curvature sensors 150 provided on the flexible substrate 14 are bent. The partial shape of the flexible substrate 14 can be regarded as the partial shape of the seat belt 1 (partial shape of the band portion). Here, the curvature sensor 150 is referred to as a curvature sensor 150-1, a curvature sensor 150-2, a curvature sensor 150-3, and so on.

図10の例では、曲率センサ150が等間隔(距離dの間隔)で配置されている。曲率センサ150の各々を中心として距離dの範囲を想定し、これらの範囲の端を点P0、P1、P2、P3、・・・で示している。部分形状推定部241は、これらの範囲の各々を、曲率センサ150が示す曲率の円弧で近似して部分形状を求める。
また、曲率センサ150−1の曲率がC1、曲率センサ150−2の曲率がC2、曲率センサ150−3の曲率がC3であるとする。
In the example of FIG. 10, the curvature sensors 150 are arranged at equal intervals (distance d intervals). Ranges of distance d are assumed centered on each of the curvature sensors 150, and the ends of these ranges are indicated by points P0, P1, P2, P3, .... The partial shape estimation unit 241 approximates each of these ranges with an arc of curvature indicated by the curvature sensor 150 to obtain the partial shape.
Further, it is assumed that the curvature of the curvature sensor 150-1 is C1, the curvature of the curvature sensor 150-2 is C2, and the curvature of the curvature sensor 150-3 is C3.

図11は形状推定部の部分形状推定処理を示す第一の図である。
図11は原点Oを基準とする座標系において、曲率センサ150−1と、曲率センサ150−1を中心とする距離dの範囲の一方の端(点P0)、他方の端(点P)を示している。距離dの値は既知の値であり、形状推定部202は、曲率センサ150aが測定する曲率Cを取得する。形状推定部202は式(1)に基づいて曲率Cより曲率半径Rを算出する。
FIG. 11 is a first diagram showing a partial shape estimation process of the shape estimation unit.
11 in the coordinate system relative to the origin O, a curvature sensor 150-1, one end of the range of the distance d around the curvature sensor 150-1 (point P0), the other end (point P 1) Is shown. The value of the distance d is a known value, shape estimation unit 202 obtains a curvature C 1, which curvature sensor 150a measures. Shape estimation unit 202 calculates the radius of curvature R 1 than the curvature C 1 based on equation (1).

式(1)一般式であり、式(1)においてCは曲率を示し、Rは曲率半径を示す。
曲率半径Rと、曲率Cとに基づいて、形状推定部202は、曲率センサ150−1を中心とする距離dの範囲を近似する円弧の中心角(この円弧を有する扇形状の中心角)θを式(2)により算出する。
Equation (1) is a general equation. In equation (1), C indicates a curvature and R indicates a radius of curvature.
Based on the radius of curvature R 1 and the curvature C 1 , the shape estimation unit 202 uses the central angle of an arc that approximates the range of the distance d centered on the curvature sensor 150-1 (the central angle of the fan shape having this arc). ) Θ 1 is calculated by Eq. (2).

式(2)は一般式であり、式(2)においてθは中心角を示し、Cは曲率を示す。また、距離dは円弧の長さを示している。当該扇形状の中心点をOと呼ぶ。形状推定部202は、扇形状の中心点Oの座標と、点Pの座標と、中心角θとを用いて式(3)により曲率センサ150−1を中心とする距離dの範囲の点Pと異なる方の端の点Pの座標を算出する。 Equation (2) is a general equation. In equation (2), θ indicates the central angle and C indicates the curvature. Further, the distance d indicates the length of the arc. The center point of the fan shape is referred to as O 1. The shape estimation unit 202 uses the coordinates of the center point O 1 of the fan shape, the coordinates of the point P 0 , and the center angle θ 1 to obtain a range of the distance d centered on the curvature sensor 150-1 according to the equation (3). It calculates a point P 0 with a different direction of coordinate point P 1 at the end of.

ここで、P、P、Oは、それぞれ点P、点P、中心点Oの座標を示す列ベクトルである。
なお扇形状の中心点Oの座標は、座標系の原点Oと点Pと、曲率半径Rの値とから算出することができる。また曲率センサ150−i(iはi≧0の整数)に隣接する曲率センサ150−(i+1)を中心とする距離dの範囲を近似する円弧の中心点(この円弧を有する扇形状の中心点)Oi+1の座標は、式(4)により算出することができる。
Here, P 0 , P 1 , and O 1 are column vectors indicating the coordinates of the point P 0 , the point P 1 , and the center point O 1 , respectively.
The coordinates of the center point O 1 of the fan shape can be calculated from the origin O and the point P 0 of the coordinate system and the value of the radius of curvature R 1 . Further, the center point of an arc (the center point of the fan shape having this arc) that approximates the range of the distance d centered on the curvature sensor 150- (i + 1) adjacent to the curvature sensor 150-i (i is an integer of i ≧ 0). ) The coordinates of O i + 1 can be calculated by the equation (4).

式(4)においてOi+1、P、Oは、それぞれ中心点Oi+1、点P、中心点Oの座標を示す列ベクトルである。また、R、Ri+1は、それぞれ曲率C、Ci+1から式(1)で求まる曲率半径である。
曲率センサ150−iを中心とする距離dの範囲を近似する円弧の一端の点をPi−1とした場合、この円弧の他端の点Pは式(5)により算出することができる。
In the equation (4), O i + 1 , P i , and O i are column vectors indicating the coordinates of the center point O i + 1 , the point P i , and the center point O i , respectively. Further, R i and R i + 1 are radii of curvature obtained from the curvatures C i and C i + 1 , respectively, by the equation (1).
If the point of the arc of the end to approximate the range of the distance d around the curvature sensor 0.99-i was P i-1, P i point of the arc of the other end can be calculated by the equation (5) ..

式(5)においてPi−1は、点Pi−1の座標を示す列ベクトルである。また、θは、曲率センサ150−iを中心とする距離dの範囲を近似する円弧の中心角(この円弧を有する扇形状の中心角)を示す。 In equation (5), P i-1 is a matrix vector indicating the coordinates of the point P i-1 . Further, θ i indicates the central angle of an arc (the central angle of the fan shape having this arc) that approximates the range of the distance d centered on the curvature sensor 150-i.

図12は形状推定部の部分形状推定処理を示す第二の図である。
図12は図11で示す処理を繰り返した場合の例を示している。上述したように、形状推定部202は、曲率センサ150−iが測定した曲率C及び距離d(円弧の長さ)に基づいて、点Pi−1の座標から点Pの座標を算出することができる。なお部分形状推定の最初の処理において点Pは座標系において任意に設定した座標であってよい。
形状推定部202は、点P、P、P、・・・の座標を順に算出する。これにより、形状推定部202はシートベルト1のうち曲率センサ150が配置された部分(曲率センサ150と曲率センサ150との間の部分も含む)の形状を連続する円弧で近似して推定することができる。
FIG. 12 is a second diagram showing a partial shape estimation process of the shape estimation unit.
FIG. 12 shows an example when the process shown in FIG. 11 is repeated. As described above, the shape estimation unit 202, based on the curvature the curvature sensor 0.99-i was measured C i and the distance d (the length of the arc), calculates the coordinates of the point P i from the point P i-1 of the coordinates can do. In the first process of partial shape estimation, the point P 0 may be a coordinate arbitrarily set in the coordinate system.
The shape estimation unit 202 calculates the coordinates of the points P 1 , P 2 , P 3 , ... In order. As a result, the shape estimation unit 202 approximates the shape of the portion of the seat belt 1 in which the curvature sensor 150 is arranged (including the portion between the curvature sensor 150 and the curvature sensor 150) with a continuous arc to estimate. Can be done.

形状推定部202はシートベルト1に設けられた複数の曲率センサ150から得た曲率等の情報によって上述のように曲率センサ150が配置された部分の形状を連続する円弧で近似して推定し、これによりシートベルト1の全体または測定対象に対するシートベルトの接触範囲Xの立体形状を算出する。運転手監視装置2は異なる人の体型に応じた胸部や腹部におけるシートベルトの複数の立体形状の3Dモデリングデータを予めHDD211などの記憶部に記憶しておく。この場合、形状推定部202は算出したシートベルト1の全体の立体形状と、複数の複数の立体形状と人の体型に応じたシートベルトの複数の立体形状の3Dモデリングデータを比較する。形状推定部202は現在の運転手の立体形状に類似する3Dモデリングデータを特定する。形状推定部202は特定した3Dモデリングデータに紐づいて記憶部に記録されているシートベルト1における接触範囲Xを特定する。このシートベルト1の範囲Xの情報は、人の体型に応じて異なっており、人の体型に応じたシートベルト1装着時の測定対象に対するシートベルトの接触範囲Xを示す。体型に応じて体の胸部や腹部に接するシートベルト1の範囲が異なる為、運転手監視装置2は人の体型に応じた装着時のシートベルトの接触範囲Xの情報を記憶している。なお、運転手監視装置2はシート(座席)4の設定位置と、人の体型の組み合わせに応じた装着時のシートベルトの接触範囲Xの情報を記憶してもよい。そして形状推定部202は、現在のシート4の設定位置をシート4等に設けられた位置検出装置から検出して、そのシートの設置位置の情報に紐づいて記憶部に記録されているシートベルト1の複数の立体形状の3Dモデリングデータを取得して、そのデータと、算出した現在のシートベルト1の立体形状とを比較してもよい。 The shape estimation unit 202 estimates by approximating the shape of the portion where the curvature sensor 150 is arranged as described above with a continuous arc based on information such as curvature obtained from a plurality of curvature sensors 150 provided on the seat belt 1. As a result, the three-dimensional shape of the seatbelt contact range X with respect to the entire seatbelt 1 or the measurement target is calculated. The driver monitoring device 2 stores in advance 3D modeling data of a plurality of three-dimensional shapes of seat belts in the chest and abdomen according to different human body shapes in a storage unit such as HDD 211. In this case, the shape estimation unit 202 compares the calculated overall three-dimensional shape of the seatbelt 1 with the three-dimensional modeling data of the plurality of three-dimensional shapes and the plurality of three-dimensional shapes of the seatbelt according to the human body shape. The shape estimation unit 202 identifies 3D modeling data similar to the three-dimensional shape of the current driver. The shape estimation unit 202 specifies the contact range X in the seat belt 1 recorded in the storage unit in association with the specified 3D modeling data. The information on the range X of the seatbelt 1 differs depending on the body shape of the person, and indicates the contact range X of the seatbelt with respect to the measurement target when the seatbelt 1 is worn according to the body shape of the person. Since the range of the seatbelt 1 in contact with the chest and abdomen of the body differs depending on the body shape, the driver monitoring device 2 stores information on the contact range X of the seatbelt when worn according to the human body shape. The driver monitoring device 2 may store information on the set position of the seat (seat) 4 and the contact range X of the seat belt when worn according to the combination of the human body shape. Then, the shape estimation unit 202 detects the current set position of the seat 4 from the position detection device provided on the seat 4 or the like, and the seat belt is recorded in the storage unit in association with the information on the installation position of the seat. 3D modeling data of a plurality of three-dimensional shapes of 1 may be acquired, and the data may be compared with the calculated three-dimensional shape of the current seatbelt 1.

形状推定部202は特定したシートベルト1における接触範囲Xの情報を状態判定部201に出力する。状態判定部201は接触範囲Xの情報に基づいて、その範囲に含まれる電極パッド12を特定する。状態判定部201は特定した電極パッド12を、動作させる電極パッド12と決定する。状態判定部201は、特定した複数の電極パッド12への通電、及び、当該電極パッド12のうちの2つの間に生じる電圧信号の取得をしながら、測定対象部Xの断層画像を生成してもよい。運転手監視装置2は人の体型やシート4の設定位置に基づいて電極パッド12を特定するため、シートベルトに設けられた全ての電極パッド12を通電する必要がなくなる。運転手監視装置2は、シート4の設定位置はシート4の背の角度や、シート4の座面の前後位置など多数の設定位置があり、これら設定位置に応じたシートベルト1の複数の立体形状の3Dモデリングデータを記憶してよい。 The shape estimation unit 202 outputs information on the contact range X of the specified seatbelt 1 to the state determination unit 201. The state determination unit 201 identifies the electrode pad 12 included in the contact range X based on the information of the contact range X. The state determination unit 201 determines the identified electrode pad 12 as the operating electrode pad 12. The state determination unit 201 generates a tomographic image of the measurement target unit X while energizing the specified plurality of electrode pads 12 and acquiring a voltage signal generated between two of the electrode pads 12. May be good. Since the driver monitoring device 2 identifies the electrode pads 12 based on the human body shape and the set position of the seat 4, it is not necessary to energize all the electrode pads 12 provided on the seat belt. The driver monitoring device 2 has a large number of set positions such as the angle of the back of the seat 4 and the front-rear position of the seat surface of the seat 4, and a plurality of three-dimensional bodies of the seat belt 1 according to these set positions. The 3D modeling data of the shape may be stored.

状態判定部201は形状推定部202から取得した接触範囲Xの情報に基づいて、その範囲に含まれる曲率センサ150を特定して、その曲率センサ150のみを動作させる曲率センサ150と決定してもよい。この処理によれば、状態判定部201は、シートベルト1が運転手に接触する範囲を推定し、当該接触する範囲に位置する電極パッド12または曲率センサ150を駆動している。 Even if the state determination unit 201 identifies the curvature sensor 150 included in the contact range X based on the information of the contact range X acquired from the shape estimation unit 202 and determines that the curvature sensor 150 operates only the curvature sensor 150. Good. According to this process, the state determination unit 201 estimates the range in which the seat belt 1 contacts the driver, and drives the electrode pad 12 or the curvature sensor 150 located in the contact range.

なお状態判定部201は電極パッド12間に生じる電圧信号に基づいてシートベルト1が運転手に接触する範囲を推定してもよい。例えば運転手監視装置2は、隣り合う二つの電極パッド12の間それぞれ高周波電流を流す。すると電極パッド12の間に電界Eが発生する。そしてこの電界領域に例えば体が入ると電界が変動し、電圧計Vの計測する電圧値に変化が生じる。運転手監視装置2は、電流源Iと並列に接続された電圧計Vにより、この電圧値の変動から電界領域に体などの測定対象の影響によるインピーダンス変化を常時モニタリングする。なおインピーダンス値は電圧値を電流値で除することにより得られる。そして運転手監視装置2はインピーダンス変化が所定値以上低くなった場合にはその電極パッド12の近傍のシートベルト1の範囲が体に接触していると判定できる。
図2で示す電極パッド12はEITによる断層画像を生成するためにのみ用いられる電極パッド12であってよい。この場合、シートベルト1の基板には、接触範囲Xを検出するための専用の複数の電極パッドがさらに短い間隔を隔てて周期配列されていてもよい。
The state determination unit 201 may estimate the range in which the seat belt 1 contacts the driver based on the voltage signal generated between the electrode pads 12. For example, the driver monitoring device 2 passes a high frequency current between two adjacent electrode pads 12. Then, an electric field E is generated between the electrode pads 12. Then, for example, when a body enters this electric field region, the electric field fluctuates, and the voltage value measured by the voltmeter V changes. The driver monitoring device 2 constantly monitors the impedance change due to the influence of the measurement target such as the body in the electric field region from the fluctuation of the voltage value by the voltmeter V connected in parallel with the current source I. The impedance value is obtained by dividing the voltage value by the current value. Then, when the impedance change becomes lower than a predetermined value, the driver monitoring device 2 can determine that the range of the seat belt 1 in the vicinity of the electrode pad 12 is in contact with the body.
The electrode pad 12 shown in FIG. 2 may be an electrode pad 12 used only for generating a tomographic image by EIT. In this case, on the substrate of the seat belt 1, a plurality of dedicated electrode pads for detecting the contact range X may be periodically arranged at short intervals.

図13はシートベルトの内部構成を示す第2の図である。
図13において、図面が煩雑となるのを避けるため、電極パッド12A〜12H及び歪みゲージ13A〜13Hの表記を省略しているが、実際には、第1の実施形態と同様に、フレキシブル基板14上にそれらは周期配列された構成となっている。
図13に示すように、本実施形態に係るシートベルト1は、その長手方向に沿って(電極パッド12A〜12H等と並列して)、間隔Pよりも短い間隔の間隔αで周期配列されながら接触範囲の測用電極パッド301、302、・・・、30fが備えられていてよい。
FIG. 13 is a second view showing the internal configuration of the seat belt.
In FIG. 13, the notation of the electrode pads 12A to 12H and the strain gauges 13A to 13H is omitted in order to avoid complicating the drawings, but in reality, the flexible substrate 14 is the same as in the first embodiment. Above they are in a periodic array.
As shown in FIG. 13, the seatbelts 1 according to the present embodiment are periodically arranged along the longitudinal direction thereof (in parallel with the electrode pads 12A to 12H and the like) at intervals α shorter than the interval P. Electrode pads 301, 302, ..., 30f for measuring the contact range may be provided.

状態判定部201は接触範囲Xのうち心臓範囲と肺範囲を特定するようにしてもよい。例えば状態判定部201は形状推定部202から取得した接触範囲Xの情報に基づいて、その接触範囲Xのうちの心臓範囲と肺範囲を、予め記憶している接触範囲Xに対する心臓範囲と肺範囲の位置の情報に基づいて特定するようにしてよい。 The state determination unit 201 may specify the heart range and the lung range in the contact range X. For example, the state determination unit 201 stores the heart range and lung range of the contact range X based on the information of the contact range X acquired from the shape estimation unit 202, and the heart range and lung range with respect to the contact range X stored in advance. It may be specified based on the information of the position of.

図14は接触範囲Xを特定する処理の概要を示す図である。
図14(a)は、シートベルト1が、測定対象に接触している様子を示している。
図14(a)に示すように、シートベルト1が、位置A1から位置A2にかけて、測定対象である人に接触している場合について説明する。シートベルト1は、位置A1から位置A2にかけての接触範囲Xにおいて人体Mに近接しており、それ以外の領域においては、人体Mと離間している。
図14(b)は、図14(a)に示す状態におけるシートベルト1の位置A1付近を詳細に示している。例えば、位置A1付近において、電極パッド301、302、303、304、305、306が図14(b)に示すように配されていたとする。この場合、形状推定部202は、例えば、電極パッド301−302間、電極パッド303−302間、電極パッド303−304間、・・・と、電極パッド対を順に変更しながら、各々の電極パッド対間の電気インピーダンスを取得していく。形状推定部202が取得する電気インピーダンスは、各電極パッド対間に生じる電界E0、E1、・・・、E4(図14(b))に依存した値となる。
FIG. 14 is a diagram showing an outline of a process for specifying the contact range X.
FIG. 14A shows how the seat belt 1 is in contact with the measurement target.
As shown in FIG. 14A, a case where the seatbelt 1 is in contact with a person to be measured from position A1 to position A2 will be described. The seatbelt 1 is close to the human body M in the contact range X from the position A1 to the position A2, and is separated from the human body M in other regions.
FIG. 14B shows in detail the vicinity of the position A1 of the seatbelt 1 in the state shown in FIG. 14A. For example, it is assumed that the electrode pads 301, 302, 303, 304, 305, and 306 are arranged in the vicinity of the position A1 as shown in FIG. 14 (b). In this case, the shape estimation unit 202 changes each electrode pad pair in order, for example, between the electrode pads 301-302, between the electrode pads 303-302, between the electrode pads 303-304, and so on. Acquire the electrical impedance between the pairs. The electrical impedance acquired by the shape estimation unit 202 is a value depending on the electric fields E0, E1, ..., E4 (FIG. 14B) generated between each electrode pad pair.

ここで、各電極パッド対間に生じる電界E0〜E4の経路に着目する。図14(b)に示すように、電極パッド301a、302は、人体Mには近接しておらず、その間に生じる電界E0は大気中に生じるものとなる。一方、電極パッド305、306は、位置A1において人体に近接していることから、その間に生じる電界E4は、人体M内(生体内)を通過する。したがって、電極パッド305、306間の電気インピーダンスは、電極パッド301、302間の電気インピーダンスよりも低く測定される。
すなわち、電極パッド301、302、・・・は、位置A1に向かうにつれて徐々に人体Mに近づくため、電界E0、E1、E2、E3、E4は、その経路において、徐々に人体M内を通過する領域が増えるため、各電界E0〜E4に対応する電気インピーダンスは、徐々に低下していく。
Here, attention is paid to the path of the electric fields E0 to E4 generated between each pair of electrode pads. As shown in FIG. 14B, the electrode pads 301a and 302 are not in close proximity to the human body M, and the electric field E0 generated between them is generated in the atmosphere. On the other hand, since the electrode pads 305 and 306 are close to the human body at the position A1, the electric field E4 generated between them passes through the human body M (in the living body). Therefore, the electrical impedance between the electrode pads 305 and 306 is measured lower than the electrical impedance between the electrode pads 301 and 302.
That is, since the electrode pads 301, 302, ... Gradually approach the human body M toward the position A1, the electric fields E0, E1, E2, E3, E4 gradually pass through the human body M in the path. As the region increases, the electrical impedance corresponding to each electric field E0 to E4 gradually decreases.

このように、シートベルト1が人体Mと近接する領域においては、その領域内に属する電極パッド対間の電気インピーダンスが低く測定され、シートベルト1が人体Mと近接(接触)しない領域においては、その領域内に属する電極パッド対間の電気インピーダンスが高く測定される。したがって形状推定部202は電気インピーダンスと予め設定された閾値とを比較して、閾値より低い電気インピーダンスを取得できた電極パッド間を構成する電極パッドを接触範囲Xに位置する電極パッドと特定する。 As described above, in the region where the seatbelt 1 is close to the human body M, the electrical impedance between the pair of electrode pads belonging to the region is measured low, and in the region where the seatbelt 1 is not close (contact) with the human body M, The electrical impedance between the pair of electrode pads belonging to that region is measured high. Therefore, the shape estimation unit 202 compares the electric impedance with the preset threshold value, and identifies the electrode pads constituting between the electrode pads that could acquire the electric impedance lower than the threshold value as the electrode pads located in the contact range X.

形状推定部202は、処理の開始後、シートベルトの形状の情報を所定の時間間隔で繰り返し検出する。形状推定部202はシートベルトが装着された時のシートベルトにおける接触範囲Xの形状に基づいて体が動く距離や、周期などの体の動きを検出する。形状推定部202は体の動く距離や周期を状態判定部201へ出力する。 After the start of the process, the shape estimation unit 202 repeatedly detects the seatbelt shape information at predetermined time intervals. The shape estimation unit 202 detects the movement of the body such as the distance and the period of movement of the body based on the shape of the contact range X in the seatbelt when the seatbelt is fastened. The shape estimation unit 202 outputs the moving distance and period of the body to the state determination unit 201.

状態判定部201は、断層画像の生成や、シートベルト1の形状の推定の他、心拍数や換気量を推定してよい。
状態判定部201は断層画像を短時間間隔で接触範囲Xの位置に対応する人体の断層画像を生成する。状態判定部201は、断層画像における肺や胸の形状の動きを画像処理によって検出し、その大きさの縮小と拡大の周期を特定し、その周期に基づいて単位時間当たりの心拍数を算出してもよい。また状態判定部201は肺や胸の形状の動きを画像処理によって検出し、その肺や胸の形状の縮小と拡大時の形状の変化を特定し、その変化に基づいて単位時間当たりの換気量を算出してもよい。
The state determination unit 201 may estimate the heart rate and the ventilation volume in addition to generating a tomographic image and estimating the shape of the seat belt 1.
The state determination unit 201 generates a tomographic image of the human body corresponding to the position of the contact range X at short intervals. The state determination unit 201 detects the movement of the shape of the lungs and chest in the tomographic image by image processing, identifies the cycle of reduction and expansion of the size, and calculates the heart rate per unit time based on the cycle. You may. Further, the state determination unit 201 detects the movement of the shape of the lung or chest by image processing, identifies the change in shape when the shape of the lung or chest is reduced or enlarged, and based on the change, the ventilation volume per unit time. May be calculated.

運転手監視装置2は電極パッド12に流す高周波電流に基づいて心拍や換気量を算出するようにしてもよい。状態判定部201は電極パッド12に高周波電流を流す。これにより状態判定部201は、電圧計Vからの入力信号に基づいて、呼吸に伴う肺への空気の出入りによって生じるインピーダンス変化を検出することができる。より具体的には空気のインピーダンスは高いため、肺に流入した空気量が減少(吐き出す換気量に相当)するとその分、肺のインピーダンス値は減少する。従って、肺が拡張した場合には空気量が増加するため(吸い込む換気量に相当)状態判定部201はインピーダンス値が増加したことを検出する。他方、肺が収縮して空気が肺外部に流出した場合には状態判定部201はインピーダンスが低い方向に変化したことを検出する。このように肺の換気量の測定を、運転手監視装置2により行うことができる。 The driver monitoring device 2 may calculate the heartbeat and the ventilation volume based on the high frequency current flowing through the electrode pad 12. The state determination unit 201 passes a high frequency current through the electrode pad 12. As a result, the state determination unit 201 can detect the impedance change caused by the inflow and outflow of air into the lungs due to respiration based on the input signal from the voltmeter V. More specifically, since the impedance of air is high, when the amount of air flowing into the lungs decreases (corresponding to the amount of ventilation exhaled), the impedance value of the lungs decreases accordingly. Therefore, when the lungs are dilated, the amount of air increases (corresponding to the amount of inhaled ventilation), and the state determination unit 201 detects that the impedance value has increased. On the other hand, when the lung contracts and air flows out of the lung, the state determination unit 201 detects that the impedance has changed in the lower direction. In this way, the ventilation volume of the lungs can be measured by the driver monitoring device 2.

また心臓は拍動によって心臓内の血液量が変化する。状態判定部201は電極パッド12に高周波電流を流す。これにより状態判定部201は、電圧計Vからの入力信号に基づいて、心臓の拍動に伴う心臓内の血液量の増減によって生じるインピーダンス変化を検出することができる。より具体的には、血液のインピーダンスは低いため、心臓の血液量が減少するとその分、心臓のインピーダンスは増加する。従って、心臓が収縮した場合には状態判定部201はインピーダンスが高い方向に変化したことを検出する。他方、心臓が膨張して血液が心臓内に流入した場合には状態判定部201はインピーダンスが低い方向に変化したことを検出する。このように心臓の心拍情報の測定を、運転手監視装置2により行うことができる。 In addition, the blood volume in the heart changes depending on the heartbeat. The state determination unit 201 passes a high frequency current through the electrode pad 12. As a result, the state determination unit 201 can detect the impedance change caused by the increase or decrease in the blood volume in the heart accompanying the beating of the heart, based on the input signal from the voltmeter V. More specifically, since the impedance of blood is low, the impedance of the heart increases as the blood volume of the heart decreases. Therefore, when the heart contracts, the state determination unit 201 detects that the impedance has changed in the higher direction. On the other hand, when the heart expands and blood flows into the heart, the state determination unit 201 detects that the impedance has changed in the lower direction. In this way, the heartbeat information of the heart can be measured by the driver monitoring device 2.

また運転手監視装置2は心臓内の血液量の増加または減少をインピーダンス変化によって直接検出するため、従来よりも精度高く心拍情報を検出することができる。状態判定部201は、例えば、インピーダンス変化に基づく単位時間当たりのピーク値の回数に基づいて単位時間当たりの心拍数を検出する。 Further, since the driver monitoring device 2 directly detects the increase or decrease of the blood volume in the heart by the impedance change, it is possible to detect the heartbeat information with higher accuracy than before. The state determination unit 201 detects, for example, the heart rate per unit time based on the number of peak values per unit time based on the impedance change.

上述の換気量の測定において電圧計Vは電圧を計測して状態判定部201へ出力する。状態判定部201は電圧計Vの電圧計測の結果に基づいてインピーダンス値を算出している。そして状態判定部201は安定状態におけるインピーダンス値からの変化を判定する。状態判定部201はインピーダンスの変化量と補正式や補正テーブル等に基づいて、当該インピーダンスの変化量を換気量に変換する。状態判定部201は換気量の算出を短時間間隔(例えば数ミリ秒間隔)で繰り返し行う。そして状態判定部201は時間経過に応じて各時刻の換気量をメモリに記録していく。 In the above-mentioned measurement of ventilation volume, the voltmeter V measures the voltage and outputs it to the state determination unit 201. The state determination unit 201 calculates the impedance value based on the result of the voltage measurement of the voltmeter V. Then, the state determination unit 201 determines a change from the impedance value in the stable state. The state determination unit 201 converts the amount of change in impedance into a ventilation amount based on the amount of change in impedance and a correction formula, a correction table, or the like. The state determination unit 201 repeatedly calculates the ventilation volume at short-time intervals (for example, at intervals of several milliseconds). Then, the state determination unit 201 records the ventilation volume at each time in the memory according to the passage of time.

上述の心拍の測定において電圧計Vは電圧を計測して状態判定部201へ出力する。そして状態判定部201は電圧計Vの電圧計測の結果に基づいてインピーダンス値を算出する。状態判定部201はインピーダンス値の算出を短時間間隔(例えば数ミリ秒間隔)で繰り返し行う。状態判定部201は各時刻のインピーダンスの変化量を、時間経過に応じてメモリに記録していく。状態判定部201はインピーダンス変化に基づく単位時間当たりのピーク値の回数に基づいて単位時間当たりの心拍数を算出しメモリに記録する。以上の処理によりメモリに時間経過に応じた各時刻の心拍情報が蓄積される。
状態判定部201は換気量の取得と心拍数の取得の処理を切り替えるように制御する。または状態判定部201は、接触範囲Xに対する心臓範囲と肺範囲を特定できている場合には、肺範囲に位置する電極パッド12の信号から換気量を取得し、心臓範囲に位置する電極パッド12の信号から心拍数を取得するようにしてもよい。
In the above-mentioned heart rate measurement, the voltmeter V measures the voltage and outputs it to the state determination unit 201. Then, the state determination unit 201 calculates the impedance value based on the result of the voltage measurement of the voltmeter V. The state determination unit 201 repeatedly calculates the impedance value at short-time intervals (for example, at intervals of several milliseconds). The state determination unit 201 records the amount of change in impedance at each time in the memory according to the passage of time. The state determination unit 201 calculates the heart rate per unit time based on the number of peak values per unit time based on the impedance change and records it in the memory. By the above processing, heartbeat information at each time according to the passage of time is accumulated in the memory.
The state determination unit 201 controls to switch between the process of acquiring the ventilation volume and the process of acquiring the heart rate. Alternatively, when the state determination unit 201 can specify the heart range and the lung range with respect to the contact range X, the state determination unit 201 acquires the ventilation volume from the signal of the electrode pad 12 located in the lung range, and the electrode pad 12 located in the heart range. The heart rate may be obtained from the signal of.

状態判定部201はシートベルト1の形状、断層画像、心拍数、換気量の何れか一つまたは複数を用いて運転手の状態の正常または異常を判定する。状態判定部201が運転手の状態に利用するシートベルト1の形状は接触範囲Xの形状であってよい。または状態判定部201は、運転手の状態に利用する際に、シートベルト1に設けられた曲率センサ150からの曲率データのみを利用して運転手の体の動きや、心拍数、換気量の何れか一つまたは複数を用いて運転手の状態の正常または異常を判定してもよい。体の動きは例えばハンドルに向かい合った運転手の体がハンドルに近づいたり、ハンドルから離れたりする動作を繰り返す体の動きである。状態判定部201は曲率センサ150の所定の間隔毎の曲率データの値の変換を用いて、体の動きを判定する。状態判定部201は、シートベルト1の形状の変化によってのみ、体の動きや、心拍数、換気量を推定することで、心拍のペースメーカを体内に保持する運転手についても電気信号を胸部に与えることなくその運転手の状態を判定することができる。 The state determination unit 201 determines whether the driver's condition is normal or abnormal by using any one or more of the shape of the seat belt 1, the tomographic image, the heart rate, and the ventilation volume. The shape of the seatbelt 1 used by the state determination unit 201 for the driver's state may be the shape of the contact range X. Alternatively, when the state determination unit 201 is used for the driver's state, the driver's body movement, heart rate, and ventilation volume are measured by using only the curvature data from the curvature sensor 150 provided on the seat belt 1. Any one or more may be used to determine the normality or abnormality of the driver's condition. The movement of the body is, for example, the movement of the driver's body facing the steering wheel, which repeatedly moves toward and away from the steering wheel. The state determination unit 201 determines the movement of the body by using the conversion of the value of the curvature data at each predetermined interval of the curvature sensor 150. The state determination unit 201 also gives an electric signal to the chest of the driver who holds the pacemaker of the heartbeat in the body by estimating the movement of the body, the heart rate, and the ventilation volume only by the change in the shape of the seatbelt 1. The state of the driver can be determined without any need.

状態判定部201はシートベルトの形状に基づいて判定した体の動く距離や周期や体動パターンに基づいて、運転手が眠気を感じているかを判定してよい。
また状態判定部201は断層画像の画像処理によって得られた肺領域の変化に基づいて、呼吸間隔や換気量を検出してもよい。状態判定部201は、呼吸間隔や換気量が運転中の初期期間に検出した呼吸間隔や換気量よりも増加または減少したかどうか、または増加と減少の繰り返しのパターンに基づいて運転手の眠気やその他の体調の状態を判定してもよい。
また状態判定部201は断層画像の画像処理によって得られた単位時間当たりの心拍数を検出する。状態判定部201は、その心拍数が運転中の初期期間に検出した心拍数よりも増加または減少したかどうか、または増加と減少の繰り返しのパターンに基づいて、運転手の眠気やその他の体調の状態を判定してもよい。
また状態判定部201は、呼吸間隔と心拍数の増加や減少のパターンを組み合わせて、運転手の眠気やその他の体調の状態を判定してもよい。
なお、状態判定部201は、心拍数、換気量、体動、呼吸間隔を用いて運転手の状態を判定するにあたり、公知の技術を利用してよい。
The state determination unit 201 may determine whether the driver feels drowsy based on the body movement distance, cycle, or body movement pattern determined based on the shape of the seat belt.
Further, the state determination unit 201 may detect the respiratory interval and the ventilation volume based on the change in the lung region obtained by the image processing of the tomographic image. The state determination unit 201 determines whether the breathing interval or ventilation volume has increased or decreased more than the breathing interval or ventilation volume detected in the initial period during driving, or the driver's drowsiness or drowsiness based on the repeated pattern of increase and decrease. Other physical conditions may be determined.
Further, the state determination unit 201 detects the heart rate per unit time obtained by image processing of the tomographic image. The state determination unit 201 determines whether the heart rate has increased or decreased from the heart rate detected in the initial period during driving, or the driver's drowsiness or other physical condition based on the pattern of repeated increase and decrease. The state may be determined.
In addition, the state determination unit 201 may determine the driver's drowsiness and other physical conditions by combining the breathing interval and the pattern of increase or decrease in the heart rate.
The state determination unit 201 may use a known technique in determining the driver's condition using the heart rate, the ventilation volume, the body movement, and the breathing interval.

図15は運転手監視装置の処理フローを示す第一の図である。
運転手監視装置2の形状推定部202は、曲率センサ150から曲率データを取得する(ステップS101)。形状推定部202は曲率データからシートベルトの形状を判定する(ステップS102)。形状推定部202はシートベルトの形状を示す情報を状態判定部201へ出力する。シートベルト1の形状を示す情報は、形状の3Dモデリングデータでもよいし、各曲率センサ150から得られた曲率値そのものであってもよい。状態判定部201はシートベルト1の形状を示す情報から体動、呼吸間隔、換気量などの状態情報を算出する(ステップS103)。状態判定部201は状態情報のうちの1つまたは複数を用いて運転手の状態が悪いかを判定する(ステップS104)。状態判定部201は運転手の状態が悪いと判定した場合には警告情報を出力する(ステップS105)。警告情報は警告センサであるアラームを鳴動させる信号であって。状態判定部201は座席、ハンドルに備わる警告センサである振動装置を振動させて警告を発するようにしてもよい。
運転手監視装置2が図15で示す処理を行う場合には、シートベルト1には電極パッド12が備えられていなくとも、複数の曲率センサ150が備えられていればよい。
FIG. 15 is a first diagram showing a processing flow of the driver monitoring device.
The shape estimation unit 202 of the driver monitoring device 2 acquires curvature data from the curvature sensor 150 (step S101). The shape estimation unit 202 determines the shape of the seat belt from the curvature data (step S102). The shape estimation unit 202 outputs information indicating the shape of the seat belt to the state determination unit 201. The information indicating the shape of the seat belt 1 may be 3D modeling data of the shape, or may be the curvature value itself obtained from each curvature sensor 150. The state determination unit 201 calculates state information such as body movement, respiration interval, and ventilation volume from the information indicating the shape of the seat belt 1 (step S103). The state determination unit 201 determines whether the driver's condition is bad by using one or more of the condition information (step S104). The state determination unit 201 outputs warning information when it is determined that the driver's condition is bad (step S105). The warning information is a signal that sounds an alarm, which is a warning sensor. The state determination unit 201 may vibrate a vibrating device, which is a warning sensor provided on the seat and the steering wheel, to issue a warning.
When the driver monitoring device 2 performs the process shown in FIG. 15, the seatbelt 1 may be provided with a plurality of curvature sensors 150 even if the electrode pads 12 are not provided.

図16は運転手監視装置の処理フローを示す第二の図である。
運転手監視装置2の形状推定部202は、電極パッド12から電気信号を取得する(ステップS201)。状態判定部201は上述したEITの技術を用いて断層画像を生成する(ステップS202)。状態判定部201は断層画像を用いて、呼吸間隔、換気量、心拍などの状態情報を時間経過に伴った画像の変化に基づいて算出する(ステップS203)。状態判定部201は状態情報のうちの1つまたは複数を用いて運転手の状態が悪いかを判定する(ステップS204)。状態判定部201は運転手の状態が悪いと判定した場合には警告情報を出力する(ステップS205)。警告情報はアラーム音であってよい。状態判定部201は座席、ハンドルに備わる振動装置を振動させて警告を発するようにしてもよい。また警告情報は自動ブレーキなどの制御装置に対する制御信号などであってもよい。このように警報情報を車両を制御する装置へ出力することで、自動操舵(自動運転)技術などと組み合わせてさらにアクティブな危険回避制御を行うようにしてもよい。
運転手監視装置2が図16で示す処理を行う場合には、シートベルト1には曲率センサ150が備えられていなくとも、複数の電極パッド12が備えられていればよい。
FIG. 16 is a second diagram showing a processing flow of the driver monitoring device.
The shape estimation unit 202 of the driver monitoring device 2 acquires an electric signal from the electrode pad 12 (step S201). The state determination unit 201 generates a tomographic image using the above-mentioned EIT technique (step S202). The state determination unit 201 uses the tomographic image to calculate state information such as the breathing interval, the ventilation volume, and the heartbeat based on the change in the image with the passage of time (step S203). The state determination unit 201 determines whether the driver's condition is bad by using one or more of the condition information (step S204). The state determination unit 201 outputs warning information when it is determined that the driver's condition is bad (step S205). The warning information may be an alarm sound. The state determination unit 201 may vibrate the vibrating device provided on the seat and the steering wheel to issue a warning. Further, the warning information may be a control signal for a control device such as an automatic brake. By outputting the warning information to the device that controls the vehicle in this way, more active danger avoidance control may be performed in combination with automatic steering (automatic driving) technology or the like.
When the driver monitoring device 2 performs the process shown in FIG. 16, the seatbelt 1 may be provided with a plurality of electrode pads 12 even if the curvature sensor 150 is not provided.

図17は運転手監視装置の処理フローを示す第三の図である。
運転手監視装置2の形状推定部202は、曲率センサ150から曲率データを取得する(ステップS301)。形状推定部202は曲率データからシートベルト1の形状を判定する(ステップS302)。形状推定部202はシートベルト1の形状を示す情報を状態判定部201へ出力する。シートベルト1の形状を示す情報は、形状の3Dモデリングデータでもよいし、各曲率センサ150から得られた曲率値そのものであってもよい。状態判定部201はシートベルト1の形状を示す情報から体動、呼吸間隔、換気量などのシートベルト1の形状による状態情報を算出する(ステップS303)。
FIG. 17 is a third diagram showing a processing flow of the driver monitoring device.
The shape estimation unit 202 of the driver monitoring device 2 acquires curvature data from the curvature sensor 150 (step S301). The shape estimation unit 202 determines the shape of the seat belt 1 from the curvature data (step S302). The shape estimation unit 202 outputs information indicating the shape of the seat belt 1 to the state determination unit 201. The information indicating the shape of the seat belt 1 may be 3D modeling data of the shape, or may be the curvature value itself obtained from each curvature sensor 150. The state determination unit 201 calculates state information based on the shape of the seatbelt 1, such as body movement, respiration interval, and ventilation volume, from the information indicating the shape of the seatbelt 1 (step S303).

運転手監視装置2の形状推定部202は、電極パッド12から電気信号を取得する(ステップS304)。状態判定部201は上述したEITの技術を用いて断層画像を生成する(ステップS305)。状態判定部201は断層画像を用いて、呼吸間隔、換気量、心拍などの状態情報を時間経過に伴った画像の変化に基づいて算出する(ステップS306)。状態判定部201はステップS303で算出された状態情報と、ステップS306により算出された状態情報のうちの1つまたは複数を用いて運転手の状態が悪いかを判定する(ステップS307)。以降の処理は図15、図16で示した処理と同様である。状態判定部201は運転手の状態が悪いと判定した場合には警告情報を出力する(ステップS308)。 The shape estimation unit 202 of the driver monitoring device 2 acquires an electric signal from the electrode pad 12 (step S304). The state determination unit 201 generates a tomographic image using the above-mentioned EIT technique (step S305). The state determination unit 201 uses the tomographic image to calculate state information such as the breathing interval, the ventilation volume, and the heartbeat based on the change in the image with the passage of time (step S306). The state determination unit 201 determines whether the driver's condition is bad by using the state information calculated in step S303 and one or more of the state information calculated in step S306 (step S307). Subsequent processing is the same as the processing shown in FIGS. 15 and 16. The state determination unit 201 outputs warning information when it is determined that the driver's condition is bad (step S308).

図18は運転手監視装置の処理フローを示す第四の図である。
運転手監視装置2の形状推定部202は、曲率センサ150から曲率データを取得する(ステップS401)。形状推定部202は曲率データからシートベルト1の形状を判定する(ステップS402)。形状推定部202はシートベルトの形状を示す情報を状態判定部201へ出力する。シートベルト1の形状を示す情報は、形状の3Dモデリングデータでもよいし、各曲率センサ150から得られた曲率値そのものであってもよい。形状推定部202はシートベルトの形状に基づいて接触範囲Xを特定し(ステップS403)、その範囲の情報を状態判定部201へ出力する。状態判定部201は接触範囲Xに基づいてその範囲に位置する電極パッド12と曲率センサ150とを動作させると決定し通電すると決定する(ステップS404)。その後、状態判定部201や形状推定部202はそれら通電すると決定した電極パッド12や曲率センサ150から信号を受信する。
FIG. 18 is a fourth diagram showing a processing flow of the driver monitoring device.
The shape estimation unit 202 of the driver monitoring device 2 acquires curvature data from the curvature sensor 150 (step S401). The shape estimation unit 202 determines the shape of the seat belt 1 from the curvature data (step S402). The shape estimation unit 202 outputs information indicating the shape of the seat belt to the state determination unit 201. The information indicating the shape of the seat belt 1 may be 3D modeling data of the shape, or may be the curvature value itself obtained from each curvature sensor 150. The shape estimation unit 202 identifies the contact range X based on the shape of the seat belt (step S403), and outputs information on that range to the state determination unit 201. Based on the contact range X, the state determination unit 201 determines that the electrode pad 12 and the curvature sensor 150 located in that range are to be operated, and determines that the current is applied (step S404). After that, the state determination unit 201 and the shape estimation unit 202 receive signals from the electrode pads 12 and the curvature sensor 150 that are determined to be energized.

形状推定部202は動作している曲率センサ150から取得した曲率データに基づいてシートベルトの形状を判定する(ステップS405)状態判定部201はシートベルト1の形状を示す情報から体動、呼吸間隔、換気量などの状態情報を算出する(ステップS406)。形状推定部202は、電極パッド12から電気信号を取得する(ステップS407)。状態判定部201は上述したEITの技術を用いて断層画像を生成する(ステップS408)。状態判定部201は断層画像を用いて、呼吸間隔、換気量、心拍などの状態情報を時間経過に伴った画像の変化に基づいて算出する(ステップS409)。状態判定部201はステップS406により算出された状態情報と、ステップS409により算出された状態情報のうちの1つまたは複数を用いて運転手の状態が悪いかを判定する(ステップS410)。状態判定部201は運転手の状態が悪いと判定した場合には警告情報を出力する(ステップS411)。
なお、図15〜図17で示した処理フローでは接触範囲Xを特定する処理を含んでいないが、当該接触範囲Xを特定する処理を含んでいてよい。さらに図15〜図18で示した処理フローにおいて、上述の段落0083〜段落0087に記載された各処理を含んでいてもよい。
上述の運転手監視装置の処理によれば、運転手の体の状態を検出して運転手に警告を発したり、運転操作を補助する制御に利用したりすることができる。運転操作を補助する制御とは例えば自動減速などのブレーキ制御であってもよい。
また上述の運転手監視装置によれば、運転手の運転時の健康状態の異常を特殊な装置なく容易に判定することができる。
The shape estimation unit 202 determines the shape of the seatbelt based on the curvature data acquired from the operating curvature sensor 150 (step S405). The state determination unit 201 determines the body movement and breathing interval from the information indicating the shape of the seatbelt 1. , Calculate state information such as ventilation volume (step S406). The shape estimation unit 202 acquires an electric signal from the electrode pad 12 (step S407). The state determination unit 201 generates a tomographic image using the above-mentioned EIT technique (step S408). The state determination unit 201 uses the tomographic image to calculate state information such as the breathing interval, the ventilation volume, and the heartbeat based on the change in the image with the passage of time (step S409). The state determination unit 201 determines whether the driver's condition is bad by using the state information calculated in step S406 and one or more of the state information calculated in step S409 (step S410). The state determination unit 201 outputs warning information when it is determined that the driver's condition is bad (step S411).
Although the processing flow shown in FIGS. 15 to 17 does not include the process of specifying the contact range X, it may include the process of specifying the contact range X. Further, in the processing flow shown in FIGS. 15 to 18, each processing described in paragraphs 0083 to 807 may be included.
According to the above-mentioned processing of the driver monitoring device, it is possible to detect the state of the driver's body and issue a warning to the driver, or to use the control for assisting the driving operation. The control that assists the driving operation may be brake control such as automatic deceleration.
Further, according to the above-mentioned driver monitoring device, it is possible to easily determine an abnormality in the health condition of a driver during driving without using a special device.

図19は第1の実施形態に係る運転手監視装置の機能構成を示す第2の図である。
運転手監視装置2は、プログラムを実行することにより、さらに記録部203、表示処理部204、補正部205の機能を有していてもよい。
記録部203は、断層画像、心拍数、換気状態、その他の運転手の状態の何れか一つまた複数をHDD211へ記録する。記録部の処理により、運転手の過去の運転時における体や意識の状態を把握することができる。
表示処理部204は、断層画像、心拍数、換気状態、その他の運転手の状態の何れか一つまた複数の情報を画像表示部123などのモニタに表示する。
補正部205は、シートベルト1が利用されていない所定状態にある場合に、当該シートベルト1の形状に基づいて曲率センサの出力する値を補正する。例えば、シートベルト1が利用されていない状況を何等かの検出機能によって検出する。シートベルト1が利用されていない場合には、例えばシートベルト1における曲率センサ150の出力は所定の値である。そしてシートベルト1が利用されていない際に曲率センサ150の値が所定の値でない場合には、所定の値と現在取得できている値との差を補正値として利用する。
FIG. 19 is a second diagram showing a functional configuration of the driver monitoring device according to the first embodiment.
The driver monitoring device 2 may further have the functions of the recording unit 203, the display processing unit 204, and the correction unit 205 by executing the program.
The recording unit 203 records any one or more of the tomographic image, the heart rate, the ventilation state, and other driver's states in the HDD 211. By the processing of the recording unit, it is possible to grasp the state of the driver's body and consciousness during the past driving.
The display processing unit 204 displays one or more of the tomographic image, the heart rate, the ventilation state, and other driver's states on a monitor such as the image display unit 123.
The correction unit 205 corrects the value output by the curvature sensor based on the shape of the seatbelt 1 when the seatbelt 1 is in a predetermined state where it is not used. For example, the situation where the seat belt 1 is not used is detected by some detection function. When the seatbelt 1 is not used, for example, the output of the curvature sensor 150 on the seatbelt 1 is a predetermined value. When the value of the curvature sensor 150 is not a predetermined value when the seat belt 1 is not used, the difference between the predetermined value and the currently acquired value is used as the correction value.

上述のシートベルト1は車の車体から取り外せる機構を有していてもよい。事故が発生した場合、救急隊員等がシートベルト1を車体から取り外して、搭乗者に巻き付けて、シートベルト1と運転手監視装置2を動作させる。そして第一の実施形態の処理によって、事故が発生した車の搭乗者の状態をモニタするようにしてもよい。この場合、シートベルト1と運転手監視装置2とは無線通信を介して通信接続できる機能を有していてよい。またシートベルト1は携帯端末と無線通信できる機能を有しており、携帯端末が運転手監視装置の機能を有していてもよい。この場合、シートベルト1から受信した各信号を処理して、携帯端末が運転手監視装置と同等の上述の処理を行う。これにより、携帯端末により車の搭乗者の状態をモニタすることができる。
シートベルト1の内部構造が回路パターンの印刷されたフレキシブル基板14で構成されているため、上述のようにシートベルトを人体に巻き付けて被測定者の状態をモニタすることができるようになる。
上述のシートベルト1や運転手監視装置2は車、航空機などの様々な被測定者が搭乗する移動体に搭載されていてよい。
The above-mentioned seat belt 1 may have a mechanism that can be removed from the vehicle body of the car. When an accident occurs, an ambulance crew or the like removes the seatbelt 1 from the vehicle body and winds it around the passenger to operate the seatbelt 1 and the driver monitoring device 2. Then, by the process of the first embodiment, the state of the passenger of the vehicle in which the accident has occurred may be monitored. In this case, the seat belt 1 and the driver monitoring device 2 may have a function of being able to communicate and connect via wireless communication. Further, the seat belt 1 has a function of wirelessly communicating with the mobile terminal, and the mobile terminal may have a function of a driver monitoring device. In this case, each signal received from the seat belt 1 is processed, and the mobile terminal performs the above-mentioned processing equivalent to that of the driver monitoring device. As a result, the state of the passengers in the car can be monitored by the mobile terminal.
Since the internal structure of the seatbelt 1 is composed of the flexible substrate 14 on which the circuit pattern is printed, the seatbelt can be wrapped around the human body to monitor the condition of the person to be measured as described above.
The above-mentioned seat belt 1 and driver monitoring device 2 may be mounted on a moving body on which various subjects such as a car and an aircraft are boarded.

<第2の実施形態>
図20は第2の実施形態による監視装置と抑制ベルトを示す図である。
上述の説明ではシートベルト1用いて、運転手の状態を検出する運転手監視装置2について説明している。しかし第1の実施形態で説明したシートベルト1の機能と同じ機能を有した抑制ベルト7と、第1の実施形態で説明した運転手監視装置2の機能と同じ機能を有した監視装置6とを用いて、監視装置6が被測定者の状態を監視してもよい。例えば、抑制ベルト7はベッド5に取り付けられている。図20はベッド5の上面図と監視装置6との接続関係を示している。ベッド5に横臥した患者を抑制ベルト7で固定し、監視装置6は、横臥している間の患者の体動、呼吸間隔、換気量、心拍、断層画像などを取得してもよい。
監視装置6の動作は図15〜図18で示した処理フローによる動作と同様である。
上述の監視装置によれば被測定者の状態をベルトにより簡易に測定することができる。
<Second embodiment>
FIG. 20 is a diagram showing a monitoring device and a restraining belt according to the second embodiment.
In the above description, the driver monitoring device 2 that detects the state of the driver by using the seat belt 1 is described. However, the restraint belt 7 having the same function as the seat belt 1 described in the first embodiment and the monitoring device 6 having the same function as the driver monitoring device 2 described in the first embodiment. May be used by the monitoring device 6 to monitor the condition of the person to be measured. For example, the restraint belt 7 is attached to the bed 5. FIG. 20 shows the connection relationship between the top view of the bed 5 and the monitoring device 6. The patient lying on the bed 5 may be fixed by the restraint belt 7, and the monitoring device 6 may acquire the patient's body movement, respiratory interval, ventilation volume, heartbeat, tomographic image, etc. while lying down.
The operation of the monitoring device 6 is the same as the operation according to the processing flow shown in FIGS. 15 to 18.
According to the above-mentioned monitoring device, the state of the person to be measured can be easily measured by the belt.

なお図20で示すベッド5のシーツに抑制ベルト7と同等の電極パッド12や曲率センサ150などが周期配列されており、それら電極パッド12や曲率センサ150などの信号から被測定者の状態を上記と同様の手法により監視するようにしてもよい。
この場合、ベッド5のシーツやマットが複数の電極パッド12と複数の曲率センサ150とを備えている。そして監視装置はシーツやマットに設けられた電極パッド12及び曲率センサ150と電気的に接続される。そして監視装置は、曲率センサ150を介して取得される曲率データに基づいて、シーツやマットの変形を推定する。例えばシーツやマットの形状の変化は被測定者が体を動かした際のシーツやマットにかかる力の変化によるシーツやマットの面の形状の変化であってよい。またはシーツやマットの形状の変化は被測定者の呼吸や鼓動に基づく微小なシーツやマットの面の形状の変化であってよい。そして監視装置はシーツやマットの変形した形状に基づいて被測定者の状態を判定する。また監視装置はシーツやマットに設けられた電極パッド12から得られた電気信号に基づいて被測定者の断層画像、心拍数、換気状態の何れか一つまたは複数の状態情報を算出し、当該状態情報を用いて被測定者の状態の正常または異常を判定する。
An electrode pad 12 and a curvature sensor 150 equivalent to the suppression belt 7 are periodically arranged on the sheets of the bed 5 shown in FIG. 20, and the state of the person to be measured is described from the signals of the electrode pad 12 and the curvature sensor 150. It may be monitored by the same method as.
In this case, the sheets and mats of the bed 5 include a plurality of electrode pads 12 and a plurality of curvature sensors 150. The monitoring device is electrically connected to the electrode pads 12 and the curvature sensor 150 provided on the sheets and mats. Then, the monitoring device estimates the deformation of the sheets and the mat based on the curvature data acquired via the curvature sensor 150. For example, the change in the shape of the sheets or mat may be a change in the shape of the surface of the sheets or mat due to a change in the force applied to the sheets or mat when the subject moves his / her body. Alternatively, the change in the shape of the sheets or mat may be a minute change in the shape of the surface of the sheets or mat based on the breathing or beating of the subject. Then, the monitoring device determines the state of the person to be measured based on the deformed shape of the sheets or mat. Further, the monitoring device calculates one or more state information of the tomographic image, the heart rate, and the ventilation state of the person to be measured based on the electric signal obtained from the electrode pad 12 provided on the sheets or the mat. The normal or abnormal state of the subject is judged using the state information.

<第3の実施形態>
第3の実施形態においては、図4で示したシート4に電極パッド12や曲率センサ150などが周期配列されており、それら電極パッド12や曲率センサ150などの信号から被測定者の状態を上記と同様の手法により監視するようにしてもよい。
この場合、シート4が複数の電極パッド12と複数の曲率センサ150とを備えている。そして監視装置はシート4に設けられた電極パッド12及び曲率センサ150と電気的に接続される。そして監視装置は、曲率センサ150を介して取得される曲率データに基づいて、シート4の変形を推定する。例えばシート4の形状の変化は運転手が体を背もたれに寄りかかる力の変化による背もたれの面の形状の変化であってよい。またはシート4の形状の変化は運転手が体を背もたれに密着させたり離したりした行動による当該背もたれの面の形状の変化であってよい。またはシート4の形状の変化は運転手の呼吸や鼓動に基づく微小な背もたれの面の形状の変化であってよい。そして監視装置はシート4の変形した形状に基づいて被測定者の状態を判定する。また監視装置はシート4に設けられた電極パッド12から得られた電気信号に基づいて被測定者の断層画像、心拍数、換気状態の何れか一つまたは複数の状態情報を算出し、当該状態情報を用いて被測定者の状態の正常または異常を判定する。
<Third embodiment>
In the third embodiment, the electrode pads 12 and the curvature sensor 150 are periodically arranged on the sheet 4 shown in FIG. 4, and the state of the person to be measured is described from the signals of the electrode pads 12 and the curvature sensor 150. It may be monitored by the same method as.
In this case, the sheet 4 includes a plurality of electrode pads 12 and a plurality of curvature sensors 150. The monitoring device is electrically connected to the electrode pad 12 and the curvature sensor 150 provided on the sheet 4. Then, the monitoring device estimates the deformation of the sheet 4 based on the curvature data acquired via the curvature sensor 150. For example, the change in the shape of the seat 4 may be a change in the shape of the surface of the backrest due to a change in the force with which the driver leans against the backrest. Alternatively, the change in the shape of the seat 4 may be a change in the shape of the surface of the backrest due to the driver's action of bringing the body into close contact with or separated from the backrest. Alternatively, the change in the shape of the seat 4 may be a minute change in the shape of the backrest surface based on the driver's breathing or beating. Then, the monitoring device determines the state of the person to be measured based on the deformed shape of the sheet 4. Further, the monitoring device calculates one or more state information of the tomographic image, the heart rate, and the ventilation state of the person to be measured based on the electric signal obtained from the electrode pad 12 provided on the sheet 4, and the state is concerned. The information is used to determine whether the subject's condition is normal or abnormal.

上述の各実施形態で説明したシートベルト1、シート4、ベッド5、シーツ、マットなどは身体当接部材の一例である。 The seat belt 1, seat 4, bed 5, sheets, mat, and the like described in each of the above-described embodiments are examples of body contact members.

上述の運転手監視装置2や監視装置6は内部に、コンピュータシステムを有している。そして、上述した各処理の過程は、プログラムの形式でコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記憶されており、このプログラムをコンピュータが読み出して実行することによって、上記処理が行われる。ここでコンピュータ読み取り可能な記録媒体とは、磁気ディスク、光磁気ディスク、CD−ROM、DVD−ROM、半導体メモリ等をいう。また、このコンピュータプログラムを通信回線によってコンピュータに配信し、この配信を受けたコンピュータが当該プログラムを実行するようにしても良い。 The driver monitoring device 2 and the monitoring device 6 described above have a computer system inside. The process of each process described above is stored in a computer-readable recording medium in the form of a program, and the above process is performed by the computer reading and executing the program. Here, the computer-readable recording medium refers to a magnetic disk, a magneto-optical disk, a CD-ROM, a DVD-ROM, a semiconductor memory, or the like. Further, this computer program may be distributed to a computer via a communication line, and the computer receiving the distribution may execute the program.

また、上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良い。さらに、前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイル(差分プログラム)であっても良い。 Further, the program may be a program for realizing a part of the functions described above. Further, a so-called difference file (difference program) may be used, which can realize the above-mentioned functions in combination with a program already recorded in the computer system.

1…シートベルト
2…運転手監視装置
3…通信ケーブル
4…シート
5…ベッド
6…監視装置
7…抑制ベルト
11…測定回路
12…電極パッド
114…シリアル通信回路
150…曲率センサ
156…アンプ
157…A/D変換機
181…信号変換モジュール
1 ... Seat belt 2 ... Driver monitoring device 3 ... Communication cable 4 ... Seat 5 ... Bed 6 ... Monitoring device 7 ... Suppression belt 11 ... Measuring circuit 12 ... Electrode pad 114 ... Serial communication circuit 150 ... Curvature sensor 156 ... Amplifier 157 ... A / D converter 181 ... Signal conversion module

Claims (10)

複数の曲率センサであってブリッジ回路を構成する歪みゲージのインピーダンスの差により生じた電位差を前記歪みゲージの設置位置におけるシートベルトの曲率に変換して出力する前記曲率センサと電気的に接続され、
前記曲率センサを介して取得される曲率データに基づいて、前記シートベルトの形状を推定する形状推定部と、
前記シートベルトの形状に基づいて運転手の状態を判定する状態判定部と、
を備えることを特徴とする運転手監視装置。
It is electrically connected to the curvature sensor, which is a plurality of curvature sensors and converts the potential difference generated by the impedance difference of the strain gauges constituting the bridge circuit into the curvature of the seatbelt at the installation position of the strain gauge and outputs it.
A shape estimation unit that estimates the shape of the seatbelt based on the curvature data acquired through the curvature sensor, and
A state determination unit that determines the driver's condition based on the shape of the seat belt,
A driver monitoring device characterized by being equipped with.
前記状態判定部は、前記シートベルトが前記運転手に接触する範囲を推定し、当該接触する範囲に位置する前記曲率センサを駆動する
ことを特徴とする請求項1に記載の運転手監視装置。
The driver monitoring device according to claim 1, wherein the state determination unit estimates a range in which the seat belt contacts the driver and drives the curvature sensor located in the contact range.
前記状態判定部は、
前記シートベルトの形状、心拍数、換気状態の何れか一つまたは複数を用いて前記運転手の状態の正常または異常を判定する
ことを特徴とする請求項1または請求項2に記載の運転手監視装置。
The state determination unit
The driver according to claim 1 or 2, wherein the normality or abnormality of the driver's condition is determined by using any one or more of the shape of the seatbelt, the heart rate, and the ventilation state. Monitoring device.
前記シートベルトは複数の電極が設けられた当該シートベルトの前記電極と電気的に接続され、
前記状態判定部は、
前記複数の電極への通電、及び、当該電極の間に生じる電圧信号に基づいて、前記シートベルトが前記運転手に接触する範囲の当該運転手の断層画像を生成し、その断層画像に基づいて運転手の状態を判定する
ことを特徴とする請求項3に記載の運転手監視装置。
The seatbelt is electrically connected to the electrodes of the seatbelt provided with a plurality of electrodes.
The state determination unit
Based on the energization of the plurality of electrodes and the voltage signal generated between the electrodes, a tomographic image of the driver in the range where the seatbelt contacts the driver is generated, and based on the tomographic image. The driver monitoring device according to claim 3, wherein the state of the driver is determined.
前記状態判定部は、
前記複数の電極への通電、及び、当該電極の間に生じる電圧信号に基づいて、前記運転手の前記心拍数を検出する
ことを特徴とする請求項4に記載の運転手監視装置。
The state determination unit
The driver monitoring device according to claim 4, wherein the driver's heart rate is detected based on energization of the plurality of electrodes and a voltage signal generated between the electrodes.
前記状態判定部は、
前記複数の電極への通電、及び、当該電極の間に生じる電圧信号に基づいて、前記運転手の前記換気状態を検出する
ことを特徴とする請求項4から請求項5の何れか一項に記載の運転手監視装置。
The state determination unit
The invention according to any one of claims 4 to 5, wherein the ventilation state of the driver is detected based on the energization of the plurality of electrodes and the voltage signal generated between the electrodes. The driver monitoring device described.
前記断層画像、前記心拍数、前記換気状態、前記運転手の状態の何れか一つまた複数を記録する記録部と、
を備えることを特徴とする請求項4から請求項6の何れか一項に記載の運転手監視装置。
A recording unit that records any one or more of the tomographic image, the heart rate, the ventilation state, and the driver's state.
The driver monitoring device according to any one of claims 4 to 6, wherein the driver monitoring device is provided.
前記断層画像、前記心拍数、前記換気状態、前記運転手の状態の何れか一つまた複数の情報をモニタに表示する表示処理部と、
を備えることを特徴とする請求項4から請求項7の何れか一項に記載の運転手監視装置。
A display processing unit that displays one or more information on the tomographic image, the heart rate, the ventilation state, and the driver's state on the monitor.
The driver monitoring device according to any one of claims 4 to 7, wherein the driver monitoring device is provided.
前記状態判定部は前記運転手の状態が異常であると判定した場合に警告センサを動作させる
ことを特徴とする請求項1から請求項8の何れか一項に記載の運転手監視装置。
The driver monitoring device according to any one of claims 1 to 8, wherein the state determination unit operates a warning sensor when it determines that the driver's condition is abnormal.
前記シートベルトが利用されていない所定状態にある場合に、当該シートベルトの形状に基づいて前記曲率センサの出力情報を補正する補正部と、
を備えることを特徴とする請求項1から請求項9の何れか一項に記載の運転手監視装置。
A correction unit that corrects the output information of the curvature sensor based on the shape of the seatbelt when the seatbelt is in a predetermined state where it is not used.
The driver monitoring device according to any one of claims 1 to 9, wherein the driver monitoring device is provided.
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