JP6991717B2 - Biometric information detection device - Google Patents
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本発明は、移動体の操縦者等の生体情報を検出する生体情報検出装置に関する。 The present invention relates to a biometric information detection device that detects biometric information of a moving body operator or the like.
車両等の移動体の操縦者の状態を検出し、得られた状態に基づいて居眠り運転等の防止に利用することが行われている。操縦者の状態を検出する方法としては、心拍数等の生体情報を取得することが挙げられる。 The state of the operator of a moving body such as a vehicle is detected, and the state is used to prevent drowsy driving or the like based on the obtained state. As a method of detecting the state of the operator, acquisition of biological information such as a heart rate can be mentioned.
心拍数等の生体情報を検出する方法としては、車両操舵のためのハンドルに電極(ハンドルセンサ)を配設し、電極により検出される両手間の電位差から心拍を検出する方法がある。また、運転席(操縦席)に圧力センサ等を配設し、操縦者の心臓の拍動に伴う体表面の振動を圧力センサで検出する方法もある。 As a method of detecting biological information such as heart rate, there is a method of arranging an electrode (handle sensor) on a handle for steering a vehicle and detecting a heart rate from a potential difference between both hands detected by the electrode. Further, there is also a method in which a pressure sensor or the like is arranged in the driver's seat (driver's seat), and the vibration of the body surface accompanying the pulsation of the operator's heart is detected by the pressure sensor.
上述したハンドルセンサによる検出は精度が高いという利点があるが、ハンドルを両手で保持しないと検出できないという欠点がある。そこで、上述したハンドルセンサと圧力センサの両方を備え、ハンドルセンサによる検出が不可と判定されると、圧力センサによる心拍検出を行う生体情報検出装置が提案されている(例えば特許文献1を参照)。 The detection by the handle sensor described above has the advantage of high accuracy, but has the disadvantage that it cannot be detected unless the handle is held with both hands. Therefore, a biometric information detection device having both the handle sensor and the pressure sensor described above and performing heartbeat detection by the pressure sensor when it is determined that the detection by the handle sensor is impossible has been proposed (see, for example, Patent Document 1). ..
圧力センサ等の座席に設置されたセンサで心拍情報を検出する方法は、車両等が受ける振動や着席している搭乗者の体動等によるノイズによってハンドルセンサよりも精度が低下してしまうことが知られている。特許文献1に記載された方法では、ハンドルセンサによる検出ができない場合であっても加速度センサが検出した車両の振動等の状態によっては圧力センサによる心拍検出を行わないようにすることで検出精度を保っている。そのため、運転や路面の状況によっては心拍の検出ができない期間が発生し、その期間では、操縦者の状態が検出できなくなってしまう。
The method of detecting heartbeat information with a sensor installed in the seat such as a pressure sensor may be less accurate than the handle sensor due to the vibration received by the vehicle etc. and the noise caused by the body movement of the seated passenger. Are known. In the method described in
また、今後自動車等の自動運転が普及すると、その運転者がハンドルを離す機会が増加するため、ハンドルセンサ以外の検出部による検出精度の向上が望まれる。 Further, as the automatic driving of automobiles and the like becomes widespread in the future, the chances of the driver releasing the steering wheel will increase, so that it is desired to improve the detection accuracy by the detection unit other than the steering wheel sensor.
そこで、本発明は、例えば、ハンドルセンサが利用できない状況であっても高精度に心拍情報を検出することができる生体情報検出装置を提供することを課題とする。 Therefore, it is an object of the present invention to provide a biological information detection device capable of detecting heartbeat information with high accuracy even in a situation where a handle sensor cannot be used, for example.
上記課題を解決するために、移動体の操舵部に設けられ、前記移動体の操縦者の心拍に関する情報である第1心拍情報を検出する第1検出部と、前記移動体の操縦席に設けられ、前記操縦者の心拍に関する情報である第2心拍情報を検出する第2検出部と、前記操縦者の着座姿勢を検出する第3検出部と、前記第1検出部により前記第1心拍情報が検出される際に、前記第1心拍情報に基づく前記操縦者の着座姿勢毎の補正パラメータを求めて保存し、前記第1検出部により前記第1心拍情報が検出されない際の前記第2心拍情報を、前記補正パラメータに基づいて前記操縦者の着座姿勢毎に補正する補正部と、を備える、ことを特徴としている。
請求項2に記載の発明は、移動体の操舵部に設けられ、前記移動体の操縦者の心拍に関する情報である第1心拍情報を検出する第1検出部と、前記移動体の操縦席に設けられ、前記操縦者の心拍に関する情報である第2心拍情報を検出する第2検出部と、前記第2心拍情報に対して特定の周波数帯域を通過させるバンドパスフィルタと、前記第1検出部により前記第1心拍情報が検出される際に、前記第1心拍情報に基づく補正パラメータを定めて保存し、前記第1検出部により前記第1心拍情報が検出されない際の前記第2心拍情報を、前記補正パラメータに基づいて補正する補正部と、を備え、前記補正部は、前記バンドパスフィルタが通過させる周波数帯域を前記補正パラメータとして定める、ことを特徴としている。
請求項3に記載の発明は、移動体の操舵部に設けられ、前記移動体の操縦者の心拍に関する情報である第1心拍情報を検出する第1検出部と、前記移動体の操縦席に設けられ、前記操縦者の心拍に関する情報である第2心拍情報を検出する第2検出部と、前記第2心拍情報に対して特定の周波数帯域を通過させるバンドパスフィルタと、前記第1検出部により前記第1心拍情報が検出される際に、前記第1心拍情報に基づく補正パラメータを設定して保存し、前記第1検出部により前記第1心拍情報が検出されない際の前記第2心拍情報を、前記補正パラメータに基づいて補正する補正部と、を備え、前記補正部は、前記バンドパスフィルタ通過後の前記第2心拍情報の振幅に設定される閾値を前記補正パラメータとして設定する、ことを特徴としている。
請求項4に記載の発明は、移動体の操舵部に設けられ、前記移動体の操縦者の心拍に関する情報である第1心拍情報を検出する第1検出部と、前記移動体の操縦席に設けられ、前記操縦者の心拍に関する情報である第2心拍情報を検出する第2検出部と、前記第1検出部により前記第1心拍情報が検出される際に、前記第1心拍情報に基づく補正パラメータを求めて保存し、前記第1検出部により前記第1心拍情報が検出されない際の前記第2心拍情報を、前記補正パラメータに基づいて補正する補正部と、を備え、前記補正部は、前記第2心拍情報に含まれる数値に前記補正パラメータに含まれる数値を乗じて補正する、ことを特徴としている。
In order to solve the above problems, a first detection unit provided in the steering unit of the moving body and detecting a first heart rate information which is information on the heartbeat of the operator of the moving body and a cockpit of the moving body are provided. The second detection unit that detects the second heartbeat information, which is information about the heartbeat of the operator, the third detection unit that detects the sitting posture of the operator, and the first detection unit, the first heartbeat information. Is detected, the correction parameter for each sitting posture of the operator based on the first heartbeat information is obtained and saved , and the second heartbeat when the first heartbeat information is not detected by the first detection unit. It is characterized by including a correction unit that corrects information for each sitting posture of the operator based on the correction parameters.
The invention according to claim 2 is provided in a steering unit of a moving body, and is provided in a first detecting unit for detecting first heartbeat information which is information on the heartbeat of the operator of the moving body, and a cockpit of the moving body. A second detection unit that detects the second heartbeat information, which is information about the operator's heartbeat, a bandpass filter that passes a specific frequency band for the second heartbeat information, and the first detection unit. When the first heartbeat information is detected, a correction parameter based on the first heartbeat information is determined and saved , and the second heartbeat information when the first heartbeat information is not detected by the first detection unit is stored. The correction unit includes a correction unit for correction based on the correction parameter, and the correction unit is characterized in that the frequency band passed by the band path filter is defined as the correction parameter.
The invention according to claim 3 is provided in a steering unit of a moving body, and is provided in a first detecting unit for detecting a first heart rate information which is information on the heartbeat of the operator of the moving body, and a cockpit of the moving body. A second detection unit that detects the second heartbeat information, which is information about the heartbeat of the operator, a bandpass filter that passes a specific frequency band for the second heartbeat information, and the first detection unit. When the first heartbeat information is detected, correction parameters based on the first heartbeat information are set and saved , and the second heartbeat information when the first heartbeat information is not detected by the first detection unit. The correction unit includes a correction unit that corrects the information based on the correction parameter, and the correction unit sets a threshold value set for the amplitude of the second heart rate information after passing through the bandpass filter as the correction parameter. It is characterized by that.
The invention according to claim 4 is provided on a steering unit of a moving body, and is provided on a first detecting unit for detecting a first heart rate information which is information on the heartbeat of the operator of the moving body, and a cockpit of the moving body. A second detection unit that is provided and detects the second heartbeat information that is information about the heartbeat of the operator, and when the first heartbeat information is detected by the first detection unit, it is based on the first heartbeat information. The correction unit includes a correction unit that obtains and stores correction parameters and corrects the second heart rate information when the first heart rate information is not detected by the first detection unit based on the correction parameters. Is characterized in that the numerical value included in the second heart rate information is multiplied by the numerical value included in the correction parameter to correct the value.
請求項5に記載の発明は、移動体の操舵部に設けられ前記移動体の操縦者の心拍に関する情報である第1心拍情報を検出する第1検出部と、前記移動体の操縦席に設けられ前記操縦者の心拍に関する情報である第2心拍情報を検出する第2検出部と、前記操縦者の着座姿勢を検出する第3検出部と、を備える生体情報検出装置で実行される生体情報検出方法であって、前記第1検出部により前記第1心拍情報が検出される際に前記第1心拍情報に基づき前記操縦者の着座姿勢毎に算出、保存した補正パラメータに応じて、前記第1検出部により前記第1心拍情報が検出されない際の前記第2心拍情報を、前記操縦者の着座姿勢毎に補正する補正工程を含むことを特徴としている。
請求項6に記載の発明は、移動体の操舵部に設けられ前記移動体の操縦者の心拍に関する情報である第1心拍情報を検出する第1検出部と、前記移動体の操縦席に設けられ前記操縦者の心拍に関する情報である第2心拍情報を検出する第2検出部と、前記第2心拍情報に対して特定の周波数帯域を通過させるバンドパスフィルタと、を備える生体情報検出装置で実行される生体情報検出方法であって、前記第1検出部により前記第1心拍情報が検出される際に前記第1心拍情報に基づき定めて保存した前記バンドパスフィルタが通過させる周波数帯域を用いることで、前記第1検出部により前記第1心拍情報が検出されない際の前記第2心拍情報を補正する補正工程を含むことを特徴としている。
請求項7に記載の発明は、移動体の操舵部に設けられ前記移動体の操縦者の心拍に関する情報である第1心拍情報を検出する第1検出部と、前記移動体の操縦席に設けられ前記操縦者の心拍に関する情報である第2心拍情報を検出する第2検出部と、前記第2心拍情報に対して特定の周波数帯域を通過させるバンドパスフィルタと、を備える生体情報検出装置で実行される生体情報検出方法であって、前記第1検出部により前記第1心拍情報が検出される際に前記第1心拍情報に基づき設定して保存した、前記第2心拍情報の前記バンドパスフィルタ通過後の振幅の閾値を用いることで、前記第1検出部により前記第1心拍情報が検出されない際の前記第2心拍情報を補正する補正工程を含むことを特徴としている。
請求項8に記載の発明は、移動体の操舵部に設けられ前記移動体の操縦者の心拍に関する情報である第1心拍情報を検出する第1検出部と、前記移動体の操縦席に設けられ前記操縦者の心拍に関する情報である第2心拍情報を検出する第2検出部と、を備える生体情報検出装置で実行される生体情報検出方法であって、前記第1検出部により前記第1心拍情報が検出される際に前記第1心拍情報に基づき算出、保存した補正パラメータに含まれる数値を前記第2心拍情報に含まれる数値に乗じることで、前記第1検出部により前記第1心拍情報が検出されない際の前記第2心拍情報を補正する補正工程を含むことを特徴としている。
The invention according to
The invention according to claim 6 is provided in a first detection unit provided in the steering unit of the moving body and detecting the first heartbeat information which is information regarding the heartbeat of the operator of the moving body, and in the cockpit of the moving body. A biological information detection device including a second detection unit that detects second heartbeat information, which is information about the operator's heartbeat, and a bandpass filter that passes a specific frequency band for the second heartbeat information. A frequency band that is executed and is passed through by the bandpass filter that is determined and stored based on the first heartbeat information when the first heartbeat information is detected by the first detection unit. Is characterized by including a correction step of correcting the second heartbeat information when the first heartbeat information is not detected by the first detection unit .
The invention according to claim 7 is provided in a first detection unit provided in the steering unit of the moving body and detecting the first heart rate information which is information regarding the heartbeat of the operator of the moving body, and in the cockpit of the moving body. A biological information detection device including a second detection unit that detects a second heartbeat information that is information about the operator's heartbeat, and a bandpass filter that passes a specific frequency band for the second heartbeat information. The second heartbeat information, which is an executed biological information detection method, is set and stored based on the first heartbeat information when the first heartbeat information is detected by the first detection unit. It is characterized by including a correction step of correcting the second heartbeat information when the first heartbeat information is not detected by the first detection unit by using the threshold value of the amplitude after passing through the bandpass filter .
The invention according to claim 8 is provided in a first detection unit provided in the steering unit of the moving body and detecting the first heart rate information which is information regarding the heartbeat of the operator of the moving body, and in the cockpit of the moving body. It is a biological information detection method executed by a biological information detection device including a second detection unit for detecting a second heartbeat information which is information on the heartbeat of the operator, and the first detection unit is used to detect the first. When the heart rate information is detected, the value included in the correction parameter calculated and saved based on the first heart rate information is multiplied by the value included in the second heart rate information, so that the first detection unit can use the first detection unit. 1 It is characterized by including a correction step of correcting the second heartbeat information when the heartbeat information is not detected .
請求項9に記載の発明は、請求項5から8のうちいずれか一項に記載の生体情報検出方法を、コンピュータにより実行させることを特徴としている。
The invention according to claim 9 is characterized in that the biometric information detection method according to any one of
以下、本発明の一実施形態にかかる生体情報検出装置を説明する。本発明の一実施形態にかかる生体情報検出装置は、第1検出部が、移動体の操舵部に設けられ、移動体の操縦者の心拍に関する情報である第1心拍情報を検出し、第2検出部が、移動体の操縦席に設けられ、操縦者の心拍に関する情報である第2心拍情報を検出する。そして、補正部が、第1心拍情報に基づく補正パラメータを求め、その補正パラメータに基づいて第2心拍情報を補正する。このようにすることにより、第2検出部が第1検出部よりも検出精度が低い場合であっても第1検出部の精度に近づけることができる。したがって、第1検出部で検出が困難な場合であっても、第2検出部を利用することが可能となる。 Hereinafter, the biological information detection device according to the embodiment of the present invention will be described. In the biological information detection device according to the embodiment of the present invention, the first detection unit is provided in the steering unit of the moving body, detects the first heartbeat information which is the information regarding the heartbeat of the operator of the moving body, and the second. The detection unit is provided in the cockpit of the mobile body and detects the second heartbeat information which is the information regarding the heartbeat of the operator. Then, the correction unit obtains a correction parameter based on the first heartbeat information, and corrects the second heartbeat information based on the correction parameter. By doing so, even if the detection accuracy of the second detection unit is lower than that of the first detection unit, the accuracy of the first detection unit can be approached. Therefore, even if it is difficult for the first detection unit to detect, the second detection unit can be used.
また、操縦者の着座姿勢を検出する第3検出部を更に備え、補正時に用いる補正パラメータは、操縦者の着座姿勢毎に定められていてもよい。このようにすることにより、操縦者の座席の着席姿勢により変化する第2心拍情報を精度良く補正することができる。 Further, a third detection unit for detecting the sitting posture of the operator is further provided, and the correction parameters used at the time of correction may be set for each sitting posture of the operator. By doing so, it is possible to accurately correct the second heartbeat information that changes depending on the sitting posture of the driver's seat.
また、第2心拍情報に対して特定の周波数帯域を通過させるバンドパスフィルタを更に備え、補正部は、バンドパスフィルタが通過させる周波数帯域を補正パラメータとして変化させてもよい。このようにすることにより、第2検出部が検出した第2心拍情報に対して第1心拍情報の取り得る周波数範囲を通過させるように設定して補正することができる。 Further, a bandpass filter for passing a specific frequency band with respect to the second heartbeat information may be further provided, and the correction unit may change the frequency band passed by the bandpass filter as a correction parameter. By doing so, it is possible to set and correct the second heartbeat information detected by the second detection unit so as to pass through the frequency range that the first heartbeat information can take.
また、第2心拍情報に対して特定の周波数帯域を通過させるバンドパスフィルタを更に備え、補正パラメータは、第2心拍情報の振幅に設定される閾値を含んでもよい。このようにすることにより、第2検出部が検出した第2心拍情報に対して第1心拍情報の値に合わせるような振幅の閾値を設定して補正することができる。 Further, a bandpass filter for passing a specific frequency band with respect to the second heartbeat information may be further provided, and the correction parameter may include a threshold value set for the amplitude of the second heartbeat information. By doing so, it is possible to set and correct an amplitude threshold value that matches the value of the first heartbeat information with respect to the second heartbeat information detected by the second detection unit.
また、補正部は、第2心拍情報に補正パラメータに含まれる数値を乗じて補正してもよい。このようにすることにより、例えば第1心拍情報と第2心拍情報に基づいて倍率を求めて、その倍率を乗ずることで補正することができる。 Further, the correction unit may correct by multiplying the second heartbeat information by a numerical value included in the correction parameter. By doing so, for example, the magnification can be obtained based on the first heartbeat information and the second heartbeat information, and can be corrected by multiplying the magnification.
また、第2検出部は、操縦者へ送信波を送信すると共に当該送信波の反射波を受信し、当該受信した反射波に基づいて第2心拍情報を検出してもよい。このようにすることにより、操縦者へ送信波を送信すると共に当該送信波の反射波を受信し、当該受信した反射波に基づいて心拍情報を検出するようなセンサ、所謂マイクロ波センサを第2検出部として利用した場合に精度良く補正をすることができる。 Further, the second detection unit may transmit the transmitted wave to the operator, receive the reflected wave of the transmitted wave, and detect the second heartbeat information based on the received reflected wave. By doing so, a sensor that transmits a transmitted wave to the operator, receives a reflected wave of the transmitted wave, and detects heartbeat information based on the received reflected wave, a so-called microwave sensor, is second. When used as a detection unit, it can be corrected with high accuracy.
また、第2検出部は、電気的絶縁状態で操縦者の身体電位を検出する容量結合型電極が検出した身体電位に基づいて第2心拍情報を検出してもよい。このようにすることにより、電気的絶縁状態で操縦者の身体電位を検出する容量結合型電極が検出した身体電位に基づいて心拍情報を検出するようなセンサ、所謂容量結合型センサを第2検出部として利用した場合に精度良く補正をすることができる。 Further, the second detection unit may detect the second heartbeat information based on the body potential detected by the capacitively coupled electrode that detects the body potential of the operator in the electrically insulated state. By doing so, the second detection is a sensor that detects heartbeat information based on the body potential detected by the capacitance-coupled electrode that detects the operator's body potential in an electrically insulated state, that is, a so-called capacitive-coupled sensor. When used as a part, it can be corrected with high accuracy.
また、本発明の一実施形態にかかる生体情報検出方法は、補正工程で、移動体の操舵部に設けられ移動体の操縦者の心拍に関する情報である第1心拍情報を検出する第1検出部で検出された第1心拍情報に基づく補正パラメータを求め、その補正パラメータに基づいて移動体の操縦席に設けられ操縦者の心拍に関する情報である第2心拍情報を検出する第2検出部で検出された第2心拍情報を補正する。このようにすることにより、第2検出部が第1検出部よりも検出精度が低い場合であっても第1検出部第1検出部の精度に近づけることができる。したがって、第1検出部で検出が困難な場合であっても、第2検出部を利用することが可能となる。 Further, the biological information detection method according to the embodiment of the present invention is a first detection unit that is provided in the steering unit of the moving body and detects the first heartbeat information which is information on the heartbeat of the operator of the moving body in the correction step. The correction parameter based on the first heart rate information detected in is obtained, and the second detection unit that is provided in the cockpit of the moving body and detects the second heart rate information, which is information on the heartbeat of the operator, detects it based on the correction parameter. The second heartbeat information is corrected. By doing so, even when the second detection unit has a lower detection accuracy than the first detection unit, the accuracy of the first detection unit can be approached to the accuracy of the first detection unit. Therefore, even if it is difficult for the first detection unit to detect, the second detection unit can be used.
また、上述した生体情報検出方法をコンピュータにより実行させる生体情報検出プログラムとしてもよい。このようにすることにより、コンピュータを用いて、操縦席に備えられた第2検出部で検出されるデータを補正することができるので、第2検出部が第1検出部よりも検出精度が低い場合であっても第1検出部第1検出部の精度に近づけることができる。したがって、第1検出部で検出が困難な場合であっても、第2検出部を利用することが可能となる。 Further, it may be a biometric information detection program in which the above-mentioned biometric information detection method is executed by a computer. By doing so, the data detected by the second detection unit provided in the cockpit can be corrected by using a computer, so that the second detection unit has lower detection accuracy than the first detection unit. Even in this case, the accuracy of the first detection unit can be approached to that of the first detection unit. Therefore, even if it is difficult for the first detection unit to detect, the second detection unit can be used.
本発明の第1の実施例にかかる生体情報検出装置を図1乃至図3を参照して説明する。生体情報検出装置1は、図1に示したように、ハンドルセンサ100と、シートセンサ110と、制御部120と、カメラ130と、報知装置140と、を備えている。図1に示した生体情報検出装置1は、自動車等の移動体に設置されている。また、移動体は、運転者(操縦者)が搭乗するものであれば自動車以外であってもよい。
The biological information detection device according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 3. As shown in FIG. 1, the biological
第1検出部としてのハンドルセンサ100は、自動車の車内に取り付けられた操舵部である輪状のハンドル本体100cに、一対の電極100a、100bが互いに分離した状態で配設され構成される。ハンドルセンサ100は、運転者のハンドル操作時に、一方の電極100aに左手が接触し、他方の電極100bに右手が接触するように構成されている。
The steering wheel sensor 100 as the first detection unit is configured by disposing a pair of
ハンドルセンサ100では、公知のように、運転者の両手が電極100a、100bに接触した際に取得される両手間の電位差を、直接的に電気信号として検出することができる。このハンドルセンサ100で取得される電気信号からは、特許文献1に記載されているように、心拍数や呼吸数や心拍揺らぎ等の心拍情報を検出することができる。以下、ハンドルセンサ100で検出される操縦者の心拍に関する情報である心拍情報を第1心拍情報とする。
As is known, the steering wheel sensor 100 can directly detect the potential difference between the two hands acquired when both hands of the driver come into contact with the
第2検出部としてのシートセンサ110は、車内に配設された運転席用のシートの尻下部、腿下部、背部等に対応するシート部位に配置されている。シートセンサ110の配置位置は、運転者がシートに座った際に運転者の体表面で押圧されるシート部位であれば特に限定されない。また、シートセンサ110は、複数位置に配置してもよい。
The
シートセンサ110は、センサからシートに着席している運転者に対してマイクロ波を照射し、心臓や肺の動きによってわずかに振動する体の表面から反射するマイクロ波の変化から心拍数や呼吸数などの心拍情報を検出する公知のセンサである(マイクロ波ドップラーセンサとも呼ばれる)。即ち、シートセンサ110は、運転者(操縦者)へ送信波を送信すると共に当該送信波の反射波を受信し、当該受信した反射波に基づいて第2心拍情報を検出する。以下、シートセンサ110で検出される操縦者の心拍に関する情報である心拍情報を第2心拍情報とする。
The
なお、シートセンサ110としては、上述したマイクロ波センサに限らず、従来技術で説明した圧力センサや、電気的絶縁状態で運転者の身体電位を検出する容量結合型電極が検出した身体電位に基づいて心拍等の生体情報を検出する容量結合型のセンサ等を利用することができる。
The
このようなシートセンサ110による検出では、運転者がシートに座るだけで検出を行うことが可能となるため、運転者が意識することなく検出を行うことが可能となる。
In such detection by the
補正部としての制御部120は、メモリやCPU(Central Processing Unit)等を含んだマイクロコンピュータ(マイコン)等で構成されている。制御部120は、ECU(Electronic Control Unit)として構成されてもよいし、カーナビゲーション装置などの車載機器の制御部と共通に構成されていてもよい。
The
制御部120は、ハンドルセンサ100やシートセンサ110で検出された心拍情報に基づいて運転者の眠気の有無を推定する。心拍情報から眠気を推定する方法は上述した特許文献1等により公知であるため説明は省略する。また、制御部120は、ハンドルセンサ100で検出された第1心拍情報に基づいてシートセンサ110で検出された第2心拍情報を補正する。
The
第3検出部としてのカメラ130は、CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)センサやCCD(Charge Coupled Device)センサ等の撮像素子を有するカメラモジュール等で構成されている。カメラ130は、ステアリングポストや車室内天井等に設けられ、運転者を撮影する。カメラ130は、後述するように運転者の着座姿勢を撮影するため、運転者の着座姿勢が好適に撮影できる位置に設置することが好ましい。また、カメラ130は複数設けられていてもよい。
The
報知装置140は、制御部120から出力される信号に基づいて、ガイダンス音声やブザー音等を出力するように構成されている。例えば、ここでは、ハンドルセンサ100及びシートセンサ110を用いた検出により運転者の眠気が検出されると、運転者への注意喚起を行うべく制御部120から報知装置140に制御信号が出力される。それにより、報知装置140からブザー音等が発せられる。
The
あるいは、報知装置140が音声合成部を備え、制御部120からの制御信号に基づいて「休憩されてはいかがですか」等のガイダンス音声を合成するとともに、このガイダンス音声を出力する構成であってもよい。 また、車内に搭載されたカーナビゲーション装置に報知装置140が含まれた構成であり、カーナビゲーション装置で検索して得られた最寄りの休憩所への道順をガイダンスするようにしてもよい。
Alternatively, the
次に、上述した構成の生体情報検出装置1の制御部120における補正方法を説明する。本実施例では、まず、ハンドルセンサ100とシートセンサ110の両方で同時に心拍情報を検出する。そして制御部120で、このときに取得された心拍情報から補正パラメータとしての係数を求め、この係数を補正パラメータとしてシートセンサ110で検出された第2心拍情報に含まれる数値に乗じて補正する。
Next, a correction method in the
この係数は、ハンドルセンサ100で検出された第1心拍情報に含まれる心拍数をH1、シートセンサ110で検出された第2心拍情報に含まれる心拍数をH2とすると、例えばH1/H2で求める。なお、このH1とH2は、特定の時刻に検出されたデータとしてもよいし、取得した複数のデータの平均値としてもよい。また、この係数は、以後両方のセンサで心拍情報が取得可能なタイミングで逐次更新してもよい。
This coefficient is obtained by, for example, H1 / H2, where H1 is the heart rate included in the first heart rate information detected by the handle sensor 100 and H2 is the heart rate included in the second heart rate information detected by the
また、この係数は、運転者の着座姿勢毎に設定されている。シートに運転者が自然な姿勢で座った際よりもシートから背中が少し浮いた状態や、シート面に対して体が曲がっている状態、或いは路地から大通りに出るときや道を探しながら走っているとき等に前のめりになっている状態などの運転者の着座姿勢によってシートセンサ110で検出される第2心拍情報は異なった値となってしまう。そのため、係数がシートに運転者が自然な姿勢で座った際のみであると、例えば前のめりのときには本来補正されるべき値とは異なる値に補正されてしまう。そこで、予め想定される着座姿勢毎に上述した係数を求め、カメラ130で運転者の着座姿勢を検出して、検出された着座姿勢に合った係数により補正をすることで、精度良く心拍情報を検出することができる。なお、係数は、運転者の着座姿勢毎に設定せずに1種類であってもよい。
Further, this coefficient is set for each sitting posture of the driver. When the driver sits on the seat in a natural posture, his back is slightly lifted from the seat, his body is bent against the seat surface, or when he goes out of the alley to the main street or runs while looking for a road. The second heartbeat information detected by the
次に、上述した構成の生体情報検出装置1の動作を図2及び図3のフローチャートを参照して説明する。図2及び図3に示したフローチャートは制御部120で実行される。
Next, the operation of the biological
図2に示したフローチャートは、上述した係数の算出動作である。まず、ステップS11において、ハンドルセンサ100及びシートセンサ110の両センサが心拍情報を検出可能か否かを判断し、検出可能である場合(YESの場合)はステップS12において、上述した方法により係数を算出し、ステップS13において、カメラ130により運転者の着座姿勢を検出する。そして、ステップS14において、ステップS12で算出した係数をステップS13で検出した着座姿勢に関連付けて制御部120内のメモリ等に保存する。一方、ステップS11において、ハンドルセンサ100が検出不能で両センサが心拍情報を検出可能に該当しない場合(NOの場合)は、ステップS11で待機する。
The flowchart shown in FIG. 2 is the above-mentioned coefficient calculation operation. First, in step S11, it is determined whether or not both the handle sensor 100 and the
図3に示したフローチャートは、上述した生体情報検出装置1の総合的な動作(生体情報検出方法)である。まず、ステップS21において、ハンドルセンサ100及びシートセンサ110の両センサが心拍情報を検出可能か否かを判断し、可能である場合(YESの場合)はハンドルセンサ100で検出された心拍情報により眠気の推定を行うためステップS25に進み、可能でない場合(NOの場合)はシートセンサ110のみで心拍情報の検出が可能な状態であるとしてステップS22に進みカメラ130により運転者の着座姿勢を検出する。
The flowchart shown in FIG. 3 is a comprehensive operation (biological information detection method) of the biometric
次に、ステップS23において、ステップS22で検出された着座姿勢に応じた係数を選択し、続くステップS24において、シートセンサ110が検出した第2心拍情報(検出値)を上述した方法により補正する。即ち、ステップS24が補正工程として機能する。
Next, in step S23, the coefficient corresponding to the sitting posture detected in step S22 is selected, and in the subsequent step S24, the second heart rate information (detection value) detected by the
次に、ステップS25において、ハンドルセンサ100又はシートセンサ110が検出した心拍情報に基づいて眠気を推定し、ステップS26において、推定した眠気により運転者に報知する必要がある場合(要の場合)は、ステップS27において報知装置140に報知させる。一方、ステップS26において、報知する必要が無い場合(否の場合)は報知装置140に報知させずに終了する。
Next, when it is necessary to estimate drowsiness based on the heartbeat information detected by the handle sensor 100 or the
本実施例によれば、ハンドルセンサ100が、車両のハンドル本体100cに設けられ、車両の運転者の心拍に関する情報である第1心拍情報を検出し、シートセンサ110が、車両の運転席に設けられ、運転者の心拍に関する情報である第2心拍情報を検出する。そして、制御部120が、第1心拍情報に基づく係数を求め、第2心拍情報に係数を乗じて第2心拍情報を補正する。このようにすることにより、シートセンサ110がハンドルセンサ100よりも検出精度が低い場合であってもハンドルセンサ100の精度に近づけることができる。したがって、ハンドルセンサ100で検出が困難な場合であっても、シートセンサ110を利用することが可能となる。
According to this embodiment, the steering wheel sensor 100 is provided on the
運転者の着座姿勢を検出するカメラ130を更に備え、制御部120には、補正時に用いる係数が運転者の着座姿勢毎に設定されている。このようにすることにより、運転者の座席の着席姿勢により変化する第2心拍情報を精度良く補正することができる。
A
また、シートセンサ110は、マイクロ波センサで構成されて第2心拍情報を検出している。このようにすることにより、操縦者へ送信波を送信すると共に当該送信波の反射波を受信し、当該受信した反射波に基づいて心拍情報を検出するようなマイクロ波センサを利用した場合に精度良く補正をすることができる。
Further, the
次に、本発明の第2の実施例にかかる生体情報検出装置を図4を参照して説明する。なお、前述した第1の実施例と同一部分には、同一符号を付して説明を省略する。 Next, the biological information detection device according to the second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The same parts as those in the first embodiment described above are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted.
本実施例にかかる生体情報検出装置1は、構成は図1と同様であるが補正の方法が異なる。本実施例では、シートセンサ110が検出した第2心拍情報に適用するため制御部120が備えるバンドパスフィルタについて、通過させる周波数帯域(通過帯域)をハンドルセンサ100で検出された第1心拍情報に基づいて変化させる。
The biological
図4にシートセンサ110としてマイクロ波センサから得られる波形の例を示す。図4の上段はマイクロ波センサから得られた波形そのもの(生データ)、中段は生データから心拍数に相当する部分を抽出した波形、下段は生データから呼吸数に相当する部分を抽出した波形である。
FIG. 4 shows an example of a waveform obtained from a microwave sensor as the
図4に示した波形は、生データにバンドパスフィルタを通すことで、心拍数や呼吸数の波形をそれぞれ抽出している。このバンドパスフィルタの通過帯域は、通常、人が取り得る心拍数や呼吸数の範囲を想定して広く設定されているため、車両の振動等のノイズが混入しやすい。そこで、制御部120は、ハンドルセンサ100が検出した第1心拍情報に基づいてバンドパスフィルタの通過帯域を補正パラメータとして変更する。例えば、バンドパスフィルタの中心周波数をハンドルセンサ100の検出値に基づいて定める。このように、ハンドルセンサ100が検出した心拍数等の取り得る範囲に合わせてバンドパスフィルタの通過帯域を調整する。
For the waveform shown in FIG. 4, the waveforms of the heart rate and the respiratory rate are extracted by passing the raw data through a bandpass filter. Since the pass band of this bandpass filter is usually set widely assuming a range of heart rate and respiratory rate that a person can take, noise such as vehicle vibration is likely to be mixed. Therefore, the
また、バンドパスフィルタの通過帯域を運転者の着座姿勢に基づいて選択するようにしてもよい。 Further, the pass band of the bandpass filter may be selected based on the sitting posture of the driver.
また、バンドパスフィルタの通過帯域を変更した後の値に第1の実施例のように係数を乗じるようにしてもよい。バンドパスフィルタの通過帯域を変更したのみでは、その帯域内で第2心拍情報が変動するため、ハンドルセンサ100で検出された心拍情報に対して精度が低くなる場合がありうる。そこで、バンドパスフィルタの通過帯域とともに係数の乗算も行うことで、更に精度を高めることができる。 Further, the value after changing the pass band of the bandpass filter may be multiplied by a coefficient as in the first embodiment. If only the pass band of the bandpass filter is changed, the second heartbeat information fluctuates within that band, so that the accuracy of the heartbeat information detected by the handle sensor 100 may be low. Therefore, the accuracy can be further improved by multiplying the coefficient together with the pass band of the bandpass filter.
本実施例によれば、第2心拍情報に対して特定の周波数帯域を通過させるバンドパスフィルタを更に備え、制御部120は、バンドパスフィルタが通過させる周波数帯域を補正パラメータとして変化させている。このようにすることにより、シートセンサ110が検出した第2心拍情報に対して第1心拍情報の取り得る周波数範囲を通過させるように設定して補正することができる。したがって、車両の振動等のノイズの影響を少なくして、ハンドルセンサ100の精度に近づけることができる。
According to this embodiment, a bandpass filter that passes a specific frequency band with respect to the second heartbeat information is further provided, and the
また、制御部120は、バンドパスフィルタが通過させる周波数帯域を着座姿勢に基づいて選択している。このようにすることにより、バンドパスフィルタの周波数帯域を着座姿勢毎に変更することができるため、着座姿勢により変化する第2心拍情報の精度を向上させることができる。
Further, the
なお、第2の実施例の変形例として、バンドパスフィルタを通過後の波形について、心拍数や呼吸数を計測する際に判定する振幅の閾値をハンドルセンサ100で検出された第1心拍情報に基づいて変化させてもよい。この閾値は、図4の場合であれば、縦軸に対して設定される値である。つまり、この値をハンドルセンサ100で検出された心拍数等の値の範囲となるように調整する。例えば、ハンドルセンサ100で検出された心拍数が70であった場合は、バンドパスフィルタの通過後の心拍数の波形について、70になるように振幅の閾値を設定する。即ち、補正値は、第2心拍情報の振幅に設定される閾値を補正パラメータとして変更してもよい。 As a modification of the second embodiment, the threshold value of the amplitude determined when measuring the heart rate or the respiratory rate of the waveform after passing through the bandpass filter is set to the first heart rate information detected by the handle sensor 100. It may be changed based on. In the case of FIG. 4, this threshold value is a value set with respect to the vertical axis. That is, this value is adjusted so as to be within the range of the value such as the heart rate detected by the handle sensor 100. For example, when the heart rate detected by the handle sensor 100 is 70, the amplitude threshold value is set so as to be 70 for the heart rate waveform after passing through the bandpass filter. That is, the correction value may be changed by using the threshold value set for the amplitude of the second heartbeat information as the correction parameter.
また、上述した第2の実施例や変形例はシートセンサ110としてマイクロ波センサで説明したが、圧力センサや容量結合型センサでも図4のような波形が取得できるので適用可能である。
Further, although the second embodiment and the modification described above have been described with the microwave sensor as the
また、上述した実施例では、必ず補正を行うようにしていたが、例えば、両方のセンサで心拍情報を取得して補正パラメータを算出する際に、両方のセンサから得られた波形の相関が少ない場合は、補正パラメータを算出してもシートセンサ110が検出した第2心拍情報を正しく補正できない可能性が高いので、当該着座姿勢の際には補正をしないようにしてもよい。このようにすることで、得られる心拍情報の精度を維持することができる。
Further, in the above-described embodiment, the correction is always performed, but for example, when the heartbeat information is acquired by both sensors and the correction parameters are calculated, the correlation of the waveforms obtained from both sensors is small. In this case, even if the correction parameter is calculated, there is a high possibility that the second heartbeat information detected by the
また、上述した係数、通過帯域、振幅の閾値といった補正パラメータを個人毎に不揮発性の記憶素子に保存し、運転者が乗車した際にカメラ130等で個人の識別をして、識別した人物に対応する補正パラメータを利用するようにしてもよい。即ち、個人別に補正パラメータを保存する保存部と、個人識別部と、を備え、補正部が個人識別部の識別結果に基づいて保存部に保存した補正パラメータにより補正をする。このようにすることにより、毎回補正パラメータを算出する必要が無くなる。
Further, the correction parameters such as the above-mentioned coefficient, pass band, and amplitude threshold value are stored in the non-volatile storage element for each individual, and when the driver gets on the vehicle, the individual is identified by the
また、本発明は上記実施例に限定されるものではない。即ち、当業者は、従来公知の知見に従い、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。かかる変形によってもなお本発明の生体情報検出装置の構成を具備する限り、勿論、本発明の範疇に含まれるものである。 Further, the present invention is not limited to the above examples. That is, those skilled in the art can carry out various modifications according to conventionally known knowledge within a range that does not deviate from the gist of the present invention. Even with such a modification, as long as the configuration of the biological information detection device of the present invention is still provided, it is, of course, included in the category of the present invention.
1 生体情報検出装置
100 ハンドルセンサ(第1検出部)
110 シートセンサ(第2検出部)
120 制御部(補正部、バンドパスフィルタ)
130 カメラ(第3検出部)
S24 シートセンサの検出値を補正(補正工程)
1 Biometric information detection device 100 Handle sensor (1st detection unit)
110 Seat sensor (second detector)
120 Control unit (correction unit, bandpass filter)
130 camera (3rd detector)
S24 Correct the detection value of the seat sensor (correction process)
Claims (9)
前記移動体の操縦席に設けられ、前記操縦者の心拍に関する情報である第2心拍情報を検出する第2検出部と、
前記操縦者の着座姿勢を検出する第3検出部と、
前記第1検出部により前記第1心拍情報が検出される際に、前記第1心拍情報に基づく前記操縦者の着座姿勢毎の補正パラメータを求めて保存し、前記第1検出部により前記第1心拍情報が検出されない際の前記第2心拍情報を、前記補正パラメータに基づいて前記操縦者の着座姿勢毎に補正する補正部と、を備える、
ことを特徴とする生体情報検出装置。 A first detection unit provided in the steering unit of the moving body and detecting the first heart rate information which is information on the heartbeat of the operator of the moving body, and
A second detection unit provided in the cockpit of the moving body and detecting a second heartbeat information which is information on the heartbeat of the operator, and a second detection unit.
A third detection unit that detects the sitting posture of the driver, and
When the first heart rate information is detected by the first detection unit, the correction parameter for each sitting posture of the operator based on the first heart rate information is obtained and stored , and the first detection unit obtains and stores the correction parameter. It is provided with a correction unit that corrects the second heart rate information when the heart rate information is not detected for each sitting posture of the operator based on the correction parameters.
A biological information detection device characterized by this.
前記移動体の操縦席に設けられ、前記操縦者の心拍に関する情報である第2心拍情報を検出する第2検出部と、
前記第2心拍情報に対して特定の周波数帯域を通過させるバンドパスフィルタと、
前記第1検出部により前記第1心拍情報が検出される際に、前記第1心拍情報に基づく補正パラメータを定めて保存し、前記第1検出部により前記第1心拍情報が検出されない際の前記第2心拍情報を、前記補正パラメータに基づいて補正する補正部と、を備え、
前記補正部は、前記バンドパスフィルタが通過させる周波数帯域を前記補正パラメータとして定める、
ことを特徴とする生体情報検出装置。 A first detection unit provided in the steering unit of the moving body and detecting the first heart rate information which is information on the heartbeat of the operator of the moving body, and
A second detection unit provided in the cockpit of the moving body and detecting a second heartbeat information which is information on the heartbeat of the operator, and a second detection unit.
A bandpass filter that passes a specific frequency band for the second heartbeat information,
When the first heartbeat information is detected by the first detection unit , a correction parameter based on the first heartbeat information is determined and stored , and the first detection unit does not detect the first heartbeat information. A correction unit that corrects the second heartbeat information based on the correction parameter is provided.
The correction unit determines the frequency band passed by the bandpass filter as the correction parameter.
A biological information detection device characterized by this.
前記移動体の操縦席に設けられ、前記操縦者の心拍に関する情報である第2心拍情報を検出する第2検出部と、
前記第2心拍情報に対して特定の周波数帯域を通過させるバンドパスフィルタと、
前記第1検出部により前記第1心拍情報が検出される際に、前記第1心拍情報に基づく補正パラメータを設定して保存し、前記第1検出部により前記第1心拍情報が検出されない際の前記第2心拍情報を、前記補正パラメータに基づいて補正する補正部と、を備え、
前記補正部は、前記バンドパスフィルタ通過後の前記第2心拍情報の振幅に設定される閾値を前記補正パラメータとして設定する、
ことを特徴とする生体情報検出装置。 A first detection unit provided in the steering unit of the moving body and detecting the first heart rate information which is information on the heartbeat of the operator of the moving body, and
A second detection unit provided in the cockpit of the moving body and detecting a second heartbeat information which is information on the heartbeat of the operator, and a second detection unit.
A bandpass filter that passes a specific frequency band for the second heartbeat information,
When the first heartbeat information is detected by the first detection unit, correction parameters based on the first heartbeat information are set and saved , and when the first heartbeat information is not detected by the first detection unit. A correction unit that corrects the second heartbeat information based on the correction parameter is provided.
The correction unit sets a threshold value set for the amplitude of the second heartbeat information after passing through the bandpass filter as the correction parameter.
A biological information detection device characterized by this.
前記移動体の操縦席に設けられ、前記操縦者の心拍に関する情報である第2心拍情報を検出する第2検出部と、
前記第1検出部により前記第1心拍情報が検出される際に、前記第1心拍情報に基づく補正パラメータを求めて保存し、前記第1検出部により前記第1心拍情報が検出されない際の前記第2心拍情報を、前記補正パラメータに基づいて補正する補正部と、を備え、
前記補正部は、前記第2心拍情報に含まれる数値に前記補正パラメータに含まれる数値を乗じて補正する、
ことを特徴とする生体情報検出装置。 A first detection unit provided in the steering unit of the moving body and detecting the first heart rate information which is information on the heartbeat of the operator of the moving body, and
A second detection unit provided in the cockpit of the moving body and detecting a second heartbeat information which is information on the heartbeat of the operator, and a second detection unit.
When the first heartbeat information is detected by the first detection unit , a correction parameter based on the first heartbeat information is obtained and stored , and the first detection unit does not detect the first heartbeat information. A correction unit that corrects the second heartbeat information based on the correction parameter is provided.
The correction unit corrects by multiplying the numerical value included in the second heart rate information by the numerical value included in the correction parameter.
A biological information detection device characterized by this.
前記第1検出部により前記第1心拍情報が検出される際に前記第1心拍情報に基づき前記操縦者の着座姿勢毎に算出、保存した補正パラメータに応じて、前記第1検出部により前記第1心拍情報が検出されない際の前記第2心拍情報を、前記操縦者の着座姿勢毎に補正する補正工程を含むことを特徴とする生体情報検出方法。 The first detection unit provided in the steering unit of the moving body to detect the first heartbeat information which is the information on the heartbeat of the operator of the moving body, and the information on the heartbeat of the operator provided in the cockpit of the moving body. A biometric information detection method executed by a biometric information detection device including a second detection unit for detecting a certain second heartbeat information and a third detection unit for detecting the sitting posture of the operator.
When the first heart rate information is detected by the first detection unit, the first detection unit calculates and saves each sitting posture of the operator based on the first heart rate information . (1) A biological information detection method comprising a correction step of correcting the second heartbeat information when the heartbeat information is not detected for each sitting posture of the operator .
前記第1検出部により前記第1心拍情報が検出される際に前記第1心拍情報に基づき定めて保存した前記バンドパスフィルタが通過させる周波数帯域を用いることで、前記第1検出部により前記第1心拍情報が検出されない際の前記第2心拍情報を補正する補正工程を含むことを特徴とする生体情報検出方法。 The first detection unit provided in the steering unit of the moving body to detect the first heartbeat information which is the information on the heartbeat of the operator of the moving body, and the information on the heartbeat of the operator provided in the cockpit of the moving body. It is a biometric information detection method executed by a biometric information detection device including a second detection unit that detects a certain second heartbeat information and a bandpass filter that passes a specific frequency band for the second heartbeat information. hand,
When the first heartbeat information is detected by the first detection unit, the frequency band passed by the bandpass filter determined and stored based on the first heartbeat information is used by the first detection unit. A biological information detection method comprising a correction step of correcting the second heartbeat information when the first heartbeat information is not detected.
前記第1検出部により前記第1心拍情報が検出される際に前記第1心拍情報に基づき設定して保存した、前記第2心拍情報の前記バンドパスフィルタ通過後の振幅の閾値を用いることで、前記第1検出部により前記第1心拍情報が検出されない際の前記第2心拍情報を補正する補正工程を含むことを特徴とする生体情報検出方法。 The first detection unit provided in the steering unit of the moving body to detect the first heartbeat information which is the information on the heartbeat of the operator of the moving body, and the information on the heartbeat of the operator provided in the cockpit of the moving body. It is a biometric information detection method executed by a biometric information detection device including a second detection unit that detects a certain second heartbeat information and a bandpass filter that passes a specific frequency band for the second heartbeat information. hand,
When the first heartbeat information is detected by the first detection unit, the threshold value of the amplitude of the second heartbeat information after passing through the bandpass filter, which is set and saved based on the first heartbeat information, is used. A method for detecting biological information, which comprises a correction step of correcting the second heartbeat information when the first heartbeat information is not detected by the first detection unit .
前記第1検出部により前記第1心拍情報が検出される際に前記第1心拍情報に基づき算出、保存した補正パラメータに含まれる数値を前記第2心拍情報に含まれる数値に乗じることで、前記第1検出部により前記第1心拍情報が検出されない際の前記第2心拍情報を補正する補正工程を含むことを特徴とする生体情報検出方法。 The first detection unit provided in the steering unit of the moving body to detect the first heartbeat information which is the information on the heartbeat of the operator of the moving body, and the information on the heartbeat of the operator provided in the cockpit of the moving body. It is a biometric information detection method executed by a biometric information detection device including a second detection unit for detecting a certain second heartbeat information.
By multiplying the numerical value included in the correction parameter calculated and saved based on the first heartbeat information when the first heartbeat information is detected by the first detection unit with the numerical value included in the second heartbeat information. A biological information detection method comprising a correction step of correcting the second heartbeat information when the first heartbeat information is not detected by the first detection unit .
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