JPWO2018105459A1 - Sleepiness estimation device - Google Patents

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Abstract

【課題】高精度に眠気の算出をすることができる眠気算出装置を提供する。【解決手段】眠気推定装置1は、眠気基準心拍数算出部4がユーザの活動状態が変化してからI/F7によって取得された心拍数の累計を時間で除した累計平均心拍数を算出し、その累計平均心拍数に基づいて、ユーザが眠気を感じているか否かの基準となる眠気基準心拍数を算出する。そして、眠気算出部5が眠気基準心拍数と現在の心拍数に基づいて、ユーザの現在の眠気を推定する。A drowsiness calculation apparatus capable of calculating drowsiness with high accuracy is provided. A sleepiness estimation apparatus 1 calculates a cumulative average heart rate obtained by dividing a cumulative total of heart rate acquired by an I / F 7 by time after a user's activity state has changed by a sleepiness reference heart rate calculation unit 4. Based on the accumulated average heart rate, a drowsiness reference heart rate that is a reference for whether or not the user feels drowsiness is calculated. Then, the sleepiness calculation unit 5 estimates the user's current sleepiness based on the sleepiness reference heart rate and the current heart rate.

Description

本発明は、ユーザの眠気を推定する眠気推定装置に関する。   The present invention relates to a sleepiness estimation apparatus that estimates user sleepiness.

例えば車両等の移動体の居眠り運転を検出するために、運転者の心拍数から居眠り状態を検出することが提案されている(例えば、特許文献1、2を参照)。   For example, in order to detect a drowsy driving of a moving body such as a vehicle, it has been proposed to detect a drowsiness state from the heart rate of the driver (see, for example, Patent Documents 1 and 2).

特許文献1には、覚醒時に心拍センサによって検出された心拍のRRI(R-R Interval)値の平均値並びに平均値を超えるRRI値の積分値の所定倍を閾値とし、平均値を超えるRRI値を積分して閾値を超える場合は居眠りであると判定することが記載されている。   In Patent Document 1, the average value of the RRI (RR Interval) value of the heartbeat detected by the heartbeat sensor at awakening and the integral multiple of the integrated value of the RRI value exceeding the average value are set as threshold values, and the RRI value exceeding the average value is integrated. In the case where the threshold value is exceeded, it is described that it is determined that the patient is dozing.

特許文献2には、センサが測定した安静状態の被検者(ユーザ)の心拍波形に基づいてRRIを時系列化した心拍間隔データを求める。次に、心拍間隔データを周波数解析して、ある時間における周波数に対するパワースペクトル密度(PSD)及び自律神経のトータルパワー(TP)を含む、心拍揺らぎの周波数解析結果を求める。次に、周波数解析結果を初期状態として設定し、初期状態に含まれる推定された眠気の位置及び推定された覚醒の位置に基づいて、眠気の位置の原点と覚醒の位置の原点が設定された眠気スケールを決定する。そして、その眠気スケールに基づいて被検者の眠気を判定することが記載されている。   In Patent Document 2, heart rate interval data obtained by time-series RRI is obtained based on a heartbeat waveform of a subject (user) in a resting state measured by a sensor. Next, frequency analysis is performed on the heartbeat interval data, and a frequency analysis result of heartbeat fluctuation including power spectral density (PSD) and autonomic nerve total power (TP) with respect to a frequency at a certain time is obtained. Next, the frequency analysis result was set as the initial state, and based on the estimated drowsiness position and the estimated awakening position included in the initial state, the origin of the drowsiness position and the origin of the awakening position were set. Determine the drowsiness scale. And it is described that the sleepiness of the subject is determined based on the sleepiness scale.

特許3252586号公報Japanese Patent No. 3252586 特開2014−12042号公報JP 2014-12042 A

特許文献1に記載された方法の場合、初期覚醒時のデータをリファレンスにしている。しかしながら、初期状態は人により違いがあり、初期状態の覚醒度によってはRRI値の平均値等が適切に設定できないことがあった。従って、人による初期状態の差に対応できないという問題があった。   In the case of the method described in Patent Document 1, data at the time of initial awakening is used as a reference. However, the initial state varies depending on the person, and the average value of the RRI value and the like cannot be appropriately set depending on the awakening level of the initial state. Therefore, there has been a problem that it cannot cope with the difference in the initial state depending on the person.

特許文献2に記載された方法の場合は次のような問題がある。心拍情報と眠気スケールの対応は、様々な要因で変化する。安静状態をベースにしても、日による変化、時間帯による変化がある。例えば眠気が強くなる時間は早朝の3時から4時、日中は午後3時から4時であることが知られている。従って、心拍情報だけで精度良く眠気を推定することは困難である。また、例えば運転はある種のストレス負荷状態であり、道路状態(市街地か、高速道路か)でも心拍数のベースラインが異なる。さらに、計測開始当初の状態が一定でないので、初めから眠い場合、初めは眠くない場合などの変化に対応できなかった。   The method described in Patent Document 2 has the following problems. The correspondence between heart rate information and sleepiness scale varies depending on various factors. Even based on a resting state, there are changes due to the day and changes due to time zones. For example, it is known that the time when sleepiness becomes strong is from 3 to 4 in the early morning, and from 3 to 4 in the afternoon. Therefore, it is difficult to estimate sleepiness with high accuracy only from heartbeat information. In addition, for example, driving is a kind of stress load state, and the heart rate baseline is different even in a road state (urban area or highway). Furthermore, since the state at the beginning of measurement is not constant, it has not been possible to cope with changes such as sleepiness from the beginning and sleepiness at the beginning.

そこで、本発明は、上述した問題に鑑み、例えば、高精度に眠気を推定することができる眠気推定装置を提供することを課題とする。   Therefore, in view of the above-described problem, an object of the present invention is to provide a sleepiness estimation apparatus that can estimate sleepiness with high accuracy, for example.

上記課題を解決するために、請求項1に記載の発明は、ユーザの心拍数を取得する取得手段と、前記ユーザの活動状態が変化してから前記取得手段によって取得された心拍数の累計を時間で除した累計平均心拍数を算出する累計平均心拍数算出手段と、前記累計平均心拍数に基づいて、前記ユーザが眠気を感じているか否かの基準となる眠気基準心拍数を算出する眠気基準心拍数算出手段と、前記眠気基準心拍数と現在の心拍数に基づいて、前記ユーザの現在の眠気を推定する眠気推定手段と、を備えることを特徴とする眠気推定装置である。   In order to solve the above-mentioned problem, the invention according to claim 1 is characterized in that an acquisition means for acquiring a user's heart rate and a total of the heart rate acquired by the acquisition means after the activity state of the user has changed. A cumulative average heart rate calculating means for calculating a cumulative average heart rate divided by time, and a drowsiness for calculating a drowsiness reference heart rate as a reference whether or not the user feels drowsy based on the cumulative average heart rate A sleepiness estimation apparatus comprising: a reference heart rate calculation means; and sleepiness estimation means for estimating the user's current sleepiness based on the sleepiness reference heart rate and the current heart rate.

また、請求項7に記載の発明は、ユーザの現在の眠気を推定する眠気推定装置の眠気推定方法であって、ユーザの心拍数を取得する取得工程と、前記ユーザの活動状態が変化してから前記取得工程によって取得された心拍数の累計を時間で除した累計平均心拍数を算出する累計平均心拍数算出工程と、前記累計平均心拍数に基づいて、前記ユーザが眠気を感じているか否かの基準となる眠気基準心拍数を算出する眠気基準心拍数算出工程と、前記眠気基準心拍数と現在の心拍数に基づいて、前記ユーザの現在の眠気を推定する眠気推定工程と、を含むことを特徴とする眠気推定方法である。   The invention according to claim 7 is a drowsiness estimation method of a drowsiness estimation device that estimates a user's current drowsiness, an acquisition step of acquiring a user's heart rate, and an activity state of the user is changed. A cumulative average heart rate calculation step of calculating a cumulative average heart rate obtained by dividing a cumulative total of the heart rate acquired by the acquisition step by time, and whether or not the user feels sleepy based on the cumulative average heart rate A drowsiness reference heart rate calculating step for calculating a drowsiness reference heart rate as a reference, and a drowsiness estimation step for estimating the current sleepiness of the user based on the drowsiness reference heart rate and the current heart rate. This is a method for estimating sleepiness.

また、請求項8に記載の発明は、請求項7に記載の眠気推定方法を、コンピュータにより実行させることを特徴とする眠気推定プログラムである。   The invention described in claim 8 is a sleepiness estimation program characterized by causing a computer to execute the sleepiness estimation method according to claim 7.

本発明の第1の実施例にかかる眠気算出装置の概略構成図である。It is a schematic block diagram of the drowsiness calculation apparatus concerning 1st Example of this invention. 図1に示された状態判別部における活動状態の判別例を示した表である。It is the table | surface which showed the example of discrimination | determination of the active state in the state discrimination | determination part shown by FIG. 図1に示されたパラメータテーブルの例を示した表である。It is the table | surface which showed the example of the parameter table shown by FIG. 眠気基準心拍数を算出する他の構成例である。It is another example of composition which calculates a sleepiness standard heart rate. ある被検者におけるVASと本実施例の眠気基準心拍数算出式で推定された眠気とを比較したグラフである。It is the graph which compared the sleepiness estimated with the sleepiness reference | standard heart rate calculation type | formula of the sleepiness reference | standard of a present Example in a certain subject. ある被検者におけるVASと本実施例の眠気基準心拍数算出式で推定された眠気とを比較したグラフである。It is the graph which compared the sleepiness estimated with the sleepiness reference | standard heart rate calculation type | formula of the sleepiness reference | standard of a present Example in a certain subject. ある被検者におけるVASと本実施例の眠気基準心拍数算出式で推定された眠気とを比較したグラフである。It is the graph which compared the sleepiness estimated with the sleepiness reference | standard heart rate calculation type | formula of the sleepiness reference | standard of a present Example in a certain subject. 図1に示された眠気表示部の表示例の説明図である。It is explanatory drawing of the example of a display of the drowsiness display part shown by FIG. 図1に示された眠気算出装置の動作のフローチャートである。It is a flowchart of operation | movement of the drowsiness calculation apparatus shown by FIG. 本発明の第3の実施例にかかる眠気算出装置の概略構成図である。It is a schematic block diagram of the drowsiness calculation apparatus concerning the 3rd Example of this invention. 図10に示されたデバイスの概略構成図である。It is a schematic block diagram of the device shown by FIG.

以下、本発明の一実施形態にかかる眠気推定装置を説明する。本発明の一実施形態にかかる眠気推定装置は、累計平均心拍数算出手段がユーザの活動状態が変化してから取得手段によって取得された心拍数の累計を時間で除した累計平均心拍数を算出し、眠気基準心拍数算出手段が累計平均心拍数に基づいて、ユーザが眠気を感じているか否かの基準となる眠気基準心拍数を算出する。そして、眠気推定手段が眠気基準心拍数と現在の心拍数に基づいて、ユーザの現在の眠気を推定する。このようにすることにより、心拍数の累計に基づいて眠気を推定できるので、短時間で眠気基準心拍数を算出することができ、さらに高精度に眠気を推定することができる。   Hereinafter, a sleepiness estimation apparatus according to an embodiment of the present invention will be described. In the sleepiness estimation apparatus according to the embodiment of the present invention, the cumulative average heart rate calculation unit calculates a cumulative average heart rate obtained by dividing the total of the heart rate acquired by the acquisition unit after the change in the user activity state by time. Then, the drowsiness reference heart rate calculation means calculates a drowsiness reference heart rate that serves as a reference for whether or not the user feels drowsiness based on the cumulative average heart rate. Then, the sleepiness estimation means estimates the user's current sleepiness based on the sleepiness reference heart rate and the current heart rate. By doing so, drowsiness can be estimated based on the accumulated heart rate, so the drowsiness reference heart rate can be calculated in a short time, and drowsiness can be estimated with higher accuracy.

また、累計平均心拍数算出手段は、活動状態が変化して所定時間経過後から累計平均心拍数を算出してもよい。このようにすることにより、変化前の他の活動状態の影響を少なくして、眠気基準心拍数の算出精度を向上させることができる。   The accumulated average heart rate calculating means may calculate the accumulated average heart rate after a predetermined time has elapsed after the activity state has changed. By doing so, the influence of other activity states before the change can be reduced, and the calculation accuracy of the sleepiness reference heart rate can be improved.

また、取得手段によって取得された所定時間当たりの心拍数の最低値である最低心拍数を判別する最低心拍数判別手段を更に備え、眠気基準心拍数算出手段は、累計平均心拍数と最低心拍数との平均値を眠気基準心拍数として算出してもよい。このようにすることにより、眠気基準心拍数の算出の仕組みが単純化されるため、装置等における処理時間の削減や開発コストを低減することができる。   Further, the apparatus further comprises a minimum heart rate determination unit that determines a minimum heart rate that is a minimum value of the heart rate per predetermined time acquired by the acquisition unit, and the drowsiness reference heart rate calculation unit includes the cumulative average heart rate and the minimum heart rate. May be calculated as the drowsiness reference heart rate. By doing so, the mechanism for calculating the drowsiness reference heart rate is simplified, so that it is possible to reduce processing time and development costs in the apparatus and the like.

また、眠気基準心拍数算出手段は、累計平均心拍数を眠気基準心拍数として算出してもよい。このようにすることにより、眠気基準心拍数の算出の仕組みをより単純化し、装置等における処理時間の削減や開発コストを低減することができる。また、累計平均心拍数を眠気基準心拍数とすることで、眠気を感じる予兆を捉えることができ、眠気を自覚する前に休憩を促す等の対応をさせることができる。   The drowsiness reference heart rate calculating means may calculate the cumulative average heart rate as the drowsiness reference heart rate. By doing so, it is possible to further simplify the mechanism for calculating the drowsiness reference heart rate, and to reduce the processing time and the development cost in the apparatus or the like. In addition, by setting the cumulative average heart rate as the drowsiness reference heart rate, it is possible to capture a sign of feeling drowsiness, and to take a measure such as prompting a break before recognizing drowsiness.

また、累計平均心拍数算出手段は、ユーザが移動体を運転する活動状態に変化した後の累計平均心拍数を算出してもよい。このようにすることにより、車両等の移動体を運転する際に、短時間で眠気基準心拍数を算出して、高精度に眠気を推定することができる。   Further, the cumulative average heart rate calculating means may calculate the cumulative average heart rate after the user has changed to the active state of driving the mobile body. In this way, when driving a moving body such as a vehicle, the drowsiness reference heart rate can be calculated in a short time, and drowsiness can be estimated with high accuracy.

また、本発明の一実施形態にかかる状態監視装置は、上述した眠気推定装置と、ユーザの心拍数を測定する測定手段と、を備えている。このようにすることにより、ユーザの状態を監視する際に高精度にユーザの眠気を推定することができる。したがって、監視の精度を向上させることができる。   A state monitoring apparatus according to an embodiment of the present invention includes the drowsiness estimation apparatus described above and a measurement unit that measures a user's heart rate. By doing in this way, when monitoring a user's state, a user's sleepiness can be estimated with high precision. Therefore, the monitoring accuracy can be improved.

また、本発明の一実施形態にかかる眠気推定方法は、累計平均心拍数算出工程でユーザの活動状態が変化してから取得工程で取得された心拍数の累計を時間で除した累計平均心拍数を算出し、眠気基準心拍数算出工程で累計平均心拍数に基づいて、ユーザが眠気を感じているか否かの基準となる眠気基準心拍数を算出する。そして、眠気推定工程で眠気基準心拍数と現在の心拍数に基づいて、ユーザの現在の眠気を推定する。このようにすることにより、心拍数の累計に基づいて眠気を推定できるので、短時間で眠気基準心拍数を算出することができ、さらに高精度に眠気を推定することができる。   In addition, the sleepiness estimation method according to an embodiment of the present invention includes a cumulative average heart rate obtained by dividing a cumulative total of heart rate acquired in the acquisition step by time after a change in the user's activity state in the cumulative average heart rate calculation step. Based on the accumulated average heart rate in the drowsiness reference heart rate calculation step, a drowsiness reference heart rate that is a reference for whether or not the user feels drowsiness is calculated. In the sleepiness estimation step, the user's current sleepiness is estimated based on the sleepiness reference heart rate and the current heart rate. By doing so, drowsiness can be estimated based on the accumulated heart rate, so the drowsiness reference heart rate can be calculated in a short time, and drowsiness can be estimated with higher accuracy.

また、上述した眠気推定方法をコンピュータにより実行させる眠気推定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心拍数の累計に基づいて眠気を推定できるので、短時間で眠気基準心拍数を算出することができ、さらに高精度に眠気を推定することができる。   Moreover, it is good also as a sleepiness estimation program which performs the sleepiness estimation method mentioned above by computer. In this way, since sleepiness can be estimated based on the accumulated heart rate using a computer, the sleepiness reference heart rate can be calculated in a short time, and sleepiness can be estimated with higher accuracy.

本発明の第1の実施例にかかる眠気推定装置を図1乃至図9を参照して説明する。眠気推定装置1は図1に示すように、状態判別部2と、パラメータテーブル3と、眠気基準心拍数算出部4と、眠気算出部5と、眠気表示部6と、I/F7、I/F8と、を備えている。そして、眠気推定装置1は、心拍センサ11が接続されている。   A drowsiness estimation apparatus according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. As shown in FIG. 1, the sleepiness estimation apparatus 1 includes a state determination unit 2, a parameter table 3, a sleepiness reference heart rate calculation unit 4, a sleepiness calculation unit 5, a sleepiness display unit 6, an I / F 7, an I / F F8. The sleepiness estimation apparatus 1 is connected to a heart rate sensor 11.

図1に示した構成の眠気推定装置1は、例えばスマートフォン等の携帯機器やパーソナルコンピュータ等のアプリケーションプログラム(アプリ)として構成されてもよいし、カーナビゲーションシステム等の車載機器や家電機器等に搭載されていてもよい。また、眠気推定装置1が心拍センサ11を備える構成であってもよい。   The drowsiness estimation apparatus 1 having the configuration shown in FIG. 1 may be configured as an application program (app) such as a mobile device such as a smartphone or a personal computer, or installed in an in-vehicle device such as a car navigation system or a home appliance. May be. In addition, the sleepiness estimation apparatus 1 may include the heart rate sensor 11.

なお、眠気推定装置1が測定手段としての心拍センサ11を備えるものをユーザ(被検者)の状態を監視する状態監視装置100とし、例えば当該状態監視装置100を車両に搭載することでドライバーモニターとして動作させることができる。勿論ドライバーモニターに限らず、例えばデスクワークや勉強、或いは工場等における作業等の他の活動状態を監視するものとすることもできる。   Note that the sleepiness estimation device 1 including the heart rate sensor 11 as a measurement unit is a state monitoring device 100 that monitors the state of a user (subject), and for example, by mounting the state monitoring device 100 on a vehicle, a driver monitor Can be operated as Of course, the present invention is not limited to the driver monitor, and other activity states such as desk work, study, or work in a factory can be monitored.

心拍センサ11は、心拍に関する生体情報として少なくとも心拍数を取得することができるセンサであれば、周知のものを用いることができる。例えば、腕時計型や、車両の座席に埋め込まれているもの、或いは屋内の椅子やベッド等に備え付けられているもの等、種々の形態のものを利用することができる。また、心拍センサ11は、1種類に限らず、後述する活動状態に応じて複数種類を使い分けてもよい。   Any known sensor can be used as the heart rate sensor 11 as long as it can acquire at least a heart rate as biological information related to the heart rate. For example, various forms such as a wristwatch type, a type embedded in a vehicle seat, a type provided in an indoor chair or bed, and the like can be used. Further, the heart rate sensor 11 is not limited to one type, and a plurality of types may be used depending on an activity state described later.

上述した構成の眠気推定装置1においては、状態判別部2、眠気算出部5及び眠気基準心拍数算出部4はCPU(Central Processing Unit)等の演算装置が機能する。また、パラメータテーブル3はハードディスクやフラッシュメモリなどの記憶媒体が機能する(記憶媒体は揮発性として毎回ロードする形式でもよいが不揮発性とした方が好ましい)。また、眠気表示部6は、液晶ディスプレイ等の表示装置が機能する。I/F7、8は、心拍センサ11等と通信する通信制御部等が機能する。   In the sleepiness estimation apparatus 1 having the above-described configuration, the state determination unit 2, the sleepiness calculation unit 5, and the sleepiness reference heart rate calculation unit 4 function as an arithmetic device such as a CPU (Central Processing Unit). The parameter table 3 functions as a storage medium such as a hard disk or a flash memory (the storage medium may be volatile so that it is loaded each time, but is preferably non-volatile). The sleepiness display unit 6 functions as a display device such as a liquid crystal display. The I / Fs 7 and 8 function as a communication control unit that communicates with the heart rate sensor 11 and the like.

状態判別部2は、I/F8を介して外部から入力されるユーザの位置情報及びユーザの加速度情報と、に基づいて安静、運転中、作業中、睡眠等といったユーザの活動状態を判別する。即ち、状態判別部2は、ユーザの活動状態を検出する。即ち、状態判別部2でユーザの活動状態の変化を検出することができる。   The state discriminating unit 2 discriminates the user's activity state such as rest, driving, working, and sleep based on the user position information and the user acceleration information input from the outside via the I / F 8. That is, the state determination unit 2 detects the activity state of the user. That is, the state determination unit 2 can detect a change in the activity state of the user.

位置情報は、例えばGPS(Global Positioning System)により得られる緯度経度情報が入力される。加速度情報は、携帯機器や、車両自体或いは車載機器等が備える加速度センサの情報が入力される。また、活動量センサ(活動量計)等加速度センサ等を内蔵して人の活動状態を検出することが可能な機器から情報を取得してもよい。   As the position information, for example, latitude / longitude information obtained by GPS (Global Positioning System) is input. As the acceleration information, information on an acceleration sensor included in the portable device, the vehicle itself, or the vehicle-mounted device is input. Further, information may be acquired from a device that can incorporate an acceleration sensor such as an activity sensor (activity meter) or the like and can detect a human activity state.

状態判別部2における活動状態の判別の例を図2に示す。図2は、活動状態を判別するテーブルの例である。図2のテーブルにおいて、状態sta1の内容は安静、状態sta2の内容は運転中、状態sta3の内容は作業中、状態sta4の内容は睡眠、の活動状態を示している。勿論活動状態は、エクササイズや重労働等、図示した項目以外が含まれていてもよい。   An example of the determination of the activity state in the state determination unit 2 is shown in FIG. FIG. 2 is an example of a table for determining the activity state. In the table of FIG. 2, the content of the state sta1 indicates a resting state, the content of the state sta2 indicates driving, the content of the state sta3 indicates that the operation is in progress, and the content of the state sta4 indicates the active state of sleep. Of course, the activity state may include items other than the illustrated items such as exercise and heavy labor.

図2のテーブルでは、位置情報がリビングで、加速度情報が小さく、速度が小さく、デバイスが腕時計である場合に状態sta1(安静)と判別する。ここで、速度は、位置情報の変化から算出すればよい。或いは車両であれば速度センサから取得するようにしてもよい。デバイスは心拍センサ11の種類や設置されている場所を示しており、心拍センサ11から取得してもよいし、別途ユーザ等が設定してもよい。   In the table of FIG. 2, when the position information is living, the acceleration information is small, the speed is small, and the device is a wristwatch, the state is determined to be sta1 (rest). Here, the speed may be calculated from a change in position information. Or if it is a vehicle, you may make it acquire from a speed sensor. The device indicates a type of the heart rate sensor 11 or a place where the heart rate sensor 11 is installed. The device may be acquired from the heart rate sensor 11 or may be separately set by a user or the like.

また、位置情報が車両で、加速度情報が中、速度が大きく、デバイスが運転席である場合に状態sta2(運転中)と判別する。位置情報が事務所で、加速度情報が大きい、速度が中、デバイスが椅子である場合に状態sta3(作業中)と判別する。位置情報がベッドで、加速度情報が小さい、速度が小さい、デバイスがベッドである場合に状態sta4(睡眠)と判別する。また、特に加速度情報、速度については、一例であり具体的な数値等は適宜設定上で任意に変更することができる。   Further, when the position information is the vehicle, the acceleration information is medium, the speed is large, and the device is the driver's seat, the state is determined as sta2 (during driving). When the position information is the office, the acceleration information is large, the speed is medium, and the device is a chair, the state is determined as sta3 (working). When the position information is the bed, the acceleration information is small, the speed is small, and the device is the bed, it is determined as the state sta4 (sleep). In particular, the acceleration information and the speed are examples, and specific numerical values can be arbitrarily changed on the setting as appropriate.

なお、図2のテーブルでは、位置情報、加速度情報、速度情報、デバイス情報で判別していたが、いずれか1項目のみで判定してもよいし2項目又は3項目のみであってもよい。また、心拍センサ11で測定した心拍数で判別してもよい。例えば、心拍数の変化が少ない場合は安静状態か睡眠、心拍数が低いが変動がある場合は運転か作業中など、大まかな判別は可能である。   In the table of FIG. 2, the determination is made based on the position information, the acceleration information, the speed information, and the device information. However, the determination may be made using only one item, or only two items or three items. Alternatively, the determination may be made based on the heart rate measured by the heart rate sensor 11. For example, when the change in heart rate is small, it is possible to make a rough determination such as resting or sleeping, and when the heart rate is low but there is fluctuation, driving or working.

パラメータテーブル3は、後述する眠気予測パラメータが活動状態毎に設定されているテーブルを備えている。そして、状態判別部2の判別結果に基づいて、その活動状態に対応する眠気予測パラメータを眠気算出部5に出力する。テーブルの例を図3に示す。   The parameter table 3 includes a table in which sleepiness prediction parameters described later are set for each activity state. Based on the determination result of the state determination unit 2, the sleepiness prediction parameter corresponding to the activity state is output to the sleepiness calculation unit 5. An example of the table is shown in FIG.

眠気予測パラメータは図3に示したようにa、bの2種類が設定される。図3の例では、状態sta1(安静)の場合、眠気予測パラメータaは15、眠気予測パラメータbは0.2とし、状態sta2−1(運転中:手動運転)の場合、眠気予測パラメータaは20、眠気予測パラメータbは0とし、状態sta2−2(運転中:自動運転)の場合、眠気予測パラメータaは20、眠気予測パラメータbは0.2とする。また、状態sta3(作業中)の場合、眠気予測パラメータaは15、眠気予測パラメータbは0.2とし、状態sta4(睡眠)の場合、眠気予測パラメータaは10、眠気予測パラメータbは0.2としている。図3のテーブル例では眠気予測パラメータa、bは0〜100の範囲の値が設定される。   As shown in FIG. 3, two kinds of sleepiness prediction parameters a and b are set. In the example of FIG. 3, in the state sta1 (rest), the sleepiness prediction parameter a is 15 and the sleepiness prediction parameter b is 0.2, and in the state sta2-1 (during driving: manual operation), the sleepiness prediction parameter a is 20, the drowsiness prediction parameter b is 0, and in the case of the state sta2-2 (during driving: automatic operation), the drowsiness prediction parameter a is 20 and the drowsiness prediction parameter b is 0.2. In the state sta3 (working), the sleepiness prediction parameter a is 15 and the sleepiness prediction parameter b is 0.2. In the state sta4 (sleep), the sleepiness prediction parameter a is 10 and the sleepiness prediction parameter b is 0. 2. In the example of the table of FIG. 3, values in the range of 0 to 100 are set for the sleepiness prediction parameters a and b.

図3において、眠気予測パラメータは、状態が運転の場合(sta2)を手動運転(sta2−1)と自動運転(sta2−2)とに分けている。これは、詳細は後述するが、手動運転と自動運転とでは、眠気予測パラメータの設定値を変更する必要があるためである。   In FIG. 3, the sleepiness prediction parameter divides the case where the state is driving (sta2) into manual driving (sta2-1) and automatic driving (sta2-2). This is because, as will be described later in detail, it is necessary to change the setting value of the sleepiness prediction parameter between manual operation and automatic operation.

眠気基準心拍数算出部4は、後述する算出式を用いて眠気基準心拍数を算出する。ここで、眠気基準心拍数とは、眠気発生時の心拍数である。つまり、この心拍数以下では人が眠気を感じる心拍数である。即ち、ユーザが眠気を感じる基準とする心拍数である。眠気基準心拍数の算出方法としては、例えば平均心拍数に基づいて算出する方法や最低心拍数に基づいて算出する方法等挙げられる。   The drowsiness reference heart rate calculation unit 4 calculates a drowsiness reference heart rate using a calculation formula described later. Here, the sleepiness reference heart rate is a heart rate when sleepiness occurs. That is, it is a heart rate at which a person feels sleepy below this heart rate. That is, it is a heart rate used as a reference for the user to feel sleepy. Examples of the method for calculating the drowsiness reference heart rate include a method for calculating based on the average heart rate and a method for calculating based on the minimum heart rate.

また、眠気基準心拍数は、図4に示すような構成で別途算出し、眠気推定装置1に転送するようにしてもよい。眠気基準心拍数算出部21は、後述する算出式で眠気基準心拍数を算出する。   Further, the drowsiness reference heart rate may be separately calculated with the configuration shown in FIG. 4 and transferred to the drowsiness estimation apparatus 1. The drowsiness reference heart rate calculation unit 21 calculates the drowsiness reference heart rate using a calculation formula described later.

次に、眠気基準心拍数の算出について説明する。一人の人間が取り得る心拍数の範囲は決まっており、その心拍数の分布は正規分布に近くなることが知られている。また、眠気を感じているときは心拍数が低いことも知られている。したがって、眠気発生時の心拍数である眠気基準心拍数は、最低心拍数から平均心拍数までの間にあると言える。   Next, calculation of the sleepiness reference heart rate will be described. It is known that the range of heart rates that a person can take is determined, and the heart rate distribution is close to a normal distribution. It is also known that the heart rate is low when feeling sleepy. Therefore, it can be said that the sleepiness reference heart rate, which is the heart rate when sleepiness occurs, is between the lowest heart rate and the average heart rate.

そこで、本実施例においては、I/F7が心拍センサ11から取得した心拍数の累計の時間平均した値である累計平均心拍数と、I/F7が心拍センサ11から取得した心拍数の最低値(最低心拍数)と、の平均値を眠気基準心拍数とする。即ち、累計平均心拍数をHR_ave、最低心拍数をHR_minとすると、眠気基準心拍数HR_refは次の(1)式で算出する。
HR_ref=(HR_ave+HR_min)/2・・・(1)
Therefore, in the present embodiment, the cumulative average heart rate, which is the time averaged value of the cumulative number of heart rates acquired by the I / F 7 from the heart rate sensor 11, and the minimum value of the heart rate acquired by the I / F 7 from the heart rate sensor 11. The average value of (minimum heart rate) and the sleepiness reference heart rate is used. That is, assuming that the cumulative average heart rate is HR_ave and the minimum heart rate is HR_min, the sleepiness reference heart rate HR_ref is calculated by the following equation (1).
HR_ref = (HR_ave + HR_min) / 2 (1)

或いは、上述した累計平均心拍数HR_aveを眠気基準心拍数としてもよい。即ち、次の(2)式で算出してもよい。
HR_ref=HR_ave・・・(2)
Alternatively, the cumulative average heart rate HR_ave described above may be used as the drowsiness reference heart rate. That is, you may calculate with the following (2) Formula.
HR_ref = HR_ave (2)

なお、累計平均心拍数は、活動状態が変化して例えば10分程度の所定時間経過後から算出を始めることが好ましい。活動状態が変化した直後は心拍数に前の活動状態の影響が残っているため、所定時間経過後から算出することで、このような前の活動状態の影響を少なくすることができる。   The cumulative average heart rate is preferably calculated after a predetermined time of about 10 minutes elapses after the activity state changes. Immediately after the change of the activity state, the influence of the previous activity state remains on the heart rate. Therefore, the influence of the previous activity state can be reduced by calculating after the elapse of a predetermined time.

また、累計平均心拍数は、活動状態が変化したら累計を初期化することが好ましい。例えば車両等を運転中に休憩した場合は休憩時に一旦累計平均心拍数の累計をリセットして累計をし始める。このとき、最低心拍数の値もリセットする。   The cumulative average heart rate is preferably initialized when the activity state changes. For example, when taking a break while driving a vehicle or the like, the accumulated average heart rate is once reset at the time of the break and the accumulation is started. At this time, the minimum heart rate value is also reset.

即ち、眠気基準心拍数算出部4は、ユーザの活動状態が変化してからI/F7(取得手段)によって取得された心拍数の累計を時間で除した累計平均心拍数を算出する累計平均心拍数算出手段と、累計平均心拍数に基づいて、ユーザが眠気を感じているか否かの基準となる眠気基準心拍数を算出する眠気基準心拍数算出手段と、して機能する。また、I/F7(取得手段)によって取得された心拍数のうち、所定時間当たりの心拍数の最低値である最低心拍数を判別する最低心拍数判別手段としても機能する。また、これらの手段として機能することで、眠気基準心拍数算出部4では、累計平均心拍数算出工程及び眠気基準心拍数算出工程が実行される。   That is, the sleepiness reference heart rate calculation unit 4 calculates a cumulative average heart rate by dividing a cumulative total heart rate acquired by the I / F 7 (acquisition unit) by time after the user's activity state has changed. It functions as a number calculation means and a drowsiness reference heart rate calculation means for calculating a drowsiness reference heart rate that is a reference for whether or not the user feels drowsiness based on the cumulative average heart rate. Also, it functions as a minimum heart rate determination unit that determines the minimum heart rate that is the minimum value of the heart rate per predetermined time among the heart rates acquired by the I / F 7 (acquisition unit). Also, by functioning as these means, the sleepiness reference heart rate calculation unit 4 executes the cumulative average heart rate calculation step and the sleepiness reference heart rate calculation step.

ここで、本発明者らは、ユーザの平均心拍数や最低心拍数と実際の眠気との関係を調査するため実験を行った。実験は、活動状態としてオートマチックタイプの乗用車を運転中及び助手席乗車中とし、健常者11名(30歳〜59歳男性)を対象にした。被験者には、心拍計(ユニオンツール社製のMyBeat)を着用させ、心拍数と呼吸変動に対応する高周波変動成分(HF)を記録した。また、眠気の強さの評価には、VAS(Visual Analog Scale)を利用し、被験者の感じる眠気の強さの主観値を記録した。   Here, the present inventors conducted an experiment to investigate the relationship between the user's average heart rate and minimum heart rate and actual sleepiness. In the experiment, automatic type passenger cars were being driven and passenger seated as active states, and 11 healthy subjects (men aged 30 to 59) were targeted. The subject wore a heart rate meter (MyBeat manufactured by Union Tool Co., Ltd.) and recorded the high frequency fluctuation component (HF) corresponding to the heart rate and respiratory fluctuation. For evaluation of sleepiness intensity, VAS (Visual Analog Scale) was used to record the subjective value of sleepiness intensity felt by the subject.

実験に際し、以下のような条件を定めた。運転状況以外の要因が心拍・眠気に影響を与えることを避けるため、乗車中の会話や音楽の視聴、カーナビゲーションによるガイダンスの利用を禁止とした。同様に、食事による影響を排除するため、朝食後の約2時間を避け、午前10時〜12時の間に実験を実施した。助手席に座った被験者には、自動運転の監視役という擬似的な役割を負わせた。緊張やストレス負荷がかかるのを避けるため、車線変更は極力控え、左側車線を自然の流れにのった運転をするよう指示した。   The following conditions were determined during the experiment. In order to prevent factors other than driving conditions from affecting the heart rate and sleepiness, we prohibited the use of conversations while riding, listening to music, and guidance by car navigation. Similarly, in order to eliminate the influence of meals, the experiment was conducted between 10:00 am and 12:00 pm, avoiding about 2 hours after breakfast. The subject sitting in the passenger seat was given a simulated role as a supervisor of automatic driving. In order to avoid the tension and stress load, he refrained from changing lanes as much as possible and instructed the left lane to drive in a natural flow.

実験手順としては、被験者が二人一組で運転席・助手席に座り、折り返し地点到着時に運転手を交代する形で行った。最初に、眠い状態から実験を開始するのを防ぐため(覚醒状態をリセットしてから実験を開始するため)、5分間、被験者に簡単な暗算課題を与えてストレス負荷をかけた後、さらに5分間、安静を行わせた。その後、後述する一般道と高速を走行するコースの運転を開始させ、走行中は、タイマーの音が鳴る5分ごとのタイミングで、VASを用いて自分の眠気を記録させた。実験の際には、一般道を約10km(所要時間 約30分)、高速道路を約40km(所要時間 約30分)、往復で約2時間のコースを走行した。   As the experimental procedure, the subjects sat in the driver's / passenger seats in pairs, and the driver was changed when the turnaround point arrived. First, to prevent starting the experiment from a sleepy state (to reset the wakefulness and start the experiment), after giving the subject a simple mental arithmetic task for 5 minutes and applying stress, another 5 Rested for a minute. Thereafter, driving on a general road and a course running at a high speed, which will be described later, was started, and during the running, my sleepiness was recorded using VAS at a timing of every 5 minutes when a timer sounded. At the time of the experiment, we ran about 10 km on the general road (required time about 30 minutes), about 40 km on the expressway (required time about 30 minutes), and about 2 hours on a round trip.

図5〜図7に3名分の被検者のVASの結果と、上述した(1)式(2)式により算出した眠気基準心拍数により推定した眠気Spとを比較して示す。図5〜図7の上段はVASの結果、下段は上述した(1)式および(2)式により算出した眠気基準心拍数により推定した眠気Spである。また、下段のグラフにおいて、実線は(1)式により眠気基準心拍数を算出した場合、一点鎖線は(2)式により眠気基準心拍数を算出した場合をそれぞれ示している。眠気Spは、眠気予測パラメータをa及びb、現在測定された1分間当たりの心拍数HR、眠気基準心拍数HR_ref、高周波変動成分HF、基準高周波変動成分HF_refとすると、次の(3)式により算出される。
Sp=a×max(HR_ref−HR,0)+b×max(HF−HF_ref,0)・・・(3)
5 to 7 show a comparison between the VAS results of three subjects and the sleepiness Sp estimated from the sleepiness reference heart rate calculated by the above-described equations (1) and (2). The upper part of FIGS. 5 to 7 is the result of VAS, and the lower part is sleepiness Sp estimated based on the sleepiness reference heart rate calculated by the above-described equations (1) and (2). In the lower graph, the solid line indicates the case where the drowsiness reference heart rate is calculated by the equation (1), and the alternate long and short dash line indicates the case where the drowsiness reference heart rate is calculated by the equation (2). The sleepiness Sp is expressed by the following equation (3), assuming that the sleepiness prediction parameters are a and b, the heart rate HR currently measured per minute, the sleepiness reference heart rate HR_ref, the high frequency fluctuation component HF, and the reference high frequency fluctuation component HF_ref. Calculated.
Sp = a × max (HR_ref−HR, 0) + b × max (HF−HF_ref, 0) (3)

関数maxは、括弧内にカンマで区切られた引数のうち最大値を戻り値とする関数であり、(3)式においては、HR<HR_refの場合にはHR_ref−HRの算出結果が、HF>HF_refの場合にはHF−HF_refの算出結果が戻り値となる。   The function max is a function whose return value is the maximum value among arguments separated by commas in parentheses. In the expression (3), when HR <HR_ref, the calculation result of HR_ref−HR is HF> In the case of HF_ref, the calculation result of HF-HF_ref becomes a return value.

また、基準高周波変動成分HF_refについては、パラメータテーブル3に時刻や活動状態毎に設定されているものとする。また、高周波変動成分HF、基準高周波変動成分HF_refについての詳細は後述する。   In addition, the reference high frequency fluctuation component HF_ref is set in the parameter table 3 for each time or activity state. Details of the high frequency fluctuation component HF and the reference high frequency fluctuation component HF_ref will be described later.

図5〜図7に示しように、上述した式(1)式および(2)式に基づいて推定した眠気は、VASの結果と同様のパターンで眠気を推定できることが明らかとなった。   As shown in FIGS. 5 to 7, it became clear that the sleepiness estimated based on the above-described equations (1) and (2) can estimate sleepiness in the same pattern as the VAS result.

また、(2)式に基づいて眠気を推定した場合、図5〜図7の下段にAで示したように、眠気の値が大きくなる部分が存在する。これは、上段のVASと結果と比較すると、眠気が大きくなる前に発生しており、眠気の予兆と考えられる。したがって、(2)式の場合、眠気を自覚する前の予兆から推定できることが明らかとなった。   Moreover, when sleepiness is estimated based on Formula (2), as shown by A in the lower part of FIGS. This occurs before drowsiness becomes larger compared to the VAS in the upper stage and the result, and is considered a sign of drowsiness. Therefore, in the case of the formula (2), it has been clarified that it can be estimated from a sign before the drowsiness is noticed.

したがって、(2)式は、例えば車両の運転等眠気と危険性との関連が高い活動状態の場合に適用するとよい。或いは、予兆を考慮するかをユーザ等が任意に選択できるようにして(1)式または(2)式に切り替えてもよい。なお、上述した眠気基準心拍数の算出方法は運転時に限らず、他の活動状態においても適用することができる。   Therefore, the equation (2) is preferably applied in the case of an active state in which the relationship between sleepiness and danger such as driving a vehicle is high. Alternatively, the user or the like may arbitrarily select whether to consider the sign, and the formula (1) or (2) may be switched. The method for calculating the drowsiness reference heart rate described above can be applied not only during driving but also in other activity states.

本実施例は、上述したように、取得した心拍数と活動状態の変化からリアルタイムに累計平均心拍数と最低心拍数を求めて眠気基準心拍数を算出するので、眠気基準心拍数を予め設定する必要が無い。そのため、例えばレンタカー等に眠気推定装置1を搭載することで、不特定多数の利用者に対しても各利用者に合わせて精度良く眠気を推定することが可能となる。   In this embodiment, as described above, the sleepiness reference heart rate is calculated by obtaining the cumulative average heart rate and the minimum heart rate in real time from the acquired heart rate and the change in the activity state, so the sleepiness reference heart rate is preset. There is no need. Therefore, for example, by mounting the sleepiness estimation device 1 in a rental car or the like, it is possible to accurately estimate sleepiness for an unspecified number of users according to each user.

なお、上述した(1)式や(2)式で求めた眠気基準心拍数を、履歴として活動状態毎に時間単位でテーブル等に設定し初期値等に利用してもよい。   Note that the drowsiness reference heart rate obtained by the above-described equations (1) and (2) may be set as a history in a table or the like for each activity state and used as an initial value or the like.

眠気算出部5は、心拍センサ11で測定された心拍数と、パラメータテーブル3から出力された眠気予測パラメータと、眠気基準心拍数算出部4から出力された眠気基準心拍数と、に基づいて眠気(眠気に関する情報)を算出することでユーザの眠気を推定する。   The sleepiness calculator 5 is based on the heart rate measured by the heart rate sensor 11, the sleepiness prediction parameter output from the parameter table 3, and the sleepiness reference heart rate output from the sleepiness reference heart rate calculator 4. The user's sleepiness is estimated by calculating (information on sleepiness).

眠気算出部5で算出する眠気とは、現在の心拍数が眠気基準心拍数よりも低いときの、現在の心拍数と眠気基準心拍数との差分から求められる情報であり、現在の心拍数が眠気基準心拍数より下がる割合に応じて眠気値も強くなるように算出される。   The sleepiness calculated by the sleepiness calculation unit 5 is information obtained from the difference between the current heart rate and the sleepiness reference heart rate when the current heart rate is lower than the sleepiness reference heart rate. The drowsiness value is calculated so as to increase in accordance with the rate of decrease from the drowsiness reference heart rate.

例えば人は午後にはしばしば強い眠気が出現する。昼食後に起こることから昼食後の眠気(post lunch dip)とも呼ばれ、昼食をとったことが原因であると考える人も多い。しかし、昼食を2時間早めた場合でも昼食を抜いた場合でも、さらに恒常法を用いて2時間毎に軽食をとった場合でも午後には眠気が生じる。つまり、睡眠不足でなくても、また昼食の影響を取り除いた場合でも午後には眠気が生じることから、午後の眠気は生体リズムを反映していると考えられている。   For example, people often have strong sleepiness in the afternoon. It is also called post lunch dip because it happens after lunch, and many people think that it is caused by having lunch. However, even if the lunch is advanced by 2 hours or if the lunch is skipped, even if a snack is taken every 2 hours using the constant method, drowsiness occurs in the afternoon. In other words, even if the sleep is not insufficient or the influence of lunch is removed, sleepiness occurs in the afternoon, and it is considered that the afternoon sleepiness reflects biological rhythm.

眠気には約24時間周期のサーカディアンリズム(circadian rhythm)、約12時間周期のサーカセミディアンリズム(circasemidian rhythm)、そして約2時間周期のウルトラディアンリズム(ultradian rhythm)が関わっていると考えられている。夜間に生じる眠気は体温リズムの低下と一致しており、体温におけるサーカディアンリズムを反映している。午後の眠気は夜間の最低体温出現時刻の約半日後に生じていることから、サーカセミディアンリズムを反映していると考えられている。   Sleepiness is thought to involve a circadian rhythm with a period of about 24 hours, a circasemidian rhythm with a period of about 12 hours, and an ultradian rhythm with a period of about 2 hours. Yes. The nighttime sleepiness is consistent with a decrease in body temperature rhythm and reflects the circadian rhythm of body temperature. Afternoon sleepiness occurs about half a day after the nighttime minimum body temperature appears, and is considered to reflect circadian rhythm.

ここで、眠気を算出する前提について説明する。心拍変動から自律神経のバランスを推定するために、心拍変動についての時系列データから、呼吸変動に対応する高周波変動成分(HF成分)と血圧変動であるメイヤー波(Mayer wave)に対応する低周波成分(LF成分)を抽出し、両者の大きさを比較する。呼吸変動を反映するHF成分は、副交感神経が緊張(活性化)している場合のみに心拍変動に現れる。一方、LF成分は、交感神経が緊張しているとき、及び副交感神経が緊張しているときにも心拍変動に現れる。   Here, the premise for calculating sleepiness will be described. In order to estimate the balance of the autonomic nerve from the heart rate variability, from the time-series data about the heart rate variability, the high frequency variability component (HF component) corresponding to the respiratory variability and the low frequency corresponding to the Mayer wave which is the blood pressure variability A component (LF component) is extracted, and the size of both is compared. The HF component reflecting the respiratory fluctuation appears in the heartbeat fluctuation only when the parasympathetic nerve is in tension (activated). On the other hand, the LF component also appears in heart rate variability when the sympathetic nerve is tense and when the parasympathetic nerve is tense.

眠気算出部5では次の(4)式で眠気Sを算出する。
S=Ki×Si+Kp×Sp+Kd×Sd・・・(4)
The drowsiness calculator 5 calculates the drowsiness S by the following equation (4).
S = Ki × Si + Kp × Sp + Kd × Sd (4)

(4)式においてSpは生理学的眠気、Siは生理学的眠気Spの積分要素、Sdは生理学的眠気Spの微分要素である。Ki、Kp、Kdは、各要素の重み付けのための係数である。   In the equation (4), Sp is physiological sleepiness, Si is an integral element of physiological sleepiness Sp, and Sd is a differential element of physiological sleepiness Sp. Ki, Kp, and Kd are coefficients for weighting each element.

生理学的眠気Spは、上述した(3)式により算出される。生理学的眠気Spを算出する眠気算出部5は、少なくともユーザの心拍数と眠気基準心拍数との差分に基づきユーザの眠気を示す眠気値を算出している。   The physiological sleepiness Sp is calculated by the above-described equation (3). The sleepiness calculation unit 5 that calculates the physiological sleepiness Sp calculates a sleepiness value indicating the user's sleepiness based on at least the difference between the user's heart rate and the sleepiness reference heart rate.

ここで、眠気予測パラメータa及びbをそれぞれ設定することについて説明する。例えば運転中の眠気は単調な運転時(高速道路等)で起こりやすく、眠気を伴った機能低下が起こる。このような機能低下は、生理機能上は心拍数、血圧などが沈静して、眼球運動と脳波の異常などが動揺しながら出現する。自覚症状・疲労感が眠気とだるさ、四肢の疲れを中心に大きく増大し、集中低下も強く感じられる。行動能力・反応時間の大きな延長とばらつきが増大、正確さの低下があり、閉眼、まどろみによる危険状態にも至る。   Here, setting the sleepiness prediction parameters a and b will be described. For example, drowsiness during driving tends to occur during monotonous driving (such as an expressway), resulting in functional deterioration accompanied by drowsiness. Such functional degradation appears while the heart rate, blood pressure, etc. are calm in terms of physiological functions, and eye movements and abnormalities of the electroencephalogram are shaken. Subjective symptoms / feeling of fatigue are greatly increased, mainly due to drowsiness and tiredness of the extremities, and a strong decline in concentration is also felt. There is a large extension and variation in behavioral ability and reaction time, and there is a decrease in accuracy, leading to a dangerous situation due to closed eyes and stagnation.

眠気の状態は自律神経の機能により下記のように分類される。
<1.眠気のない場合>
交感神経が亢進し、副交感神経が抑制している状態である。心拍数HRが大きく、呼吸変動に対応する高周波変動成分(心拍揺らぎの高周波変動成分ともいう)HFが小さい。
<2.眠気の兆候がある場合>
単調な運転や疲労などにより、心理的に眠気の自覚は少ないが生理的にその兆候(予兆)が現れる。交感神経活動が亢進状態から抑制状態に変わるので、心拍数が下がる。
<3.眠気が生じる場合>
交感神経は抑制したままであるが、副交感神経活動が亢進状態に変わるので、心拍数HRが下がり、呼吸変動に対応する高周波変動成分HFが上がる。
<4.眠気に抗した葛藤状態>
危険を感じ、眠気に抗するために、緊張状態を生じる。ヒヤッとしたときなどに、交感神経活動が断続的に亢進し、呼吸変動に対応する高周波変動成分HFが減少する。
<5.眠気に抗しきれない状態>
緊張が消失し、居眠りが始まる。交感神経活動が抑制されるので心拍数HRは下がる。
The state of drowsiness is classified as follows according to the function of the autonomic nerve.
<1. If you are not drowsy>
The sympathetic nerve is enhanced and the parasympathetic nerve is suppressed. Heart rate HR is large, and high-frequency fluctuation component (also referred to as high-frequency fluctuation component of heartbeat fluctuation) HF corresponding to respiratory fluctuation is small.
<2. If you have signs of sleepiness>
Due to monotonous driving and fatigue, there is little awareness of sleepiness psychologically, but the signs (predictors) appear physiologically. Since the sympathetic nerve activity changes from the enhanced state to the inhibited state, the heart rate decreases.
<3. When sleepiness occurs>
Although the sympathetic nerve remains suppressed, the parasympathetic nerve activity changes to an enhanced state, so that the heart rate HR decreases and the high-frequency fluctuation component HF corresponding to the respiratory fluctuation increases.
<4. Conflict against sleepiness>
To feel danger and resist sleepiness, create tension. In the case of an accident, the sympathetic nerve activity is intermittently increased, and the high frequency fluctuation component HF corresponding to the respiratory fluctuation is reduced.
<5. State that can not resist sleepiness>
Tension disappears and doze begins. Since the sympathetic nerve activity is suppressed, the heart rate HR is lowered.

上記の分類で、通常の居眠り運転では1の状態(眠気のない場合)から2の状態(眠気の兆候がある場合)に変化し、さらに4の状態(眠気に抗した葛藤状態)に至ることが多い。一方、安静状態では、1の状態から2の状態になり、3の状態(眠気が生じる場合)になり、そして、眠ってしまうと5の状態(眠気に抗しきれない状態)に至る。   According to the above classification, in normal doze driving, it changes from state 1 (when there is no sleepiness) to state 2 (when there is a sign of sleepiness) and further to state 4 (conflict state against sleepiness). There are many. On the other hand, in the resting state, the state changes from 1 to 2 and becomes 3 (when sleepiness occurs), and when it falls asleep, it reaches 5 (state that cannot resist sleepiness).

そこで、(3)式では、図3に示したように、手動運転中では心拍揺らぎの眠気予測パラメータbを0にして計算する。つまり、手動運転状態は、心拍数変化の眠気予測パラメータaを大きくし、心拍揺らぎの眠気予測パラメータbを小さくする。一方、自動運転中は、運転手であっても、運転操作を行っていないことから安静状態に近い状態となるため、心拍数変化の要素の眠気予測パラメータaを小さくし、心拍揺らぎの眠気予測パラメータbを大きくする。   Therefore, in equation (3), as shown in FIG. 3, during manual operation, the sleepiness prediction parameter b of heartbeat fluctuation is set to 0 for calculation. That is, in the manual driving state, the sleepiness prediction parameter a for heart rate change is increased, and the sleepiness prediction parameter b for heart rate fluctuation is decreased. On the other hand, during automatic driving, even if the driver is not driving, since it is close to a resting state, the sleepiness prediction parameter a as an element of the heart rate change is reduced, and sleepiness prediction of heart rate fluctuation is performed. Increase the parameter b.

即ち、眠気予測パラメータをa及びbは、心拍数(RR間隔)及び心拍揺らぎのそれぞれに対する重み付けをするための係数である。上述したように、心拍数と心拍揺らぎは、活動状態によって眠気への寄与が異なるため、それぞれに重み付けをすることで、算出される眠気の精度を高めている。   That is, the sleepiness prediction parameters a and b are coefficients for weighting the heart rate (RR interval) and heart rate fluctuation. As described above, since the heart rate and heart rate fluctuation have different contributions to sleepiness depending on the activity state, the accuracy of the calculated sleepiness is increased by weighting each.

生理学的眠気Spの積分要素Siは次の(5)式により算出される。
Si=ΣSp・・・(5)
The integral element Si of the physiological sleepiness Sp is calculated by the following equation (5).
Si = ΣSp (5)

(5)式は、眠気が蓄積したときの積分要素を示す。即ち、眠気値(生理学的眠気Sp)の積算値を算出している。例えば運転状態の場合、運転開始後は眠気が少ないが、運転が長時間続くと眠気が増加する。そこで、生理学的眠気Spを積算することで、特定の活動状態を継続したときに発生する眠気を考慮することができる。積分要素Siは、例えば運転状態の場合、運転開始時を0とし、その後目的地に到着或いは休憩等で運転をやめるまで蓄積する。即ち、活動状態が変化した場合は積算値をリセットする。   Equation (5) shows an integral element when sleepiness is accumulated. That is, the integrated value of the sleepiness value (physiological sleepiness Sp) is calculated. For example, in the driving state, drowsiness is low after the start of driving, but drowsiness increases when driving continues for a long time. Therefore, by integrating the physiological sleepiness Sp, sleepiness that occurs when a specific activity state is continued can be taken into consideration. For example, in the driving state, the integration element Si is set to 0 at the start of driving, and then accumulates until the driving is stopped due to arrival at the destination or a break. That is, when the activity state changes, the integrated value is reset.

活動状態の変化は、上述したように状態判別部2により検出することができる。活動状態の変化は、例えば眠気推定装置が車載であった場合は、運転者等が車両から離れたことを検出した、あるいは車両のイグニッションスイッチをOFFにした場合に運転をやめたとして他の活動状態に変化したと判定すればよい。また、運転者等が運転席に着席したこと或いはイグニッションスイッチをONにしたことで運転状態に変化したと判定すればよい。   The change in the activity state can be detected by the state determination unit 2 as described above. For example, if the drowsiness estimation device is in-vehicle, the change in the activity state may be another activity state when it is detected that the driver has left the vehicle, or when driving is stopped when the vehicle ignition switch is turned off. What is necessary is just to determine with having changed to. Moreover, what is necessary is just to determine with having changed into the driving | running state because the driver | operator etc. sat down in the driver's seat or having turned ON the ignition switch.

なお、積分要素Siは上述したように特定の活動状態を継続する限りは際限なく積算する。この場合、ユーザによっては、時間の経過とともに眠気Sと自身の感覚とに差が生じることがある。そこで、積分要素Siには上限値を設け、上限値を超える値にはならないようにしてもよい。即ち、上限値を超えた場合には当該上限値を積算値とするようにしてもよい。   As described above, the integration element Si is integrated indefinitely as long as the specific active state is continued. In this case, depending on the user, there may be a difference between sleepiness S and his / her own sense as time passes. Accordingly, an upper limit value may be provided for the integral element Si so that the value does not exceed the upper limit value. That is, when the upper limit value is exceeded, the upper limit value may be used as the integrated value.

生理学的眠気Spの微分要素Sdは次の(6)式により算出される。
Sd=dSp/dt・・・(6)
The differential element Sd of the physiological sleepiness Sp is calculated by the following equation (6).
Sd = dSp / dt (6)

微分要素Sdは、眠気の変化を強調するために算出する。即ち、眠気値の微分値を算出している。眠気の変化が少ない場合、微小な区間での眠気の増減は心理的に知覚され易い(ウェーバーの法則)。例えば運転中に眠気を数値等で表示している場合、微小な変化を拡大してフィードバックすることで眠気の変化をユーザにより強く自覚させることができる。   The differential element Sd is calculated to emphasize the change in sleepiness. That is, the differential value of the sleepiness value is calculated. When there is little change in sleepiness, the increase or decrease in sleepiness in a minute interval is easily perceived psychologically (Weber's law). For example, when sleepiness is displayed as a numerical value or the like during driving, the user can be more strongly aware of the change in sleepiness by enlarging a minute change and feeding it back.

係数Ki、Kp、Kdは、ユーザ個人毎に設定することができる。また、微分要素Sdの係数Kdは、Kd>0である。また、敏感なユーザはその変化を感じ易くするためKdを大きくし、鈍感なユーザはその変化を感じにくくするためKdを小さくする。また、係数Ki、Kp、Kdは、バイタルセンサやユーザ自身の告知により取得するユーザの体調に応じて変更するようにしてもよい。   The coefficients Ki, Kp, and Kd can be set for each individual user. The coefficient Kd of the differential element Sd is Kd> 0. Sensitive users increase Kd to make the change easy to feel, and insensitive users make Kd small to make the change difficult to feel. The coefficients Ki, Kp, and Kd may be changed according to the physical condition of the user acquired by the vital sensor or the user's own notification.

なお、微分要素Sdは、上述したように、ユーザ等に表示等報知する際に影響するものであり、眠気Sの算出に必ずしも必要な要素ではない。したがって、生理学的眠気Sp及び係数Kpと積分要素Si及び係数Kiのみで眠気Sを算出してもよい。   As described above, the differential element Sd has an effect when notifying the user or the like of the display, and is not necessarily an element necessary for calculating the sleepiness S. Therefore, the drowsiness S may be calculated using only the physiological drowsiness Sp and the coefficient Kp, the integral element Si, and the coefficient Ki.

そして、(4)式により算出された眠気Sは、VAS等の主観的眠気の評価軸と対比し易いように0〜100の数値の範囲とする。この眠気Sは、0が眠気が小さく100が眠気が大きい。   The sleepiness S calculated by the equation (4) is set to a numerical value range of 0 to 100 so as to be easily compared with the evaluation axis of subjective sleepiness such as VAS. As for this drowsiness S, 0 is small drowsiness and 100 is large drowsiness.

即ち、眠気予測パラメータは活動状態によって変化するので、眠気算出部5は、心拍数(生体情報)、活動状態、眠気基準心拍数に基づいて眠気Sを算出していることとなる。   That is, since the sleepiness prediction parameter varies depending on the activity state, the sleepiness calculation unit 5 calculates the sleepiness S based on the heart rate (biological information), the activity state, and the sleepiness reference heart rate.

眠気表示部6は、眠気算出部5で算出(推定)された眠気Sを表示する。眠気Sは、単にその時の数値のみを表示してもよいし、時系列の変化が分かるように棒グラフ或いは折れ線グラフ等で表示するようにしてもよい。   The sleepiness display unit 6 displays the sleepiness S calculated (estimated) by the sleepiness calculation unit 5. The drowsiness S may be simply displayed as a numerical value at that time, or may be displayed as a bar graph or a line graph so that a change in time series can be understood.

眠気表示部6の表示例を図8に示す。図8(a)は、時刻毎の心拍数と眠気基準心拍数と算出された眠気Sを示した表である。図8(b)は、図8(a)を棒グラフにしたものである。即ち、図8(a)のように心拍数が測定された場合は、図8(b)のようにユーザに対して表示する。この表示は、上述した微分要素Sdも含まれた眠気Sが表示されるものであり、眠気表示部6は、眠気算出部5(推定手段)が推定した眠気に基づいて、眠気を示す表示をする表示制御手段として機能する。   A display example of the sleepiness display unit 6 is shown in FIG. FIG. 8A is a table showing the heart rate at each time, the sleepiness reference heart rate, and the calculated sleepiness S. FIG. 8 (b) is a bar graph of FIG. 8 (a). That is, when the heart rate is measured as shown in FIG. 8A, it is displayed to the user as shown in FIG. 8B. In this display, the drowsiness S including the above-described differential element Sd is displayed, and the drowsiness display unit 6 displays a display indicating drowsiness based on the drowsiness estimated by the drowsiness calculation unit 5 (estimating means). Functions as display control means.

I/F7は、心拍センサ11が接続されるインタフェース(I/F)である。I/F7は、心拍センサ11が有線接続の場合は有線接続に対応するインタフェース、無線接続の場合は無線接続に対応するインタフェースとなる。即ち、I/F7は、ユーザにおいて測定された該ユーザの心拍に関する生体情報(心拍数やその測定時刻等)を取得する。即ち、I/F7は心拍数や測定時刻を取得する取得手段として機能する。   I / F 7 is an interface (I / F) to which the heart rate sensor 11 is connected. The I / F 7 is an interface corresponding to wired connection when the heart rate sensor 11 is wired connection, and an interface corresponding to wireless connection when the heart rate sensor 11 is wireless connection. That is, the I / F 7 acquires biological information (heart rate, measurement time, etc.) related to the user's heart rate measured by the user. That is, the I / F 7 functions as an acquisition unit that acquires the heart rate and the measurement time.

I/F8は、位置情報や加速度情報が入力されるインタフェース(I/F)である。I/F8は、有線接続のインタフェース、無線接続のインタフェースのいずれであってもよい。即ち、I/F8は、ユーザの位置情報を取得するとともに、ユーザの加速度情報を取得する。   The I / F 8 is an interface (I / F) through which position information and acceleration information are input. The I / F 8 may be either a wired connection interface or a wireless connection interface. That is, the I / F 8 acquires user position information and user acceleration information.

図9に眠気推定装置1の動作のフローチャートを示す。図9(a)は全体的な動作のフローチャートである。まず、ステップS11において、心拍センサ11から心拍数を取得し、状態判別部2でユーザの活動状態を判別する。   FIG. 9 shows a flowchart of the operation of the sleepiness estimation apparatus 1. FIG. 9A is a flowchart of the overall operation. First, in step S <b> 11, the heart rate is acquired from the heart rate sensor 11, and the state determination unit 2 determines the user's activity state.

次に、ステップS12において、心拍センサ11から取得した心拍数とパラメータテーブル3から出力された眠気予測パラメータと眠気基準心拍数算出部4から出力された眠気基準心拍数とに基づいて眠気算出部5で眠気Sを算出する。そして、ステップS13で眠気Sを表示する。   Next, in step S12, based on the heart rate acquired from the heart rate sensor 11, the sleepiness prediction parameter output from the parameter table 3, and the sleepiness reference heart rate output from the sleepiness reference heart rate calculation unit 4, the sleepiness calculation unit 5 To calculate sleepiness S. In step S13, sleepiness S is displayed.

図9(b)は、ステップS12における眠気算出動作のフローチャートである。まず、ステップS21において、生理学的眠気Spを(3)式により算出する。次に、ステップS22において、生理学的眠気Spの積分要素Siを算出する。なお、上述したように積分要素Siは運転等の特定の活動を始めた時点からやめるまで積算する。次に、生理学的眠気Spの微分要素Sdを算出する。微分要素Sdは、厳密には(6)式であるが、演算を簡略化するため、今回測定されたHR等に基づいて算出されたSpから前回測定されたHR等に基づいて算出されたSpを減算することで算出する。つまり、HR等の測定間隔に基づいて算出する。そして、ステップS24において、眠気Sを(4)式により算出する。即ち、図9(b)が眠気推定工程となる。   FIG. 9B is a flowchart of the sleepiness calculation operation in step S12. First, in step S21, physiological drowsiness Sp is calculated by equation (3). Next, in step S22, an integral element Si of the physiological sleepiness Sp is calculated. As described above, the integration element Si is integrated from the start of a specific activity such as driving until it is stopped. Next, a differential element Sd of the physiological sleepiness Sp is calculated. Strictly speaking, the differential element Sd is the expression (6), but in order to simplify the calculation, the Sp calculated based on the previously measured HR or the like from the Sp calculated based on the HR or the like measured this time is used. Is calculated by subtracting. That is, it calculates based on measurement intervals, such as HR. In step S24, drowsiness S is calculated by equation (4). That is, FIG. 9B is a sleepiness estimation step.

本実施例によれば、眠気推定装置1は、眠気基準心拍数算出部4がユーザの活動状態が変化してからI/F7によって取得された心拍数の累計を時間で除した累計平均心拍数を算出し、その累計平均心拍数に基づいて、ユーザが眠気を感じているか否かの基準となる眠気基準心拍数を算出する。そして、眠気算出部5が眠気基準心拍数と現在の心拍数に基づいて、ユーザの現在の眠気を推定する。このようにすることにより、心拍数の累計に基づいて眠気を推定できるので、短時間で眠気基準心拍数を算出することができ、さらに高精度に眠気を推定することができる。   According to the present embodiment, the drowsiness estimation device 1 uses the accumulated average heart rate obtained by dividing the accumulated heart rate acquired by the I / F 7 by the time after the drowsiness reference heart rate calculation unit 4 changes the user's activity state. Based on the accumulated average heart rate, a drowsiness reference heart rate that is a criterion for whether or not the user feels drowsiness is calculated. Then, the sleepiness calculation unit 5 estimates the user's current sleepiness based on the sleepiness reference heart rate and the current heart rate. By doing so, drowsiness can be estimated based on the accumulated heart rate, so the drowsiness reference heart rate can be calculated in a short time, and drowsiness can be estimated with higher accuracy.

また、眠気基準心拍数算出部4は、ユーザの活動状態が変化して所定時間経過後から累計平均心拍数を算出している。このようにすることにより、変化前の他の活動状態の影響を少なくして、眠気基準心拍数の算出精度を向上させることができる。   The drowsiness reference heart rate calculation unit 4 calculates the cumulative average heart rate after a predetermined time elapses after the user's activity changes. By doing so, the influence of other activity states before the change can be reduced, and the calculation accuracy of the sleepiness reference heart rate can be improved.

また、眠気基準心拍数算出部4は、I/F7によって取得された所定時間当たりの心拍数の最低値である最低心拍数を判別し、累計平均心拍数と最低心拍数との平均値を眠気基準心拍数として算出している。このようにすることにより、眠気基準心拍数の算出の仕組みが単純化されるため、装置等における処理時間の削減や開発コストを低減することができる。   Further, the sleepiness reference heart rate calculation unit 4 determines the lowest heart rate that is the lowest value of the heart rate per predetermined time acquired by the I / F 7, and calculates the average value of the cumulative average heart rate and the minimum heart rate as sleepiness. Calculated as the reference heart rate. By doing so, the mechanism for calculating the drowsiness reference heart rate is simplified, so that it is possible to reduce processing time and development costs in the apparatus and the like.

また、眠気基準心拍数算出部4は、累計平均心拍数を眠気基準心拍数として算出している。このようにすることにより、眠気基準心拍数の算出の仕組みをより単純化し、眠気推定装置1における処理時間の削減や開発コストを低減することができる。また、累計平均心拍数を眠気基準心拍数とすることで、眠気を感じる予兆を捉えることができ、眠気を自覚する前に休憩を促す等の対応をさせることができる。   The drowsiness reference heart rate calculation unit 4 calculates the cumulative average heart rate as the drowsiness reference heart rate. By doing so, the mechanism for calculating the drowsiness reference heart rate can be further simplified, and the processing time and development cost in the drowsiness estimation device 1 can be reduced. In addition, by setting the cumulative average heart rate as the drowsiness reference heart rate, it is possible to capture a sign of feeling drowsiness, and to take a measure such as prompting a break before recognizing drowsiness.

また、眠気基準心拍数算出部4は、活動状態が変化した場合は心拍数の累計を初期化している。このようにすることにより、休憩を挟んだ場合や日が変わった場合等による眠気の変化の影響を受けないようにすることができる。   In addition, the sleepiness reference heart rate calculation unit 4 initializes the accumulated heart rate when the activity state changes. By doing so, it is possible to avoid being affected by changes in sleepiness caused by a break or when the day changes.

また、眠気基準心拍数算出部4は、ユーザが移動体を運転する活動に変化した後の累計平均心拍数を算出してもよい。このようにすることにより、車両等の移動体を運転する際に、短時間で眠気基準心拍数を算出して、高精度に眠気を推定することができる。   In addition, the drowsiness reference heart rate calculation unit 4 may calculate the cumulative average heart rate after the user changes to the activity of driving the mobile object. In this way, when driving a moving body such as a vehicle, the drowsiness reference heart rate can be calculated in a short time, and drowsiness can be estimated with high accuracy.

また、眠気算出部5は、活動状態毎に予め設定された眠気予測パラメータに基づいてユーザの眠気Sを算出している。このようにすることにより、心拍数と心拍揺らぎを活動状態に応じて重み付けすることができる。   The sleepiness calculator 5 calculates the sleepiness S of the user based on the sleepiness prediction parameter set in advance for each activity state. In this way, the heart rate and heart rate fluctuation can be weighted according to the activity state.

また、ユーザの位置情報及び加速度情報を取得するI/F8を備えている。このようにすることにより、ユーザの移動速度や加速度から活動状態を検出することができる。   Moreover, I / F8 which acquires a user's positional information and acceleration information is provided. In this way, the activity state can be detected from the moving speed and acceleration of the user.

また、眠気表示部6を備えているので、ユーザは、自身の眠気を具体的に知覚することができ、表示された眠気に基づいて例えば休憩や運動等の対応を行うことができる。   Further, since the drowsiness display unit 6 is provided, the user can specifically perceive his / her drowsiness, and can take a break or exercise, for example, based on the displayed drowsiness.

なお、上述した実施例において活動状態と測定時刻とに基づいて眠気予測パラメータを選択していたが、活動状態のみに基づいて眠気予測パラメータを選択してもよい。但し、測定時刻も考慮した方が、適切な眠気予測パラメータを選択できるので好ましい。   In the above-described embodiment, the sleepiness prediction parameter is selected based on the activity state and the measurement time. However, the sleepiness prediction parameter may be selected based only on the activity state. However, it is preferable to consider the measurement time because an appropriate sleepiness prediction parameter can be selected.

また、眠気表示部6に加えて音声や振動で眠気を通知するようにしてもよい。或いは、一定以上の眠気の場合に音声等による通知を行ってもよい。   Further, sleepiness may be notified by voice or vibration in addition to the sleepiness display unit 6. Alternatively, notification by voice or the like may be performed in the case of drowsiness above a certain level.

また、上述した構成の眠気推定装置1において算出(推定)された眠気値とユーザの間隔との間に差がある場合は、主観評価を入力させるようにして、その主観評価に基づいて眠気基準心拍数HR_refや基準高周波変動成分HF_refを修正するようにしてもよい。このようにすることにより、眠気算出部5が算出(推定)した眠気をユーザが主観評価することができる。そして、その主観評価結果をフィードバックして再度眠気算出部5が眠気を算出することができる。従って、ユーザ個人に合わせた眠気に関する情報をより精度良く算出することができる。   If there is a difference between the sleepiness value calculated (estimated) in the sleepiness estimation apparatus 1 having the above-described configuration and the user interval, a subjective evaluation is input, and the sleepiness criterion is based on the subjective evaluation. The heart rate HR_ref and the reference high frequency fluctuation component HF_ref may be corrected. By doing so, the user can subjectively evaluate the sleepiness calculated (estimated) by the sleepiness calculation unit 5. Then, the drowsiness calculation unit 5 can calculate drowsiness again by feeding back the subjective evaluation result. Therefore, it is possible to calculate information regarding sleepiness tailored to the individual user with higher accuracy.

次に、本発明の第2の実施例にかかる表示装置を図10乃至図11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, a display device according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. The same parts as those in the first embodiment described above are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.

本実施例では、図10に示したように、パラメータテーブル31がサーバ30に設けられている。また、サーバ30には個人別履歴データ32も格納されている。そして、サーバ30は、複数人のデータを一括管理することができる。   In the present embodiment, as shown in FIG. 10, the parameter table 31 is provided in the server 30. The server 30 also stores individual history data 32. The server 30 can collectively manage data of a plurality of persons.

個人別履歴データ32は、後述するデバイス1Aから受信した心拍数、測定時刻、活動状態等の履歴データが個人別に格納されている。サーバ30は、デバイス1A等からの要求に基づいて基準高周波変動成分や眠気予測パラメータ等を送信する。   In the individual history data 32, history data such as heart rate, measurement time, activity state, etc. received from the device 1A described later is stored for each individual. The server 30 transmits a reference high frequency fluctuation component, a drowsiness prediction parameter, and the like based on a request from the device 1A or the like.

デバイス1A及びデバイス1Bは、ユーザの近傍に設置又はユーザが身に着ける状態で所持する機器であり、少なくとも履歴データを取得することができ、取得された履歴データをサーバ30に送信することが可能となっている。   The device 1A and the device 1B are devices that are installed in the vicinity of the user or worn by the user, can acquire at least history data, and can transmit the acquired history data to the server 30. It has become.

図10では、デバイス1A及びデバイス1Bとして、例えば腕時計型と車載型を示しているが、これらを同一のユーザが利用し、それぞれで取得した履歴データをサーバ30に送信することができる。このようにすることにより同じユーザが異なるデバイス1Aやデバイス1Bを利用しても履歴データを1か所に蓄積することができ、パラメータテーブル31を複数のデバイス1Aやデバイス1Bで共有することができる。   In FIG. 10, for example, a wristwatch type and an in-vehicle type are shown as the device 1 </ b> A and the device 1 </ b> B, but these can be used by the same user and the history data acquired by each can be transmitted to the server 30. Thus, even if the same user uses different devices 1A and 1B, history data can be stored in one place, and the parameter table 31 can be shared by a plurality of devices 1A and devices 1B. .

図11に、本実施例にかかるデバイス1Aを示す。なお、デバイス1Bも基本的に同じ構成である。図11において、状態判別部2、眠気表示部6、I/F7は、基本的に第1の実施例と同様である。但し、状態判別部2は、判別した状態を通信部12に出力する点が異なる。また、眠気基準心拍数・眠気算出部5Aは、I/F7が取得した心拍数に基づいて眠気基準心拍数を算出して、その眠気基準心拍数と通信部12が取得した眠気予測パラメータに基づいて眠気を算出する。I/F7は、取得した心拍数と測定時刻を状態判別部2及び眠気算出部5に加えて通信部12にも出力する。   FIG. 11 shows a device 1A according to the present example. The device 1B basically has the same configuration. In FIG. 11, the state determination unit 2, the drowsiness display unit 6, and the I / F 7 are basically the same as those in the first embodiment. However, the state determination unit 2 is different in that the determined state is output to the communication unit 12. The sleepiness reference heart rate / sleepiness calculation unit 5A calculates a sleepiness reference heart rate based on the heart rate acquired by the I / F 7, and based on the sleepiness reference heart rate and the sleepiness prediction parameter acquired by the communication unit 12. Calculate sleepiness. The I / F 7 outputs the acquired heart rate and measurement time to the communication unit 12 in addition to the state determination unit 2 and the drowsiness calculation unit 5.

通信部12は、サーバ30と通信する。通信部12は、心拍センサ11で測定された心拍数と測定時刻及び状態判別部2で判別された活動状態をサーバ30に送信し、サーバ30から送信された眠気予測パラメータを受信する。   The communication unit 12 communicates with the server 30. The communication unit 12 transmits the heart rate measured by the heart rate sensor 11, the measurement time, and the activity state determined by the state determination unit 2 to the server 30, and receives the sleepiness prediction parameter transmitted from the server 30.

なお、本実施例において、心拍センサ11をデバイス1A(デバイス1B)が備える構成であってもよい。また、状態判別部2及び眠気基準心拍数・眠気算出部5Aをサーバ30が備える構成でもよい。この場合、通信部12は、位置情報や加速度情報等の活動状態を判別するための情報を送信する。即ち、サーバ30で活動状態を判別し、眠気Sを算出してもよい。或いは、状態判別部2又は眠気基準心拍数・眠気算出部5Aのいずれかのみをサーバ30が備える構成でもよい。   In the present embodiment, the device 1A (device 1B) may be provided with the heart rate sensor 11. The server 30 may include the state determination unit 2 and the drowsiness reference heart rate / drowsiness calculation unit 5A. In this case, the communication unit 12 transmits information for determining an activity state such as position information and acceleration information. That is, the server 30 may determine the activity state and calculate the sleepiness S. Alternatively, the server 30 may include only the state determination unit 2 or the drowsiness reference heart rate / drowsiness calculation unit 5A.

即ち、本実施例にかかる眠気推定装置は、サーバ30とデバイス1A(デバイス1B)とで構成される。   That is, the sleepiness estimation apparatus according to the present embodiment includes the server 30 and the device 1A (device 1B).

本実施例によれば、眠気推定装置をサーバとデバイス1A(デバイス1B)とで構成されているので、1人のユーザが複数のデバイスを使用した場合でも心拍数等の履歴データや眠気基準心拍数を一括管理することができる。また、パラメータテーブルを複数のデバイス1A(デバイス1B)で共有することができる。   According to the present embodiment, since the sleepiness estimation apparatus is configured by the server and the device 1A (device 1B), even when one user uses a plurality of devices, history data such as heart rate and sleepiness reference heartbeats are used. Numbers can be managed collectively. Further, the parameter table can be shared by a plurality of devices 1A (device 1B).

なお、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眠気推定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。   In addition, this invention is not limited to the said Example. That is, those skilled in the art can implement various modifications in accordance with conventionally known knowledge without departing from the scope of the present invention. Of course, such modifications are included in the scope of the present invention as long as the configuration of the sleepiness estimation apparatus of the present invention is provided.

1、1A 眠気推定装置
5 眠気算出部(眠気推定手段)
7 I/F(取得手段)
9 眠気基準心拍数算出部(累計平均心拍数算出手段、眠気基準心拍
数算出手段、最低心拍数判別手段)
11 心拍センサ(測定手段)
100 状態監視装置
1, 1A Drowsiness estimation device 5 Drowsiness calculation unit (sleepiness estimation means)
7 I / F (Acquisition means)
9 Drowsiness reference heart rate calculation unit (cumulative average heart rate calculation means, drowsiness reference heart rate calculation means, minimum heart rate determination means)
11 Heart rate sensor (measuring means)
100 Condition monitoring device

Claims (8)

ユーザの心拍数を取得する取得手段と、
前記ユーザの活動状態が変化してから前記取得手段によって取得された心拍数の累計を時間で除した累計平均心拍数を算出する累計平均心拍数算出手段と、
前記累計平均心拍数に基づいて、前記ユーザが眠気を感じているか否かの基準となる眠気基準心拍数を算出する眠気基準心拍数算出手段と、
前記眠気基準心拍数と現在の心拍数に基づいて、前記ユーザの現在の眠気を推定する眠気推定手段と、
を備えることを特徴とする眠気推定装置。
Acquisition means for acquiring a user's heart rate;
A cumulative average heart rate calculation means for calculating a cumulative average heart rate obtained by dividing a cumulative total of heart rates acquired by the acquisition means after time since the user's activity state changed;
Drowsiness reference heart rate calculation means for calculating a drowsiness reference heart rate that is a reference as to whether or not the user feels drowsiness based on the cumulative average heart rate;
Sleepiness estimation means for estimating the current sleepiness of the user based on the sleepiness reference heart rate and the current heart rate;
A drowsiness estimation device comprising:
前記累計平均心拍数算出手段は、前記活動状態が変化して所定時間経過後から前記累計平均心拍数を算出することを特徴とする請求項1に記載の眠気推定装置。   The sleepiness estimation apparatus according to claim 1, wherein the cumulative average heart rate calculation means calculates the cumulative average heart rate after a predetermined time has elapsed since the activity state has changed. 前記取得手段によって取得された前記心拍数の最低値である最低心拍数を判別する最低心拍数判別手段を更に備え、
前記眠気基準心拍数算出手段は、前記累計平均心拍数と前記最低心拍数との平均値を前記眠気基準心拍数として算出することを特徴とする請求項1または2に記載の眠気推定装置。
Further comprising a minimum heart rate determination means for determining a minimum heart rate that is a minimum value of the heart rate acquired by the acquisition means;
3. The sleepiness estimation apparatus according to claim 1, wherein the sleepiness reference heart rate calculation unit calculates an average value of the cumulative average heart rate and the lowest heart rate as the sleepiness reference heart rate.
前記眠気基準心拍数算出手段は、前記累計平均心拍数を前記眠気基準心拍数として算出することを特徴とする請求項1または2に記載の眠気推定装置。   The sleepiness estimation apparatus according to claim 1 or 2, wherein the sleepiness reference heart rate calculation means calculates the cumulative average heart rate as the sleepiness reference heart rate. 前記累計平均心拍数算出手段は、前記ユーザが移動体を運転する活動状態に変化した後の前記累計平均心拍数を算出することを特徴とする請求項1乃至4のうちいずれか一項に記載の眠気推定装置。   5. The cumulative average heart rate calculation unit calculates the cumulative average heart rate after the user has changed to an active state of driving a moving body. 6. Sleepiness estimation device. 請求項1乃至5のうちいずれか一項に記載の眠気推定装置と、
前記ユーザの心拍数を測定する測定手段と、
を備えることを特徴とする状態監視装置。
Drowsiness estimation device according to any one of claims 1 to 5,
Measuring means for measuring the user's heart rate;
A state monitoring device comprising:
ユーザの現在の眠気を推定する眠気推定装置の眠気推定方法であって、
ユーザの心拍数を取得する取得工程と、
前記ユーザの活動状態が変化してから前記取得工程によって取得された心拍数の累計を時間で除した累計平均心拍数を算出する累計平均心拍数算出工程と、
前記累計平均心拍数に基づいて、前記ユーザが眠気を感じているか否かの基準となる眠気基準心拍数を算出する眠気基準心拍数算出工程と、
前記眠気基準心拍数と現在の心拍数に基づいて、前記ユーザの現在の眠気を推定する眠気推定工程と、
を含むことを特徴とする眠気推定方法。
A sleepiness estimation method for a sleepiness estimation device that estimates a user's current sleepiness,
An acquisition step of acquiring a user's heart rate;
A cumulative average heart rate calculating step of calculating a cumulative average heart rate obtained by dividing a cumulative total of heart rates acquired by the acquisition step by time since the user's activity state changed;
Based on the cumulative average heart rate, a sleepiness reference heart rate calculation step of calculating a sleepiness reference heart rate that is a reference for whether or not the user feels sleepiness;
A sleepiness estimation step of estimating the current sleepiness of the user based on the sleepiness reference heart rate and the current heart rate;
A drowsiness estimation method comprising:
請求項7に記載の眠気推定方法を、コンピュータにより実行させることを特徴とする眠気推定プログラム。   A sleepiness estimation program characterized by causing a computer to execute the sleepiness estimation method according to claim 7.
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