WO2012173090A1 - 覚醒誘導装置及び覚醒誘導方法 - Google Patents

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WO2012173090A1
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driver
awakening
subject
level
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PCT/JP2012/064918
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ルチアン ギョルゲ
寸田　剛司
智晴 中野
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日産自動車株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a wake-up guidance device and a wake-up guidance method for guiding a subject's wakefulness to a normal state.
  • This application claims priority based on Japanese Patent Application No. 2011-133212 filed on June 15, 2011, and the designated countries that are permitted to be incorporated by reference to the literature are listed above. The contents described in the application are incorporated into the present application by reference and made a part of the description of the present application.
  • the problem to be solved by the present invention is to provide a wake-up induction device and a wake-up induction method capable of guiding a subject's wakefulness from a high state to a normal state.
  • the subject when both the arousal level and the stress level of the subject are high, the subject is given a temperature stimulus based on a biological mechanism that promotes heat dissipation along with the expansion of the peripheral blood vessels by the temperature stimulus. Solve the problem.
  • the degree of arousal is induced using the biological mechanism of the subject without depending on the acceptability of the subject. Therefore, even if the subject's arousal and stress are high, the subject's arousal The degree can be induced to a normal state.
  • FIG. 1 is a diagram showing the configuration of the wakefulness induction device according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a map showing the classification of the state of the driver in the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a wakefulness determination map based on the steering amplitude and the steering frequency in the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a flowchart showing control of the wakefulness induction device according to the first embodiment of the present invention.
  • FIGS. 5A to 5C are control maps of the air volume command value, the air temperature command value, and the peripheral temperature target value in the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a diagram showing the configuration of the wakefulness induction device according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a flowchart showing control of the wakefulness induction device according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a control map of the peripheral temperature target value and the heater temperature command value in the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is a diagram showing the configuration of the awakening induction device according to the third embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is a flowchart showing the control of the awakening induction device according to the third embodiment of the present invention.
  • FIG. 11 is a control map of the peripheral temperature target value and the heater temperature command value in the third embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a diagram showing the configuration of the awakening guidance device in the present embodiment
  • FIG. 2 is a map showing the classification of the driver's state in the present embodiment
  • FIG. It is.
  • the awakening induction device 10 includes an imaging camera 11 and a control computer 15. As shown in FIG. 2, the state of the driver of the automobile 1 is changed to “irritated”. It is a device that leads from a “state” to a “normal state”.
  • the driver's arousal level is divided into three levels (“high”, “normal”, and “low”), and the driver's stress level is also divided into three levels (“ Large ”,“ medium ”,“ small ”), and depending on the degree of arousal and stress, the driver ’s state is“ fatigue ”,“ active ”,“ conflict ”,“ irritated ” It is classified into five “normal states”.
  • the air conditioning system 6 mounted in the automobile 1 is used as a means for heating the skin of the driver's hand.
  • the air conditioning system 6 has a heater core, a blower, and the like. Based on an instruction from the control computer 15, a driver's hand is provided from the outlets 61 and 62 disposed on both sides of the combination meter 4. It is possible to blow out warm air toward
  • This air conditioning system 6 blows warm air toward the left hand of the driver through the left outlet 61 and blows warm air toward the right hand of the driver through the right outlet 62.
  • toe, an instep, a palm, etc. can be illustrated, for example.
  • the cost of the awakening guidance device 10 can be reduced.
  • the imaging camera 11 includes, for example, a two-dimensional CCD image sensor, a MOS sensor, or a photoelectric conversion module in which a plurality of photoelectric conversion elements such as a CID are two-dimensionally arranged. .
  • the imaging camera 11 can capture a face image (or upper body) image of a driver (not shown) seated on the driver seat 2 and transmit the image signal to the control computer 15. .
  • the installation position of the imaging camera 11 is not particularly limited as long as the driver's face (or upper body) can be imaged.
  • the imaging camera 11 may be provided in front of the combination meter 4.
  • the control computer 15 is constituted by, for example, a so-called one-chip microcomputer in which a CPU, a program ROM that stores programs, control maps, and the like, a working RAM, and an input / output interface are integrated into an IC chip.
  • control computer 15 includes a wakefulness determination unit 16 that determines the driver's arousal level, a stress level determination unit 17 that determines the driver's stress level, and determinations of the determination units 16 and 17. And a temperature control unit 18 that controls the air conditioning system 6 based on the result.
  • the functions of the arousal level determination unit 16, the stress level determination unit 17, and the temperature control unit 18 are realized by a program of the control computer 15.
  • the wakefulness determination unit 16 determines the driver's wakefulness using the wakefulness determination map shown in FIG.
  • the steering angle sensor 51 detects a steering angle that is a numerical value with a sign indicating the rotation angle and the rotation direction of the steering wheel 5 and transmits the steering angle to the control computer 15.
  • the arousal level determination unit 16 determines that the driver's arousal level is “high” when the following expression (1) is satisfied, and transmits the determination result to the temperature control unit 18.
  • steerSignal is a steering angle signal of the steering angle sensor 51.
  • a function for performing frequency analysis of steerSignal at a fixed time is defined as follows.
  • FTFT (F.steerSignal) is the steering amplitude of steerSignal at the steering frequency of F.
  • SFH, SFMax, SMMin, and SML in FIG. 3 are threshold values set in advance by statistical analysis, and may be fixed values or variable depending on individuals.
  • the arousal level determination unit 16 determines that the driver's arousal level is “low” and satisfies both the above expressions (1) and (2). If not, the driver's arousal level may be determined as “normal”.
  • SFMin, SFL, SMH, and SMMax in FIG. 3 are threshold values set in advance by statistical analysis, and may be fixed values or variable depending on individuals.
  • the method for determining the driver's arousal level is not limited to the above-described method based on the steering angle by the driver.
  • the driver's arousal level may be determined based on the opening degree of the accelerator pedal 7 detected by the accelerator opening degree sensor. In this case, for example, when the frequency of stepping on the accelerator pedal 7 is greater than a predetermined value, it is determined that the driver's arousal level is “high”.
  • the stress level determination unit 17 acquires an image obtained by capturing the driver's face from the imaging camera 11, performs facial expression recognition on the image, determines the driver's stress level, and controls the determination result with temperature control. Transmit to device 18. For example, when the driver's face is angry, it is determined that the driver's stress level is “large”.
  • the stress degree determination unit 17 recognizes driver behavior such as touching the face with a hand, yawning, blinking, and taking a big breath from an image of the driver's face, and the change in the behavior is associated with a decrease in arousal.
  • the degree of stress may be determined.
  • the stress level determination unit 17 indicates that the driver's stress level is “high”. May be determined.
  • the temperature control unit 18 controls the air conditioning system 6 based on the determination result of the arousal level determination unit 16 and the determination result of the stress level determination unit 17. Specifically, when the driver's arousal level is high and the driver's stress level is large (when the driver is in an “irritated state”), the driver's hand (not shown) The air conditioning system 6 is controlled so as to supply the warm air toward the head.
  • FIG. 4 is a flowchart showing the control of the wakefulness inducing apparatus in the present embodiment
  • FIGS. 5A to 5C are control maps of the air volume command value, the air temperature command value, and the peripheral temperature target value in the present embodiment. is there.
  • step S10 of FIG. 4 the temperature control unit 18 of the control computer 15 determines the state of the driver based on the determination result of the arousal level determination unit 16 and the determination result of the stress level determination unit 17.
  • step S10 the arousal level determined by the arousal level determination unit 16 is higher than the first threshold TH1, and the stress level determined by the stress level determination unit 17 is the second level. If it is higher than the threshold value TH2 (ON in step S10), it is determined that the driver is in the “irritated state” and the ArousalTrigger signal is turned ON.
  • the first threshold TH1 is a threshold for determining the driver's arousal level, and is a threshold that divides the “high” arousal level from the “normal” arousal level.
  • the second threshold value TH2 is a threshold value for determining the driver's stress level, and is a threshold value that divides the “large” stress level from the “medium” stress level.
  • the ArousalTrigger signal is a trigger signal for starting a process of guiding the driver state from the “irritated state” to the “normal state”.
  • step S10 if the driver's state is other than the “irritated state” (OFF in step S10), the ArousalTrigger signal remains off, and the flowchart shown in FIG. 4 ends.
  • step S11 the temperature control unit 18 controls the air conditioning system 6 so as to start the guidance from the “irritated state” to the “normal state”.
  • the driver's arousal level is induced from a high state to a normal state by executing a process opposite to the biological mechanism. That is, in this embodiment, the peripheral part such as the driver's hand is moderately heated, the contracted peripheral blood vessels are expanded to promote heat dissipation, and the deep body temperature that has become high due to the frustrated state is within a normal range. By returning to, the driver's arousal level is guided to a normal state.
  • the driver's arousal level is induced by directly acting on the driver's autonomic nervous system by temperature stimulation without depending on the driver's acceptability. ", The driver's arousal level can be guided to a normal state.
  • the driver's arousal level is induced to a normal state by controlling the air conditioning system 6 in accordance with the control maps shown in FIGS. 5 (a) and 5 (b).
  • the control maps shown in FIGS. 5A and 5B are set so that the target temperature of the driver's hand (the peripheral temperature target value) changes as shown in FIG. 5C.
  • the temperatures shown in FIGS. 5A to 5C are as follows.
  • Topen temperature that causes dilation of peripheral blood vessels in the driver's hand
  • TmissFire The temperature at which the cold receptor in the driver's hand reacts paradoxically at a temperature higher than the reaction temperature of the thermoreceptor (the temperature that causes contradiction cold sensation)
  • Tnormal temperature of the driver's hand under normal conditions
  • Tpain temperature at which the nociceptor on the driver's hand reacts
  • Tope is not particularly limited because it depends on individual differences, external environment, etc.
  • the temperature is about 5 to 10 ° C. higher than the body surface temperature of the driver's hand (about 31 ° C. to 33 ° C.).
  • a value corresponding to the driver may be read from the database in which the peripheral vascular dilation temperature corresponding to the gender and age of the driver is stored as the top.
  • a temperature sensor may be provided on the steering wheel 5 and the top may be set after measuring the temperature of the driver's hand with the temperature sensor.
  • the temperature of the driver's hand is heated to a temperature that is substantially the same as or relatively higher than Tope.
  • the deep body temperature is lowered to an appropriate range, and the driver's arousal level is induced to a normal state.
  • the stress for driving with a high arousal level is released, so the stress also shifts to a normal state.
  • temperature stimulation affects the emotional expression of the subject because the island cortex is involved in both the temperature sensation and the neural mechanism of emotion. For this reason, warm air at a temperature that is too high (temperature that reaches Tpain) may cause discomfort to the driver and increase stress on the contrary.
  • operator is made by making the temperature of the warm air supplied to a driver
  • the amount of warm air supplied from the air outlets 61 and 62 to the driver's hand during the period from WarmUpTime to EndWarmTime which is the second predetermined time. Lower.
  • operator's hand is heated with a gentle gradient in the range which the temperature of a driver
  • temperature stimulation affects the emotional expression of the subject, so warm air at a temperature that immediately feels cold (the temperature that reaches TmissFire) causes the driver to feel uncomfortable and instead stressed. There is a risk of raising.
  • the driver since the temperature of the driver's hand does not reach TmissFire, the driver can be prevented from feeling the hot air unpleasantly.
  • step S12 in FIG. 4 the supply of warm air with the air volume reduced is continued until EndWarmTime (true in step S12).
  • the temperature control unit 18 controls the air conditioning system 6 to stop supplying hot air (False in step S12).
  • the driver's biological mechanism is used to induce the arousal level without depending on the driver's acceptability. Therefore, even if the driver's arousal level and the stress level are high, the driver The degree of awakening can be induced to a normal state.
  • the ability decreases in a low arousal state (for example, sleepy state) or a high awake state (for example, angry state), whereas in the normal state of arousal level, the target person's ability is maximized. It is said that it can be made.
  • the driver since a high arousal level can be induced to a normal state, the driver can stably perform highly accurate driving. In addition, since the stress associated with driving with a high arousal level is also released, it is possible to drive for a long time without feeling stress.
  • the temperature stimulus is used as a means for inducing the driver's arousal level
  • the arousal level can be induced without being influenced by the driver's preference and values.
  • the driver's arousal level is induced to a normal state by giving the driver's hand a temperature stimulus at a temperature substantially the same as or relatively higher than that of Tope. Yes.
  • the driver without relying on the driver's receptivity, the driver can use a biological mechanism that promotes heat dissipation by returning peripheral blood vessels and returns the deep body temperature to a normal range. Even if the degree of arousal and the degree of stress are high, the degree of arousal can be induced to a normal state.
  • the temperature of the temperature stimulus given to the driver's hand is set to a temperature lower than Tpain.
  • the temperature of the temperature stimulus given to the driver's hand is set to a temperature relatively lower than TmissFire.
  • FIG. 6 is a diagram showing the configuration of the awakening induction device according to the second embodiment of the present invention.
  • This embodiment is different from the first embodiment in that a steering heater 52 is used instead of the air conditioning system 6 as the heating means, but the other configuration is the same as that of the first embodiment.
  • the wakefulness induction device 10B in the second embodiment Only the differences from the first embodiment will be described for the wakefulness induction device 10B in the second embodiment, and the same reference numerals will be given to portions having the same configuration as in the first embodiment, and description thereof will be omitted. .
  • the steering heater 52 is composed of a Peltier element (not shown) embedded in the steering wheel 5. This Peltier element is provided, for example, in a region that is the left and right end portions of the steering wheel 5 when the vehicle is traveling straight, and when the driver grips the steering wheel 5, the driver's hand (specifically, palm or finger). Etc.) can be heated.
  • the steering heater 52 is connected to the temperature control unit 18 of the control computer 15, and the temperature of the steering heater 52 is controlled by the temperature control unit 18.
  • the cost of the awakening guidance device 10B can be reduced.
  • FIG. 7 is a flowchart showing the control of the wakefulness induction device in the present embodiment
  • FIG. 8 is a control map of the peripheral temperature target value and the heater temperature command value in the present embodiment.
  • step S20 of FIG. 7 the temperature control unit 18 of the control computer 15 causes the driver to be in an “irritated state” based on the determination result of the arousal level determination unit 16 and the determination result of the stress level determination unit 17. Judge whether there is.
  • step S20 the arousal level determined by the arousal level determination unit 16 is higher than the first threshold TH1, and the stress level determined by the stress level determination level 17 is the second level.
  • the threshold value TH2 ON in step S20
  • step S20 when the driver's state is other than the “irritated state” (OFF in step S20), the ArousalTrigger signal is kept off and the flowchart of FIG. 7 is ended.
  • step S21 the temperature control unit 18 controls the steering heater 52 so as to start the guidance from the “irritated state” to the “normal state”.
  • the driver's hand is heated with a steep gradient by the steering heater 52. Thereby, the temperature of the driver's hand is heated to a temperature relatively higher than Twarm.
  • the peripheral temperature target value (the driver's hand) is added to the temperature command value of the steering heater 52. Temperature target value) is used. Moreover, each temperature described in FIG. 8 is as follows.
  • Tpain temperature at which the nociceptor on the driver's hand reacts
  • Twarm temperature at which the thermoreceptor of the driver's hand reacts
  • Tnormal temperature of the driver's hand under normal conditions
  • temperature stimulation affects the emotional expression of the subject because the cortex is involved in both the temperature sensation and the neural mechanism of emotion.
  • the cortex is involved in both the temperature sensation and the neural mechanism of emotion.
  • this embodiment by giving a temperature stimulus at a level that allows the driver to feel a sense of warmth, stress due to unpleasant external events such as traffic jams and interruptions begins to be released, and thereby the awakening level is also in a normal state Start to change.
  • Step S22 the driver's arousal level and stress level are constantly confirmed in Step S20, and the driver's state is other than “irritated state”. Is determined (OFF in step S20), the flowchart of FIG. 7 is terminated.
  • the driver's biological mechanism is used to induce the arousal level without depending on the driver's acceptability. Therefore, even if the driver's arousal level and the stress level are high, the driver The degree of awakening can be induced to a normal state.
  • the temperature stimulus is used as a means for inducing the driver's arousal level
  • the arousal level can be induced without being influenced by the driver's preference and values.
  • the driver's arousal level is induced to a normal state by giving the driver's hand a temperature stimulus having a temperature higher than Twarm.
  • the driver's arousal level and stress level are determined by using a biological mechanism that the temperature stimulus affects the subject's emotional expression without depending on the driver's acceptability. Even if is high, the arousal level can be induced to a normal state.
  • the temperature of the temperature stimulus given to the driver's hand is set to a temperature lower than Tpain.
  • the temperature control unit 18 even if the temperature control unit 18 performs the heating control, the driver's arousal level is equal to or lower than the first threshold value TH1, or the driver's stress level is equal to or lower than the second threshold value TH2. When this happens, the temperature control unit 18 stops heating by the steering heater 52. For this reason, the time which gives a temperature stimulus to a driver
  • FIG. 9 is a diagram showing the configuration of the awakening induction device according to the third embodiment of the present invention.
  • the air conditioning system 6 as the heating means
  • a steering heater 52 is used,
  • the pulse wave sensor 12 is provided on the steering wheel 5, and
  • other structures are the same as that of 1st Embodiment.
  • the same components as those in the first embodiment will be denoted by the same reference numerals and description thereof will be omitted.
  • the steering heater 52 is composed of a Peltier element (not shown) embedded in the steering wheel 5, and a driver's hand (specifically, palm or finger) holding the steering wheel 5. Etc.) can be heated.
  • the steering heater 52 is connected to the temperature control unit 18 of the control computer 15, and the temperature of the steering heater 52 is controlled by the temperature control unit 18.
  • the cost of the awakening guidance device 10C can be reduced.
  • the pulse wave sensor 12 is provided on the steering wheel 5. Similar to the steering heater 52, the pulse wave sensor 12 is disposed, for example, in the left and right regions of the steering wheel 5 when the vehicle is traveling straight, and the pulse wave is detected from the finger of the driver who holds the steering wheel 5. It is possible to measure. Specific examples of the pulse wave sensor 12 include a photoelectric capacitance pulse wave measuring device.
  • the pulse wave sensor 12 is connected to the extension detection unit 19 of the control computer 15.
  • the expansion detector 19 can detect the degree of expansion of the peripheral blood vessel from the amplitude of the pulse wave measured by the pulse wave sensor 12.
  • FIG. 10 is a flowchart showing the control of the wakefulness induction device in the present embodiment
  • FIG. 11 is a control map of the peripheral temperature target value and the heater temperature command value in the present embodiment.
  • step S30 of FIG. 10 the temperature control unit 18 of the control computer 15 causes the driver to be in an “irritated state” based on the determination result of the arousal level determination unit 16 and the determination result of the stress level determination unit 17. Judge whether there is.
  • step S30 as shown in FIG. 2, the arousal level determined by the arousal level determination unit 16 is higher than the first threshold TH1, and the stress level determined by the stress level determination level 17 is the second level.
  • the threshold value TH2 ON in step S30, it is determined that the driver is in the “irritated state” and the ArousalTrigger signal is turned ON.
  • the expansion detection unit 19 detects the degree of expansion of the peripheral blood vessel from the pulse wave measured by the pulse wave sensor 12 in step S31. If it is determined that the degree of expansion is equal to or less than the predetermined threshold (OFF in step S31), the peripheral blood vessel is not expanded, so the VesselOpen signal remains off and the process proceeds to step S32.
  • the temperature of the driver's hand is heated to a temperature that is substantially the same as or higher than that of Tope.
  • the VesselOpen signal is a trigger signal for starting the process of heating the driver's hand with a gentle gradient by the steering heater 52.
  • the peripheral temperature target value (the temperature of the driver's hand) is added to the temperature command value of the steering heater 52.
  • Target value the temperature of the driver's hand
  • Topen temperature that causes dilation of peripheral blood vessels in the driver's hand
  • TmissFire The temperature at which the cold receptor in the driver's hand reacts paradoxically at a temperature higher than the reaction temperature of the thermoreceptor (the temperature that causes contradiction cold sensation)
  • Tnormal temperature of the driver's hand under normal conditions
  • the peripheral blood vessels of the driver's hand are expanded and heat dissipation is promoted, so that the deep body temperature falls to an appropriate range, and the driver's arousal level is induced to a normal state. Is done.
  • the stress for driving with a high awakening level is released, so that the stress also shifts to a normal state.
  • step S31 if it is determined in step S31 by the expansion detection unit 19 that the degree of expansion of the peripheral blood vessel is relatively larger than a predetermined threshold (ON in step S31), the peripheral blood vessel Since the VesselOpen signal is turned on, the process proceeds to step S33.
  • step S34 the driver's arousal level and stress level are constantly confirmed in step S30, and the driver's state is other than “irritated state”. If it is determined that it exists (OFF in step S30), the flowchart of FIG. 10 ends.
  • step S30 if EndWarmTime is reached while the driver's “irritated state” continues (ON in step S30, False in step S34), temperature controller 18 stops heating to steering heater 52. Control to do.
  • the driver's biological mechanism is used to induce the arousal level without depending on the driver's acceptability. Therefore, even if the driver's arousal level and the stress level are high, the driver The degree of awakening can be induced to a normal state.
  • the temperature stimulus is used as a means for inducing the driver's arousal level
  • the arousal level can be induced without being influenced by the driver's preference and values.
  • the driver's arousal level is induced to a normal state by giving the driver's hand a temperature stimulus having a temperature substantially the same as or relatively higher than that of Tope. .
  • the driver can use a biological mechanism that promotes heat dissipation by returning peripheral blood vessels and returns the deep body temperature to a normal range. Even if the degree of arousal and the degree of stress are high, the degree of arousal can be induced to a normal state.
  • the temperature of the temperature stimulus given to the driver's hand is set to a temperature relatively lower than TmissFire.
  • the temperature control unit 18 weakens the heating by the steering heater 52 by detecting the degree of expansion of the peripheral blood vessels of the driver's hand, so that the energy efficiency of the arousal level induction can be increased.
  • the temperature control unit 18 even if the temperature control unit 18 performs the heating control, the driver's arousal level is equal to or lower than the first threshold value TH1, or the driver's stress level is equal to or lower than the second threshold value TH2. When this happens, the temperature control unit 18 stops heating by the steering heater 52. For this reason, the time which gives a temperature stimulus to a driver
  • driver in the above-described embodiment corresponds to an example of the subject in the present invention
  • driver's hand in the above-described embodiment corresponds to an example of the peripheral portion of the subject in the present invention.
  • the arousal level determination unit 16 in the above-described embodiment corresponds to an example of the arousal level determination unit in the present invention
  • the stress level determination unit 17 in the above-described embodiment corresponds to an example of the stress level determination unit in the present invention.
  • the temperature control unit 18 in the above-described embodiment corresponds to an example of a temperature control unit in the present invention
  • the air conditioning system 6 and the steering heater 52 in the above-described embodiment correspond to an example of a heating unit in the present invention.
  • the extension detection unit 19 in the embodiment corresponds to an example of an extension detection unit in the present invention.
  • TmissFire in the above-described embodiment corresponds to an example of the second temperature in the present invention
  • Twarm in the above-described embodiment corresponds to this This corresponds to an example of the third temperature in the invention
  • Tpain in the above-described embodiment corresponds to an example of the fourth temperature in the present invention.

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Abstract

覚醒誘導装置１０は、運転者の覚醒度を判定する覚醒度判定部１６と、運転者のストレス度を判定するストレス度判定部１７と、運転者の手を加温する空調システム６と、覚醒度判定部１６の判定結果とストレス度判定部１７の判定結果に基づいて、空調システム６を制御する温度制御部１８と、を備えており、温度制御部１８は、運転者の覚醒度が第１の閾値ＴＨ１よりも高く、且つ、運転者のストレス度が第２の閾値ＴＨ２よりも高い場合に、温度刺激による末梢血管の拡張に伴って放熱を促す生体メカニズムに基づいた温度刺激を運転者の手に与えるように空調システム６を制御して、運転者の覚醒度を正常な状態に誘導する。

Description

覚醒誘導装置及び覚醒誘導方法
　本発明は、対象者の覚醒度を正常な状態に誘導する覚醒誘導装置及び覚醒誘導方法に関するものである。
　本出願は、２０１１年６月１５日に出願された日本国特許出願の特願２０１１―１３３２１２に基づく優先権を主張するものであり、文献の参照による組み込みが認められる指定国については、上記の出願に記載された内容を参照により本出願に組み込み、本出願の記載の一部とする。
　運転者の徐々に高まるイライラ状態を渋滞情報や生体情報に基づいて予測し、イライラ状態に移行する前に運転者に沈静刺激を付与することで、運転者の心理状態を平静状態に維持する技術が知られている（例えば特許文献１参照）。この技術では、沈静刺激として、音楽、香り、照明といった運転者の受容性に依存した刺激を採用している。
特開２００９－２２５１９公報
　しかしながら、実際には、突然の割り込み等によって運転者の心理状態が平静状態からイライラ状態に急激に変化する場合があるが、上記の技術ではこうした急激な変化には対応することができない。そして、運転者の心理状態がイライラ状態に移行してしまうと、上述のような沈静刺激を運転者に与えても平静状態に戻すことは難しいという問題がある。
　本発明が解決しようとする課題は、対象者の覚醒度を高い状態から正常な状態に誘導することが可能な覚醒誘導装置及び覚醒誘導方法を提供することである。
　本発明では、対象者の覚醒度とストレス度がいずれも高い場合に、温度刺激による末梢血管の拡張に伴って放熱を促す生体メカニズムに基づいた温度刺激を対象者の末梢部に与えることによって上記課題を解決する。
　本発明によれば、対象者の受容性に依存せずに、対象者の生体メカニズムを利用して覚醒度を誘導するので、対象者の覚醒度及びストレス度が高くても、対象者の覚醒度を正常な状態に誘導することができる。
図１は、本発明の第１実施形態における覚醒誘導装置の構成を示す図である。 図２は、本発明の第１実施形態における運転者の状態の分類を示すマップである。 図３は、本発明の第１実施形態における操舵振幅と操舵周波数による覚醒度判定マップである。 図４は、本発明の第１実施形態における覚醒誘導装置の制御を示すフローチャートである。 図５（ａ）～図５（ｃ）は、本発明の第１実施形態における風量指令値、空気温度指令値、及び末梢温度目標値の制御マップである。 図６は、本発明の第２実施形態における覚醒誘導装置の構成を示す図である。 図７は、本発明の第２実施形態における覚醒誘導装置の制御を示すフローチャートである。 図８は、本発明の第２実施形態における末梢温度目標値及びヒータ温度指令値の制御マップである。 図９は、本発明の第３実施形態における覚醒誘導装置の構成を示す図である。 図１０は、本発明の第３実施形態における覚醒誘導装置の制御を示すフローチャートである。 図１１は、本発明の第３実施形態における末梢温度目標値及びヒータ温度指令値の制御マップである。
　以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
<<第１実施形態>>
　図１は本実施形態における覚醒誘導装置の構成を示す図、図２は本実施形態における運転者の状態の分類を示すマップ、図３は本実施形態における操舵振幅と操舵周波数による覚醒度判定マップである。
　本実施形態における覚醒誘導装置１０は、図１に示すように、撮像カメラ１１と、制御コンピュータ１５と、を備えており、図２に示すように、自動車１の運転者の状態を、「イライラ状態」から「正常状態」に誘導する装置である。
　なお、本実施形態では、図２に示すように、運転者の覚醒度を三段階（「高い」、「正常」、「低い」）に区分すると共に、運転者のストレス度も三段階（「大」、「中」、「小」）に区分し、この覚醒度とストレス度に応じて、運転者の状態を「疲労状態」、「アクティブ状態」、「葛藤状態」、「イライラ状態」、「正常状態」の５つに分類している。
　また、本実施形態における覚醒誘導装置１０では、自動車１に搭載された空調システム６を、運転者の手の皮膚を加温する手段として利用する。空調システム６は、特に図示しないが、ヒータコアやブロア等を有しており、制御コンピュータ１５からの指示に基づいて、コンビネーションメータ４の両側に配置された吹出口６１，６２から、運転者の手に向かって温風を吹き出すことが可能となっている。
　この空調システム６は、左側の吹出口６１を介して、運転者の左手に向かって温風を吹き付け、右側の吹出口６２を介して、運転者の右手に向かって温風を吹き付ける。なお、この空調システム６によって温風が吹き付けられる運転者の手の部位としては、例えば、指、甲、掌等を例示することができる。
　本実施形態では、既存の空調システム６を利用して運転者の覚醒度を誘導するので、覚醒誘導装置１０の低コスト化を図ることができる。
　撮像カメラ１１は、例えば、二次元ＣＣＤイメージセンサ、ＭＯＳセンサ、又はＣＩＤ等の複数の光電変換素子が二次元に配列された光電変換モジュールを備えており、例えばダッシュボード３上に設けられている。この撮像カメラ１１は、運転席シート２に着座した運転者（不図示）の顔画像（又は上半身）の画像を撮像して、当該画像信号を制御コンピュータ１５に送信することが可能となっている。なお、撮像カメラ１１の設置位置は、運転者の顔（或いは上半身）を撮像可能であれば特に限定されず、例えば、撮像カメラ１１をコンビネーションメータ４の前方に設けてもよい。
　制御コンピュータ１５は、例えば、ＣＰＵと、プログラムや制御マップ等を記憶するプログラムＲＯＭと、作業用ＲＡＭと、入出力インタフェースと、をＩＣチップ化した所謂ワンチップマイクロコンピュータで構成されている。
　本実施形態では、この制御コンピュータ１５は、運転者の覚醒度を判定する覚醒度判定部１６と、運転者のストレス度を判定するストレス度判定部１７と、それぞれの判定部１６，１７の判定結果に基づいて空調システム６を制御する温度制御部１８と、を備えている。なお、覚醒度判定部１６、ストレス度判定部１７、及び温度制御部１８は、制御コンピュータ１５のプログラムによって、それぞれの機能が実現されている。
　覚醒度判定部１６は、図３に示す覚醒度判定マップを用いて運転者の覚醒度を判定する。なお、操舵角センサ５１が、ステアリングホイール５の回転角度及び回転方向を示す符号付き数値である操舵角を検出して、当該操舵角を制御コンピュータ１５に送信する。
　具体的には、覚醒度判定部１６は、下記の（１）式が満たされる場合には、運転者の覚醒度が「高い」と判定し、当該判定結果を温度制御部１８に送信する。
　〔SFH < F < SFMax〕、且つ、〔SMMin < FFT(F.steerSignal) < SML〕　…（１）
　但し、上記の（１）式において、steerSignalは、操舵角センサ５１の操舵角信号である。また、一定時間でのsteerSignalの周波数解析を行う関数を次のように定義する。
　FFT(F.steerSignal)は、Fという操舵周波数でのsteerSignalの操舵振幅とする。
　なお、図３中のSFH，SFMax，SMMin，SMLは、予め統計解析により設定された閾値であり、固定値でもよいし、個人によって可変させてもよい。
　因みに、覚醒度判定部１６は、下記の（２）式が満たされる場合には、運転者の覚醒度が「低い」と判定し、上記の（１）式及び（２）式のいずれも満たされない場合には、運転者の覚醒度が「正常」と判定してもよい。
　〔SFMin < F < SFL〕、且つ、〔SMH < FFT(F.steerSignal) < SMMax〕　…（２）
　なお、図３中のSFMin，SFL，SMH，SMMaxは、予め統計解析により設定された閾値であり、固定値でもよいし、個人によって可変にさせてもよい。
　なお、運転者の覚醒度を判定する方法は、上述した運転者による操舵角に基づいた方法に限定されない。例えば、アクセル開度センサにより検出されるアクセルペダル７の開度に基づいて、運転者の覚醒度を判定してもよい。この場合には、例えば、アクセルペダル７を勢いよく踏み込む頻度が所定値よりも大きくなった場合に、運転者の覚醒度が「高い」と判定する。
　ストレス度判定部１７は、運転者の顔を撮像した画像を撮像カメラ１１から取得して、当該画像に対して表情認識を行うことで運転者のストレス度を判定し、当該判定結果を温度制御装置１８に送信する。例えば、運転者の顔が怒っている場合には、運転者のストレス度が「大」であると判定する。
　なお、ストレス度判定部１７が、運転者の顔を撮像した画像から、顔を手で触れる、あくび、瞬き、大きな息をする等の運転者行動を認識し、その行動の変化から覚醒低下に対するストレス度を判定してもよい。
　或いは、撮像カメラ１１に代えて、運転席シート２に圧力センサを埋設し、圧力センサが通常よりも高い圧力を検出した場合に、ストレス度判定部１７が、運転者のストレス度が「高い」と判定してもよい。
　温度制御部１８は、覚醒度判定部１６の判定結果と、ストレス度判定部１７の判定結果とに基づいて、空調システム６を制御する。具体的には、運転者の覚醒度が高く、且つ、運転者のストレス度が大きい場合（運転者が「イライラ状態」にある場合）に、吹出口６１，６２から運転者の手（不図示）に向かって温風を供給するように、空調システム６を制御する。
　次に、本実施形態における覚醒誘導装置１０の制御について、図４及び図５を参照しながら説明する。
　図４は本実施形態における覚醒誘導装置の制御を示すフローチャート、図５（ａ）～図５（ｃ）は本実施形態における風量指令値、空気温度指令値、及び末梢温度目標値の制御マップである。
　先ず、図４のステップＳ１０において、制御コンピュータ１５の温度制御部１８は、覚醒度判定部１６の判定結果と、ストレス度判定部１７の判定結果とに基づいて、運転者の状態を判断する。
　このステップＳ１０において、図２に示すように、覚醒度判定部１６により判定された覚醒度が第１の閾値ＴＨ１よりも高く、且つ、ストレス度判定部１７により判定されたストレス度が第２の閾値ＴＨ２よりも高い場合（ステップＳ１０にてオン）には、運転者の状態が「イライラ状態」にあると判定し、ArousalTrigger信号をオンにする。なお、第１の閾値ＴＨ１は、運転者の覚醒度を判定するための閾値であり、「高い」覚醒度と「正常」な覚醒度とを仕切る閾値である。一方、第２の閾値ＴＨ２は、運転者のストレス度を判定するための閾値であり、「大」のストレス度と「中」のストレス度とを仕切る閾値である。また、ArousalTrigger信号は、運転者の状態を「イライラ状態」から「正常な状態」に誘導する処理を開始するためのトリガ信号である。
　一方、運転者の状態が「イライラ状態」以外である場合（ステップＳ１０にてオフ）には、ArousalTrigger信号はオフのままとし、図４に示すフローチャートを終了する。
　ステップＳ１０でArousalTrigger信号がオンとなったら、ステップＳ１１において、温度制御部１８は、「イライラ状態」から「正常な状態」への誘導を開始するように空調システム６を制御する。
　ところで、人間の体温調節と睡眠・覚醒とは、脳の視床下部の同じ部位でコントロールされているといわれている。覚醒度が高まる場合には、放熱を抑制するために末梢血管を収縮させ、高い熱産生を起こす指令が視床下部から出され、深部体温が上昇する。
　本実施形態では、この生体メカニズムとは逆のプロセスを実行することで、運転者の覚醒度を高い状態から正常な状態へ誘導する。すなわち、本実施形態では、運転者の手等の末梢部を適度に加温して、収縮していた末梢血管を拡張させて放熱を促し、イライラ状態によって高くなっていた深部体温を正常な範囲に戻すことで、運転者の覚醒度を正常な状態に誘導する。
　このように、本実施形態では、運転者の受容性に依存することなく、温度刺激によって運転者の自律神経系に直接働きかけることで運転者の覚醒度を誘導するので、運転者が「イライラ状態」にあっても当該運転者の覚醒度を正常な状態に誘導することができる。
　具体的には、図５（ａ）及び図５（ｂ）に示す制御マップに従って、空調システム６を制御することで、運転者の覚醒度を正常な状態に誘導する。この図５（ａ）及び図５（ｂ）の制御マップは、運転者の手の目標温度（末梢温度目標値）が図５（ｃ）のように変化するように設定されている。なお、図５（ａ）～図５（ｃ）に記載の各温度は以下のとおりである。
Topen＝運転者の手の末梢血管の拡張を引き起こす温度
TmissFire＝運転者の手の冷受容器が、温受容器の反応温度より高温側で逆説的に反応する温度（矛盾冷覚を引き起こす温度）
Tnormal＝通常状態での運転者の手の温度
Tpain＝運転者の手の侵害受容器が反応する温度
　ここで、Topenは、個人差や外部環境等に依存するため特に限定されないが、例えば、運転者の手の体表面温（３１℃～３３℃程度）よりも５～１０℃程度高い温度である。なお、このTopenとして、運転者の性別や年齢等に応じた末梢血管拡張温度が格納されたデータベースから、運転者に応じた値を読み込んでもよい。或いは、例えば、ステアリングホイール５に温度センサを設けておき、当該温度センサによって運転者の手の温度を測定した上で、Topenを設定してもよい。
　図５（ａ）及び図５（ｂ）に示すように、先ず、刺激開始から第１の所定時間であるWarmUpTimeまでの間は、強い風量の温風を吹出口６１，６２から供給することで、運転者の手を加温する。
　これにより、図５（ｃ）に示すように、運転者の手の温度がTopenと実質的に同一又はそれよりも相対的に高い温度まで加温されるので、運転者の手の末梢血管が拡張し、放熱が促されることで深部体温が適切な範囲に低下し、運転者の覚醒度が正常な状態に誘導される。また、運転者の覚醒度が正常な状態に誘導されることで、高い覚醒度で運転を行うことに対するストレスが解除されるため、ストレスも正常な状態に移行する。
　ところで、人間の脳では、温度感覚と感情の神経メカニズムのいずれにも島皮質が関わっているため、温度刺激が対象者の感情表出に影響を与えるといわれている。そのため、高すぎる温度（Tpainに達する温度）の温風は運転者に不快感を与え、却ってストレスを上昇させてしまうおそれがある。
　これに対し、本実施形態では、図５（ｂ）に示すように、吹出口６１，６２から運転者の手に供給する温風の温度をTpainよりも相対的に低くすることで、運転者に不快感を与えることなく覚醒度を誘導することができる。
　そして、図５（ａ）及び図５（ｂ）に示すように、WarmUpTimeから第２の所定時間であるEndWarmTimeまでの間は、吹出口６１，６２から運転者の手に供給する温風の風量を下げる。これにより、図５（ｃ）に示すように、運転者の手の温度がTmissFireに達しない範囲で、運転者の手が緩やかな勾配で加温される。これにより、運転者の手の末梢血管が直ちに収縮してしまうのを防止することができる。
　また、上述のように温度刺激は対象者の感情表出に影響を与えるため、瞬間的に冷たく感じられる温度（TmissFireに達する温度）の温風は、運転者に不快感を与え、却ってストレスを上昇させてしまうおそれがある。これに対し、本実施形態では、同図に示すように、運転者の手の温度がTmissFireに至ることがないので、運転者が温風を不快に感じることを防止することができる。
　図４のステップＳ１２において、EndWarmTimeまでは、風量を下げた温風の供給を継続する（ステップＳ１２においてTrue）。一方、刺激開始からEndWarmTimeに達したら、温度制御部１８は、空調システム６に対して温風の供給を停止するように制御する（ステップＳ１２にてFalse）。
　以上のように、本実施形態では、運転者の覚醒度とストレス度がいずれも高い場合に、生体メカニズムに基づいた温度刺激を運転者の手に与える。このように本実施形態では、運転者の受容性に依存せずに、運転者の生体メカニズムを利用して覚醒度を誘導するので、運転者の覚醒度及びストレス度が高くても、運転者の覚醒度を正常な状態に誘導することができる。
　一般的に、低覚醒の状態（例えば眠い状態）や高覚醒の状態（例えば怒った状態）では能力が低下するのに対し、覚醒度が正常な状態では、対象者の能力を最大限に発揮させることができるといわれている。
　本実施形態では、上述のように、高い覚醒度を正常な状態に誘導することができるので、運転者は精度の高い運転を安定して行うことができる。また、高い覚醒度で運転を行うことに伴うストレスも解除されるので、ストレスを感じることなく長時間の運転が可能となる。
　また、本実施形態では、運転者の覚醒度を誘導する手段として温度刺激を利用しているので、運転者の好みや価値観等に左右されることなく、覚醒度を誘導することができる。
　また、本実施形態では、Topenと実質的に同一または、それよりも相対的に高い温度での温度刺激を運転者の手に与えることで、運転者の覚醒度を正常な状態に誘導している。このように、本実施形態では、運転者の受容性に依存することなく、末梢血管を拡張させることで放熱を促し深部体温を正常な範囲に戻す、という生体メカニズムを利用することで、運転者の覚醒度及びストレス度が高くても覚醒度を正常な状態に誘導することができる。
　また、本実施形態では、運転者の手に与える温度刺激の温度を、Tpainよりも低い温度に設定している。これにより、運転者に不快感を与えることなく覚醒度を誘導することができる。
　また、本実施形態では、運転者の手に与える温度刺激の温度を、TmissFireよりも相対的に低い温度に設定している。これにより、運転者に不快感を与えることなく覚醒度を誘導することができる。
　<<第２実施形態>>
　図６は本発明の第２実施形態における覚醒誘導装置の構成を示す図である。本実施形態では、加温手段として、空調システム６に代えて、ステアリングヒータ５２を用いた点で第１実施形態と相違するが、それ以外の構成は第１実施形態と同様である。以下に、第２実施形態における覚醒誘導装置１０Ｂについて第１実施形態との相違点についてのみ説明し、第１実施形態と同様の構成である部分については同一の符号を付して説明を省略する。
　ステアリングヒータ５２は、ステアリングホイール５に埋設されたペルチェ素子（不図示）から構成されている。このペルチェ素子は、例えば、ステアリングホイール５において車輌直進状態で左右の端部となる領域に設けられており、運転者がステアリングホイール５を握ると、運転者の手（具体的には掌や指等）を加温することが可能となっている。このステアリングヒータ５２は、制御コンピュータ１５の温度制御部１８に接続されており、温度制御部１８によってステアリングヒータ５２の温度が制御される。
　本実施形態では、こうした既存のステアリングヒータ５２を利用して運転者の覚醒度を誘導するので、覚醒誘導装置１０Ｂの低コスト化を図ることができる。
　次に、本実施形態における覚醒誘導装置１０Ｂの制御について、図７及び図８を参照しながら説明する。
　図７は本実施形態における覚醒誘導装置の制御を示すフローチャート、図８は本実施形態における末梢温度目標値及びヒータ温度指令値の制御マップである。
　先ず、図７のステップＳ２０において、制御コンピュータ１５の温度制御部１８は、覚醒度判定部１６の判定結果と、ストレス度判定部１７の判定結果とに基づいて、運転者が「イライラ状態」にあるか否かを判断する。
　このステップＳ２０において、図２に示すように、覚醒度判定部１６により判定された覚醒度が第１の閾値ＴＨ１よりも高く、且つ、ストレス度判定度１７により判定されたストレス度が第２の閾値ＴＨ２よりも高い場合（ステップＳ２０にてオン）には、運転者の状態が「イライラ状態」にあると判定し、ArousalTrigger信号をオンにする。
　一方、運転者の状態が「イライラ状態」以外である場合（ステップＳ２０にてオフ）には、ArousalTrigger信号をオフのままとし、図７のフローチャートを終了する。
　ステップＳ２０でArousalTrigger信号がオンとなったら、ステップＳ２１において、温度制御部１８は、「イライラ状態」から「正常な状態」への誘導を開始するようにステアリングヒータ５２を制御する。
　具体的には、図８に示すように、先ず、刺激開始からWarmUpTimeまでは、ステアリングヒータ５２によって急な勾配で運転者の手を加温する。これにより、運転者の手の温度は、Twarmよりも相対的に高い温度まで加温される。
　なお、運転者の手はステアリングヒータ５２と接触しており、それらの温度はほぼ同等であるため、本実施形態では、ステアリングヒータ５２の温度指令値に、末梢温度目標値（運転者の手の温度目標値）を用いている。また、図８に記載の各温度は以下のとおりである。
Tpain＝運転者の手の侵害受容器が反応する温度
Twarm＝運転者の手の温受容器が反応する温度
Tnormal＝通常状態での運転者の手の温度
　上述のように、人間の脳では、温度感覚と感情の神経メカニズムのいずれにも島皮質が関わっているため、温度刺激が対象者の感情表出に影響を与えるといわれている。これに対し、本実施形態では、運転者が温覚を感じ取れるレベルの温度刺激を与えることで、渋滞や割り込み等の不快な外部事象によるストレスが解消し始め、これにより覚醒度も正常な状態に変化し始める。
　そして、WarmUpTimeからEndWarmTimeまでの間は、Tpainに達しない範囲で、ステアリングヒータ５２によって緩やかな勾配で運転者の手を加温する。このような居心地のよい加温を継続することで、運転者のストレスを正常な範囲まで下げることができる。
　本実施形態では、刺激開始からEndWarmTimeに至るまでの間（ステップＳ２２にてＴｒｕｅ）、ステップＳ２０において運転者の覚醒度とストレス度を常時確認しており、運転者の状態が「イライラ状態」以外であると判断された場合（ステップＳ２０にてオフ）には、図７のフローチャートを終了する。
　一方、運転者の「イライラ状態」が継続したままEndWarmTimeに達した場合（ステップＳ２０にてオン、ステップＳ２２にてFalse）には、温度制御部１８は、ステアリングヒータ５２に対して加温を停止するように制御する。
　以上のように、本実施形態では、運転者の覚醒度とストレス度がいずれも高い場合に、生体メカニズムに基づいた温度刺激を運転者の手に与える。このように本実施形態では、運転者の受容性に依存せずに、運転者の生体メカニズムを利用して覚醒度を誘導するので、運転者の覚醒度及びストレス度が高くても、運転者の覚醒度を正常な状態に誘導することができる。
　本実施形態では、このように、高い覚醒度を正常な状態に誘導することができるので、運転者は精度の高い運転を安定して行うことができる。また、高い覚醒度で運転を行うことに伴うストレスも解除されるので、ストレスを感じることなく長時間の運転が可能となる。
　また、本実施形態では、運転者の覚醒度を誘導する手段として温度刺激を利用しているので、運転者の好みや価値観等に左右されることなく、覚醒度を誘導することができる。
　また、本実施形態では、Twarmよりも相対的に高い温度の温度刺激を運転者の手に与えることで、運転者の覚醒度を正常な状態に誘導している。このように、本実施形態では、運転者の受容性に依存することなく、温度刺激が対象者の感情表出に影響を与えるという生体メカニズムを利用することで、運転者の覚醒度及びストレス度が高くても覚醒度を正常な状態に誘導することができる。
　また、本実施形態では、運転者の手に与える温度刺激の温度を、Tpainよりも低い温度に設定している。これにより、運転者に不快感を与えることなく覚醒度を誘導することができる。
　また、本実施形態では、温度制御部１８が加温制御を行っていても、運転者の覚醒度が第１の閾値ＴＨ１以下となり、或いは、運転者のストレス度が第２の閾値ＴＨ２以下となった場合に、温度制御部１８はステアリングヒータ５２による加温を停止する。このため、運転者に温度刺激を与える時間を減らすことができ、覚醒度誘導のエネルギー効率を高めることができる。
　<<第３実施形態>>
　図９は本発明の第３実施形態における覚醒誘導装置の構成を示す図である。本実施形態では、（１）加温手段として、空調システム６に代えて、ステアリングヒータ５２を用いた点、（２）ステアリングホイール５に脈波センサ１２が設けられている点、及び（３）制御コンピュータ１５に拡張検出部１９が追加されている点、で第１実施形態と相違するが、それ以外の構成は第１実施形態と同様である。以下に、第３実施形態における覚醒誘導装置１０Ｃについて第１実施形態との相違点についてのみ説明し、第１実施形態と同様の構成である部分については同一の符号を付して説明を省略する。
　ステアリングヒータ５２は、第２実施形態と同様に、ステアリングホイール５に埋設されたペルチェ素子（不図示）から構成されており、ステアリングホイール５を握った運転者の手（具体的には掌や指等）を加温することが可能となっている。このステアリングヒータ５２は、このステアリングヒータ５２は、制御コンピュータ１５の温度制御部１８に接続されており、温度制御部１８によってステアリングヒータ５２の温度が制御される。
　本実施形態では、こうした既存のステアリングヒータ５２を利用して運転者の覚醒度を誘導するので、覚醒誘導装置１０Ｃの低コスト化を図ることができる。
　また、本実施形態では、ステアリングホイール５に脈波センサ１２が設けられている。この脈波センサ１２は、ステアリングヒータ５２と同様に、例えば、ステアリングホイール５において車輌直進状態で左右の端部となる領域に配置されており、ステアリングホイール５を握る運転者の指から脈波を計測することが可能となっている。この脈波センサ１２の具体例としては、例えば光電容量脈波計測装置等を挙げることができる。
　この脈波センサ１２は、制御コンピュータ１５の拡張検出部１９に接続されている。拡張検出部１９は、脈波センサ１２によって計測された脈波の振幅から末梢血管の拡張度合を検出することが可能となっている。
　次に、本実施形態における覚醒誘導装置１０Ｃの制御装置について、図１０及び図１１を参照しながら説明する。
　図１０は本実施形態における覚醒誘導装置の制御を示すフローチャート、図１１は本実施形態における末梢温度目標値及びヒータ温度指令値の制御マップである。
　先ず、図１０のステップＳ３０において、制御コンピュータ１５の温度制御部１８は、覚醒度判定部１６の判定結果と、ストレス度判定部１７の判定結果とに基づいて、運転者が「イライラ状態」にあるか否かを判断する。
　このステップＳ３０において、図２に示すように、覚醒度判定部１６により判定された覚醒度が第１の閾値ＴＨ１よりも高く、且つ、ストレス度判定度１７により判定されたストレス度が第２の閾値ＴＨ２よりも高い場合（ステップＳ３０にてオン）には、運転者の状態が「イライラ状態」にあると判定し、ArousalTrigger信号をオンにする。
　一方、運転者の状態が「イライラ状態」以外である場合（ステップＳ３０にてオフ）には、ArousalTrigger信号をオフのままとし、図１０のフローチャートを終了する。
　ステップＳ３０でArousalTrigger信号がオンとなったら、ステップＳ３１において、拡張検出部１９が、脈波センサ１２によって計測された脈波から末梢血管の拡張度合を検出する。当該拡張度合が所定の閾値以下であると判断した場合（ステップＳ３１にてオフ）には、末梢血管が拡張していないので、VesselOpen信号をオフのままにして、ステップＳ３２に進む。
　図１０のステップＳ３２では、図１１に示すように、刺激開始からVesselOpen信号がオンになるまでの間、ステアリングヒータ５２によって急な勾配で運転者の手を加温する。これにより、運転者の手の温度は、Topenと実質的に同一又はそれよりも相対的に高い温度まで加温される。なお、VesselOpen信号は、ステアリングヒータ５２によって緩やかな勾配で運転者の手を加温する処理を開始するためのトリガ信号である。
　なお、ステアリングヒータ５２と運転者の手は接触しており、それらの温度は同等であるため、本実施形態では、ステアリングヒータ５２の温度指令値に、末梢温度目標値（運転者の手の温度目標値）を用いている。また、図１１に記載の各温度は以下のとおりである。
Topen＝運転者の手の末梢血管の拡張を引き起こす温度
TmissFire＝運転者の手の冷受容器が、温受容器の反応温度より高温側で逆説的に反応する温度（矛盾冷覚を引き起こす温度）
Tnormal＝通常状態での運転者の手の温度
　運転者の手の温度がTopenに達すると、運転者の手の末梢血管が拡張し、放熱が促されることで深部体温が適切な範囲に低下し、運転者の覚醒度が正常な状態に誘導される。また、運転者の覚醒度が正常な状態に誘導させることで、高い覚醒度で運転を行うことに対するストレスが解除させるため、ストレスも正常な状態に移行する。
　そして、この加温の間に、ステップＳ３１において、拡張検出部１９によって末梢血管の拡張度合が所定の閾値よりも相対的に大きいと判断された場合（ステップＳ３１にてオン）には、末梢血管が拡張しているので、VesselOpen信号をオンにして、ステップＳ３３に進む。
　図１０のステップＳ３３では、図１１に示すように、EndWarmTimeまでの間、TmissFireに至らない範囲で、ステアリングヒータ５２によって緩やかな勾配で運転者の手を加温する。これにより、運転者の手の末梢血管が直ちに収縮してしまうのを防止することができる。
　本実施形態では、刺激開始からEndWarmTimeまでの間（ステップＳ３４にてＴｒｕｅ）、ステップＳ３０において運転者の覚醒度とストレス度とを常時確認しており、運転者の状態が「イライラ状態」以外であると判断された場合（ステップＳ３０にてオフ）には、図１０のフローチャートを終了する。
　一方、運転者の「イライラ状態」が継続したままEndWarmTimeに達した場合（ステップＳ３０にてオン、ステップＳ３４にてFalse）には、温度制御部１８は、ステアリングヒータ５２に対して加温を停止するように制御する。
　以上のように、本実施形態では、運転者の覚醒度とストレス度がいずれも高い場合に、生体メカニズムに基づいた温度刺激を運転者の手に与える。このように本実施形態では、運転者の受容性に依存せずに、運転者の生体メカニズムを利用して覚醒度を誘導するので、運転者の覚醒度及びストレス度が高くても、運転者の覚醒度を正常な状態に誘導することができる。
　本実施形態では、このように、高い覚醒度を正常な状態に誘導することができるので、運転者は精度の高い運転を安定して行うことができる。また、高い覚醒度で運転を行うことに伴うストレスも解除されるので、ストレスを感じることなく長時間の運転が可能となる。
　また、本実施形態では、運転者の覚醒度を誘導する手段として温度刺激を利用しているので、運転者の好みや価値観等に左右されることなく、覚醒度を誘導することができる。
　また、本実施形態では、Topenと実質的に同一または、それよりも相対的に高い温度の温度刺激を運転者の手に与えることで、運転者の覚醒度を正常な状態に誘導している。このように、本実施形態では、運転者の受容性に依存することなく、末梢血管を拡張させることで放熱を促し深部体温を正常な範囲に戻す、という生体メカニズムを利用することで、運転者の覚醒度及びストレス度が高くても覚醒度を正常な状態に誘導することができる。
　また、本実施形態では、運転者の手に与える温度刺激の温度を、TmissFireよりも相対的に低い温度に設定している。これにより、運転者に不快感を与えることなく覚醒度を誘導することができる。
　また、本実施形態では、運転者の手の末梢血管の拡張度合を検出することで、温度制御部１８はステアリングヒータ５２による加温を弱めるので、覚醒度誘導のエネルギー効率を高めることができる。
　また、本実施形態では、温度制御部１８が加温制御を行っていても、運転者の覚醒度が第１の閾値ＴＨ１以下となり、或いは、運転者のストレス度が第２の閾値ＴＨ２以下となった場合に、温度制御部１８はステアリングヒータ５２による加温を停止する。このため、運転者に温度刺激を付与する時間を減らすことができ、覚醒度誘導のエネルギー効率を高めることができる。
　なお、上述の実施形態における運転者が本発明における対象者の一例に相当し、上述の実施形態における運転者の手が本発明における対象者の末梢部の一例に相当する。
　また、上述の実施形態における覚醒度判定部１６が本発明における覚醒度判定手段の一例に相当し、上述の実施形態におけるストレス度判定部１７が本発明におけるストレス度判定手段の一例に相当し、上述の実施形態における温度制御部１８が本発明における温度制御手段の一例に相当し、上述の実施形態における空調システム６やステアリングヒータ５２が本発明における加温手段の一例に相当し、上述の実施形態における拡張検出部１９が本発明における拡張検出手段の一例に相当する。
　また、上述の実施形態におけるTopenが本発明における第１の温度の一例に相当し、上述の実施形態におけるTmissFireが本発明における第２の温度の一例に相当し、上述の実施形態におけるTwarmが本発明における第３の温度の一例に相当し、上述の実施形態におけるTpainが本発明における第４の温度の一例に相当する。
　なお、以上に説明した実施形態は、本発明の理解を容易にするために記載されたものであって、本発明を限定するために記載されたものではない。したがって、上記の実施形態に開示された各要素は、本発明の技術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含む趣旨である。
１…自動車
　２…運転席シート
　３…ダッシュボード
　４…コンビネーションメータ
　５…ステアリングホイール
　　５１…操舵角センサ
　　５２…ステアリングヒータ
　６…空調システム
　　６１，６２…吹出口
　７…アクセルペダル
　１０…覚醒誘導装置
　　１１…撮像カメラ
　　１２…脈波センサ
　　１５…制御コンピュータ
　　　１６…覚醒度判定部
　　　１７…ストレス度判定部
　　　１８…温度制御部
　　　１９…拡張検出部

Claims (10)

  1. 　対象者の覚醒度を判定する覚醒度判定手段と、
    　前記対象者のストレス度を判定するストレス度判定手段と、
    　前記対象者の末梢部を加温する加温手段と、
    　前記覚醒度判定手段の判定結果と前記ストレス度判定結手段の判定結果とに基づいて、前記加温手段を制御する温度制御手段と、を備えた覚醒誘導装置であって、
    　前記温度制御手段は、前記対象者の覚醒度が第１の閾値よりも高く、且つ、前記対象者のストレス度が第２の閾値よりも高い場合に、温度刺激による末梢血管の拡張に伴って放熱を促す生体メカニズムに基づいた温度刺激を前記末梢部に与えるように前記加温手段を制御して、前記対象者の覚醒度を正常な状態に誘導することを特徴とする覚醒誘導装置。
  2. 　請求項１に記載の覚醒誘導装置であって、
    　前記加温手段による温度刺激は、前記末梢部における末梢血管の拡張を引き起こす第１の温度と実質的に同一の温度での温度刺激、又は、前記第１の温度よりも相対的に高い温度での温度刺激であることを特徴とする覚醒誘導装置。
  3. 　請求項１又は２に記載の覚醒誘導装置であって
    　前記加温手段による温度刺激は、前記末梢部における冷受容器が、温受容器の反応温度よりも高温側で逆説的に反応する第２の温度よりも相対的に低い温度での温度刺激であることを特徴とする覚醒誘導装置。
  4. 　請求項１に記載の覚醒誘導装置であって、
    　前記加温手段による温度刺激は、前記末梢部における温受容器が反応する第３の温度よりも相対的に高い温度での温度刺激であることを特徴とする覚醒誘導装置。
  5. 　請求項１～４の何れかに記載の覚醒誘導装置であって、
    　前記加温手段による温度刺激は、前記末梢部における侵害受容器が反応する第４の温度よりも相対的に低い温度での温度刺激であることを特徴とする覚醒誘導装置。
  6. 　請求項２又は３に記載の覚醒誘導装置であって、
    　前記対象者の末梢血管の拡張度合を検出する拡張検出手段をさらに備えており、
    　前記温度制御手段は、前記末梢部における末梢血管の拡張度合に基づいて、前記末梢部に与える温度刺激を調整するように、前記加温手段を制御することを特徴とする覚醒誘導装置。
  7. 　請求項１～６の何れかに記載の覚醒誘導装置であって、
    　前記温度制御手段は、前記対象者の覚醒度が前記第１の閾値以下であり、又は、前記対象者のストレス度が前記第２の閾値以下である場合に、前記末梢部への温度刺激の付与を停止させるように、前記加温手段を制御することを特徴とする覚醒誘導装置。
  8. 　請求項１～７の何れかに記載の覚醒誘導装置であって、
    　前記加温手段は、車輛のステアリングホイールに設けられたヒータであることを特徴とする覚醒誘導装置。
  9. 　請求項１～７の何れかに記載の覚醒誘導装置であって、
    　前記加温手段は、車輛に搭載された空調システムであることを特徴とする覚醒誘導装置。
  10. 　対象者の覚醒度と前記対象者のストレス度を判定し、
    　前記対象者の覚醒度が第１の閾値よりも高く、且つ、前記対象者のストレス度が第２の閾値よりも高い場合に、温度刺激による末梢血管の拡張に伴って放熱を促す生体メカニズムに基づいた温度刺激を末梢部に与えて、前記対象者の覚醒度を正常な状態に誘導することを特徴とする覚醒誘導方法。
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