DE102012218237B4

DE102012218237B4 - Geistesabwesenheitsbestimmungsvorrichtung

Info

Publication number: DE102012218237B4
Application number: DE102012218237.3A
Authority: DE
Inventors: Shinya Matsunaga; Koji Oguri
Original assignee: Denso Corp; Oguri Koji
Current assignee: Denso Corp; Oguri Koji
Priority date: 2012-03-21
Filing date: 2012-10-05
Publication date: 2019-02-14
Anticipated expiration: 2032-10-06
Also published as: JP2013192759A; US9332910B2; US20130253841A1; JP5744780B2; DE102012218237A1

Abstract

Geistesabwesenheitsbestimmungsvorrichtung mit:- einem Datengewinnungselement (S11, S12, S31, S32) zur Gewinnung von Zeitreihendaten eines Wertes einer physiologischen Eigenschaft eines Teilnehmers, wobei eine Fluktuationskomponente den Zeitreihendaten überlagert ist und die Fluktuationskomponente derart von einem Zustand des Teilnehmers einschließlich eines normalen Zustands und eines Geistesabwesenheitszustands abhängt, dass die Fluktuationskomponente änderbar ist;- einem Erfassungselement (S13, S39-S44) zur Erfassung von mehreren Widerspiegelungsabschnitten der Zeitreihendaten, wobei die mehreren Widerspiegelungsabschnitte die Fluktuationskomponente widerspiegeln;- einem Zählelement (S19, S45) zum Zählen der Anzahl von Widerspiegelungsabschnitten der Zeitreihendaten in einer Bestimmungszeitspanne, die zwischen einem Bestimmungszeitpunkt und einem bestimmten vergangenen Zeitpunkt liegt; und- einem Bestimmungselement (S20, S46) zur Bestimmung in Übereinstimmung mit der Anzahl der Widerspiegelungsabschnitte an dem Bestimmungszeitpunkt, ob der Teilnehmer geistesabwesend ist, wobei- die Bestimmungszeitspanne eine vorbestimmte Zeitlänge von dem bestimmten vergangenen Zeitpunkt zu dem Bestimmungszeitpunkt aufweist,- der Wert einer physiologischen Eigenschaft ein charakteristischer Wert einer Herzfrequenz oder eines Pulsschlages ist,- das Erfassungselement (S13, S39-S44) ein erstes Erfassungselement (S13) zur Erfassung eines Höchstpunkts und eines Tiefstpunkts als die Widerspiegelungsabschnitte aufweist,- die Zeitreihendaten mehrere Datenpunkte aufweisen,- der Höchstpunkt ein Datenpunkt mit einem Wert einer physiologischen Eigenschaft ist, der größer als jeder benachbarte Datenpunkt ist,- der Tiefstpunkt ein Datenpunkt ist, der einen Wert einer physiologischen Eigenschaft aufweist, der kleiner als jeder benachbarte Datenpunkt ist,- das Zählelement (S19, S45) ein erstes Zählelement (S19) zum Zählen der Anzahl von Höchstpunkten und Tiefstpunkten in den Zeitreihendaten in der Bestimmungszeitspanne aufweist,- die Anzahl von Höchstpunkten und Tiefstpunkten eine erste Anzahl bildet, und- das Bestimmungselement (S20, S46) ein erstes Bestimmungselement (S20) aufweist, zur Bestimmung in Übereinstimmung mit der ersten Anzahl an dem Bestimmungszeitpunkt, ob der Teilnehmer geistesabwesend ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Geistesabwesenheitsbestimmungsvorrichtung zur Bestimmung, ob ein Benutzers geistesabwesend ist.
Die JP 2008-35964 A offenbart ein Verfahren zur Bestimmung einer Schläfrigkeit eines Fahrers eines Fahrzeugs. Bei dem Verfahren wird eine Frequenzanalyse, wie beispielsweise eine Fouriertransformation, auf Zeitreihendaten einer Periode einer Herzfrequenz angewandt, so dass eine Herzfrequenzvariabilität (HRV) gewonnen wird. Auf der Grundlage der Herzfrequenzvariabilität (HRV) wird die Schläfrigkeit des Fahrers bestimmt.
Wenn der Zustand des Fahrers des Fahrzeugs bestimmt wird, ist es wünschenswert, nicht nur eine Schläfrigkeit bzw. einen Schläfrigkeitszustand (oder Schlafzustand) des Fahrers zu bestimmen, sondern ebenso eine Geistesabwesenheit, in welcher der Fahrer benommen ist, bevor er schläfrig wird. Aus dem Stand der Technik ist jedoch kein Vorschlag zur Bestimmung der Geistesabwesenheit bekannt.
Ferner wird die Frequenzanalyse unter Verwendung der Fouriertransformation durch Rauschen, wie beispielsweise eine Körperbewegung des Benutzers und eine Vibration des Fahrzeugs, in hohem Maße beeinflusst. Insbesondere ändern sich dann, wenn Daten mit dem Rauschen einer Fouriertransformation unterzogen werden, Leistungsspektrumsdaten, die durch die Fouriertransformation erhalten werden, in hohem Maße mit einem Betrag des Rauschens. Folglich ist die Genauigkeit der Leistungsspektrumsdaten gering. Bei dem obigen Verfahren wird die Schläfrigkeit unter Verwendung der Frequenzanalyse bestimmt, die rauschanfällig ist. In einigen Fällen ist die Genauigkeit bei einer Bestimmung des Zustands eines Benutzers gering.
Aus der US 2011 / 0 193 707 A1 ist ferner ein System zur Überwachung einer Fahrzeugführerwachsamkeit bekannt, das ein Herzfrequenzmessgerät und ein Fahrzeugführeralarmierungsmodul aufweist. Das Fahrzeugführeralarmierungsmodul kommuniziert mit dem Herzfrequenzmessgerät und bestimmt, ob eine Herzfrequenz des Fahrzeugführers innerhalb eines zulässigen Bereichs liegt. Das Fahrzeugführeralarmierungsmodul ist dazu ausgelegt, den Fahrzeugführer zu alarmieren, wenn die Herzfrequenz des Fahrzeugführers außerhalb des zulässigen Bereichs liegt. Weitere Vorrichtungen zur Beurteilung der Schläfrigkeit/Müdigkeit sind aus der US 2004 / 0 046 666 A1 und der US 2010/0 234 747 A1 bekannt.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Geistesabwesenheitsbestimmungsvorrichtung bereitzustellen, die dazu ausgelegt ist, sowohl den Schlafzustand als auch den Geistesabwesenheitszustand bzw. die Geistesabwesenheit zu bestimmen. Ferner ist die Geistesabwesenheitsbestimmungsvorrichtung gegenüber Rauschen resistent.
Die Aufgabe wird gelöst durch eine Geistesabwesenheitsbestimmungsvorrichtung nach dem Anspruch 1. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
Erfindungsgemäß kann die Vorrichtung dadurch, dass die Anzahl von Widerspiegelungsabschnitten gemessen wird, bestimmen, ob sich der Teilnehmer in dem Geistesabwesenheitszustand befindet (auch als geistesabwesend bezeichnet). Selbst wenn Rauschen den Zeitreihendaten überlagert ist, wird die Anzahl der Widerspiegelungsabschnitte nicht einfach durch den Betrag des Rauschens beeinflusst. Folglich kann die Vorrichtung die Geistesabwesenheit unabhängig vom Rauschen bestimmen, verglichen mit dem herkömmlichen Verfahren unter Anwendung eines Frequenzanalyseverfahrens.
Die obige und weitere Aufgaben, Eigenschaften und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung, die unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen gemacht wurde, näher ersichtlich sein. In den Zeichnungen zeigt:

1 ein Diagramm zur Veranschaulichung von Zeitreihendaten einer Periode einer Herzfrequenz in einem normalen Zustand;
2 ein Diagramm zur Veranschaulichung von Zeitreihendaten einer Periode einer Herzfrequenz, wenn ein Sympathikus einem Parasympathikus überlegen ist;
3 ein Diagramm zur Veranschaulichung von Zeitreihendaten einer Periode einer Herzfrequenz, wenn eine Atemfrequenz verringert wird;
4 ein Diagramm zur Veranschaulichung von Zeitreihendaten einer Periode einer Herzfrequenz, wenn ein Parasympathikus einem Sympathikus überlegen ist;
5 ein Diagramm zur Veranschaulichung von Zeitreihendaten einer Periode einer Herzfrequenz, wenn eine Atemfrequenz zunimmt;
6 eine Abbildung zur Veranschaulichung eines Geistesabwesenheitsbestimmungssystems;
7 eine Abbildung zur Veranschaulichung einer Geräteposition eines Elektrokardiogramm-Sensors;
8 ein Ablaufdiagramm zur Veranschaulichung eines Prozesses in einer CPU;
9 ein Diagramm zur Veranschaulichung eines Elektrokardiogramm-Signals;
10 ein Diagramm zur Veranschaulichung von Zeitreihendaten, wenn sich der Fahrer in einem normalen Zustand befindet;
11 ein Diagramm zur Veranschaulichung von Zeitreihendaten, wenn der Fahrer geistesabwesend ist;
12 ein Diagramm zur Veranschaulichung von Zeitreihendaten von TP;
13 ein Diagramm zur Veranschaulichung von Zeitreihendaten von RRI mit einer niederfrequenten Fluktuation und einer hochfrequenten Fluktuation;
14 ein Diagramm zur Veranschaulichung von Zeitreihendaten, die vorbereitet werden, indem eine Kurve aus den Zeitreihendaten von RRI in der 13 gelöscht wird;
15 ein Diagramm zur Veranschaulichung einer teilweise vergrößerten Ansicht einer oberen Konvexität;
16 ein Diagramm zur Veranschaulichung einer teilweise vergrößerten Ansicht einer unteren Konvexität;
17 ein Ablaufdiagramm zur Veranschaulichung eines weiteren Prozesses in einer CPU, auf den ein zweites Verfahren zur Bestimmung der Geistesabwesenheit reflektiert wird;
18 ein Diagramm zur Veranschaulichung von Standard-Zeitreihendaten;
19 ein Diagramm zur Veranschaulichung von Teildaten;
20 eine Abbildung zur Veranschaulichung einer Verteilung eines Fünf-Sekunden-Additionswertes von ΔRRI in einem Standardabschnitt; und
21 ein Diagramm zur Veranschaulichung von Zeitreihendaten in den letzten zehn Sekunden an dem momentanen Zeitpunkt als Standardzeit.

Nachstehend wird eine Geistesabwesenheitsbestimmungsvorrichtung gemäß einer beispielhaften Ausführungsform unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. In der vorliegenden Ausführungsform ist ein Geistesabwesenheitszustand bzw. eine Geistesabwesenheit eines Fahrers eines Fahrzeugs ein Bestimmungsobjekt. Die Geistesabwesenheit des Fahrers wird auf der Grundlage einer Erkenntnis bestimmt, dass eine Fluktuationskomponente von Zeitreihendaten einer Periode einer Herzfrequenz zwischen einem normalen Zustand und dem Geistesabwesenheitszustand des Fahrers verschieden ist. Folglich wird zunächst auf die Erkenntnis eingegangen. Die 1 bis 5 zeigen Zeitreihendaten einer Periode einer Herzfrequenz in verschiedenen Zuständen eines menschlichen Körpers. Insbesondere zeigt 1 Zeitreihendaten einer Periode einer Herzfrequenz in einem normalen Zustand. 2 zeigt Zeitreihendaten einer Periode einer Herzfrequenz, wenn ein Sympathikus einem Parasympathikus überlegen ist. 3 zeigt Zeitreihendaten einer Periode einer Herzfrequenz, wenn eine Atemfrequenz verringert wird. 4 zeigt Zeitreihendaten einer Periode einer Herzfrequenz, wenn ein Parasympathikus einem Sympathikus überlegen ist. 5 zeigt Zeitreihendaten einer Periode einer Herzfrequenz, wenn eine Atemfrequenz zunimmt. In den 1 bis 5 wird die Periode der Herzfrequenz durch einen Abstand RRI in einer R-Welle eines Elektrokardiogramm-Signals beschrieben. Die vertikalen Achsen und die horizontalen Achsen in den 1 bis 5 beschreiben jeweils das Gleiche.
Auch wenn der menschliche Körper einen beliebigen von verschiedenen Zuständen aufweist, werden eine Zunahme und eine Abnahme des Abstandes RRI, wie in den 1 bis 5 gezeigt, abwechselnd wiederholt. Das Phänomen ist als Fluktuation definiert. Die Charakteristika der Fluktuation hängen von dem Zustand des menschlichen Körpers ab. Insbesondere fluktuiert der Abstand RRI stark und über die Zeit langsam, wenn der Sympathikus dem Parasympathikus derart überlegen ist, dass der menschliche Körper aktiv ist, wie in der 2 gezeigt, verglichen mit den Daten in der 1. Folglich weist der Abstand RRI in diesem Fall eine lange Periode auf. Insbesondere ist dann, wenn der Sympathikus dem Parasympathikus überlegen ist, eine niederfrequente Fluktuation den Zeitreihendaten des Abstandes RRI überlagert. Die niederfrequente Fluktuation sieht eine niederfrequente Fluktuationskomponente vor. Ferner ist ein Fluktuationsbereich der niederfrequenten Fluktuationskomponente groß. Darüber hinaus fluktuiert der Abstand RRI, wie in 3 gezeigt, wenn die Atemfrequenz verringert wird, verglichen mit den Daten in der 1, über die Zeit langsam. Insbesondere wird dann, wenn die Atemfrequenz aus dem normalen Zustand verringert wird, die niederfrequente Fluktuationskomponente den Zeitreihendaten des Abstandes RRI überlagert. Hier weist die niederfrequente Fluktuationskomponente eine Frequenz in einem Bereich zwischen 0,04 Hz und 0,15 Hz auf.
Demgegenüber fluktuiert der Abstand RRI dann, wenn der Parasympathikus dem Sympathikus derart überlegen ist, dass der menschliche Körper zur Ruhe kommt, wie in 4 gezeigt, und wenn die Atemfrequenz zunimmt, wie in 5 gezeigt, verglichen mit den Daten in der 1, mit einer kurzen Periode. Insbesondere wird eine hochfrequente Fluktuation den Zeitreihendaten des Abstandes RRI in den 4 und 5 überlagert. Die hochfrequente Fluktuation sieht eine hochfrequente Fluktuationskomponente vor. Hier liegt die Frequenz der hochfrequenten Fluktuationskomponente in einem Bereich zwischen 0,15 Hz und 0,4 Hz.
Der Erfinder der vorliegenden Erfindung hat ein Versuch unternommen, bei dem ein Versuchsteilnehmer ein Fahrzeug tatsächlich fährt und die Zeitreihendaten des Abstandes RRI des Fahrers gemessen werden und der Fahrer ferner subjektiv einen Zustand des Fahrers bewertet. Gemäß einem Versuchsergebnis sind dann, wenn der Zustand des Fahrers der Geistesabwesenheitszustand ist, die Zeitreihendaten gleich bzw. ähnlich den Daten in den 2 und 3. Insbesondere ist dann, wenn der Fahrer geistesabwesend ist, d.h. wenn der Fahrer benommen ist, die niederfrequente Fluktuationskomponente den Zeitreihendaten des Abstandes RRI überlagert. Wenn der Fahrer geistesabwesend ist, nimmt die Gefahr eines Unfalls zu. Folglich arbeitet der Sympathikus, um die Gefahr zu vermeiden, instinktiv, um den Körper in den normalen Zustand zu versetzen. Was die Atemfrequenz betrifft, so wird die Atemfrequenz des Fahrers dann, wenn sich der Fahrer in dem Geistesabwesenheitszustand befindet, ähnlich der Schlafenszeit, verringert.
Ferner simuliert ein Versuchsteilnehmer das Fahren des Fahrzeugs unter Verwendung eines Fahrsimulators unter einer Bedingung gleich bzw. ähnlich dem obigen Versuch. Im Gegensatz zu dem obigen Versuch des Fahrens ist auch dann, wenn der Teilnehmer geistesabwesend ist, die hochfrequente Fluktuationskomponente den Zeitreihendaten überlagert, wie in 4 gezeigt. Dies liegt daran, dass keine tatsächlich gefährliche Situation eines Unfalls gegeben ist, auch wenn der Fahrer das Fahren simuliert und in den Geistesabwesenheitszustand eintritt, verglichen mit einer tatsächlichen Fahrsituation. Folglich arbeitet das sympathische Nervensystem, verglichen mit der tatsächlichen Fahrsituation, nicht aktiv. Dementsprechend tritt ein Phänomen dahingehend, dass die niederfrequente Fluktuationskomponente den Zeitreihendaten des Abstandes RRI überlagert wird, wenn der Teilnehmer in den Geistesabwesenheitszustand eintritt, in einem Fall, in dem der Fahrer als der Teilnehmer das Fahrzeug tatsächlich fährt, deutlich hervor.
In der vorliegenden Ausführungsform wird bestimmt, ob die niederfrequente Fluktuationskomponente in den 2 und 3 den Zeitreihendaten des Abstandes RRI überlagert wird, so dass erfasst werden kann, ob der Fahrer in den Geistesabwesenheitszustand eintritt. In der vorliegenden Ausführungsform ist ein Verfahren zur Erfassung der niederfrequenten Fluktuationskomponente charakteristisch. Insbesondere wird die niederfrequente Fluktuationskomponente in Übereinstimmung mit der Anzahl von Höchstpunkten (Peaks) der Zeitreihendaten des Abstandes RRI und der Anzahl von Tiefstpunkten (Troughs) der Zeitreihendaten des Abstandes RRI erfasst. Sowohl die Höchstpunkte als auch die Tiefstpunkte sind als TP definiert. Hier beschreibt der Höchstpunkt einen Datenpunkt der Zeitreihendaten des Abstandes RRI, der einen Abstand RRI aufweist, der größer als bei jedem benachbarten Datenpunkt ist. In den 1 bis 3 wird der Höchstpunkt durch 101 beschrieben. Der Tiefstpunkt beschreibt einen Datenpunkt der Zeitreihendaten des Abstandes RRI, der einen Abstand RRI aufweist, der kleiner als bei jedem benachbarten Datenpunkt ist. In den 1 bis 3 wird der Tiefstpunkt durch 102 beschrieben. Bei einem Vergleich in einer bestimmten Zeitspanne mit der gleichen Zeitlänge ist die Anzahl der Höchstpunkte 101 und Tiefstpunkte 102, wie in den 1 bis 3 gezeigt, in einem Fall, in dem der Fahrer geistesabwesend ist, d.h. die niederfrequente Fluktuation erzeugt wird, geringer als die Anzahl der Höchstpunkte 101 und Tiefstpunkte 102 in einem Fall, in dem der Fahrer den normalen Zustand aufweist. Hier ist die Anzahl der Höchstpunkte 101 und der Tiefstpunkte 102 die Anzahl von TPs. In der vorliegenden Ausführungsform wird dann, wenn die Anzahl von TPs geringer als in dem normalen Zustand ist, bestimmt, dass der Fahrer geistesabwesend ist. Nachstehend wird die Ausführungsform näher beschrieben.
6 zeigt ein Geistesabwesenheitsbestimmungssystem 1, das an einem Fahrzeug 100 befestigt ist. Das System 1 weist eine Bestimmungsvorrichtung 10 als eine Geistesabwesenheitsbestimmungsvorrichtung, einen Elektrokardiogramm-Sensor 21, einen Beschleunigungssensor 22, einen Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 23, eine Navigationsvorrichtung 24 und eine Benachrichtigungsvorrichtung 25 auf. Der Elektrokardiogramm-Sensor 21 misst, wie in 9 gezeigt, ein Elektrokardiogramm-Signal des Fahrers P. Der Elektrokardiogramm-Sensor 21 weist, wie in 7 gezeigt, ein Paar von Elektroden 211, 212 auf, die an einem Abschnitt angeordnet sind, der einen Körper des Fahrers P kontaktiert. In der 7 ist eine Elektrode 211 an einem Lenkrad 3 angeordnet, das der Fahrer P mit seiner Handfläche berührt. Die andere Elektrode 212 ist auf einem Kissen eines Fahrersitzes 2 angeordnet, das der Fahrer P mit seiner Hüfte berührt. Insbesondere ist die andere Elektrode 212 auf einer Rückseite eines Kissenüberzugs angeordnet. Folglich wird auch dann, wenn nicht beide Handflächen des Fahrers P das Lenkrad 3 berühren, das Elektrokardiogramm-Signal des Fahrers P erfasst, d.h. wenn eine der Handflächen des Fahrers P das Lenkrad 3 berührt, das Elektrokardiogramm-Signal des Fahrers P erfasst. Hier kann alternativ eine Elektrode 211 des Elektrokardiogramm-Sensors 21 auf einer rechten Seite des Lenkrads 3 und die andere Elektrode 212 auf einer linken Seite des Lenkrads 3 angeordnet sein. In diesem Fall wird dann, wenn beide Handflächen des Fahrers P das Lenkrad 3 berühren, das Elektrokardiogramm-Signal des Fahrers P erfasst. Das von dem Elektrokardiogramm-Sensor 21 erfasste Elektrokardiogramm-Signal wird an die Bestimmungsvorrichtung 10 gegeben.
Der Beschleunigungssensor 22 misst eine Beschleunigung des Fahrzeugs 100. Der Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 23 misst eine Fahrzeuggeschwindigkeit des Fahrzeugs 100. Die Navigationsvorrichtung 24 weist einen Positionsdetektor 241 zur Erfassung einer momentanen Position des Fahrzeugs 100 und einen Kartendatenspeicher 242 zur Speicherung von Straßenkartendaten auf. Der Positionsdetektor 241 weist einen GPS-Empfänger zum Empfangen eines GPS-Signals, einen Fahrzeuggeschwindigkeitssensor, einen Kreiselsensor und dergleichen auf. Die Navigationsvorrichtung 24 ermittelt eine Route von der momentanen Position zu einem Zielort in Übereinstimmung mit den im Speicher 242 gespeicherten Straßenkartendaten. Ferner führt die Navigationsvorrichtung 24 den Fahrer mit seinem Fahrzeug entlang der ermittelten Route. Die Straßenkartendaten weisen Information über einen Typ einer Straße, wie beispielsweise eine Schnellstraße, eine Autobahn, eine normale Straße und eine Straße, auf. Die Information über den Typ der Straße ist als Straßentypinformation definiert. Die Navigationsvorrichtung 24 bestimmt den Typ der Straße, auf der das Fahrzeug momentan fährt, in Übereinstimmung mit der momentanen Position, die von dem Positionsdetektor 241 erfasst wird, und der Straßentypinformation.
Die Benachrichtigungsvorrichtung 25 benachrichtigt den Fahrer über die Geistesabwesenheit, wenn der Fahrer geistesabwesend ist. Insbesondere ist die Benachrichtigungsvorrichtung 25 ein Lautsprecher zum Ausgeben eines akustischen Signals. Alternativ ist die Benachrichtigungsvorrichtung 25 eine Anzeige zum Anzeigen der Benachrichtigungsinformation.
Die Bestimmungsvorrichtung 10 bestimmt, ob der Fahrer geistesabwesend ist. Die Bestimmungsvorrichtung 10 weist eine CPU 11 zum Ausführen verschiedener Prozesse, einen Speicher, wie beispielsweise ein ROM und ein RAM, zur Speicherung verschiedener Information und dergleichen auf. Die CPU 11 führt einen Prozess, um zu bestimmen, ob der Fahrer geistesabwesend ist, in Übereinstimmung mit einem im Speicher 12 gespeicherten Programm aus. Nachstehend wird der von der CPU 11 auszuführende Prozess beschrieben. Hier zeigt die 8 ein Ablaufdiagramm des von der CPU 11 ausgeführten Prozesses. Die CPU 11 startet mit der Ausführung des Prozesses in der 8, wenn der Motor des Fahrzeugs 100 gestartet und die CPU 11 mit Strom versorgt wird. Die CPU 11 wiederholt die Ausführung des in der 8 gezeigten Prozesses, bis der Motor ausgeschaltet wird.
In Schritt S11 erhält die CPU 11 das Elektrokardiogramm-Signal (EKG-Signal) des Fahrers P, das von dem Elektrokardiogramm-Sensor 21 erfasst wird. 9 zeigt das in Schritt S11 erhaltene Elektrokardiogramm-Signal. In der 9 beschreibt eine horizontale Achse die Zeit und beschreibt eine vertikale Achse ein Elektrokardiogrammpotential. Anschließend berechnet die CPU 11 in Schritt S12 den Abstand RRI an jedem Zeitpunkt in vorbestimmten Intervallen aus dem Elektrokardiogramm-Signal. Hier beträgt das vorbestimmte Intervall in der vorliegenden Ausführungsform eine Sekunde. Der Abstand RRI ist ein Abstand zwischen benachbarten R-Wellen. Auf diese Weise erhält die CPU 11 die Zeitreihendaten des Abstandes RRI. Die 10 und 11 zeigen die Zeitreihendaten des Abstandes RRI, der in Schritt S12 erhalten wird. 10 zeigt die Zeitreihendaten, wenn der Fahrer den normalen Zustand aufweist. 11 zeigt die Zeitreihendaten, wenn der Fahrer geistesabwesend ist. Ein Intervall zwischen benachbarten Datenpunkten zur Bereitstellung der Zeitreihendaten in den 10 und 11 beträgt eine Sekunde. Die in Schritt S12 erhaltenen Zeitreihendaten werden in dem Speicher 12 gespeichert.
Anschließend erfasst die CPU 11 in Schritt S13 die Höchstpunkte und die Tiefstpunkte TP unter den Datenpunkten zur Bereitstellung der Zeitreihendaten. Insbesondere werden drei Reihendatenpunkte a, b, c in den Zeitreihendaten gewählt. Wenn der mittlere Datenpunkt b den Abstand RRI aufweist, der größer als die Datenpunkte a, c ist, bestimmt die CPU 11, dass der Datenpunkt b der Höchstpunkt ist. Wenn der mittlere Datenpunkt b den Abstand RRI aufweist, der kleiner als die Datenpunkte a, c ist, bestimmt die CPU 11, dass der Datenpunkt b der Tiefstpunkt ist. In den 10 und 11 sind die Höchstpunkte 101, die in Schritt S13 erfasst werden, als Datenpunkt gezeigt, der von einem durchgezogenen Kreis umgeben wird. Die Tiefstpunkte 102, die in Schritt S13 erfasst werden, sind als ein Datenpunkt gezeigt, der von einem gestrichelten Kreis umgeben wird.
In Schritt S14 berechnet die CPU 11 die Zeitreihendaten der Höchstpunkte und der Tiefstpunkte TP, die in Schritt S13 erfasst werden. Insbesondere berechnet die CPU 11 die Zeitreihendaten, die darstellen, dass der Datenpunkt in den Zeitreihendaten des Abstandes RRI an einem bestimmten Zeitpunkt der Höchstpunkt oder der Tiefstpunkt TP ist. 12 zeigt die Zeitreihendaten der Höchstpunkte und der Tiefstpunkte TP, die in Schritt S14 berechnet werden. In der 12 beschreibt eine horizontale Achse die Zeit, gleich den Zeitreihendaten des Abstandes RRI. Ein Nullpunkt auf der vertikalen Achse kennzeichnet, dass der Datenpunkt des Abstandes RRI nicht der Höchstpunkt und der Tiefstpunkt TP ist. Ein Punkt „1“ auf der vertikalen Achse kennzeichnet, dass der Datenpunkt des Abstandes RRI der Höchstpunkt oder der Tiefstpunkt TP ist. Hier werden die berechneten Zeitreihendaten des Höchstpunktes und des Tiefstpunktes TP in dem Speicher 12 gespeichert.
Anschließend kommuniziert die CPU 11 in Schritt S15 mit der Navigationsvorrichtung 24, so dass die CPU 11 bestimmt, ob das Fahrzeug fährt oder auf die Autobahn (oder Schnellstraße) fährt. Dies erfolgt in der vorliegenden Ausführungsform aus dem Grunde, dass die Bestimmung, ob der Fahrer geistesabwesend ist, auf die Zeit beschränkt wird, in der das Fahrzeug auf der Autobahn (Highway) fährt. Hier arbeitet dann, wenn der Fahrer das Fahrzeug häufig beschleunigt oder verzögert, hauptsächlich das sympathische Nervensystem, so dass die niederfrequente Fluktuationskomponente den Zeitreihendaten des Abstandes RRI überlagert sein kann, auch in einem Fall, in dem der Fahrer den normalen Zustand aufweist. Wenn das Fahrzeug auf der Autobahn fährt, kann die CPU 11 bestimmen, ob der Fahrer geistesabwesend ist, da auf der Autobahn keine Verkehrsampel vorhanden ist, so dass der Fahrer das Fahrzeug nicht häufig beschleunigt oder verzögert. Folglich ist die Bestimmung der Geistesabwesenheit des Fahrers in der vorliegenden Ausführungsform auf einen Fall beschränkt, in dem das Fahrzeug auf der Autobahn fährt.
In Schritt S15 kehrt die Verarbeitung dann, wenn das Fahrzeug nicht auf die Autobahn fährt, d.h. wenn die Bestimmung in Schritt S15 negativ ist (NEIN), zu Schritt S11 zurück. In diesem Fall führt die CPU 11 die Ausführung der Schritte S11 bis S14 auch dann fort, wenn das Fahrzeug nicht auf die Autobahn fährt. Wenn das Fahrzeug auf die Autobahn fährt, d.h. wenn die Bestimmung in Schritt S15 positiv ist (JA), schreitet die Verarbeitung zu Schritt S16 voran. Auch wenn die CPU 11 Schritte nach Schritt S16 ausführt, setzt die CPU 11 die Ausführung der Schritte S11 bis S14 fort, so dass die CPU 11 die Zeitreihendaten des Abstandes RRI und die Zeitreihendaten des Höchstpunktes und des Tiefstpunktes TP erhält, während das Fahrzeug auf der Autobahn fährt.
In Schritt S16 bestimmt die CPU 11, nachdem das Fahrzeug auf die Autobahn gefahren ist, an dem momentanen Zeitpunkt, ob das Fahrzeug in den letzten drei Minuten stabil gefahren ist, als Standardzeit. Insbesondere bestimmt die CPU 11, ob die von dem Beschleunigungssensor 22 erfasste Beschleunigung des Fahrzeugs in den letzten drei Minuten kleiner oder gleich einem vorbestimmten Wert ist. Hier wird der vorbestimmte Wert auf einen verhältnismäßig niedrigen Wert gesetzt, der derart definiert wird, dass dann, wenn die Beschleunigung dem vorbestimmten Wert entspricht, das Fahrzeug 100 als mit einer konstanten Geschwindigkeit fahrend erachtet wird. Folglich bestimmt die CPU 11 in Schritt S16, ob das Fahrzeug in den letzten drei Minuten mit nahezu konstanter Geschwindigkeit gefahren ist, ohne häufig rapide zu beschleunigen und zu verzögern. In Schritt S16 kann die CPU 11, zusätzlich zu der Beschleunigung des Fahrzeugs, in Übereinstimmung mit der von dem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 23 erfassten Geschwindigkeit des Fahrzeugs bestimmen, ob das Fahrzeug mit der konstanten Geschwindigkeit fährt. Alternativ kann die CPU 11 in Übereinstimmung mit nur der von dem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 23 erfassten Geschwindigkeit des Fahrzeugs bestimmen, ob das Fahrzeug mit der konstanten Geschwindigkeit fährt. In diesem Fall bestimmt die CPU 11 beispielsweise dann, wenn die Geschwindigkeit des Fahrzeugs in den letzten drei Minuten in einem vorbestimmten Geschwindigkeitsbereich liegt, ob das Fahrzeug mit der konstanten Geschwindigkeit fährt. Hier liegt der vorbestimmte Geschwindigkeitsbereich beispielsweise in einem Bereich zwischen 80 und 100 km/h. Die CPU 11 führt Schritt S16 aus, da die CPU 11 eine bestimmte Zeitspanne als eine Standardzeitspanne bestimmt, in der die CPU 11 schätzt, dass der Fahrer den normalen Zustand aufweist, mit geringer oder keiner Fluktuation des Abstandes RRI, die durch die Beschleunigung und die Verzögerung verursacht wird. Insbesondere wird beispielsweise eine bestimmte Zeitspanne, in der das Fahrzeug eine verhältnismäßig hohe Beschleunigung aufweist, kurz nachdem das Fahrzeug von einer Anschlussstelle oder einer Auffahrt auf eine Hauptfahrspur der Autobahn gefahren ist, aus der Standardzeitspanne entfernt. Es wird angenommen, dass der Fahrer anfangs den normalen Zustand aufweist, kurz nachdem das Fahrzeug auf die Autobahn gefahren ist. Folglich bestimmt die CPU 11 in Schritt S16, ob das Fahrzeug in den letzten drei Minuten stabil gefahren ist, bis eine vorbestimmte Zeit verstrichen ist, nachdem das Fahrzeug auf die Autobahn gefahren ist. Hier beträgt die vorbestimmte Zeit beispielsweise zehn Minuten.
Die CPU 11 setzt die Ausführung von Schritt S16 fort, bis das Fahrzeug in den letzten drei Minuten stabil gefahren ist. Wenn das Fahrzeug stabil fährt, d.h. wenn die Bestimmung in Schritt S16 positiv ist (JA), schreitet die Verarbeitung zu Schritt S17 voran. In Schritt S17 bestimmt die CPU 11, dass die letzten drei Minuten als die Standardzeitspanne definiert werden, in der die CPU 11 bestimmt, dass das Fahrzeug stabil fährt. Hier wird angenommen, dass die Zeitreihendaten des Abstandes RRI in der Standardzeitspanne gleich den Zeitreihendaten in dem normalen Zustand in der 10 sind. Ferner berechnet die CPU 11 in Schritt S17 die Anzahl Xo von Höchstpunkten und Tiefstpunkten TP in der Standardzeitspanne in Übereinstimmung mit den Zeitreihendaten von Höchstpunkten und Tiefstpunkten TP in der Standardzeitspanne, die in Schritt S14 berechnet werden. Insbesondere zählt die CPU 11 in der 12 die Anzahl von Datenpunkten „1“ in der Standardzeitspanne von drei Minuten. Hier wird angenommen, dass die in Schritt S17 berechnete Anzahl Xo die Anzahl von Höchstpunkten und Tiefstpunkten TP in einem Fall ist, in dem der Fahrer den normalen Zustand aufweist.
Anschließend stellt die CPU 11 in Schritt S18 auf der Grundlage der in Schritt S17 berechneten Anzahl Xo den Schwellenwert Xth der Höchstpunkte und Tiefstpunkte ein, der den normalen Zustand und den Geistesabwesenheitszustand des Fahrers P unterscheidet. Hier wird der Schwellenwert Xth als ein erster Schwellenwert Xth definiert. Insbesondere kann die Anzahl von Höchstpunkten und Tiefstpunkten in dem normalen Zustand bis zu einem gewissen Grad schwanken. Folglich stellt die CPU 11, um zu verhindern, dass häufig bestimmt wird, dass der Fahrer geistesabwesend ist, den Schwellenwert Xth kleiner als die Anzahl Xo der Höchstpunkte und Tiefstpunkte ein. Die CPU 11 stellt den Schwellenwert Xth beispielsweise ein, indem sie die Anzahl Xo und ein vorbestimmtes Verhältnis, wie beispielsweise 80%, multipliziert.
Wenn die CPU 11 den Schwellenwert Xth in Schritt S18 einstellt, startet die CPU 11 die Bestimmung, ob der Fahrer geistesabwesend ist. Insbesondere berechnet die CPU 11 dann, wenn der Fahrer das Fahrzeug fährt, nachdem die CPU 11 Schritt S18 ausgeführt hat, in Schritt S19 die Anzahl X von Höchstpunkten und Tiefstpunkten TP in einer Bestimmungszeitspanne in Übereinstimmung mit den Zeitreihendaten von Höchstpunkten und Tiefstpunkten TP an dem momentanen Zeitpunkt als Standardzeit in der Bestimmungszeitspanne der letzten drei Minuten, die in Schritt S14 berechnet werden. Hier wird die Anzahl X von Höchstpunkten und Tiefstpunkten TP in der Bestimmungszeitspanne als eine erste Anzahl X definiert. Anschließend bestimmt die CPU 11 in Schritt S20, ob die erste Anzahl X kleiner als der Schwellenwert Xth ist. Wenn die erste Anzahl X kleiner als der Schwellenwert Xth ist, d.h. wenn die Bestimmung in Schritt S20 positiv ist (JA), wird angenommen, dass die Anzahl X von Höchstpunkten und Tiefstpunkten TP reduziert ist, da die niederfrequente Fluktuationskomponente hohen Betrags den Zeitreihendaten des Abstandes RRI überlagert ist, wie in 11 gezeigt. In diesem Fall bestimmt die CPU 11 auf der Grundlage der zuvor beschriebenen Erkenntnis in Schritt S21, dass der Fahrer zum momentanen Zeitpunkt geistesabwesend ist. Ferner benachrichtigt die CPU 11 den Fahrer in Schritt S21 über die Benachrichtigungsvorrichtung 25, dass der Fahrer geistesabwesend ist. Folglich meldet das System 1 dem Fahrer, dass der Fahrer geistesabwesend ist, bevor der Fahrer schläfrig wird. Dies führt dazu, dass das System 1 den Fahrer dazu animiert, sich u erholen bzw. auszuruhen. Nach Schritt S21 schreitet die Verarbeitung zu Schritt S22 voran.
In Schritt S20 bestimmt die CPU 11 dann, wenn die Anzahl X über dem Schwellenwert Xth liegt, d.h. wenn die Bestimmung in Schritt S20 negativ ist (NEIN), dass der Fahrer nicht geistesabwesend ist, d.h. dass der Fahrer den normalen Zustand aufweist. Folglich schreitet die Verarbeitung zu Schritt S22 voran, ohne den Schritt S21 auszuführen.
In Schritt S22 kommuniziert die CPU 11 mit der Navigationsvorrichtung 24, so dass die CPU 11 bestimmt, ob das Fahrzeug 100 die Autobahn verlässt. Wenn die CPU 11 bestimmt, dass das Fahrzeug 100 die Autobahn nicht verlässt, d.h. wenn die Bestimmung in Schritt S22 negativ ist (NEIN), kehrt die Verarbeitung zu Schritt S19 zurück. Insbesondere wiederholt die CPU 11 dann, wenn das Fahrzeug auf der Autobahn fährt, die Schritte S19 bis S22. Auf diese Weise bestimmt die CPU 11 jedes Mal, ob der Fahrer geistesabwesend ist. Wenn das Fahrzeug die Autobahn verlässt, d.h. wenn die Bestimmung in Schritt S22 positiv ist (JA), beendet die CPU 11 die Ausführung des Prozesses in der 8. Hier startet die CPU 11 in diesem Fall die Ausführung des Prozesses in der 8 erneut, so dass die Verarbeitung zu Schritt S11 voranschreitet. Wenn das Fahrzeug 100 fährt, erhält die CPU 11 in Schritt S12 die Zeitreihendaten des Abstandes RRI, erfasst die CPU 11 in Schritt S13 die Höchstpunkte und Tiefstpunkte TP und berechnet die CPU 11 in Schritt S14 die Zeitreihendaten von Höchstpunkten und Tiefstpunkten TP.
Die Beschreibung des Verfahrens zur Bestimmung in Übereinstimmung mit der Anzahl von Höchstpunkten und Tiefstpunkten TP, ob der Fahrer geistesabwesend ist, ist abgeschlossen.
Hier sind die Erfinder der vorliegenden Erfindung auf der Grundlage der obigen Versuche zu der Erkenntnis gelangt, dass eine Tendenz der hochfrequenten Fluktuationskomponente, welche den Zeitreihendaten des Abstandes RRI in der 4 überlagert ist, wenn das parasympathische Nervensystem hauptsächlich arbeitet, ausnahmsweise in den Zeitreihendaten des Abstandes RRI auftritt, wenn der Fahrer geistesabwesend ist, zusätzlich zu der Tendenz der 2 der niederfrequenten Fluktuationskomponente, welche den Zeitreihendaten überlagert ist. Hier zeigt die 13 die Zeitreihendaten des Abstandes RRI für den Fall der obigen Ausnahme. Wenn der Fahrer, wie in 13 gezeigt, geistesabwesend ist, werden ausnahmsweise die Kurve 111 einer niederfrequenten Fluktuationskomponente und die Kurve 112 einer hochfrequenten Fluktuationskomponente den Zeitreihendaten überlagert. In diesem Fall kann, da die Höchstpunkte und Tiefstpunkte TP, die durch die Kurve 112 einer hochfrequenten Fluktuationskomponente verursacht werden, die Anzahl von Höchstpunkten und Tiefstpunkten TP beeinflussen, die Anzahl von Höchstpunkten und Tiefstpunkten TP nahezu gleich dem normalen Zustand sein, obgleich der Fahrer geistesabwesend ist. Um den Einfluss der Kurve 112 einer hochfrequenten Fluktuationskomponente zu beseitigen, wird erwogen, eine Filterung derart vorzunehmen, dass die hochfrequente Fluktuationskomponente aus den Zeitreihendaten herausgelöscht wird. Auf der Grundlage der Zeitreihendaten von Höchstpunkten und Tiefstpunkten TP nach der Entfernung der hochfrequenten Fluktuationskomponente kann die CPU 11 bestimmen, ob der Fahrer geistesabwesend ist. In diesem Fall wird jedoch die hochfrequente Fluktuationskomponente aus den Zeitreihendaten in der Standardzeitspanne entfernt (d.h. den Zeitreihendaten im Falle des normalen Zustands). Folglich wird eine Differenz der Zeitreihendaten zwischen der Standardzeitspanne und dem Geistesabwesenheitszustand gering. Dementsprechend bestimmt die CPU 11 in der vorliegenden Ausführungsform, um die Geistesabwesenheit auch in der obigen Ausnahme sicher zu bestimmen, in Übereinstimmung mit einem zweiten Verfahren, ob der Fahrer geistesabwesend ist. Das zweite Verfahren unterscheidet sich von dem obigen Verfahren zur Bestimmung der Geistesabwesenheit in Übereinstimmung mit der Anzahl von Höchstpunkten und Tiefstpunkten TP.
Nachstehend wird das zweite Verfahren zur Bestimmung beschrieben. Wenn der Fahrer, wie in 11 gezeigt, geistesabwesend ist, wird die niederfrequente Fluktuation hohen Betrags häufig erzeugt. Die niederfrequente Fluktuation hohen Betrags ist als 113 gezeigt und als niederfrequente Fluktuation hohen Betrags definiert. Folglich wird in dem zweiten Verfahren die niederfrequente Fluktuation hohen Betrags erfasst. Der Geistesabwesenheitszustand des Fahrers wird auf der Grundlage der Anzahl eines Auftretens der niederfrequenten Fluktuation hohen Betrags in einer vorbestimmten Zeitspanne als eine Erfassungszeitspanne bestimmt. Insbesondere wird, wie in 13 gezeigt, in der Annahme, dass die hochfrequente Fluktuationskomponente den Zeitreihendaten auch dann überlagert wird, wenn der Fahrer geistesabwesend ist, in dem zweiten Verfahren die hochfrequente Fluktuationskomponente aus den Zeitreihendaten des Abstandes RRI entfernt. Folglich wird die Kurve 112 einer hochfrequenten Fluktuationskomponente entfernt. 14 zeigt die Zeitreihendaten (entsprechend einer Kurve 111), nachdem die Kurve 112 einer hochfrequenten Fluktuationskomponente aus den Zeitreihendaten in der 13 entfernt wurde.
Anschließend werden in der Kurve 111 in der 14 eine obere Konvexität 61 und eine untere Konvexität 62 erfasst. Die obere Konvexität 61 ragt in einer Richtung hervor, in welcher der Abstand RRI zunimmt. Die untere Konvexität 62 ragt in einer Richtung hervor, in welcher der Abstand RRI abnimmt. Hier zeigt die 15 eine vergrößerte Ansicht der oberen Konvexität 61 und die 16 eine vergrößerte Ansicht der unteren Konvexität 62. Die obere Konvexität 61 und die untere Konvexität 62 weisen, wie in den 15 und 16 gezeigt, die Vorsprungsform in einem vorbestimmten Zeitintervall auf. In dieser Ausführungsform beträgt das vorbestimmte Zeitintervall 10 Sekunden und entspricht einer ersten Zeitlänge. Folglich wird angenommen, dass die obere Konvexität 61 und die untere Konvexität 62 die Fluktuation mit einem langen Zyklus, d.h. die niederfrequente Fluktuation widerspiegeln. Hier ist die erste Zeitlänge, wie beispielsweise zehn Sekunden, der oberen Konvexität 61 und der unteren Konvexität 62 länger als der Zyklus der hochfrequenten Fluktuation. Hier weist die hochfrequente Fluktuation eine Frequenz in einem Bereich zwischen 0,15 Hz und 0,4 Hz auf, so dass der Zyklus der hochfrequenten Fluktuation in einem Bereich zwischen 2,5 Sekunden und 6,7 Sekunden liegt. Die Änderungen Y1, Y2 des Abstandes RRI in der oberen Konvexität 61 oder der unteren Konvexität 62 sind größer als die Änderung des Abstandes RRI in der Standardzeitspanne (d.h. in dem normalen Zustand). Folglich wird angenommen, dass die obere Konvexität 61 und die untere Konvexität 62 die starke Fluktuation widerspiegeln, die eine große Änderung des Abstandes RRI vorsieht. Da angenommen wird, dass die obere Konvexität 61 und die untere Konvexität 62 die starke Fluktuation (d.h. die niederfrequente Fluktuation hohen Betrags) widerspiegeln, wird, in dem zweiten Verfahren, die Geistesabwesenheit in Übereinstimmung mit der Anzahl von oberen Konvexitäten 61 und unteren Konvexitäten 62 bestimmt. Nachstehend wird das zweite Verfahren zur Bestimmung der Geistesabwesenheit einschließlich eines Erfassungsschrittes zur Erfassung der oberen Konvexitäten 61 und der unteren Konvexitäten 62 beschrieben.
17 zeigt ein Ablaufdiagramm des von der Bestimmungsvorrichtung 10 (d.h. der CPU 11) auszuführenden Prozesses, der das zweite Verfahren bereitstellt. Der Prozess in der 17 kann parallel zu dem Prozess in der 8 ausgeführt werden. Schritt S31 in der 17 entspricht Schritt S11 in der 8. Schritt S32 in der 17 entspricht Schritt S12 in der 8. Schritt S34 in der 17 entspricht Schritt S15 in der 8. Schritt S35 in der 17 entspricht Schritt S16 in der 8. Schritt S47 in der 17 entspricht Schritt S21 in der 8. Schritt S48 in der 17 entspricht Schritt S22 in der 8.
Zunächst erhält die CPU 11 in Schritt S31 das Elektrokardiogramm-Signal des Fahrers. Auf der Grundlage des Elektrokardiogramm-Signals berechnet die CPU 11 in Schritt S32 die Zeitreihendaten des Abstandes RRI. Anschließend führt die CPU 11 in Schritt S33, wie vorstehend beschrieben, in der Annahme des Ausnahmefalls in der 13 einen Prozess zur Berechnung eines gleitenden Mittelwertes zur Verarbeitung der in Schritt S32 berechneten Zeitreihendaten des Abstandes RRI aus, um die niederfrequente Fluktuation hohen Betrags mit hoher Genauigkeit zu erfassen. In diesem Fall wird der Prozess zur Berechnung eines gleitenden Mittelwertes ausgeführt, um eine Frequenzkomponente zu entfernen, die eine Frequenz aufweist, die höher ist als diejenige der niederfrequenten Fluktuationskomponente (d.h. 0,04 Hz bis 0,15 Hz). Anschließend bestimmt die CPU 11 in Schritt S34, ob das Fahrzeug 100 auf die Autobahn fährt. Wenn das Fahrzeug 100 nicht auf die Autobahn fährt, d.h. wenn die Bestimmung in Schritt S34 negativ ist (NEIN), wiederholt sie die Schritte S31 bis S33.
Wenn das Fahrzeug 100 auf die Autobahn fährt, d.h. wenn die Bestimmung in Schritt S34 positiv ist (JA), bestimmt die CPU 11 in Schritt S35, ob das Fahrzeug 100 in den letzten drei Minuten stabil gefahren ist, so dass die CPU 11 die Standardzeitspanne bestimmt. Wenn das Fahrzeug 100 die letzten drei Minuten stabil gefahren ist, d.h. wenn die Bestimmung in Schritt S35 positiv ist (JA), bestimmt die CPU 11, dass die letzten drei Minuten die Standardzeitspanne bilden. In den Schritten S36 bis S38 berechnet die CPU 11 den Schwellenwert der Änderung des Abstandes RRI in der niederfrequenten Fluktuationskomponente als das Erfassungsobjekt in Übereinstimmung mit den Zeitreihendaten des Abstandes RRI in der Standardzeitspanne. Hier wird der Schwellenwert der Änderung als Änderungsschwellenwert definiert. 18 zeigt hierfür die Zeitreihendaten 50 des Abstandes RRI, die erhalten werden, indem die Zeitreihendaten in der Standardzeitspanne in den Schritten S31 bis S33 verarbeitet werden. Um den Änderungsschwellenwert zu berechnen, werden die Zeitreihendaten 50 in Schritt S36 zunächst, wie in 18 gezeigt, in mehrere Teildatenelemente 51 mit einer Breite von 5 Sekunden geteilt. Hier entspricht die 5-Sekunden-Breite der zweiten Zeitlänge. 19 zeigt eines der Teildatenelemente 51, die in Schritt S36 erhalten werden. In der vorliegenden Ausführungsform wird die Datenzeitbreite der Zeitreihendaten des Abstandes RRI auf eine Sekunde gesetzt. Die Teildaten 51 weisen, wie in 19 gezeigt, sechs Datenpunkte z1 bis z6 auf. Hier sind die Datenpunkte z1 bis z6 in einer zeitlichen Reihenfolge (chronologischen Reihenfolge) von z1 bis z6 angeordnet. Der Datenpunkt z6 beschreibt den momentanen Zeitdatenpunkt.
In Schritt S37 berechnet die CPU 11 den 5-Sekunden-Additionswert Yo von ΔRRI bei jedem Teildatenelement 51. Insbesondere berechnet die CPU 11 in Schritt S37 die Änderung ΔRRI des Abstandes RRI zwischen benachbarten zwei Datenpunkten unter den Datenpunkten z1 bis z6. Hier ist der Abstand RRI an dem Datenpunkt z als RRI(z) definiert. In Schritt S37 berechnet die CPU 11 die folgenden Gleichungen: ΔRRI(1) = RRI(z2) - RRI(z1), ΔRRI(2) = RRI(z3) - RRI(z2), ΔRRI(3) = RRI(z4) - RRI(z3), ΔRRI(4) = RRI(z5) - RRI(z4), und ΔRRI(5) = RRI(z6) - RRI(z5). Wenn die CPU 11 die Änderungen von ΔRRI(1) bis ΔRRI(5) addiert, wird der 5-Sekunden-Additionswert Yo von ΔRRI bei jedem Teildatenelement 51 erhalten. Hier entspricht der 5-Sekunden-Additionswert Yo von ΔRRI bei jedem Teildatenelement 51 der Standardänderung (d.h. dem Standardbetrag einer Änderung oder dem Standardänderungsbetrag). In diesem Fall berechnet die CPU 11 in Schritt S37 jede der Standardänderungen bezüglich der Teildatenelemente 51.
Anschließend berechnet die CPU 11 in Schritt S38 die Standardabweichung σ der 5-Sekunden-Additionswerte Yo von ΔRRI in der Standardzeitspanne in Übereinstimmung mit den 5-Sekunden-Additionswerten Yo von ΔRRI, die in Schritt S37 erhalten werden. Die Standardabweichung σ wird als der Änderungsschwellenwert definiert, der dem Schwellenwert der Änderung in fünf Sekunden der niederfrequenten Fluktuation hohen Betrags entspricht. Der 5-Sekunden-Additionswert Yo von ΔRRI bei jedem Teildatenelement 51 ist, wie in 20 gezeigt, mit einer Normalverteilung mit einem mittleren Wert von null verteilt. Hier entspricht der mittlere Wert dem Mittelwert. In Schritt S38 wird der Änderungsschwellenwert auf den hohen Wert +σ auf der positiven Seite von dem Mittelwert (d.h. null) des 5-Sekunden-Additionswerts Yo von ΔRRI und auf den hohen Wert -σ auf der negativen Seite von dem Mittelwert (d.h. null) des 5-Sekunden-Additionswerts Yo von ΔRRI gesetzt.
Wenn die CPU 11 in Schritt S38 die Standardabweichung σ berechnet, startet die CPU 11 eine Ausführung der Bestimmung zur Bestimmung, ob der Fahrer geistesabwesend ist. Insbesondere fragt die CPU 11 in Übereinstimmung mit den Zeitreihendaten des Abstandes RRI, die in dem Speicher 12 gespeichert werden, die Zeitreihendaten der letzten zehn Sekunden an dem momentanen Zeitpunkt als die Standardzeit ab. Die Zeitreihendaten der letzten zehn Sekunden entsprechen den Daten der ersten Zeitlänge. 21 zeigt die in Schritt S39 abgefragten Zeitreihendaten 71. Die Zeitreihendaten 71 weisen, wie in 21 gezeigt, elf Datenpunkte v1 bis v11 auf. Hier beschreibt der Datenpunkt v11 den momentanen Zeitdatenpunkt. Die Datenpunkte v1 bis v11 sind in einer zeitlichen Reihenfolge (chronologischen Reihenfolge) von v1 bis v11 angeordnet.
In Schritt S40 berechnet die CPU 11 die Änderung ΔRRI des Abstandes RRI zwischen benachbarten zwei Datenpunkten unter den Datenpunkten v1 bis v11. Hier ist der Abstand RRI an dem Datenpunkt v als RRI(v) definiert. In Schritt S40 berechnet die CPU 11 die folgenden Gleichungen: ΔRRI(1) = RRI(v2) - RRI(v1), ΔRRI(2) = RRI(v3) - RRI(v2), ΔRRI(3) = RRI(v4) - RRI(v3), ΔRRI(4) = RRI(v5) - RRI(v4), ΔRRI(5) = RRI(v6) - RRI(v5), ΔRRI(6) = RRI(v7) - RRI(v6), ΔRRI(7) = RRI(v8) - RRI(v7), ΔRRI(8) = RRI(v9) - RRI(v8), ΔRRI(9) = RRI(v10) - RRI(v9), und ΔRRI(10) = RRI(v11) - RRI(v10).
Anschließend addiert die CPU 11 die Änderungen von ΔRRI(1) bis ΔRRI(5), die von den Datenpunkten v1 bis v6 erhalten werden, so dass der 5-Sekunden-Additionswert Y1 von ΔRRI erhalten wird. Hier sind die Datenpunkte v1 bis v6 in einer ersten Hälfte der zehn Sekunden angeordnet, die fünf Sekunden entspricht. Ferner addiert die CPU 11 die Änderungen ΔRRI(6) bis ΔRRI(10), die von den Datenpunkten v6 bis v11 erhalten werden, so dass der 5-Sekunden-Additionswert Y2 von ΔRRI erhalten wird. Hier sind die Datenpunkte v6 bis v11 in einer letzten Hälfte der zehn Sekunden angeordnet, die fünf Sekunden entspricht. Der 5-Sekunden-Additionswert Y1 entspricht, wie in 21 gezeigt, der Differenz zwischen dem Abstand RRI an dem Datenpunkt v6 und dem Abstand RRI an dem Datenpunkt v1. Der 5-Sekunden-Additionswert Y2 entspricht der Differenz zwischen dem Abstand RRI an dem Datenpunkt v11 und dem Abstand RRI an dem Datenpunkt v6.
Anschließend bestimmt die CPU 11 in Schritt S42 in Übereinstimmung mit den in Schritt S40 berechneten Änderungen ΔRRI und den in Schritt S41 berechneten 5-Sekunden-Additionswerten Y1, Y2, ob die in Schritt S39 abgefragten Zeitreihendaten eine Bedingung der oberen Konvexität 61 in der 15 erfüllen. Insbesondere bestimmt die CPU 11 dann, wenn die folgenden Bedingungen (a1) bis (a4) erfüllt werden, dass die Zeitreihendaten die Bedingung der oberen Konvexität 61 erfüllen.

(a1) Alle der Änderungen ΔRRI(1) bis ΔRRI(5) in der ersten Hälfte der zehn Sekunden sind größer als null.
(a2) Der 5-Sekunden-Additionswert Y1 überschreitet die in Schritt S38 berechnete Standardabweichung +σ der positiven Seite.
(a3) Alle der Änderungen ΔRRI(6) bis ΔRRI(10) in der letzten Hälfte der zehn Sekunden sind kleiner als null.
(a4) Der 5-Sekunden-Additionswert Y2 fällt unter die in Schritt S38 berechnete Standardabweichung -σ der negativen Seite.

Die Bedingung (a1) beschreibt, dass die Kurve 611 des Abstandes RRI in der ersten Hälfte der zehn Sekunden über die Zeit monoton zunimmt. Die Bedingung (a2) beschreibt, dass der 5-Sekunden-Additionswert Y1 der Kurve 611 in einem Abschnitt 81 in der 20 angeordnet ist, der größer als die Standardabweichung +σ der positiven Seite ist, so dass der 5-Sekunden-Additionswert Y1 auf der positiven Seite groß ist. Die Bedingung (a3) beschreibt, dass die Kurve 612 des Abstandes RRI in der letzten Hälfte der zehn Sekunden über die Zeit monoton abnimmt. Die Bedingung (a4) beschreibt, dass der 5-Sekunden-Additionswert Y2 der Kurve 612 in einem Abschnitt 82 in der 20 angeordnet ist, der kleiner als die Standardabweichung -σ der negativen Seite ist, so dass der 5-Sekunden-Additionswert Y2 auf der negativen Seite klein ist.
Wenn alle der Bedingungen (a1) bis (a4) erfüllt werden, d.h. wenn die Bestimmung in Schritt S42 positiv ist (JA), bestimmt die CPU 11 in Schritt S44, dass die in Schritt S39 abgefragten Zeitreihendaten die obere Konvexität 61 beschreiben. In diesem Fall wird die niederfrequente Fluktuation hohen Betrags erzeugt.
Wenn wenigstens eine der Bedingungen (a1) bis (a4) nicht erfüllt wird, d.h. wenn die Bestimmung in Schritt S42 negativ ist (NEIN), schreitet die Verarbeitung zu Schritt S43 voran. In Schritt S43 bestimmt die CPU 11, ob die in Schritt S39 abgefragten Zeitreihendaten eine Bedingung der unteren Konvexität 62 in der 16 erfüllen. Insbesondere bestimmt die CPU 11 dann, wenn die folgenden Bedingungen (b1) bis (b4) erfüllt werden, dass die Zeitreihendaten die Bedingung der unteren Konvexität 62 erfüllen.

(b1) Alle der Änderungen ΔRRI(1) bis ΔRRI(5) in der ersten Hälfte der zehn Sekunden sind kleiner als null.
(b2) Der 5-Sekunden-Additionswert Y1 fällt unter die in Schritt S38 berechnete Standardabweichung -σ der negativen Seite.
(b3) Alle der Änderungen ΔRRI(6) bis ΔRRI(10) in der letzten Hälfte der zehn Sekunden sind größer als null.
(b4) Der 5-Sekunden-Additionswert Y2 überschreitet die in Schritt S38 berechnete Standardabweichung +σ der positiven Seite.

Die Bedingung (b1) beschreibt, dass die Kurve 621 des Abstandes RRI in der ersten Hälfte der zehn Sekunden über die Zeit monoton abnimmt. Die Bedingung (b2) beschreibt, dass der 5-Sekunden-Additionswert Y1 der Kurve 621 in einem Abschnitt 82 in der 20 angeordnet ist, der kleiner als die Standardabweichung -σ der negativen Seite ist, so dass der 5-Sekunden-Additionswert Y1 auf der negativen Seite klein ist. Die Bedingung (b3) beschreibt, dass die Kurve 622 des Abstandes RRI in der letzten Hälfte der zehn Sekunden über die Zeit monoton zunimmt. Die Bedingung (b4) beschreibt, dass der 5-Sekunden-Additionswert Y2 der Kurve 622 in einem Abschnitt 81 in der 20 angeordnet ist, der größer als die Standardabweichung +σ der positiven Seite ist, so dass der 5-Sekunden-Additionswert Y2 auf der positiven Seite größer ist.
Wenn alle der Bedingungen (b1) bis (b4) erfüllt werden, d.h. wenn die Bestimmung in Schritt S43 positiv ist (JA), bestimmt die CPU 11 in Schritt S44, dass die in Schritt S39 abgefragten Zeitreihendaten die untere Konvexität 62 beschreiben. In diesem Fall wird die niederfrequente Fluktuation hohen Betrags erzeugt. Wenn wenigstens eine der Bedingungen (b1) bis (b4) nicht erfüllt wird, d.h. wenn die Bestimmung in Schritt S43 negativ ist (NEIN), schreitet die Verarbeitung zu Schritt S39 voran, da die abgefragten Zeitreihendaten nicht die obere Konvexität 61 und die untere Konvexität 62 beschreiben. In diesem Fall fragt die CPU 11 die Zeitreihendaten des Abstandes RRI in den letzten zehn Sekunden an einem bestimmten Zeitpunkt als die Standardzeit ab, nachdem eine vorbestimmte Zeit, wie beispielsweise eine Sekunde, seit dem Prozess in Schritt S39 verstrichen ist. Anschließend führt die CPU 11 die Schritte S40 bis S44 aus, so dass die CPU 11 bestimmt, ob die abgefragten Zeitreihendaten die obere Konvexität oder die untere Konvexität beschreiben, d.h. so dass die CPU 11 bestimmt, ob die starke Fluktuation erzeugt wird.
In Schritt S44 steuert die CPU 11 dann, wenn die CPU 11 bestimmt, dass die starke Fluktuation erzeugt wird, d.h. wenn die CPU 11 bestimmt, dass die abgefragten Zeitreihendaten die obere Konvexität oder die untere Konvexität beschreiben, den Speicher 12, um die Information zu speichern, welche die Zeit der Erzeugung der starken Fluktuation zeigt. Anschließend berechnet die CPU 11 in Schritt S45 auf der Grundlage der Information, die in Schritt S44 in dem Speicher 12 gespeichert wird, die Anzahl W von Erfassungszeiten der starken Fluktuation in den letzten drei Minuten als die Bestimmungszeitspanne bezüglich der momentanen Zeit als die Standardzeit. Hier entspricht die Anzahl W von Erfassungszeiten der Anzahl von starken Fluktuationen, die in der Bestimmungszeitspanne enthalten ist. Die Anzahl W von Erfassungszeiten entspricht in diesem Fall der zweiten Anzahl. Anschließend bestimmt die CPU 11 in Schritt S46, ob die Anzahl W der Erfassungszeiten den Schwellenwert Wth überschreitet, der im Voraus in dem Speicher 12 gespeichert wurde. Der Schwellenwert Wth entspricht dem zweiten Schwellenwert. Hier kann der Schwellenwert Wth anhand von Versuchen derart bestimmt werden, dass die Anzahl von starken Fluktuationen in den letzten drei Minuten experimentell bestimmt wird, wenn der Fahrer subjektiv beurteilt, dass der Fahrer geistesabwesend ist. Auf der Grundlage der Versuchsergebnisse der Anzahl von starken Fluktuationen wird der Schwellenwert Wth bestimmt. Der Schwellenwert Wth liegt beispielsweise bei achtmal.
Wenn die Anzahl W von Erfassungszeiten den Schwellenwert Wth überschreitet, bestimmt die CPU 11 in Schritt S47, dass der Fahrer geistesabwesend ist, da die niederfrequente Fluktuation hohen Betrags häufig in den Zeitreihendaten des Abstandes RRI erzeugt wird. Anschließend steuert die CPU 11 die Benachrichtigungsvorrichtung 25 in Schritt S47, um den geistesabwesenden Fahrer zu informieren. Anschließend schreitet die Verarbeitung zu Schritt S48 voran.
Wenn die Anzahl W von Erfassungszeiten unter dem Schwellenwert Wth liegt, d.h. wenn die Bestimmung in Schritt S46 negativ ist (NEIN), wird angenommen, dass der Fahrer nicht geistesabwesend ist, d.h. dass der Fahrer den normalen Zustand aufweist. In diesem Fall führt die CPU 11 Schritt S48 aus, ohne den Schritt S47 auszuführen.
In Schritt S48 kommuniziert die CPU 11 mit der Navigationsvorrichtung 24, so dass die CPU 11 bestimmt, ob das Fahrzeug 100 die Autobahn verlässt. Wenn die CPU 11 bestimmt, dass das Fahrzeug 100 die Autobahn nicht verlässt, d.h. wenn die Bestimmung in Schritt S48 negativ ist (NEIN), kehrt die Verarbeitung zu Schritt S39 zurück. Insbesondere wiederholt die CPU 11, wenn das Fahrzeug auf der Autobahn fährt, die Schritte S39 bis S48. Folglich bestimmt die CPU 11 an jedem Zeitpunkt, ob der Fahrer geistesabwesend ist. Wenn das Fahrzeug die Autobahn verlässt, d.h. wenn die Bestimmung in Schritt S48 positiv ist (JA), beendet die CPU 11 die Ausführung des Prozesses in der 17. Hier startet die CPU 11 in diesem Fall die Ausführung des Prozesses in der 17 erneut, so dass die Verarbeitung zu Schritt S31 voranschreitet.
Folglich führt die CPU 11 in der vorliegenden Ausführungsform, zusätzlich zu der Bestimmung der Geistesabwesenheit auf der Grundlage der Anzahl von Höchstpunkten und Tiefstpunkten TP, die Bestimmung der Geistesabwesenheit auf der Grundlage der Anzahl von Erfassungszeiten der starken Fluktuation aus. Folglich erfasst die CPU 11 auch dann, wenn die CPU 11 die Geistesabwesenheit nicht auf der Grundlage von einer der obigen Bestimmungen erfasst, die Geistesabwesenheit auf der Grundlage der anderen der obigen Bestimmungen. Dementsprechend bestimmt die CPU 11 mit hoher Genauigkeit, ob der Fahrer geistesabwesend ist. Ferner wendet die CPU 11 auch dann, wenn die CPU 11 die Charakteristika der starken Fluktuation wie beispielsweise die Höchstpunkte und Tiefstpunkte TP und die starke Fluktuation erfasst, nicht das Frequenzanalyseverfahren, wie beispielsweise eine Frequenztransformation, an. Folglich kann die CPU 11 auch dann, wenn das Rauschen erzeugt wird, mit hoher Genauigkeit bestimmen, ob der Fahrer geistesabwesend ist. Ferner kann die CPU 11 die Geistesabwesenheit auf der Grundlage von Daten in der Bestimmungszeitspanne, d.h. in den letzten drei Minuten bestimmen, was eine ausreichend kurze Zeit darstellt. Ferner werden, da der Schwellenwert zur Bestimmung der Geistesabwesenheit auf der Grundlage der Daten in der Standardzeitspanne eingestellt wird, die bei der momentanen Fahrgelegenheit vorbereitet wird, ein physischer Zustand des Fahrers bei der momentanen Fahrgelegenheit und die Zeitzone derart auf den Schwellenwert reflektiert, dass der Schwellenwert in geeigneter Weise eingestellt wird. Hier kann der Abstand RRI in Übereinstimmung mit dem physischen Zustand des Fahrers geändert werden. Der Abstand RRI kann in Übereinstimmung mit der Zeitzone, wie beispielsweise der Tageszeit, der Zeit am Morgen und der Nachtzeit, geändert werden.
Hierbei kann die Geistesabwesenheitsbestimmungsvorrichtung einen anderen Aufbau aufweisen. Die Geistesabwesenheit des Fahrers kann beispielsweise in Übereinstimmung mit den Zeitreihendaten des Zyklus des Pulsschlages anstelle des Zyklus der Herzfrequenz bestimmt werden. Da der Pulsschlag und die Herzfrequenz ähnliche Charakteristika aufweisen, wird die Geistesabwesenheit auf der Grundlage der Zeitreihendaten des Zyklus des Pulsschlages genau bestimmt. Wenn die Geistesabwesenheit auf der Grundlage der Zeitreihendaten des Zyklus des Pulsschlages bestimmt wird, weist die Geistesabwesenheitsbestimmungsvorrichtung einen Pulsschlagsensor zur Messung des Pulsschlagsignals anstelle des Herzfrequenzsensors auf. Auf der Grundlage des Pulsschlagsignals von dem Pulsschlagsensor erhält die Vorrichtung die Zeitreihendaten des Zyklus des Pulsschlages. Ferner können die Standardzeitspanne und die Bestimmungszeitspanne von drei Minuten verschieden sein. Alternativ können die Standardzeitspanne und die Bestimmungszeitspanne eine Minute, fünf Minuten, zehn Minuten oder dergleichen betragen. Die Standardzeitspanne und die Bestimmungszeitspanne können in geeigneter Weise eingestellt werden.
Solang die Zeitspanne derart definiert wird, dass der Zustand des Fahrers in der Zeitspanne als normal erachtet wird, kann die Standardzeitspanne auf jede beliebige Zeitspanne gesetzt werden. Insbesondere kann die Standardzeitspanne beispielsweise auf eine vorbestimmte Zeitspanne gesetzt werden, die innerhalb eines vorbestimmten Zeitbereichs ab dem Zeitpunkt, an dem das Fahrzeug auf die Autobahn fährt, liegt, verschieden von einer bestimmten Zeitspanne kurz nach dem Auffahren des Fahrzeugs auf die Autobahn. Die Standardzeitspanne kann beispielsweise in drei Minuten in einem Bereich zwischen 4 und 7 Minuten eingestellt werden, die nach dem Auffahren des Fahrzeugs auf die Autobahn verstrichen sind. Folglich ist die Standardzeitspanne nicht auf die bestimmte Zeitspanne kurz nach dem Auffahren des Fahrzeugs auf die Autobahn festgelegt, in der der Fahrzustand des Fahrzeugs nicht stabil ist. Da die Beschleunigung des Fahrzeugs in der bestimmten Zeitspanne groß ist, verhindert die Vorrichtung, dass die Standardzeitspanne auf die bestimmte Zeitspanne gesetzt wird, die beispielsweise in einem Bereich zwischen null Minuten und 4 Minuten liegt, die nach dem Auffahren des Fahrzeugs auf die Autobahn verstrichen sind. Dementsprechend wird die Standardzeitspanne auf die vorbestimmte Zeitspanne gesetzt, in der geschätzt wird, dass das Fahrzeug mit einer konstanten Geschwindigkeit stabil auf der Autobahn fährt. In diesem Fall liegt die Standardzeitspanne in einem Bereich zwischen 4 und 7 Minuten nach dem Auffahren des Fahrzeugs auf die Autobahn. Alternativ kann die Vorrichtung die Geistesabwesenheit bestimmen, wenn das Fahrzeug auf einer Hauptstraße, wie beispielsweise einer Bundesstraße und einer Bezirksstraße, fährt, die sich von der Autobahn unterscheidet, da die Anzahl von Verkehrszeichen entlang der Hauptstraße gering ist.
Die Zeitlänge der oberen Konvexität 61 und der unteren Konvexität 62 kann von zehn Sekunden verschieden sein. Die Zeitlänge der oberen Konvexität 61 und der unteren Konvexität 62 kann beliebig sein, solang die Zeitlänge länger als der Zyklus der hochfrequenten Fluktuation ist und die niederfrequente Fluktuation bestimmt werden kann. Die Zeitlänge kann beispielsweise fünfzehn Sekunden betragen. In der obigen Ausführungsform ist die starke Fluktuation in einem Teil definiert, der nicht in einem Bereich des 5-Sekunden-Additionswerts Yo von ΔRRI zwischen dem großen Wert -σ und dem großen Wert +σ in der Standardzeitspanne angeordnet ist. Alternativ kann die starke Fluktuation in einem Teil definiert werden, der nicht in einem Bereich zwischen - 2σ und +2σ in der Standardzeitspanne liegt. Alternativ kann die starke Fluktuation in einem Teil definiert sein, der nicht in einem Bereich zwischen -3σ und +3σ in der Standardzeitspanne liegt. Auf diese Weise wird eine sehr starke Fluktuation erfasst. Alternativ kann die Vorrichtung nur entweder die Bestimmung der Geistesabwesenheit auf der Grundlage der Anzahl von Höchstpunkten und Tiefstpunkten TP oder die Bestimmung der Geistesabwesenheit auf der Grundlage der Anzahl von Erfassungszeiten der starken Fluktuation ausführen.
In der obigen Ausführungsform entspricht die CPU 11 zum Ausführen des Prozesses in den Schritten S11 und S12 in der 8 und des Prozesses in den Schritten S31 und S32 in der 17 dem Gewinnungselement. Die CPU 11 zum Ausführen des Prozesses in der 8 entspricht dem ersten Erfassungselement. Die CPU 11 zum Ausführen des Prozesses in Schritt S19 in der 8 entspricht dem ersten Anzahlzählelement. Die CPU 11 zum Ausführen des Prozesses in Schritt S20 in der 8 entspricht dem ersten Bestimmungselement. Die CPU 11 zum Ausführen des Prozesses in Schritt S18 in der 8 entspricht dem Schwellenwerteinstellelement. Die CPU 11 zum Ausführen des Prozesses in den Schritten S15 und S16 in der 8 und des Prozesses in den Schritten S34 und S35 in der 17 entspricht dem Zeitperiodenbestimmungselement. Die CPU 11 zum Ausführen des Prozesses in Schritt S16 in der 8 und des Prozesses in Schritt S35 in der 17 entspricht dem Zeitperiodenbeurteilungselement. Die CPU 11 zum Ausführen des Prozesses in Schritt S17 in der 8 entspricht dem Standardanzahlzählelement. Die CPU 11 entspricht dem Informationsgewinnungselement.
Die CPU 11 zum Ausführen des Prozesses in den Schritten S36 und S37 in der 17 entspricht dem ersten Berechnungselement. Die CPU 11 zum Ausführen des Prozesses in Schritt S38 in der 17 entspricht dem zweiten Berechnungselement. Die CPU 11 zum Ausführen des Prozesses in den Schritten S39 bis S44 in der 17 entspricht dem zweiten Erfassungselement. Die CPU 11 zum Ausführen des Prozesses in Schritt S45 in der 17 entspricht dem zweiten Zählelement. Die CPU 11 zum Ausführen des Prozesses in Schritt S46 in der 17 entspricht dem zweiten Bestimmungselement. Die CPU 11 zum Ausführen des Prozesses in Schritt S33 in der 17 entspricht dem Entfernungselement. Die CPU 11 zum Ausführen des Prozesses in Schritt S42 in der 17 entspricht dem Element zur Bestimmung einer oberen Konvexität. Die CPU 11 zum Ausführen des Prozesses in Schritt S43 in der 17 entspricht dem Element zur Bestimmung einer unteren Konvexität.
Vorstehend sind die folgenden Aspekte offenbart.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Geistesabwesenheitszustandsbestimmungsvorrichtung bzw. eine Geistesabwesenheitsbestimmungsvorrichtung bereitgestellt, mit: einem Datengewinnungselement zur Gewinnung von Zeitreihendaten eines Wertes einer physiologischen Eigenschaft eines Teilnehmers, wobei eine Fluktuationskomponente den Zeitreihendaten überlagert ist und die Fluktuationskomponente derart von einem Zustand des Teilnehmers einschließlich eines normalen Zustands und eines Geistesabwesenheitszustands abhängt, dass die Fluktuationskomponente änderbar ist; einem Erfassungselement zur Erfassung von mehreren Widerspiegelungsabschnitten der Zeitreihendaten, wobei die mehreren Widerspiegelungsabschnitte die Fluktuationskomponente widerspiegeln; einem Zählelement zum Zählen der Anzahl von Widerspiegelungsabschnitten der Zeitreihendaten in einer Bestimmungszeitspanne, die zwischen einem Bestimmungszeitpunkt bzw. einer Bestimmungszeit und einem bestimmten vergangenen Zeitpunkt bzw. einer bestimmten vergangenen Zeit liegt; und einem Bestimmungselement zur Bestimmung in Übereinstimmung mit der Anzahl der Widerspiegelungsabschnitte an dem Bestimmungszeitpunkt, ob der Teilnehmer geistesabwesend ist. Die Bestimmungszeitspanne weist eine vorbestimmte Zeitlänge von dem bestimmten vergangenen Zeitpunkt zu dem Bestimmungszeitpunkt auf.
Die Erfinder der vorliegenden Erfindung gewinnen Information derart, dass einer von Werten einer physiologischen Eigenschaft eine dem Wert überlagerte Fluktuationskomponente aufweist, die in Übereinstimmung mit dem Zustand des Teilnehmers, d.h. dem normalen Zustand und der Geistesabwesenheit, änderbar ist. Unter Verwendung der Zeitreihendaten des Wertes einer physiologischen Eigenschaft bestimmt die Vorrichtung, ob der Teilnehmer geistesabwesend ist. Die Fluktuationskomponente zum Beschreiben des Zustandes des Teilnehmers ist den erhaltenen Zeitreihendaten des einen der Werte einer physiologischen Eigenschaft überlagert. Folglich weisen die Zeitreihendaten den Widerspiegelungsabschnitt auf, der die Fluktuationskomponente widerspiegelt bzw. der sich in der Fluktuationskomponente widerspiegelt. In der obigen Vorrichtung erfasst das Erfassungselement den Widerspiegelungsabschnitt in den Zeitreihendaten und zählt das Zählelement die Anzahl von Widerspiegelungsabschnitten. Auf diese Weise wird die überlagerte Fluktuationskomponente entsprechend dem Zustand des Teilnehmers erhalten. Folglich kann die Vorrichtung dadurch, dass sie die Anzahl der Widerspiegelungsabschnitte misst, bestimmen, ob der Teilnehmer geistesabwesend ist. Auch wenn Rauschen den Zeitreihendaten überlagert ist, wird die Anzahl der Widerspiegelungsabschnitte nicht leicht durch den Betrag des Rauschens beeinflusst. In einem herkömmlichen Verfahren, in dem eine Fouriertransformation angewandt wird, hängt der erhaltene Eigenschaftswert als eine spektrale Leistung dann, wenn der Betrag des Rauschens verhältnismäßig hoch ist, sehr von der Frequenzkomponente des Rauschens ab. Folglich kann die Vorrichtung die Geistesabwesenheit, verglichen mit dem herkömmlichen Verfahren, bei dem ein Frequenzanalyseverfahren angewandt wird, unabhängig vom Rauschen bestimmen.
Der Wert einer physiologischen Eigenschaft ist ein charakteristischer Wert einer Herzfrequenz oder eines Pulsschlages. Das Erfassungselement weist ein erstes Erfassungselement zur Erfassung eines Höchstpunkts und eines Tiefstpunkts als die Widerspiegelungsabschnitte auf. Die Zeitreihendaten weisen mehrere Datenpunkte auf. Der Höchstpunkt ist ein Datenpunkt mit einem Wert einer physiologischen Eigenschaft, der größer als jeder benachbarte Datenpunkt ist. Der Tiefstpunkt ist ein Datenpunkt, der einen Wert einer physiologischen Eigenschaft aufweist, der kleiner als jeder benachbarte Datenpunkt ist. Das Zählelement weist ein erstes Zählelement zum Zählen der Anzahl von Höchstpunkten und Tiefstpunkten in den Zeitreihendaten in der Bestimmungszeitspanne auf. Die Anzahl von Höchstpunkten und Tiefstpunkten bildet eine erste Anzahl. Das Bestimmungselement weist ein erstes Bestimmungselement auf, zur Bestimmung in Übereinstimmung mit der ersten Anzahl an dem Bestimmungszeitpunkt, ob der Teilnehmer geistesabwesend ist. Ferner kann die Geistesabwesenheitszustandsbestimmungsvorrichtung ferner ein Schwellenwerteinstellelement zum Einstellen eines ersten Schwellenwerts für die erste Anzahl aufweisen. Das erste Bestimmungselement bestimmt, dass der Teilnehmer geistesabwesend ist, wenn die erste Anzahl kleiner als der erste Schwellenwert ist. Ferner kann die Geistesabwesenheitszustandsbestimmungsvorrichtung ferner aufweisen: ein Standardzeitspannenbestimmungselement zur Bestimmung einer Standardzeitspanne, die eine gleiche Zeitlänge wie die Bestimmungszeitspanne aufweist, wobei die Standardzeitspanne derart definiert ist, dass der Teilnehmer in der Standardzeitspanne als in dem normalen Zustand befindlich erachtet wird; und ein Standardanzahlzählelement zum Zählen der Anzahl von Höchstpunkten und Tiefstpunkten in der Standardzeitspanne, die als Standardanzahl definiert wird. Das Schwellenwerteinstellelement stellt den ersten Schwellenwert in Übereinstimmung mit der Standardanzahl ein.
Alternativ kann die Geistesabwesenheitszustandsbestimmungsvorrichtung ferner aufweisen: ein Standardzeitspannenbestimmungselement zur Bestimmung einer Standardzeitspanne, die eine gleiche Zeitlänge wie die Bestimmungszeitspanne aufweist, wobei die Standardzeitspanne derart definiert ist, dass der Teilnehmer in der Standardzeitspanne als in dem normalen Zustand befindlich erachtet wird. Das Erfassungselement weist ferner ein zweites Erfassungselement zur Erfassung eines Abschnitts starker Fluktuation in den Zeitreihendaten als die Widerspiegelungsabschnitte auf. Die Zeitreihendaten in der Standardzeitspanne sind als Standardzeitreihendaten definiert. Der Abschnitt starker Fluktuation ist derart definiert, dass eine Fluktuationskomponente, die größer als eine Fluktuationskomponente ist, die den Standardzeitreihendaten überlagert ist, den Zeitreihendaten in dem Abschnitt starker Fluktuation überlagert ist. Die Zeitreihendaten in dem Abschnitt starker Fluktuation unterscheiden sich von den Zeitreihendaten in der Standardzeitspanne. Das Zählelement weist ferner ein zweites Zählelement zum Zählen der Anzahl von Abschnitten starker Fluktuation in den Zeitreihendaten in der Bestimmungszeitspanne auf. Die Anzahl von Abschnitten starker Fluktuation bildet eine zweite Anzahl. Das Bestimmungselement weist ein zweites Bestimmungselement auf. Das zweite Bestimmungselement bestimmt, dass der Teilnehmer geistesabwesend ist, wenn die zweite Anzahl größer als ein vorbestimmter zweiter Schwellenwert ist. Ferner kann die Geistesabwesenheitsbestimmungsvorrichtung ferner aufweisen: ein erstes Rechenelement zum Teilen der Standardzeitreihendaten mit einer vorbestimmten Zeitlänge in mehrere Teildatenelemente und zur Berechnung eines Standardänderungsbetrags von jedem Teildatenelement, wobei der Standardänderungsbetrag eine Änderung des Wertes einer physiologischen Eigenschaft in einem entsprechenden Teildatenelement beschreibt; und ein zweites Rechenelement zur Berechnung eines Änderungsschwellenwerts in Übereinstimmung mit dem Standardänderungsbetrag. Der Änderungsschwellenwert ist ein Schwellenwert der Änderung des Wertes einer physiologischen Eigenschaft zur Erfassung des Abschnitts starker Fluktuation, und das zweite Erfassungselement erfasst den Abschnitt starker Fluktuation mit der Änderung des Wertes einer physiologischen Eigenschaft in den Zeitreihendaten, die über dem Änderungsschwellenwert liegt. Ferner kann die Geistesabwesenheitsbestimmungsvorrichtung ferner ein Entfernungselement zur Entfernung einer hochfrequenten Fluktuationskomponente aus den Zeitreihendaten aufweisen. Eine niederfrequente Fluktuationskomponente ist den Zeitreihendaten überlagert, wenn der Sympathikus dem Parasympathikus überlegen ist. Die hochfrequente Fluktuationskomponente weist eine Frequenz auf, die höher als die niederfrequente Fluktuationskomponente ist. Das erste Rechenelement berechnet den Standardänderungsbetrag in Übereinstimmung mit den Standardzeitreihendaten berechnet, aus denen die hochfrequente Fluktuationskomponente entfernt ist, und das zweite Erfassungselement erfasst den Abschnitt starker Fluktuation in den Zeitreihendaten, aus denen die hochfrequente Fluktuationskomponente entfernt ist. Ferner erfasst das zweite Erfassungselement eine obere Konvexität oder eine untere Konvexität als den Abschnitt starker Fluktuation. Die obere Konvexität ist den Zeitreihendaten derart überlagert, dass die obere Konvexität in einer Richtung hervorragt, in der der Wert einer physiologischen Eigenschaft zunimmt. Die untere Konvexität ist den Zeitreihendaten derart überlagert, dass die untere Konvexität in einer Richtung hervorragt, in der der Wert einer physiologischen Eigenschaft abnimmt. Sowohl die obere Konvexität als auch die untere Konvexität weisen eine vorbestimmte erste Zeitlänge auf, die größer als ein Zyklus der hochfrequenten Fluktuationskomponente ist, und sowohl die obere Konvexität als auch die untere Konvexität weisen die Änderung des Wertes einer physiologischen Eigenschaft auf, die über dem Änderungsschwellenwert liegt. Ferner teilt das erste Rechenelement die Standardzeitreihendaten mit einer zweiten Zeitlänge in die mehreren Teildatenelemente. Die zweite Zeitlänge entspricht einer Hälfte der ersten Zeitlänge und der vorbestimmten Zeitlänge. Das zweite Rechenelement berechnet den Änderungsschwellenwert in Übereinstimmung mit dem Standardänderungsbetrag bezüglich der zweiten Zeitlänge. Das zweite Erfassungselement weist ein Bestimmungselement für eine obere Konvexität und ein Bestimmungselement für eine untere Konvexität auf. Die Zeitreihendaten in der Bestimmungszeitspanne werden mit der ersten Zeitlänge in mehrere Teildatenelemente erster Zeitlänge geteilt. Jedes Teildatenelement erster Zeitlänge weist ein Element erster Hälfte und ein Element letzter Hälfte auf, die jeweils die zweite Zeitlänge aufweisen. Der Wert einer physiologischen Eigenschaft in dem Element erster Hälfte ist als ein Wert einer physiologischen Eigenschaft in der ersten Hälfte definiert, und der Wert einer physiologischen Eigenschaft in dem Element letzter Hälfte als ein Wert einer physiologischen Eigenschaft in der letzten Hälfte definiert. Das Bestimmungselement für eine obere Konvexität bestimmt, dass das Teildatenelement erster Zeitlänge die obere Konvexität bildet, wenn der Wert einer physiologischen Eigenschaft in der ersten Hälfte über die Zeit monoton zunimmt, der Wert einer physiologischen Eigenschaft in der letzten Hälfte über die Zeit monoton abnimmt, und sowohl die Änderung in dem Wert einer physiologischen Eigenschaft in der ersten Hälfte als auch die Änderung in dem Wert einer physiologischen Eigenschaft in der letzten Hälfte über dem Änderungsschwellenwert liegen, und das Bestimmungselement für eine untere Konvexität bestimmt, dass das Teildatenelement erster Zeitlänge die untere Konvexität bildet, wenn der Wert einer physiologischen Eigenschaft in der ersten Hälfte über die Zeit monoton abnimmt, der Wert einer physiologischen Eigenschaft in der letzten Hälfte über die Zeit monoton zunimmt, und sowohl die Änderung in dem Wert einer physiologischen Eigenschaft in der ersten Hälfte als auch die Änderung in dem Wert einer physiologischen Eigenschaft in der letzten Hälfte über dem Änderungsschwellenwert liegen. Ferner kann das zweite Rechenelement den Änderungsschwellenwert berechnen, der eine Standardabweichung des Standardänderungsbetrags ist. Darüber hinaus kann der Teilnehmer ein Fahrer eines Fahrzeugs sein. Die Geistesabwesenheitsbestimmungsvorrichtung kann ferner ein Informationsgewinnungselement zur Gewinnung von Fahrzeugbeschleunigungsinformation und/oder Fahrzeuggeschwindigkeitsinformation aufweisen. Das Standardzeitspannenbestimmungselement weist ein Standardzeitspannenbeurteilungselement auf, zur Beurteilung einer Zeitspanne, in der das Fahrzeug stabil fährt, in Übereinstimmung mit der Fahrzeugbeschleunigungsinformation und/oder der Fahrzeuggeschwindigkeitsinformation, und das Standardzeitspannenbestimmungselement wählt eine von Zeitspannen, die von dem Standardzeitspannenbeurteilungselement als stabile Fahrperioden beurteilt werden, als die Standardzeitspanne.
Obgleich die vorliegende Erfindung in Verbindung mit ihren bevorzugten Ausführungsformen beschrieben wurde, sollte wahrgenommen werden, dass sie nicht auf die bevorzugten Ausführungsformen und Konstruktionen beschränkt ist. Die vorliegende Erfindung soll verschiedene Modifikationen und äquivalente Anordnungen mit umfassen.
Vorstehend ist eine Geistesabwesenheitsbestimmungsvorrichtung beschrieben.
Eine Geistesabwesenheitsbestimmungsvorrichtung weist auf: ein Datengewinnungselement (S11, S12, S31, S32) zur Gewinnung von Zeitreihendaten eines Wertes einer physiologischen Eigenschaft eines Teilnehmers, wobei eine Fluktuationskomponente den Zeitreihendaten überlagert ist und von einem Zustand des Teilnehmers einschließlich eines normalen und eines Geistesabwesenheitszustands abhängt; ein Erfassungselement (S13, S39-S44) zur Erfassung von Widerspiegelungsabschnitten der Zeitreihendaten, die die Fluktuationskomponente widerspiegeln; ein Zählelement (S19, S45) zum Zählen der Anzahl von Widerspiegelungsabschnitten der Zeitreihendaten in einer Bestimmungszeitspanne zwischen einem Bestimmungszeitpunkt und einem bestimmten vergangenen Zeitpunkt; und ein Bestimmungselement (S20, S46) zur Bestimmung in Übereinstimmung mit der Anzahl der Widerspiegelungsabschnitte an dem Bestimmungszeitpunkt, ob der Teilnehmer geistesabwesend ist. Die Bestimmungszeitspanne weist eine vorbestimmte Zeitlänge von dem bestimmten vergangenen Zeitpunkt zu dem Bestimmungszeitpunkt auf.

Claims

Geistesabwesenheitsbestimmungsvorrichtung mit: - einem Datengewinnungselement (S11, S12, S31, S32) zur Gewinnung von Zeitreihendaten eines Wertes einer physiologischen Eigenschaft eines Teilnehmers, wobei eine Fluktuationskomponente den Zeitreihendaten überlagert ist und die Fluktuationskomponente derart von einem Zustand des Teilnehmers einschließlich eines normalen Zustands und eines Geistesabwesenheitszustands abhängt, dass die Fluktuationskomponente änderbar ist; - einem Erfassungselement (S13, S39-S44) zur Erfassung von mehreren Widerspiegelungsabschnitten der Zeitreihendaten, wobei die mehreren Widerspiegelungsabschnitte die Fluktuationskomponente widerspiegeln; - einem Zählelement (S19, S45) zum Zählen der Anzahl von Widerspiegelungsabschnitten der Zeitreihendaten in einer Bestimmungszeitspanne, die zwischen einem Bestimmungszeitpunkt und einem bestimmten vergangenen Zeitpunkt liegt; und - einem Bestimmungselement (S20, S46) zur Bestimmung in Übereinstimmung mit der Anzahl der Widerspiegelungsabschnitte an dem Bestimmungszeitpunkt, ob der Teilnehmer geistesabwesend ist, wobei - die Bestimmungszeitspanne eine vorbestimmte Zeitlänge von dem bestimmten vergangenen Zeitpunkt zu dem Bestimmungszeitpunkt aufweist, - der Wert einer physiologischen Eigenschaft ein charakteristischer Wert einer Herzfrequenz oder eines Pulsschlages ist, - das Erfassungselement (S13, S39-S44) ein erstes Erfassungselement (S13) zur Erfassung eines Höchstpunkts und eines Tiefstpunkts als die Widerspiegelungsabschnitte aufweist, - die Zeitreihendaten mehrere Datenpunkte aufweisen, - der Höchstpunkt ein Datenpunkt mit einem Wert einer physiologischen Eigenschaft ist, der größer als jeder benachbarte Datenpunkt ist, - der Tiefstpunkt ein Datenpunkt ist, der einen Wert einer physiologischen Eigenschaft aufweist, der kleiner als jeder benachbarte Datenpunkt ist, - das Zählelement (S19, S45) ein erstes Zählelement (S19) zum Zählen der Anzahl von Höchstpunkten und Tiefstpunkten in den Zeitreihendaten in der Bestimmungszeitspanne aufweist, - die Anzahl von Höchstpunkten und Tiefstpunkten eine erste Anzahl bildet, und - das Bestimmungselement (S20, S46) ein erstes Bestimmungselement (S20) aufweist, zur Bestimmung in Übereinstimmung mit der ersten Anzahl an dem Bestimmungszeitpunkt, ob der Teilnehmer geistesabwesend ist.
Geistesabwesenheitsbestimmungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie ferner ein Schwellenwerteinstellelement (S18) zum Einstellen eines ersten Schwellenwerts für die erste Anzahl aufweist, wobei das erste Bestimmungselement (S20) bestimmt, dass der Teilnehmer geistesabwesend ist, wenn die erste Anzahl kleiner als der erste Schwellenwert ist.
Geistesabwesenheitsbestimmungsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass sie ferner aufweist: - ein Standardzeitspannenbestimmungselement (S15, S16) zur Bestimmung einer Standardzeitspanne, die eine gleiche Zeitlänge wie die Bestimmungszeitspanne aufweist, wobei die Standardzeitspanne derart definiert ist, dass der Teilnehmer in der Standardzeitspanne als in dem normalen Zustand befindlich erachtet wird; und - ein Standardanzahlzählelement (S17) zum Zählen der Anzahl von Höchstpunkten und Tiefstpunkten in der Standardzeitspanne, die als Standardanzahl definiert ist, wobei - das Schwellenwerteinstellelement (S18) den ersten Schwellenwert in Übereinstimmung mit der Standardanzahl einstellt.
Geistesabwesenheitsbestimmungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass sie ferner aufweist: - ein Standardzeitspannenbestimmungselement (S34, S35) zur Bestimmung einer Standardzeitspanne, die eine gleiche Zeitlänge wie die Bestimmungszeitspanne aufweist, wobei die Standardzeitspanne derart definiert ist, dass der Teilnehmer in der Standardzeitspanne als in dem normalen Zustand befindlich erachtet wird, wobei - das Erfassungselement (S13, S39-S44) ferner ein zweites Erfassungselement (S39-S44) zur Erfassung eines Abschnitts starker Fluktuation in den Zeitreihendaten als die Widerspiegelungsabschnitte aufweist, - die Zeitreihendaten in der Standardzeitspanne als Standardzeitreihendaten definiert sind, - der Abschnitt starker Fluktuation derart definiert ist, dass eine Fluktuationskomponente, die größer als eine Fluktuationskomponente ist, die den Standardzeitreihendaten überlagert ist, den Zeitreihendaten in dem Abschnitt starker Fluktuation überlagert ist, - sich die Zeitreihendaten in dem Abschnitt starker Fluktuation von den Zeitreihendaten in der Standardzeitspanne unterscheiden, - das Zählelement (S19, S45) ferner ein zweites Zählelement (S45) zum Zählen der Anzahl von Abschnitten starker Fluktuation in den Zeitreihendaten in der Bestimmungszeitspanne aufweist, - die Anzahl von Abschnitten starker Fluktuation eine zweite Anzahl bildet, - das Bestimmungselement (S20, S46) ein zweites Bestimmungselement (S46) aufweist, und - das zweite Bestimmungselement (S46) bestimmt, dass der Teilnehmer geistesabwesend ist, wenn die zweite Anzahl größer als ein vorbestimmter zweiter Schwellenwert ist.
Geistesabwesenheitsbestimmungsvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass sie ferner aufweist: - ein erstes Rechenelement (S36, S37) zum Teilen der Standardzeitreihendaten mit einer vorbestimmten Zeitlänge in mehrere Teildatenelemente und zur Berechnung eines Standardänderungsbetrags von jedem Teildatenelement, wobei der Standardänderungsbetrag eine Änderung des Wertes einer physiologischen Eigenschaft in einem entsprechenden Teildatenelement beschreibt; und - ein zweites Rechenelement (S38) zur Berechnung eines Änderungsschwellenwerts in Übereinstimmung mit dem Standardänderungsbetrag, wobei - der Änderungsschwellenwert ein Schwellenwert der Änderung des Wertes einer physiologischen Eigenschaft zur Erfassung des Abschnitts starker Fluktuation ist, und - das zweite Erfassungselement (S39-S44) den Abschnitt starker Fluktuation mit der Änderung des Wertes einer physiologischen Eigenschaft in den Zeitreihendaten, die über dem Änderungsschwellenwert liegt, erfasst.
Geistesabwesenheitsbestimmungsvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass sie ferner ein Entfernungselement (S33) zur Entfernung einer hochfrequenten Fluktuationskomponente aus den Zeitreihendaten aufweist, wobei - eine niederfrequente Fluktuationskomponente den Zeitreihendaten überlagert ist, wenn der Sympathikus dem Parasympathikus überlegen ist, - die hochfrequente Fluktuationskomponente eine Frequenz aufweist, die höher als die niederfrequente Fluktuationskomponente ist, - das erste Rechenelement (S36, S37) den Standardänderungsbetrag in Übereinstimmung mit den Standardzeitreihendaten berechnet, aus denen die hochfrequente Fluktuationskomponente entfernt ist, und - das zweite Erfassungselement (S39-S44) den Abschnitt starker Fluktuation in den Zeitreihendaten erfasst, aus denen die hochfrequente Fluktuationskomponente entfernt ist.
Geistesabwesenheitsbestimmungsvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass - das zweite Erfassungselement (S39-S44) eine obere Konvexität oder eine untere Konvexität als den Abschnitt starker Fluktuation erfasst; - die obere Konvexität den Zeitreihendaten derart überlagert ist, dass die obere Konvexität in einer Richtung hervorragt, in der der Wert einer physiologischen Eigenschaft zunimmt; - die untere Konvexität den Zeitreihendaten derart überlagert ist, dass die untere Konvexität in einer Richtung hervorragt, in der der Wert einer physiologischen Eigenschaft abnimmt; - sowohl die obere Konvexität als auch die untere Konvexität eine vorbestimmte erste Zeitlänge aufweisen, die größer als ein Zyklus der hochfrequenten Fluktuationskomponente ist; und - sowohl die obere Konvexität als auch die untere Konvexität die Änderung des Wertes einer physiologischen Eigenschaft aufweisen, die über dem Änderungsschwellenwert liegt.
Geistesabwesenheitsbestimmungsvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass - das erste Rechenelement (S36, S37) die Standardzeitreihendaten mit einer zweiten Zeitlänge in die mehreren Teildatenelemente teilt; - die zweite Zeitlänge einer Hälfte der ersten Zeitlänge und der vorbestimmten Zeitlänge entspricht; - das zweite Rechenelement (S38) den Änderungsschwellenwert in Übereinstimmung mit dem Standardänderungsbetrag bezüglich der zweiten Zeitlänge berechnet; - das zweite Erfassungselement (S39-S44) ein Bestimmungselement (S42) für eine obere Konvexität und ein Bestimmungselement (S43) für eine untere Konvexität aufweist; - die Zeitreihendaten in der Bestimmungszeitspanne mit der ersten Zeitlänge in mehrere Teildatenelemente erster Zeitlänge geteilt werden; - jedes Teildatenelement erster Zeitlänge ein Element erster Hälfte und ein Element letzter Hälfte aufweist, die jeweils die zweite Zeitlänge aufweisen; - der Wert einer physiologischen Eigenschaft in dem Element erster Hälfte als ein Wert einer physiologischen Eigenschaft in einer ersten Hälfte definiert ist und der Wert einer physiologischen Eigenschaft in dem Element letzter Hälfte als ein Wert einer physiologischen Eigenschaft in einer letzten Hälfte definiert ist; - das Bestimmungselement (S42) für eine obere Konvexität bestimmt, dass das Teildatenelement erster Zeitlänge die obere Konvexität bildet, wenn der Wert einer physiologischen Eigenschaft in einer ersten Hälfte über die Zeit monoton zunimmt, der Wert einer physiologischen Eigenschaft in einer letzten Hälfte über die Zeit monoton abnimmt, und sowohl die Änderung in dem Wert einer physiologischen Eigenschaft in einer ersten Hälfte als auch die Änderung in dem Wert einer physiologischen Eigenschaft in einer letzten Hälfte über dem Änderungsschwellenwert liegen; und - das Bestimmungselement (S43) für eine untere Konvexität bestimmt, dass das Teildatenelement erster Zeitlänge die untere Konvexität bildet, wenn der Wert einer physiologischen Eigenschaft in einer ersten Hälfte über die Zeit monoton abnimmt, der Wert einer physiologischen Eigenschaft in einer letzten Hälfte über die Zeit monoton zunimmt, und sowohl die Änderung in dem Wert einer physiologischen Eigenschaft in einer ersten Hälfte als auch die Änderung in dem Wert einer physiologischen Eigenschaft in einer letzten Hälfte über dem Änderungsschwellenwert liegen.
Geistesabwesenheitsbestimmungsvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Rechenelement (S38) den Änderungsschwellenwert berechnet, der eine Standardabweichung des Standardänderungsbetrags ist.
Geistesabwesenheitsbestimmungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass - der Teilnehmer ein Fahrer eines Fahrzeugs ist; und - die Geistesabwesenheitsbestimmungsvorrichtung ferner ein Informationsgewinnungselement (11) zur Gewinnung von Fahrzeugbeschleunigungsinformation und/oder Fahrzeuggeschwindigkeitsinformation aufweist, wobei - das Standardzeitspannenbestimmungselement (S15, S16, S34, S35) ein Standardzeitspannenbeurteilungselement (S16, S35) aufweist, zur Beurteilung einer Zeitspanne, in der das Fahrzeug stabil fährt, in Übereinstimmung mit der Fahrzeugbeschleunigungsinformation und/oder der Fahrzeuggeschwindigkeitsinformation, und - das Standardzeitspannenbestimmungselement (S15, S16, S34, S35) eine von Zeitspannen, die von dem Standardzeitspannenbeurteilungselement (S16, S35) als stabile Fahrperioden beurteilt werden, als die Standardzeitspanne wählt.