JP2010057710A - Concentration computing system and program - Google Patents

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徳 辛
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To permit a subject's concentration to be accurately computed. <P>SOLUTION: The concentration computing system measures ocular mobility by an ocular mobility measuring instrument 12 and measures an electroencephalographic signal by an electroencephalogram measuring instrument 14. The system decides that a saccade occurs on the basis of measured ocular mobility, detects the time when the saccade ends, and extracts the time-series data of the electroencephalographic signal within a prescribed period of time from the time when the saccade ends by a signal extraction section 20 every time the saccade occurs. The system adds and averages the time-series data extracted by the signal extraction section 20 and detects a peak-to-peak value showing the difference between the maximum value and the minimum value of the electroencephalographic signal for the added and averaged time-series data by a peak value detection section 22. The system computes an operator's degree of concentration of attention by multiplying the detected peak-to-peak value by the number of times the saccade occurs by an attention concentration computing section 24. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、集中度算出装置及びプログラムに係り、特に、被験者の集中度を算出する集中度算出装置及びプログラムに関する。   The present invention relates to a concentration degree calculating apparatus and program, and more particularly, to a concentration degree calculating apparatus and program for calculating a concentration degree of a subject.

眼球停留関連電位（ＥＦＲＰ（ｅｙｅ ｆｉｘａｔｉｏｎ ｒｅｌａｔｅｄ ｐｏｔｅｎｔｉａｌ））は、サッケード（ｓａｃｃａｄｅ ）眼球運動（視線移動時の速い眼の動き）の終了時点に同期した所定時間内の脳波信号を加算処理することにより算出される誘発脳波であり、この眼球停留関連電位の特定成分（例えば、ラムダ反応成分）の振幅値は、眼を向けた対象（視対象）への注意集中度が高いと大きくなることが知られていることから、視対象への注意集中度の評価指標として用いられている。   Eye fixation related potential (EFRP (eye fixation related potential)) is calculated by adding and processing an electroencephalogram signal within a predetermined time synchronized with the end of saccade eye movement (fast eye movement during eye movement). It is known that the amplitude value of a specific component (for example, a lambda response component) of this eyeball retention-related potential increases with a high degree of attention concentration on the subject facing the eye (visual target). Therefore, it is used as an evaluation index for the degree of attention concentration on the visual target.

例えば、サッケードサイズの大きさに応じて分類した眼球停留関連電位を算出することにより、精度良く注意集中度を評価する眼球停留関連電位解析装置が知られている（特許文献１）。   For example, an eyeball retention-related potential analysis apparatus that accurately evaluates the degree of attention concentration by calculating eyeball-related potentials classified according to the size of the saccade size is known (Patent Document 1).

また、複数部位の眼球停留関連電位を短い更新サイクルで見やすく表示することが可能な眼球停留関連電位解析装置が知られている（特許文献２）。
特開２００７−１２５１８４号公報 特開２００２−２７２６９３号公報 In addition, there is known an eyeball retention-related potential analyzing apparatus capable of displaying a plurality of eyeball-related potentials in an easy-to-see manner with a short update cycle (Patent Document 2).
JP 2007-125184 A JP 2002-272893 A

しかしながら、上記の特許文献１に記載の技術では、例えば居眠り運転を行っている場合、眼球停留関連電位を得ることができる回数が少なくなるため、精度よく集中度を求めることができない、という問題がある。   However, in the technique described in Patent Document 1 described above, for example, when performing a snoozing operation, the number of times that an eyeball-retained potential can be obtained is reduced, so that the degree of concentration cannot be obtained accurately. is there.

また、上記の特許文献２に記載の技術では、眼球停留関連電位を表示するだけであるため、集中度を算出することができない、という問題がある。   In addition, the technique described in Patent Document 2 has a problem in that the degree of concentration cannot be calculated because only the eyeball retention-related potential is displayed.

本発明は、上記の問題点を解決するためになされたもので、精度よく被験者の集中度を算出することができる集中度算出装置及びプログラムを提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a concentration level calculation apparatus and program capable of calculating the concentration level of a subject with high accuracy.

上記の目的を達成するために本発明に係る集中度算出装置は、眼球運動を計測する眼球運動計測手段と、脳波信号を計測する脳波信号計測手段と、前記眼球運動計測手段で計測された眼球運動に基づいてサッケードの発生を判断し、サッケード終了時点を検出すると共に、サッケードが発生する毎に、サッケード終了時点から所定時間内の脳波信号の時系列データを抽出する信号抽出手段と、前記信号抽出手段によって抽出された複数の前記時系列データを加算し、前記加算された前記時系列データについて、前記脳波信号の眼球停留関連電位の特徴量を検出する眼球停留関連電位特徴量検出手段と、前記眼球停留関連電位特徴量検出手段によって検出された前記眼球停留関連電位の特徴量と、前記判断されたサッケードの発生の回数とに応じて、被験者の集中度合いを示す集中度を算出する集中度算出手段とを含んで構成されている。   In order to achieve the above object, a concentration calculation apparatus according to the present invention includes an eye movement measuring means for measuring eye movement, an electroencephalogram signal measuring means for measuring an electroencephalogram signal, and an eyeball measured by the eye movement measuring means. A signal extracting means for determining occurrence of a saccade based on exercise, detecting a saccade end time, and extracting time series data of an electroencephalogram signal within a predetermined time from the saccade end time each time the saccade is generated, and the signal A plurality of the time-series data extracted by the extraction unit, and for the added time-series data, an eye-ball retention-related potential feature amount detection unit that detects a feature amount of the eye-ball retention-related potential of the electroencephalogram signal; According to the feature amount of the eyeball stop-related potential detected by the eyeball stop-related potential feature amount detection means and the determined number of occurrences of saccade. Te is configured to include a concentration degree calculating means for calculating the degree of concentration indicating a degree of concentration of the subject.

本発明に係るプログラムは、コンピュータを、眼球運動を計測する眼球運動計測手段で計測された眼球運動に基づいてサッケードの発生を判断し、サッケード終了時点を検出すると共に、脳波信号を計測する脳波信号計測手段から、サッケードが発生する毎に、サッケード終了時点から所定時間内の脳波信号の時系列データを抽出する信号抽出手段、前記信号抽出手段によって抽出された複数の前記時系列データを加算し、前記加算された前記時系列データについて、前記脳波信号の眼球停留関連電位の特徴量を検出する眼球停留関連電位特徴量検出手段、及び前記眼球停留関連電位特徴量検出手段によって検出された前記眼球停留関連電位の特徴量と、前記判断されたサッケードの発生の回数とに応じて、被験者の集中度合いを示す集中度を算出する集中度算出手段として機能させるためのプログラムである。   The program according to the present invention is an electroencephalogram signal for determining the occurrence of a saccade based on the eye movement measured by the eye movement measuring means for measuring eye movement, detecting a saccade end time, and measuring an electroencephalogram signal. Each time a saccade occurs from the measuring means, a signal extracting means for extracting time series data of an electroencephalogram signal within a predetermined time from the saccade end time, adding the plurality of time series data extracted by the signal extracting means, With respect to the added time-series data, eyeball retention-related potential feature quantity detection means for detecting a feature quantity of an eyeball retention-related potential of the electroencephalogram signal, and the eyeball retention detected by the eyeball retention-related potential feature quantity detection means The degree of concentration indicating the degree of concentration of the subject according to the feature amount of the related potential and the determined number of occurrences of the saccade. It is a program for functioning as a centralized index calculation means calculating for.

本発明によれば、眼球運動計測手段によって眼球運動を計測し、脳波信号計測手段によって脳波信号を計測する。信号抽出手段によって、眼球運動計測手段で計測された眼球運動に基づいてサッケードの発生を判断し、サッケード終了時点を検出すると共に、サッケードが発生する毎に、サッケード終了時点から所定時間内の脳波信号の時系列データを抽出する。   According to the present invention, the eye movement is measured by the eye movement measuring means, and the electroencephalogram signal is measured by the electroencephalogram signal measuring means. The signal extraction means determines the occurrence of the saccade based on the eye movement measured by the eye movement measurement means, detects the saccade end time, and each time the saccade occurs, the electroencephalogram signal within a predetermined time from the saccade end time Extract time series data.

そして、眼球停留関連電位特徴量検出手段によって、信号抽出手段によって抽出された複数の時系列データを加算し、加算された時系列データについて、脳波信号の眼球停留関連電位の特徴量を検出する。集中度算出手段によって、眼球停留関連電位特徴量検出手段によって検出された眼球停留関連電位の特徴量と、判断されたサッケードの発生の回数とに応じて、被験者の集中度合いを示す集中度を算出する。   Then, a plurality of time-series data extracted by the signal extraction means are added by the eye-ballasting-related potential feature quantity detection means, and an eyeball-holding-related potential feature quantity of the electroencephalogram signal is detected from the added time series data. Concentration degree calculating means calculates a degree of concentration indicating the degree of concentration of the subject according to the feature quantity of the eyeball stationary related potential detected by the eyeball stationary related potential feature quantity detecting means and the determined number of occurrences of saccade. To do.

このように、サッケード終了時点から所定時間内の脳波信号の眼球停留関連電位の特徴量と、サッケードの発生の回数とに応じて、集中度を算出することにより、精度よく被験者の集中度を算出することができる。   In this way, the concentration level of the subject is calculated accurately by calculating the concentration level according to the feature amount of the eyeball-related potential of the electroencephalogram signal within the predetermined time from the end of the saccade and the number of occurrences of the saccade. can do.

本発明の集中度算出手段は、眼球停留関連電位特徴量検出手段によって検出された眼球停留関連電位の特徴量と、判断されたサッケードの発生の回数とを乗算することにより、集中度を算出することができる。   The degree-of-concentration calculation means of the present invention calculates the degree of concentration by multiplying the feature amount of the eyeball-related potential detected by the eyeball-holding-related potential feature amount detection means by the determined number of occurrences of saccades. be able to.

本発明の集中度算出手段は、眼球停留関連電位特徴量検出手段によって検出された眼球停留関連電位の特徴量と、判断されたサッケードの発生の回数とを重み付け加算することにより、集中度を算出することができる。   The concentration level calculation means of the present invention calculates the concentration level by weighting and adding the feature amount of the eyeball retention related potential detected by the eyeball retention related potential feature amount detection means and the number of occurrences of the determined saccade. can do.

上記の集中度算出装置は、算出手段によって算出された集中度に基づいて、被験者が集中しているか否かを判定する判定手段を更に含むことができる。   The concentration degree calculation apparatus may further include a determination unit that determines whether or not the subject is concentrated based on the concentration degree calculated by the calculation unit.

本発明の眼球停留関連電位特徴量検出手段は、信号抽出手段によって抽出された複数の時系列データを加算して平均し、加算されて平均された時系列データについて、眼球停留関連電位の特徴量を検出することができる。   The eye-holding-related potential feature quantity detecting means of the present invention adds and averages a plurality of time-series data extracted by the signal extracting means, and adds and averages the feature values of the eye-holding-related potential. Can be detected.

上記の脳波信号計測手段は、被験者の頭部表面に取り付けられた電極Ｏ１、電極Ｏ２、及び電極Ｃｚの少なくとも１つによって、脳波信号を計測することができる。   The above electroencephalogram signal measuring means can measure an electroencephalogram signal by at least one of the electrode O1, the electrode O2, and the electrode Cz attached to the subject's head surface.

上記の眼球停留関連電位特徴量検出手段は、眼球停留関連電位の特徴量として、脳波信号の最大値と最小値との差を表わすピークツーピーク値を検出することができる。   The eyeball stop-related potential feature quantity detecting means can detect a peak-to-peak value representing the difference between the maximum value and the minimum value of the electroencephalogram signal as the feature quantity of the eyeball stop-related potential.

以上説明したように、本発明の集中度算出装置及びプログラムによれば、サッケード終了時点から所定時間内の脳波信号の眼球停留関連電位の特徴量と、サッケードの発生の回数とに応じて、集中度を算出することにより、精度よく被験者の集中度を算出することができる、という効果が得られる。   As described above, according to the concentration calculation device and program of the present invention, the concentration is determined according to the feature amount of the eyeball-related potential of the electroencephalogram signal within a predetermined time from the saccade end time and the number of occurrences of the saccade. By calculating the degree, it is possible to obtain an effect that the concentration degree of the subject can be calculated with high accuracy.

以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。なお、被験者としての運転者の視対象への注意集中度を算出する集中度算出装置に本発明を適用した場合を例に説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. An example in which the present invention is applied to a concentration degree calculation device that calculates a degree of attention concentration on a visual target of a driver as a subject will be described.

図１に示すように、第１の実施の形態に係る集中度算出装置１０は、運転者の水平方向及び垂直方向の眼球運動を検出して眼球運動信号を出力する眼球運動計測装置１２と、運転者の脳波信号を計測する脳波計測装置１４と、眼球運動信号及び脳波信号に基づいて、運転者が視対象へ注意を集中させている度合いを示す注意集中度を算出するコンピュータ１６と、算出された注意集中度を出力するＬＣＤ等の表示装置で構成された出力装置１８とを備えている。   As shown in FIG. 1, the concentration calculation device 10 according to the first embodiment includes an eye movement measurement device 12 that detects an eye movement in a horizontal direction and a vertical direction of a driver and outputs an eye movement signal, An electroencephalogram measurement apparatus 14 that measures the driver's electroencephalogram signal, a computer 16 that calculates a degree of attention concentration indicating the degree to which the driver is concentrating attention on the visual target, based on the eye movement signal and the electroencephalogram signal; And an output device 18 composed of a display device such as an LCD for outputting the attention concentration level.

眼球運動計測装置１２は、ＥＯＧ（ｅｌｅｃｔｒｏ−ｏｃｕｌｏｇｒａｐｈ）法に基づいて眼球運動を計測する装置を用いており、この眼球運動計測装置１２には、人間の左右のこめかみに各々貼付される＋電極及び−電極からなる２つの左右電極（後述する図３に１２Ｈ参照）、及び眼球の上下に各々貼付される＋電極及び−電極からなる２つの上下電極（図３の１２Ｖ参照）が設けられている。   The eye movement measuring device 12 uses a device that measures eye movement based on an EOG (electro-oculograph) method, and the eye movement measuring device 12 includes a + electrode attached to each of the left and right temples of a human, -Two left and right electrodes (refer to 12H in Fig. 3 to be described later), and two upper and lower electrodes (see 12V in Fig. 3), which are respectively attached to the upper and lower sides of the eyeball, are provided. .

左右電極からは、眼球の水平方向の動きを表す水平眼球運動信号が電圧で計測され、上下電極からは、眼球の垂直方向の動きを表す垂直眼球運動信号が電圧で計測される。水平眼球運動信号及び垂直眼球運動信号は、各々アンプ（図示せず）を介してコンピュータ１６に供給される。   From the left and right electrodes, a horizontal eye movement signal representing the horizontal movement of the eyeball is measured by voltage, and from the upper and lower electrodes, a vertical eye movement signal representing the vertical movement of the eyeball is measured by voltage. The horizontal eye movement signal and the vertical eye movement signal are each supplied to the computer 16 via an amplifier (not shown).

ＥＯＧ法に基づく水平眼球運動信号及び垂直眼球運動信号の振幅値の増大は、眼球の角膜部が＋電極に近づく方向に運動したことを示し、振幅値の減少は、眼球の角膜部が−電極に近づく方向に運動したことを示している。この特性から、所定サンプリング毎に水平眼球運動信号及び垂直眼球運動信号の振幅値をデジタル信号に変換して取り込み、振幅値が増大しているか、振幅値が減少しているかをコンピュータ１６において判断することにより、眼球が＋電極方向に水平運動または上下運動しているのか、−電極方向に水平運動または上下運動しているのかを検出することができる。これによって、サッケードの発生及びサッケードの終了時点を検出することができる。   An increase in the amplitude value of the horizontal eye movement signal and the vertical eye movement signal based on the EOG method indicates that the cornea portion of the eyeball has moved in the direction approaching the + electrode, and a decrease in the amplitude value indicates that the cornea portion of the eyeball has the − electrode. It shows that it moved in the direction approaching. From this characteristic, the amplitude value of the horizontal eye movement signal and the vertical eye movement signal is converted into a digital signal every predetermined sampling, and the computer 16 determines whether the amplitude value is increasing or decreasing. Thus, it can be detected whether the eyeball is moving horizontally or vertically in the + electrode direction, or horizontally or vertically moving in the -electrode direction. As a result, the occurrence of saccade and the end point of saccade can be detected.

なお、眼球運動を示す信号として、水平眼球運動信号及び垂直眼球運動信号を合成して得られたベクトル信号を用いてもよい。また、ＥＯＧ法に代えて角膜反射法等の他の方法を用いて眼球運動を検出し、眼球の運動方向を検出してもよい。カメラとオプトエレクトロニクスによる視線計測装置からなる眼球運動計測装置を用いて眼球の運動方向を検出してもよい。   A vector signal obtained by synthesizing the horizontal eye movement signal and the vertical eye movement signal may be used as the signal indicating the eye movement. Alternatively, the eye movement may be detected by using another method such as a corneal reflection method instead of the EOG method, and the movement direction of the eye may be detected. The movement direction of the eyeball may be detected using an eyeball movement measuring device including a camera and a line-of-sight measuring device using optoelectronics.

脳波計測装置１４は、頭皮に貼付される電極（後述する図３の１４Ａ参照）を備えた市販の脳波計等を用いることができ、所定部位の脳波をアナログ信号で検出する。所定部位としては、後頭葉周辺であることが望ましく、例えば、電極として、図２に示す左後頭部に貼付される電極Ｏ1を用いることが好ましい。また、電極１４Ａとして、右後頭部に貼付される電極Ｏ２や、正中中心部に貼付される電極Ｃｚを用いることもできる。   The electroencephalogram measurement apparatus 14 can use a commercially available electroencephalograph or the like equipped with an electrode (see 14A in FIG. 3 described later) attached to the scalp, and detects an electroencephalogram at a predetermined site with an analog signal. The predetermined portion is desirably around the occipital lobe, and for example, it is preferable to use the electrode O1 attached to the left occipital region shown in FIG. 2 as the electrode. Further, as the electrode 14A, an electrode O2 attached to the right occipital region or an electrode Cz attached to the center of the median can also be used.

コンピュータ１６は、ＣＰＵ、後述する集中度算出処理ルーチンを実現するためのプログラムを記憶したＲＯＭ、データを一時的に記憶するＲＡＭ、及び脳波信号を記憶するＨＤＤ等の記憶装置で構成されている。   The computer 16 includes a storage device such as a CPU, a ROM that stores a program for realizing a concentration level calculation processing routine described later, a RAM that temporarily stores data, and an HDD that stores an electroencephalogram signal.

コンピュータ１６を以下で説明する集中度算出処理ルーチンに従って機能ブロックで表すと、図１に示すように、眼球運動計測装置１２で計測された眼球運動に基づいてサッケードの発生を判断し、サッケード終了時点を検出すると共に、サッケードの発生毎にサッケード終了時点の各々をトリガとして、所定時間Ｔ内の脳波信号を脳波の時系列データとして各々抽出する信号抽出部２０、発生した複数のサッケードについて抽出された複数の脳波の時系列データを加算平均し、加算平均された脳波の時系列データのピークツーピーク値を検出するピーク値検出部２２、及び検出されたピークツーピーク値とサッケードの発生回数とに基づいて、運転者の注意集中度を算出する集中度算出部２４で表すことができる。   When the computer 16 is represented by functional blocks according to the concentration degree calculation processing routine described below, as shown in FIG. 1, the occurrence of saccade is determined based on the eye movement measured by the eye movement measuring device 12, and the saccade end point is reached. Each time a saccade is generated, each of the saccade end points is used as a trigger, and a signal extraction unit 20 that extracts a brain wave signal within a predetermined time T as time-series data of the brain wave, and a plurality of generated saccades are extracted. A peak value detection unit 22 that detects the peak-to-peak value of the time-series data of the electroencephalograms obtained by averaging the time-series data of a plurality of electroencephalograms, and the detected peak-to-peak value and the number of occurrences of saccades Based on this, it can be expressed by a concentration degree calculation unit 24 that calculates the driver's attention concentration degree.

図３に示すように、信号抽出部２０は、ＨＤＤ等で構成され、脳波計測装置１４の電極１４Ａが接続された脳波記憶部２０Ａと、眼球運動計測装置１２の２つの左右電極１２Ｈ及び２つの上下電極１２Ｖ、並びに脳波記憶部２０Ａが接続された脳波抽出部２０Ｂとを備えている。   As shown in FIG. 3, the signal extraction unit 20 includes an HDD or the like, and includes an electroencephalogram storage unit 20A to which the electrode 14A of the electroencephalogram measurement device 14 is connected, two left and right electrodes 12H of the eye movement measurement device 12, and two An upper and lower electrode 12V and an electroencephalogram extraction unit 20B to which an electroencephalogram storage unit 20A is connected are provided.

脳波記憶部２０Ａには、電極１４Ａによって検出された脳波信号がデジタル信号に変換されて脳波信号が時系列的に記憶される。   In the electroencephalogram storage unit 20A, the electroencephalogram signal detected by the electrode 14A is converted into a digital signal, and the electroencephalogram signal is stored in time series.

脳波抽出部２０Ｂは、眼球運動計測装置１２から入力された水平眼球運動信号及び垂直眼球運動信号に基づいて、サッケードの発生及びサッケードの終了時点を検出して、サッケードの発生毎に、サッケード終了時点から所定時間Ｔ内の脳波信号の時系列データを、脳波記憶部２０Ａから抽出して出力する。また、脳波抽出部２０Ｂは、サッケードの発生を検出する毎に、サッケードの発生回数をインクリメントして、設定時間（例えば２分間）内のサッケード発生回数を得る。   The electroencephalogram extraction unit 20B detects the occurrence of the saccade and the end point of the saccade based on the horizontal eye movement signal and the vertical eye movement signal input from the eye movement measuring device 12, and each time the saccade occurs, the saccade end point The time series data of the electroencephalogram signal within a predetermined time T is extracted from the electroencephalogram storage unit 20A and output. The electroencephalogram extraction unit 20B increments the number of occurrences of the saccade every time the occurrence of the saccade is detected, and obtains the number of occurrences of the saccade within a set time (for example, 2 minutes).

信号抽出部２０は、設定時間毎に、上記のように求められた、サッケード発生回数と、複数の脳波信号の時系列データとを出力する。   The signal extraction unit 20 outputs the number of saccade occurrences and time series data of a plurality of electroencephalogram signals obtained as described above for each set time.

ここで、図４に、サッケード発生時刻ｔｓ１、ｔｓ２、ｔｓ３、・・・、サッケード終了時刻ｔｅ１、ｔｅ２、ｔｅ３、・・・を示す。図４の眼球運動を表す波形のサッケード発生時刻とサッケード終了時刻との間の部分がサッケード発生中を示し、眼球運動を表す波形の水平部分は眼球停留状態を示している。   4 shows saccade generation times ts1, ts2, ts3,..., Saccade end times te1, te2, te3,. The portion between the saccade occurrence time and the saccade end time in the waveform representing the eye movement in FIG. 4 indicates that saccade is being generated, and the horizontal portion of the waveform representing the eye movement indicates the eyeball stationary state.

ピーク値検出部２２は、上記図４に示すように、サッケードの発生毎に抽出された複数の脳波信号の時系列データ（図４のＥＦＲＰ−１〜ＥＦＲＰ−５）を加算平均して、図５に示すような、加算平均された脳波信号の時系列データを得る。また、ピーク値検出部２２は、加算平均された脳波信号の時系列データについて、脳波信号の最大値Ｎ０と最小値Ｐ１との差を表わすピークツーピーク値を検出する。   As shown in FIG. 4, the peak value detector 22 adds and averages the time series data (EFRP-1 to EFRP-5 in FIG. 4) of a plurality of brain wave signals extracted every time a saccade is generated. As shown in FIG. 5, time series data of the electroencephalogram signal subjected to the addition averaging is obtained. Further, the peak value detection unit 22 detects a peak-to-peak value representing a difference between the maximum value N0 and the minimum value P1 of the electroencephalogram signal with respect to the time-series data of the electroencephalogram signals subjected to addition averaging.

ピーク値検出部２２は、信号抽出部２０より設定時間毎に出力された複数の脳波信号の時系列データに基づいて、設定時間毎のピークツーピーク値を検出する。   The peak value detection unit 22 detects a peak-to-peak value for each set time based on time series data of a plurality of brain wave signals output from the signal extraction unit 20 for each set time.

集中度算出部２４は、信号抽出部２０でカウントされた設定時間内のサッケード発生回数と、ピーク値検出部２２で検出されたピークツーピーク値とに基づいて、以下の（１）式に従って、注意集中度を算出して、出力装置１８に出力する。
注意集中度＝（ピークツーピーク値）×（サッケード発生回数） ・・・（１）
集中度算出部２４は、設定時間毎のピークツーピーク値と、設定時間毎のサッケード発生回数とに基づいて、設定時間毎の注意集中度を算出し、注意集中度の時系列データとして、出力装置１８に出力する。 Based on the number of occurrences of saccades within the set time counted by the signal extraction unit 20 and the peak-to-peak value detected by the peak value detection unit 22, the concentration degree calculation unit 24, according to the following equation (1): The attention concentration is calculated and output to the output device 18.
Attention concentration = (Peak-to-peak value) x (Number of occurrences of saccade) (1)
The concentration degree calculating unit 24 calculates the attention concentration degree for each set time based on the peak-to-peak value for each set time and the number of occurrences of saccades for each set time, and outputs it as time series data of the attention concentration degree. Output to the device 18.

出力装置１８は、集中度算出部２４から出力された注意集中度の時系列データを表示する。   The output device 18 displays the time series data of the attention concentration output from the concentration calculation unit 24.

次に、第１の実施の形態に係る集中度算出装置１０の作用について説明する。なお、以下では、被験者となる運転者の頭部に、眼球運動計測装置１２の左右電極１２Ｈ及び上下電極Ｖと、脳波計測装置１４の電極１４Ａとが貼付されている状態で、運転者が車両を運転している場合を例に説明する。   Next, the operation of the concentration degree calculation apparatus 10 according to the first embodiment will be described. In the following description, the driver is in a state where the left and right electrodes 12H and the upper and lower electrodes V of the eye movement measuring device 12 and the electrode 14A of the electroencephalogram measuring device 14 are attached to the head of the subject driver. An example of driving is described.

まず、眼球運動計測装置１２によって、水平眼球運動信号及び垂直眼球運動信号が時系列的に計測されて、コンピュータ１６に入力され、また、脳波計測装置１４によって、脳波信号が時系列的に計測されて、コンピュータ１６に入力される。   First, the eye movement measurement device 12 measures the horizontal eye movement signal and the vertical eye movement signal in time series and inputs them to the computer 16, and the electroencephalogram measurement apparatus 14 measures the electroencephalogram signals in time series. To the computer 16.

そして、コンピュータ１６において、図６に示す集中度算出処理ルーチンが実行される。   Then, the computer 16 executes a concentration degree calculation processing routine shown in FIG.

まず、ステップ１００において、眼球運動計測装置１２で計測された水平眼球運動信号及び垂直眼球運動信号からなる眼球運動信号を予め定められたサンプリング周期でデジタル信号に変換して取り込み、ステップ１０２において、上記ステップ１００で取り込んだ眼球運動信号に基づいてサッケードが発生したか否かを判断する。   First, in step 100, an eye movement signal made up of a horizontal eye movement signal and a vertical eye movement signal measured by the eye movement measuring device 12 is converted into a digital signal at a predetermined sampling period and is taken in. It is determined whether or not a saccade has occurred based on the eye movement signal captured in step 100.

サッケード発生中以外、すなわち眼球停留時には、眼球運動方向は短いサイクルで微小変化しており、またサッケードは所定時間を超えて長時間継続しないことが知られている。したがって、サッケードが発生したか否かは、眼球が移動しているか（水平移動及び上下移動しているか）を判断し、この判断結果に基づいて眼球の運動方向が所定時間（例えば、３０ｍｓｅｃ〜７０ｍｓｅｃ）連続して同じか否かを判断することにより、判断することができる。そして、眼球の運動方向が所定時間連続して同じ方向の場合に、サッケードが発生したと判断する。   It is known that when the saccade is not generated, that is, when the eyeball is stopped, the eye movement direction changes minutely in a short cycle, and the saccade does not continue for a long time beyond a predetermined time. Therefore, whether or not a saccade has occurred determines whether the eyeball is moving (horizontal movement and vertical movement), and based on the determination result, the movement direction of the eyeball is determined for a predetermined time (for example, 30 msec to 70 msec). ) It can be determined by determining whether or not they are the same continuously. Then, it is determined that a saccade has occurred when the direction of movement of the eyeball is the same for a predetermined time.

上記ステップ１０２でサッケードが発生したと判断されたときは、ステップ１０４において、設定時間内のサッケード発生回数をカウントするために、サッケード発生回数をインクリメントする。そして、ステップ１０６において、サッケードが発生した後、眼球の運動方向が変化したか否かを判断することによりサッケードが終了したか否かを判断する。眼球の運動方向が変化した場合には、サッケードが終了したと判断し、この時点をサッケードが終了した時点として検出して、ステップ１０８へ進む。   When it is determined in step 102 that a saccade has occurred, in step 104, the saccade occurrence count is incremented in order to count the saccade occurrence count within the set time. In step 106, it is determined whether or not the saccade has ended by determining whether or not the movement direction of the eyeball has changed after the saccade has occurred. If the movement direction of the eyeball has changed, it is determined that the saccade has been completed, and this time is detected as the time when the saccade has been completed, and the process proceeds to step 108.

ステップ１０８では、脳波記憶部２０Ａに記憶されている脳波信号から、サッケード終了時点をトリガとした所定時間Ｔ内の脳波信号の時系列データを抽出し、ピーク値検出部２２に一旦記憶する。   In step 108, time-series data of an electroencephalogram signal within a predetermined time T triggered by the saccade end time is extracted from the electroencephalogram signal stored in the electroencephalogram storage section 20A, and temporarily stored in the peak value detection section 22.

そして、ステップ１１０において、眼球信号や脳波信号の計測を開始してから設定時間が経過したか否かを判定し、計測開始から設定時間を経過していない場合には、ステップ１００へ戻って上記の処理を繰り返すが、設定時間を経過した場合には、ステップ１１２へ移行する。   In step 110, it is determined whether or not a set time has elapsed since the start of measurement of the eyeball signal or electroencephalogram signal. If the set time has not elapsed since the start of measurement, the flow returns to step 100 to return to the above. This process is repeated, but if the set time has elapsed, the routine proceeds to step 112.

ステップ１１２では、記憶された複数の脳波信号の時系列データの加算平均を算出することにより、眼球停留関連電位を算出する。また、ステップ１１４において、上記ステップ１１２で算出された眼球停留関連電位の最大値と最小値との差を表わすピークツーピーク値を検出し、ステップ１１６で、上記ステップ１０４でカウントされたサッケード発生回数と、上記ステップ１１４で検出されたピークツーピーク値とに基づいて、上記（１）式に従って、注意集中度を算出して、出力装置１８に出力する。   In step 112, the eyeball retention-related potential is calculated by calculating the addition average of the time series data of the plurality of stored electroencephalogram signals. In step 114, a peak-to-peak value representing the difference between the maximum value and the minimum value of the eyeball retention-related potential calculated in step 112 is detected. In step 116, the number of saccade occurrences counted in step 104 is detected. Based on the peak-to-peak value detected in step 114, the attention concentration is calculated according to the above equation (1) and output to the output device 18.

そして、ステップ１１８で、処理の終了か否かを判断し、終了でない場合は、ステップ１２０において、カウントされた設定時間内のサッケード発生回数を０にリセットすると共に、ピーク値検出部２２に記憶された、設定時間内の脳波信号の時系列データとをリセットして、上記ステップ１００へ戻り、再び眼球信号や脳波信号の計測を開始する。   In step 118, it is determined whether or not the process is finished. If not, the number of occurrences of saccades within the set time is reset to 0 and stored in the peak value detection unit 22 in step 120. In addition, the time series data of the electroencephalogram signal within the set time is reset, and the process returns to step 100 to start measuring the eyeball signal and the electroencephalogram signal again.

上記の集中度算出処理ルーチンが実行されることにより、出力装置１８に注意集中度が時系列的に出力され、出力装置１８において、注意集中度の時系列データが表示される。   By executing the above concentration level calculation processing routine, the attention concentration level is output to the output device 18 in time series, and the time series data of the attention concentration level is displayed on the output device 18.

以上説明したように、第１の実施の形態に係る集中度算出装置によれば、居眠り状態を示す指標であるサッケードの発生回数と、視覚の注意と関連がある眼球停留関連電位のピークツーピーク値との積を用いて、視対象への注意集中度を算出することにより、眠気やボンヤリ、考え事など、注意集中度に相関があるファクターに基づく運転者の注意集中度を効率的に、かつ、精度よく求めることができる。また、居眠り検出だけではなく、運転中の注意集中度の低下を検出することができる。   As described above, according to the concentration calculation apparatus according to the first embodiment, the number of occurrences of saccades, which is an index indicating the state of dozing, and the peak-to-peak of the eyeball retention-related potential related to visual attention. By calculating the concentration of attention to the visual target using the product of the value, the driver's attention concentration based on factors that correlate with the attention concentration, such as sleepiness, bonyness, Can be obtained with high accuracy. Moreover, not only the detection of falling asleep, but also a decrease in the degree of attention concentration during driving can be detected.

また、運転中にどのくらい運転に集中しているのかを観測できるので、より明確な基準に応じた注意集中度を判定することが可能になる。居眠り検出だけでは無く、運転中の考え事やボンヤリなどの漫然作業防止にも応用できる。   In addition, since it is possible to observe how much the driver concentrates on driving during driving, it is possible to determine the degree of attention concentration according to a clearer standard. It can be applied not only to snooze detection but also to prevent accidental work such as thinking while driving and bonito.

また、従来手法のカメラを用いる手法では運転者の顔の動きや眼球の状態などにより正しく計測できないが、本実施の形態では、運転者の脳波などの生体情報を用いるため、顔の動きなどの影響を少なくして、注意集中度を精度よく算出することができる。   In addition, the conventional method using the camera cannot measure correctly due to the movement of the driver's face or the state of the eyeball, but in this embodiment, since biological information such as the driver's brain waves is used, the movement of the face, etc. The degree of attention concentration can be accurately calculated with less influence.

次に第２の実施の形態について説明する。なお、第２の実施の形態に係る集中度算出装置の構成は、第１の実施の形態と同様であるため、同一符号を付して説明を省略する。   Next, a second embodiment will be described. In addition, since the structure of the concentration degree calculation apparatus which concerns on 2nd Embodiment is the same as that of 1st Embodiment, it attaches | subjects the same code | symbol and abbreviate | omits description.

第２の実施の形態では、注意集中度の算出方法が第１の実施の形態と異なっている。   In the second embodiment, the attention concentration calculation method is different from that in the first embodiment.

第２の実施の形態に係る集中度算出装置の集中度算出部２４は、信号抽出部２０でカウントされた設定時間内のサッケード発生回数と、ピーク値検出部２２で検出されたピークツーピーク値とに基づいて、以下の（２）式に従って、注意集中度を算出して、出力装置１８に出力する。
注意集中度＝ｗ１×（ピークツーピーク値）＋ｗ２×（サッケード発生回数）
・・・（２）
ただし、ｗ１、ｗ２は、予め定められた重み係数である。 The concentration calculation unit 24 of the concentration calculation device according to the second embodiment includes the number of saccade occurrences within the set time counted by the signal extraction unit 20 and the peak-to-peak value detected by the peak value detection unit 22. Based on the above, the attention concentration is calculated according to the following equation (2) and output to the output device 18.
Attention concentration = w1 x (peak-to-peak value) + w2 x (number of occurrences of saccade)
... (2)
However, w1 and w2 are predetermined weighting factors.

なお、第２の実施の形態に係る集中度算出装置の他の構成及び作用については、第１の実施の形態と同様であるため、説明を省略する。   In addition, since the other structure and effect | action of the concentration degree calculation apparatus which concern on 2nd Embodiment are the same as that of 1st Embodiment, description is abbreviate | omitted.

このように、サッケードの発生回数と、眼球停留関連電位のピークツーピーク値とを重み付き加算して、視対象への注意集中度を算出することにより、運転者の注意集中度を効率的に、かつ、精度よく求めることができる。   In this way, the driver's attention concentration can be efficiently improved by calculating the attention concentration on the visual target by weighted addition of the number of occurrences of saccades and the peak-to-peak value of the potential of eyeball retention. And can be obtained with high accuracy.

次に第３の実施の形態について説明する。なお、第１の実施の形態と同様となる部分については、同一符号を付して説明を省略する。   Next, a third embodiment will be described. In addition, about the part similar to 1st Embodiment, the same code | symbol is attached | subjected and description is abbreviate | omitted.

第３の実施の形態では、運転支援を行なう運転支援システムに、本発明を適用した場合を例に説明する。   In the third embodiment, a case where the present invention is applied to a driving support system that performs driving support will be described as an example.

図７に示すように、第３の実施の形態に係る運転支援システム３１０は、眼球運動計測装置１２と、脳波計測装置１４と、眼球運動信号及び脳波信号に基づいて、運転者が運転に集中しているか否かを判定するコンピュータ３１６と、運転者の運転を支援する運転支援装置３１８とを備えている。   As shown in FIG. 7, the driving support system 310 according to the third embodiment is based on the eye movement measurement device 12, the electroencephalogram measurement device 14, and the eye movement signal and the electroencephalogram signal. A computer 316 that determines whether or not the vehicle is driving and a driving support device 318 that supports the driving of the driver.

運転支援装置３１８は、コンピュータ３１６によって起動されると、運転介入制御を行って、運転者の運転を支援する。   When activated by the computer 316, the driving assistance device 318 performs driving intervention control to assist the driving of the driver.

コンピュータ３１６は、信号抽出部２０、ピーク値検出部２２、集中度算出部２４、及び算出された注意集中度に基づいて、運転者が運転に集中しているか否かを判定する集中判定部３２６を備えている。   The computer 316 includes a signal extraction unit 20, a peak value detection unit 22, a concentration level calculation unit 24, and a concentration determination unit 326 that determines whether or not the driver is concentrated on driving based on the calculated attention concentration level. It has.

ここで、本実施の形態の原理について説明する。頭部表面に貼付された各電極Ｏ１、Ｏ２、Ｃｚを用いて計測した注意集中度（図８の縦軸）と、交通事故の原因である反応時間（図８の横軸）とは、図８（Ａ）〜（Ｃ）に示すような関係となる。注意集中度は数値が低いほど集中低下を意味する。注意集中度が２．５以下になると反応時間が遅くなることが分かる。   Here, the principle of the present embodiment will be described. The concentration of attention (vertical axis in FIG. 8) measured using the electrodes O1, O2, and Cz affixed to the head surface and the reaction time (horizontal axis in FIG. 8) that causes a traffic accident are shown in FIG. The relationship is as shown in 8 (A) to (C). The lower the value of attention concentration, the lower the concentration. It can be seen that the reaction time becomes slow when the attention concentration is 2.5 or less.

また、本実施の形態の手法により算出された注意集中度と反応時間との相関を、ピアソン検定により検定すると、左後頭部の電極Ｏ１を用いた場合には、有意確率Ｐ＝０．０００２が得られ、Ｐ≦０．００１であるため、９９％の相関があることが分かる。また、右後頭部の電極Ｏ２を用いた場合には、有意確率Ｐ＝０．０１２６が得られ、また、正中中心部の電極Ｃｚを用いた場合には、有意確率Ｐ＝０．０２６４が得られ、Ｐ≦０．０５であるため、有意差があり、９５％の相関があることが分かる。   Further, when the correlation between the attention concentration calculated by the method of the present embodiment and the reaction time is tested by the Pearson test, a significance probability P = 0.0002 is obtained when the electrode O1 on the left occipital region is used. Since P ≦ 0.001, it can be seen that there is a 99% correlation. Further, when the right occipital electrode O2 is used, a significant probability P = 0.126 is obtained, and when the center electrode Cz is used, a significant probability P = 0.0264 is obtained. Since P ≦ 0.05, it can be seen that there is a significant difference and there is a correlation of 95%.

従って、本実施の形態の手法により算出された注意集中度が、交通事故の原因である反応時間の遅れを予測する指標になることを意味し、注意集中度が、運転者に対する運転支援装置を立ち上げるタイミングを判断する指標になる。   Therefore, it means that the attention concentration calculated by the method of the present embodiment is an index for predicting the delay of the reaction time that is the cause of the traffic accident. It becomes an index to judge the timing to start up.

そこで、集中判定部３２６は、算出された注意集中度が、閾値以上であるか否かを判断して、注意集中度が閾値以上である場合には、運転者が運転に集中していると判定し、一方、注意集中度が閾値未満である場合には、運転者が運転に集中していないと判定し、運転支援装置３１８を起動させる。   Therefore, the concentration determination unit 326 determines whether or not the calculated attention concentration is equal to or greater than a threshold. If the attention concentration is equal to or greater than the threshold, the driver is concentrating on driving. On the other hand, if the attention concentration is less than the threshold, it is determined that the driver is not concentrated on driving, and the driving support device 318 is activated.

なお、閾値については予め定めておけばよく、例えば、２〜３を閾値として設定すればよい。好ましくは、２．５を閾値として設定しておけばよい。   In addition, what is necessary is just to determine beforehand about a threshold value, for example, what is necessary is just to set 2-3 as a threshold value. Preferably, 2.5 may be set as a threshold value.

次に、第３の実施の形態に係る運転支援システム３１０の作用について説明する。   Next, the operation of the driving support system 310 according to the third embodiment will be described.

コンピュータ３１６において、上記の第１の実施の形態で説明した集中度算出処理ルーチンと同様に、設定時間毎の注意集中度を算出する。そして、コンピュータ３１６において、注意集中度を算出する毎に、閾値判定を行って、運転者が運転に集中しているか否かを判定し、運転者が運転に集中していないと判定すると、運転支援装置３１８を起動させる。   In the computer 316, the attention concentration for each set time is calculated in the same manner as the concentration calculation processing routine described in the first embodiment. Then, each time the computer 316 calculates the degree of attention concentration, a threshold determination is performed to determine whether or not the driver is concentrating on driving, and when it is determined that the driver is not concentrating on driving, The support device 318 is activated.

そして、起動された運転支援装置３１８において、運転者に対して運転介入制御を行う。   Then, in the activated driving support device 318, driving intervention control is performed on the driver.

以上説明したように、第３の実施の形態に係る運転支援システムによれば、時系列で運転者の注意集中度を算出して、その都度、運転者が集中しているか否かを判定することにより、より早いうちに運転支援を行なうことができ、交通事故を未然に防止することができる。   As described above, according to the driving support system according to the third embodiment, the driver's attention concentration is calculated in time series, and it is determined whether or not the driver is concentrated each time. As a result, driving assistance can be performed earlier and traffic accidents can be prevented.

なお、上記の実施の形態では、運転者が集中していないと判定したときに、運転支援として、運転介入制御を行なう場合を例に説明したが、これに限定されるものではなく、運転支援として、運転者に対する警報を行うようにしてもよい。   In the above embodiment, the case where the driving intervention control is performed as the driving assistance when it is determined that the driver is not concentrated has been described as an example. As an example, a warning may be given to the driver.

また、上記の第１の実施の形態〜第３の実施の形態では、運転者の視対象への注意集中度を算出する場合を例に説明したが、これに限定されるものではなく、例えば、プラントでの監視作業の作業者を被験者として、作業者の視対象への注意集中度を算出するようにしてもよい。これにより、作業者が作業に集中しているか否かを精度良く判断することができる。また、集中しているか否かの閾値判定を行う場合には、閾値として、４〜５の値を設定すればよい。   Moreover, in said 1st Embodiment-3rd Embodiment, although the case where a driver | operator's attention concentration to the visual target was calculated was demonstrated to the example, it is not limited to this, For example, The attention concentration on the visual target of the worker may be calculated by using the worker of the monitoring work in the plant as the subject. Thereby, it is possible to accurately determine whether or not the worker is concentrated on the work. Moreover, when performing the threshold determination of whether it is concentrated, the value of 4-5 should just be set as a threshold value.

また、頭部表面の１つの部位に、脳波計測用の電極を取り付ける場合を例に説明したが、これに限定されるものではなく、複数の部位に電極を取り付けるようにしてもよい。例えば、電極Ｏ１、Ｏ２、Ｃｚのうちの２つ又は全てを用いて、脳波信号を計測するようにしてもよい。この場合には、複数の部位の電極の各々において、計測された脳波信号の時系列データを加算平均して、各部位の電極の脳波信号の時系列データについて、ピークツーピーク値を検出し、各部位の電極に対するピークツーピーク値の平均値を用いて、注意集中度を算出するようにすればよい。   Moreover, although the case where the electrode for electroencephalogram measurement was attached to one site | part of the head surface was demonstrated to the example, it is not limited to this, You may make it attach an electrode to several site | parts. For example, an electroencephalogram signal may be measured using two or all of the electrodes O1, O2, and Cz. In this case, the time series data of the measured electroencephalogram signal is added and averaged in each of the electrodes of the plurality of parts, and the peak-to-peak value is detected for the time series data of the electroencephalogram signals of the electrodes of each part, The attention concentration may be calculated using the average value of the peak-to-peak values for the electrodes of each part.

また、サッケード終了時点をトリガとして抽出する脳波信号として、サッケード終了時点から所定時間内の脳波信号を抽出する場合を例に説明したが、これに限定されるものではなく、サッケード終了時点をトリガとして抽出する脳波信号として、サッケード終了時点をトリガとした前後所定時間内の脳波信号を抽出するようにしてもよい。   In addition, as an example of extracting an electroencephalogram signal within a predetermined time from the saccade end time as an electroencephalogram signal to be extracted using the saccade end time as a trigger, the present invention is not limited to this, and the saccade end time is used as a trigger. As an electroencephalogram signal to be extracted, an electroencephalogram signal within a predetermined time before and after the end of the saccade may be extracted.

また、眼球停留関連電位の特徴量として、加算平均された脳波の最大値と最小値との差を表わすピークツーピーク値を用いる場合を例に説明したが、これに限定されるものではなく、眼球停留関連電位の特徴量として、加算平均された脳波の振幅、波長、位相差などを用いるようにしてもよい。   In addition, as an example of the case where the peak-to-peak value representing the difference between the maximum value and the minimum value of the averaged electroencephalogram is used as the feature amount of the eyeball-related potential, the present invention is not limited to this. As the feature amount of the potential related to the eyeball retention, the amplitude, wavelength, phase difference, etc. of the electroencephalogram obtained by averaging may be used.

また、本発明に係るプログラムを、記録媒体に格納して提供することも可能である。   The program according to the present invention can be provided by being stored in a recording medium.

本発明の第１の実施の形態に係る集中度算出装置の構成を示す概略図である。It is the schematic which shows the structure of the concentration calculation apparatus which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 電極が貼付される頭部表面の部位を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the site | part of the head surface where an electrode is affixed. 本発明の第１の実施の形態に係る集中度算出装置の信号抽出部の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the signal extraction part of the concentration calculation apparatus which concerns on the 1st Embodiment of this invention. サッケード発生時刻、サッケード終了時刻、及びサッケードの発生毎に抽出された複数の脳波信号の時系列データを示すイメージ図である。It is an image figure which shows the time series data of several electroencephalogram signals extracted for every generation | occurrence | production of the saccade, the saccade end time, and the saccade. 加算平均された脳波信号の時系列データを示すグラフである。It is a graph which shows the time series data of the electroencephalogram signal by which the addition average was carried out. 本発明の第１の実施の形態に係る集中度算出装置のコンピュータにおける集中度算出処理ルーチンの内容を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the content of the concentration calculation process routine in the computer of the concentration calculation apparatus which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第３の実施の形態に係る運転支援システムの構成を示す概略図である。It is the schematic which shows the structure of the driving assistance system which concerns on the 3rd Embodiment of this invention. （Ａ）電極Ｏ１を用いて計測した注意集中度と反応時間との関係を示すグラフ、（Ｂ）電極Ｏ２を用いて計測した注意集中度と反応時間との関係を示すグラフ、及び（Ｃ）電極Ｃｚを用いて計測した注意集中度と反応時間との関係を示すグラフである。(A) A graph showing the relationship between the attention concentration measured using the electrode O1 and the reaction time, (B) a graph showing the relationship between the attention concentration measured using the electrode O2 and the reaction time, and (C). It is a graph which shows the relationship between the attention concentration measured using the electrode Cz, and reaction time.

符号の説明Explanation of symbols

１０ 集中度算出装置
１２ 眼球運動計測装置
１４ 脳波計測装置
１４Ａ 電極
１６、３１６ コンピュータ
１８ 出力装置
２０ 信号抽出部
２０Ａ 脳波記憶部
２０Ｂ 脳波抽出部
２２ ピーク値検出部
２４ 集中度算出部
３１０ 運転支援システム
３１８ 運転支援装置
３２６ 集中判定部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Concentration calculation apparatus 12 Eye movement measurement apparatus 14 Electroencephalogram measurement apparatus 14A Electrode 16 and 316 Computer 18 Output apparatus 20 Signal extraction part 20A EEG storage part 20B EEG extraction part 22 Peak value detection part 24 Concentration calculation part 310 Driving support system 318 Driving support device 326 concentration determination unit

Claims (8)

眼球運動を計測する眼球運動計測手段と、
脳波信号を計測する脳波信号計測手段と、
前記眼球運動計測手段で計測された眼球運動に基づいてサッケードの発生を判断し、サッケード終了時点を検出すると共に、サッケードが発生する毎に、サッケード終了時点から所定時間内の脳波信号の時系列データを抽出する信号抽出手段と、
前記信号抽出手段によって抽出された複数の前記時系列データを加算し、前記加算された前記時系列データについて、前記脳波信号の眼球停留関連電位の特徴量を検出する眼球停留関連電位特徴量検出手段と、
前記眼球停留関連電位特徴量検出手段によって検出された前記眼球停留関連電位の特徴量と、前記判断されたサッケードの発生の回数とに応じて、被験者の集中度合いを示す集中度を算出する集中度算出手段と、
を含む集中度算出装置。 Eye movement measuring means for measuring eye movement;
An electroencephalogram signal measuring means for measuring an electroencephalogram signal;
Based on the eye movement measured by the eye movement measuring means, the occurrence of a saccade is determined, the saccade end time is detected, and each time a saccade occurs, time-series data of electroencephalogram signals within a predetermined time from the saccade end time Signal extracting means for extracting
An eyeball retention-related potential feature amount detection unit that adds a plurality of time-series data extracted by the signal extraction unit and detects a feature amount of an eyeball-retention-related potential of the electroencephalogram signal with respect to the added time-series data. When,
The degree of concentration for calculating the degree of concentration indicating the degree of concentration of the subject according to the feature amount of the eyeball retention related potential detected by the eyeball retention related potential feature amount detection means and the determined number of occurrences of saccade. A calculation means;
Concentration calculation device including 前記集中度算出手段は、前記眼球停留関連電位特徴量検出手段によって検出された前記眼球停留関連電位の特徴量と、前記判断されたサッケードの発生の回数とを乗算することにより、前記集中度を算出する請求項１記載の集中度算出装置。   The concentration degree calculating unit multiplies the feature amount of the eyeball retention-related potential detected by the eyeball retention-related potential feature amount detection unit by the number of occurrences of the determined saccade, thereby calculating the concentration degree. The concentration degree calculating apparatus according to claim 1, wherein the concentration degree calculating apparatus calculates the concentration level. 前記集中度算出手段は、前記眼球停留関連電位特徴量検出手段によって検出された前記眼球停留関連電位の特徴量と、前記判断されたサッケードの発生の回数とを重み付け加算することにより、前記集中度を算出する請求項１記載の集中度算出装置。   The concentration degree calculating means weights and adds the feature amount of the eyeball stationary related potential detected by the eyeball stationary related potential feature amount detecting means and the determined number of occurrences of the saccade, thereby obtaining the concentration degree. The concentration degree calculation apparatus according to claim 1, wherein 前記算出手段によって算出された前記集中度に基づいて、前記被験者が集中しているか否かを判定する判定手段を更に含む請求項１〜請求項３の何れか１項記載の集中度算出装置。   The concentration calculation apparatus according to claim 1, further comprising a determination unit that determines whether or not the subject is concentrated based on the concentration calculated by the calculation unit. 前記眼球停留関連電位特徴量検出手段は、前記信号抽出手段によって抽出された複数の前記時系列データを加算して平均し、前記加算されて平均された前記時系列データについて、前記眼球停留関連電位の特徴量を検出する請求項１〜請求項４の何れか１項記載の集中度算出装置。   The eyeball retention-related potential feature quantity detection unit adds and averages the plurality of time-series data extracted by the signal extraction unit, and the eyeball-retention-related potential with respect to the time-series data that has been added and averaged The degree-of-concentration calculation apparatus according to claim 1, wherein the feature amount is detected. 前記脳波信号計測手段は、前記被験者の頭部表面に取り付けられた電極Ｏ１、電極Ｏ２、及び電極Ｃｚの少なくとも１つによって、脳波信号を計測する請求項１〜請求項５の何れか１項記載の集中度算出装置。   The electroencephalogram signal measurement means measures an electroencephalogram signal by at least one of an electrode O1, an electrode O2, and an electrode Cz attached to the subject's head surface. Concentration calculation device. 前記眼球停留関連電位特徴量検出手段は、前記眼球停留関連電位の特徴量として、前記脳波信号の最大値と最小値との差を表わすピークツーピーク値を検出する請求項１〜請求項６の何れか１項記載の集中度算出装置。   The eyeball retention-related potential feature amount detection unit detects a peak-to-peak value representing a difference between a maximum value and a minimum value of the electroencephalogram signal as a feature amount of the eyeball retention-related potential. The concentration calculation apparatus according to any one of the preceding claims. コンピュータを、
眼球運動を計測する眼球運動計測手段で計測された眼球運動に基づいてサッケードの発生を判断し、サッケード終了時点を検出すると共に、脳波信号を計測する脳波信号計測手段から、サッケードが発生する毎に、サッケード終了時点から所定時間内の脳波信号の時系列データを抽出する信号抽出手段、
前記信号抽出手段によって抽出された複数の前記時系列データを加算し、前記加算された前記時系列データについて、前記脳波信号の眼球停留関連電位の特徴量を検出する眼球停留関連電位特徴量検出手段、及び
前記眼球停留関連電位特徴量検出手段によって検出された前記眼球停留関連電位の特徴量と、前記判断されたサッケードの発生の回数とに応じて、被験者の集中度合いを示す集中度を算出する集中度算出手段
として機能させるためのプログラム。 Computer
Each time a saccade is generated from an electroencephalogram signal measuring means that determines the occurrence of a saccade based on the eye movement measured by the eye movement measuring means that measures the eye movement, detects the end of the saccade, and measures the electroencephalogram signal. , Signal extraction means for extracting time-series data of electroencephalogram signals within a predetermined time from the end of the saccade,
An eyeball retention-related potential feature amount detection unit that adds a plurality of the time series data extracted by the signal extraction unit and detects a feature amount of an eyeball retention-related potential of the electroencephalogram signal with respect to the added time-series data. And a degree of concentration indicating the degree of concentration of the subject is calculated according to the feature amount of the eyeball stop-related potential detected by the eyeball stop-related potential feature amount detection means and the determined number of occurrences of the saccade. A program for functioning as a concentration calculation means.
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