JP6124011B2 - 覚醒装置及びシート - Google Patents
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Description
特に、呼吸間隔の1分間の標準偏差を覚醒状態の判定指標としているのは、眠気を感じるとあくびをしたり深呼吸をしたりすることが多くなるため、十分に覚醒しているときに比して呼吸間隔に大きなばらつきが生じるためであるということが記載されている。
また、特許文献2の技術によると、心拍を検出するセンサと、呼吸を検出するセンサとが必要となるため、製造コストが高くなる。
また、覚醒判定において、眠気発生時の呼吸のばらつきに着目したとしても、呼吸間隔の標準偏差を判定指標とした場合には、得られた呼吸間隔と呼吸間隔の平均との差を用いて算出される標準偏差は、平均値を求める範囲に大きく左右され、瞬時的な変化のばらつきを取得するのが困難であり、覚醒判定の精度は低くなっていた。このため、人の覚醒状態を好適に維持することは困難であった。
更に、正確な覚醒度の判定に基づいて、人の覚醒状態を好適に維持することを他の目的とする。
このように、前記βが1.0〜3.0であると、着座者の覚醒状態の判定をより正確にすることができる。
このように、演算部が、20〜300秒ごとに、RIの平均値とRrMSSDnとを算出し、判定部は、RIの平均値とRrMSSDnとに基づいて覚醒状態を判定するようにすることで、着座者の覚醒状態の判定をより正確にすることができる。
このように、前記βが1.5であると、人の覚醒状態の判定をより正確にすることができる。
このように、演算部は、120秒ごとに、RIの平均値とRrMSSDnとを算出することで、人の覚醒状態の判定をより正確にすることができる。
このように人が低覚醒状態にあると判定部が判定した場合に、駆動部が、人又は周囲の者に報知するように報知装置を駆動するようにすることで、人の覚醒を促したり、人又は周囲の者は、人の覚醒維持のための対策をとることができる。
このように、シートが上記覚醒装置を備えることで、着座者の覚醒状態を、RIの値のみによって判定する場合よりも正確に判定することが可能となる。
また、本発明によれば人の覚醒状態を好適に維持することができる。
本実施形態に係る覚醒装置10は、着座者の覚醒度の判定を、シートクッション1に設けられたセンサ20によって得られる呼吸に応じて変化する電気抵抗の変化に基づいて行うものである。覚醒装置10は、図1に示すように、2個のセンサ20をシートクッション1の内部に、振動モータMをシートバック2の内部に備える車両用シートSと、センサ20及び振動モータMに接続されて振動モータMを制御する制御装置70と、から主に構成される。
波形生成部73aは、センサ20から得られた格納部72に格納されたセンサ20の抵抗値に係る電気信号を基に、呼吸データを縦軸、時間を横軸とする呼吸波形データ、呼吸波形データから算出されるRI波形データを生成する機能を有する。
演算部73bは、波形生成部73aによって生成された呼吸波形データに基づいて後述する演算を行うものである。
判定部73cは、演算部73bによって演算されたデータを指標として覚醒度の判定を行うものである。
駆動部73dは、着座者の覚醒度の低下の判定に応じて振動モータMを駆動して着座者に振動刺激を付与するものである。
次に、上記のように構成された覚醒装置10の覚醒度判定処理について、図2〜図5を参照して、演算方法を具体的に述べながら説明する。なお、覚醒装置10による覚醒維持処理については後述する。
また、図4は、RIの経時的変化を示す図である。
また、図5(a)は、RIと、RIの120秒ごとの平均値であるRImを示す図、図5(b)は、ある区間で算出されるRrMSSD(t)、RrMSSD(t)をβ倍したもの、及び次の区間で算出されるRrMSSD(t+1)を示す図である。
その原理と目的を要約すると、RIのばらつきを示すRrMSSDは、眠気を覚まそうとする際の交感神経の活性化に伴って覚醒低下状態の初期段階に大きくなる。そこで、このRrMSSDを覚醒判定の指標の一つとすることで、より正確な覚醒判定を実現しようとするものである。
ここで、RrMSSD信号とは、次の数式2で算出される値であって、RIのばらつきを示すものである。
なお、ステップS13においてRIの平均値であるRImを算出する区間、及びステップS14においてRrMSSDを算出する区間に関して、120秒を1区間としたが、これに限らず、20〜300秒を1区間としてもよい。この区間を長く設定するほど、覚醒判定が遅くなるが、各パラメータを平均化するための抽出データ数が多くなるため覚醒判定の信頼性は高くなる。
次に、覚醒装置10を搭載した車両を運転した場合に、上記の覚醒度判定処理がどのようになされるかを、図6及び図7に示す実測データを参照して、具体的に説明する。
ここで、図6は、カーブ連続走行時における被験者のRImとRrMSSDの変化を示す図、図7は、高速道路走行時における被験者のRImとRrMSSDの変化を示す図である。
まず、カーブ連続走行時のRImについて着目する。図6において、6分時点のRImを示すポイントに破線の円を囲んで示す。ここで示すように、4分時点のグラフに示されたRImに比較して、その直後の区間について示す6分時点のグラフに示されたRImの値は上昇している。つまり、この破線の円で囲んだ時点においては、低覚醒状態であると判定されるRImの条件は満たすこととなる。
次に、高速道路走行時のRImについて着目する。図7において、測定開始後の4,8分時点のRImを示すポイントに破線の円で囲んで示す。ここで示すように、それぞれの直前のRImに比較して、直後の区間について示すこれらの時点のRImの値は上昇しており、これらの破線の円で囲んだ時点においては、低覚醒状態であると判定されるRImの条件は満たすこととなる。
次に、上記の覚醒度判定処理によって低覚醒状態であるという判定結果に応じて振動モータMを駆動する覚醒維持処理について図8を参照して説明する。
まず、センサ20は、車両のエンジンを始動又は不図示のスタートスイッチの押下に応じて、着座者の呼吸に応じた呼吸データを、電気抵抗の変化に基づいて検出する。
次に、判定部73cは、算出された1区間のRIm(t)と、次の区間のRIm(t+1)とを比較して、RIm(t+1)が直前のRIm(t)よりも大きな値であるかを判定する(ステップS23)。
ここで、分母の定数nは、前後の区間のRrMSSDを比較する場合に、前後の区間に共通して存在するため、RrMSSDの定義式中の分母の定数nは必ずしも必要なものではない。よって、前後の区間のRrMSSDを比較するのではなく、次に数式1として定義するRrMSSDnを比較するようにしてもよい。
ただし、上記の実施形態は、本発明の理解を容易にするための一例に過ぎず、本発明を限定するものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得ると共に、本発明にはその等価物が含まれることは勿論である。
1 シートクッション
2 シートバック
10 覚醒装置
20 呼吸センサ
70 制御装置
72 格納部
73a 波形生成部
73b 演算部
73c 判定部
73d 駆動部
M 振動モータ
Claims (7)
- 人の呼吸データを取得する呼吸センサと、
該呼吸センサから得られた前記呼吸データを演算する演算部と、
前記呼吸データに係る呼吸波形について、1呼吸の間隔であるRI(Respiration Interval)の所定時間における推移であるRI波形を生成する波形生成部と、
前記呼吸データに基づいて前記人の覚醒状態を判定する判定部と、を備え、
前記波形生成部によって生成された前記RI波形のうち、t番目のRIをRI(t)とし、t番目からn番後のRIをRI(t+n)と定義して、下記数式1によってRrMSSDnを定義した場合に、
前記演算部は、所定時間における前記RIの平均値と前記RrMSSDnとを算出し、
前記判定部は、前記演算部によって算出された値を基に、前記RIの平均値に対して直後の前記RIの平均値が高くなった場合で、且つ、前記RrMSSDnの1以上の数値である定数β倍に対して、直後の前記RrMSSDnが高くなった場合に、前記人が低覚醒状態にあると判定することを特徴とする覚醒装置。
- 前記βは、1.0〜3.0であることを特徴とする請求項1に記載の覚醒装置。
- 前記演算部は、20〜300秒ごとに、前記RIの平均値と前記RrMSSDnとを算出することを特徴とする請求項1又は2に記載の覚醒装置。
- 前記βは、1.5であることを特徴とする請求項2に記載の覚醒装置。
- 前記演算部は、120秒ごとに、前記RIの平均値と前記RrMSSDnとを算出することを特徴とする請求項1又は2に記載の覚醒装置。
- 前記人又は周囲の者に報知する報知装置と、
前記人が低覚醒状態にあると前記判定部が判定した場合に、前記人又は前記周囲の者に報知するように前記報知装置を駆動する駆動部と、を備えることを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載の覚醒装置。 - 着座者が着座するシートクッションと、前記着座者の背もたれとなるシートバックと、請求項1に記載の覚醒装置と、を備え、
前記呼吸センサは前記シートクッションに配設されていることを特徴とするシート。
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