TW201441982A - 睏意度判定裝置 - Google Patents
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Abstract
人的睏意有因如睡眠時無呼吸症候群般之基礎疾病所引起之情形、與非該種原因所引起之情形。無論為何種原因引起,在駕駛車輛時等產生之睏意有時會引起人員傷亡之重大事故。因此,謀求高精度地分析睏意度而予以對應,藉此來防止事故確保安全之技術。為解決該問題,本發明提供一種基於生物體末梢之深部溫度及表面溫度,算出生物體之睏意度之睏意度判定裝置。
Description
本發明主要關於一種檢測人的睏意之技術。
作為本技術領域之背景技術,有日本專利特開2011-123653號公報(專利文獻1)。該公報中記載有「根據由所計測出之面部皮膚溫度、手指皮膚溫度及脈搏數而獲得之資料與判定閾值來判定駕駛者之清醒度」(參照解決手段)。
先前技術文獻
專利文獻
專利文獻1:日本專利特開2011-123653號公報
人的睏意有因如睡眠時無呼吸症候群般之基礎疾病所引起之情形、與非該種原因所引起之情形。無論原因為何,在駕駛車輛時等產生之睏意有時會引起人員傷亡之重大事故。進而,亦會造成較大之經濟損失。因此,謀求如下之技術,即,藉由以能分級之程度檢測睡前之睏意,對應於各級別而採取對策,從而防止事故、確保安全。
於上述公知技術中,由於係基於預先設定之判定閾值來判定睏意,故即使可檢測到一定之睏意級別,亦無法對睏意進行高精度檢測。
為解決上述課題,例如採用申請專利範圍中所記載之構成。
本申請案包含複數個解決上述課題之手段,若例舉其一例,則提供如下之手段,其特徵在於:對基於生物體末梢之深部溫度及表面溫度算出生物體之睏意度的睏意度進行判定。
藉由高精度地檢測睏意,可防止因睏意所引起之事故。其結果,可確保人與社會之安全,亦可減少經濟損失。
100‧‧‧車室內睏意檢測裝置
101‧‧‧人手
102‧‧‧溫度計測部
103‧‧‧方向盤
104‧‧‧資料處理/睏意度判定部
105‧‧‧指尖溫度計測部
106‧‧‧手掌溫度計測部
107‧‧‧資訊提示部
201‧‧‧刺激提示部
202‧‧‧警告提示部
301‧‧‧觸發器
302‧‧‧溫度計測
303‧‧‧溫度資料之微分處理
304‧‧‧波峰數之判定
305‧‧‧睏意度2(高度睏意)之判定
306‧‧‧刺激/警告提示
307‧‧‧波峰之高度判定
308‧‧‧睏意度0(低度睏意)之判定
309‧‧‧睏意度1(中度睏意)之判定
310‧‧‧刺激提示
401‧‧‧犯困時之手掌與指尖之溫度資料
402‧‧‧犯困時之溫度變化之時間微分資料
501‧‧‧未感到睏意但處於迷糊時之手掌與指尖之溫度資
料
502‧‧‧未感到睏意但處於迷糊時之溫度變化之時間微分
資料
601‧‧‧感到清醒時之手掌與指尖之溫度資料
602‧‧‧感到清醒時之溫度變化之時間微分資料
800‧‧‧終端作業者用睏意度判定裝置
801‧‧‧監視器
802‧‧‧電腦終端
803‧‧‧鍵盤
804‧‧‧滑鼠
805‧‧‧滾輪按鍵
806‧‧‧左按鍵
807‧‧‧右按鍵
808‧‧‧手握滑鼠時手掌所覆蓋之部分
圖1係車室內睏意度判定裝置之構成圖之例。
圖2係睏意度判定裝置之整體構成例。
圖3係說明睏意度判定處理之流程圖之例。
圖4係犯困時之溫度計測資料之例。
圖5係雖未感受到睏意但處於迷糊時之溫度計測資料之例。
圖6係感覺清醒時之溫度計測資料之例。
圖7係睏意度判定表之例。
圖8係終端工作者用睏意度判定裝置之構成圖之例。
以下,使用圖式說明實施例。
實施例1
本實施例中,說明車室內睏意檢測裝置(100)之例。
圖1係本實施例之車室內睏意檢測裝置之構成圖之例。圖中省略了電性配線。圖2中顯示睏意檢測裝置之例。
有將用於計測人手(101)之溫度之溫度計測部(102)安裝於方向盤(103)表面或內部之方法、或者安裝於人手之方法。又,亦有將非接觸型溫度感測器設置於車室內或方向盤內部等之方法、或者搭載於變速桿之方法,且並不限定於此。於將感測器安裝於人手(101)之情形
時,除使用電纜獲取資料外,亦有使用無線等將資料發送至資料處理/睏意度判定部(104)之方法等。
溫度計測部(102)亦可分為指尖溫度計測部(105)與手掌溫度計測部(106),但亦有如下等之方式:將溫度感測器設置成一面狀,使用檢測出手接觸之壓力感測器,來決定作為計測對象使用之感測器。資訊提示部(107)在功能上包含刺激提示部(201)及警告提示部(202),使該資訊提示部(107)具有如下功能:根據由資料處理/睏意度判定部(104)算出之睏意度,提示用於喚醒駕駛員之刺激,或對駕駛員及車外提示警告。將資訊提示部(107)設為與汽車導航系統連動之方式很有效,但並不限定於此。有上述刺激及警告藉由聲音來提示之情形、在畫面中以文字或圖像、映像等視覺資訊之形式來提示之情形等。亦可與空調配合而吹出冷風來作為刺激。又,產生香氣亦為方法之一。作為具有喚醒作用之香氣,例如,已知有迷迭香、薄荷、茶樹等。如下之構造有效:預先於空調之噴出口,設置如該等具有喚醒作用之精油瓶、或載有精油等香源成分之托盤,在必須喚醒駕駛員時,吹出含香氣成分之空調風。對車外之警告有如下等方法:利用無線等電波以向外部機關通報之形式進行,或使危險警示燈閃爍,或利用安裝於車內外之如電子看板般之訊息板來進行。若為公車,則可與目的地顯示器、上下車中顯示板配合進行。
以下,使用圖3之流程圖,具體地說明車室內之睏意檢測方法之一例。用於開始溫度計測(302)之觸發器(301),可藉由自揚聲器發出之聲音、或與聲音一併顯示於資訊提示部之圖像或文字等來進行。關於溫度之計測部位,有效的是計測認為能相對反映出末梢之深部溫度之手掌、及末梢前端部分之表面溫度即指尖之溫度,但並不限定於此。以預先設定之時間間隔(0.1秒、1秒等)經時性地計測溫度,算出各時刻之時間微分值(303)。微分值係作為預先設定之時間間隔(1秒、
10秒等)之平均變化率而算出。藉由觀測時間微分值之時間變化,捕捉有無波峰,而算出睏意度。藉由利用該兩點,可進行精度較先前高之睏意度分析。為了判定某部位之曲線具有波峰,只要規定適當閾值,或使用某個點與其前後值之間等即可。
首先,於手掌之波峰消失而僅留有指尖波峰,且僅檢測到1個波峰之情形時,判定為睏意度2(高度睏意),而進行用於喚醒之刺激提示與請求替換駕駛員等警告提示(306)。於手掌與指尖之兩者均檢測到波峰之情形時,可將波峰之高度(絕對值)、波峰之時間間隔、或該兩者用於判定。於使用波峰高度之情形時,當波峰高度低於預先設定之閾值時,判定為睏意度1(中度睏意),一面進行刺激提示(310),一面重複溫度計測後之處理流程以觀察其效果。藉由如此般利用波峰動作之不同,可更高精度地進行睏意度分析。
於取代波峰高度而將時間間隔用於判定之情形時,判定為波峰之時間間隔越短睏意度越低,時間間隔越長睏意度越高。該情形中亦預先設定閾值。
波峰高度、時間間隔各自之閾值並非人人如此,可根據個人資料而個別設定。
又,於手掌與指尖之兩者均未檢測到波峰之情形時,有可能已沉睡。本發明欲檢測已沉睡之前之睏意,在萬一檢測到該狀態之情形時,使用危險警示燈、聲音、訊息板等優先對車外進行警告,並且亦給予駕駛員用於喚醒之刺激。
進而,計測開始之觸發器(301)除預先進行編程而於駕駛中以特定時間間隔給予外,亦可利用制動器、或變速桿之動作之時序等,利用交叉點之停止時、或對應於信號變化之發動之時序等。
實際之溫度計測資料之例、及處理資料之例係如圖4~圖6所示。圖4係於感到睏意時,一面聽電話鈴聲一面繼續PC作業時之資料之
例。根據犯困時之手掌與指尖之溫度資料(401),可知在剛聽到電話鈴聲後,手指溫度開始下降,但手掌溫度并未大幅度變化。根據犯困時之溫度變化時間微分資料(402),可知在手掌之資料中,未觀測到較大之微分波峰波形,與此相對,在指尖之資料中,可觀測到微分波峰。此處之微分資料係12秒區間中之平均變化率之曲線。圖5係自迷糊狀態接起電話且已開始交談時之資料之例。根據未感受到睏意但處於迷糊時之手掌與指尖之溫度資料(501)可知如下情形:在剛聽到電話鈴聲後,手掌溫度下降,隨後指尖溫度下降。於未感受到睏意但處於迷糊時之溫度變化之時間微分資料(502)中,可看出繼出現手掌之溫度變化之微分波峰後,出現手指之溫度變化之微分波峰。
圖6係於未感受到睏意之狀態下上眼藥之情形之資料之例。根據感到清醒時之手掌與指尖之溫度資料(601),可知在剛給予刺激(眼藥)後手掌之溫度下降,隨後指尖之溫度下降。於感到清醒時之溫度變化之時間微分資料(602)中,可看出繼出現手掌之溫度變化之微分波峰後,出現手指之溫度變化之微分波峰。並且,可知該2個微分波峰之間隔短於未感受到睏意但處於迷糊時之溫度變化之時間微分資料(502)中的波峰間隔,且顯示出更陡峭之波峰。
圖7顯示睏意度判定表之例。於上述波峰間隔短於已設定之閾值之情形時;或將波峰陡峭之情形定義為溫度回應較高,對於所給予之刺激,手掌與指尖之兩者之溫度回應較強之情形時,可判定為低睏意度。又,於手掌與指尖之兩者之溫度回應較弱之情形時,可判定為中度睏意度;即使指尖之溫度回應弱而有殘留,但手掌之溫度回應幾乎消失之情形時,則可判定為高睏意度。睏意度判定表並不限定於此,亦可添加手掌溫度回應較高而指尖溫度回應較弱之情況類別等。
為判定睏意度,不僅使用微分資料,亦可一併使用檢測時間前後之資料間之差量值,判定是否存在上升傾向等。自第1點之計測時
刻起,例如在經過1秒等一定時間後進行第2點之計測,獲取2個計測值之差量。進而,在經過一定時間後進行第3點之計測,獲取與第2點之計測值之差量。繼續進行該作業,於連續出現差量值為正之狀態之情形時,判定為溫度具有上升傾向。以此方式,可進行高精度之睏意度分析。
實施例2
本實施例中,說明不僅於車室內可使用,系統之終端工作者、或PC工作者等亦可使用之睏意度判定裝置之例。圖8係顯示實施例2中的終端作業者用睏意度判定裝置800之構成圖之例。
對於被賦予圖1之車室內睏意檢測裝置100中已說明過之圖1所示之相同符號之構成、及具有相同功能之部分,省略說明。
將監視器(801)、電腦(802)、鍵盤(803)、滑鼠(804)之間之電性配線省略。有利用鍵盤(801)、滑鼠(802)進行人手之溫度計測之方法,但並不限定於此。於利用滑鼠(804)進行計測之情形時,將指尖溫度計測用感測器安裝於滾輪按鍵(305)、左按鍵(306)、右按鍵(307)。左右按鍵之功能可根據左慣用手與右慣用手而轉換。
手掌溫度計測部(106)安裝於手握滑鼠時手掌所覆蓋之部分(808)。有於滑鼠表面安裝表面溫度計之方法、或於內部構造中安裝非接觸型溫度感測器之方法等。以此方式,無須花費較多成本,可以不影響使用普通電腦之作業之形式進行高精度之睏意度分析。
溫度計測與睏意度判定之順序與實施例1相同。資訊提示部(107)可使用監視器(801)。刺激提示(310)、刺激/警告提示(306)有如下等方法,即,利用監視器(801)進行之方法;或利用揚聲器等發出聲音而進行之方法;或者使滑鼠(804)或鍵盤(803)具有振動功能,藉由振動對工作者提示刺激之方法。於利用監視器(301)進行之情形時,預先於困電腦終端(302)、或連接有終端之系統上等啟動睏意檢測程式
等。為了防止因終端之誤操作等造成之事故,有效的是將警告與發生問題之終端資訊一併提示給系統管理者或勞務管理者等。
實施例3
本實施例中,對如下之睏意度判定裝置之例進行說明,即,困將溫度計測部(102)安裝於人側而非人操作之機械類側,以便可於任意場所進行睏意檢測困。例如,對檢測船舶中的警戒員之睏意等有效。
於將測定對象設為腳之情形時,有效的是使用襪子之方法,於將測定對象設為手之情形時,有效的是使用手套之方法,但並不限定於此。於襪子之情形時,有效的是於接觸腳底之部分與趾尖部分之纖維中安裝溫度計測感測器,或以如奈米碳管般能製成纖維狀之材料構成感測器且予以編入之方式,於手套之情形時,有效的是於接觸手掌之部分與指尖部分之纖維中安裝溫度計測感測器,或以如奈米碳管般能製成纖維狀之材料構成感測器且予以編入之方式。又,亦考慮使奈米碳管介於溫度計測感測器與體表之間等方式。
有將檢測系統中自感測器開始之電性電路部分設置於手套外側之方法、或於感測器部分搭載無線功能而以無線發送資料之方法等,但並不限定於此。
除上述襪子或包含駕駛手套之手套外,將溫度檢測器安裝於沙灘鞋(beach shoe)等鞋類之方式亦有效。以此方式,可不分場所地進行高精度之睏意度分析。
301‧‧‧步驟
302‧‧‧步驟
303‧‧‧步驟
304‧‧‧步驟
305‧‧‧步驟
306‧‧‧步驟
307‧‧‧步驟
308‧‧‧步驟
309‧‧‧步驟
310‧‧‧步驟
Claims (9)
- 一種睏意度判定裝置,其特徵在於包括:溫度獲取部,其獲取生物體末梢之深部溫度與表面溫度;及睏意度判定部,其基於上述獲取到之深部溫度與表面溫度,算出上述生物體之睏意度。
- 如請求項1之睏意度判定裝置,其中上述睏意度判定部分別獲取上述深部溫度與上述表面溫度之時間微分值,且基於上述深部溫度之時間微分值與上述表面溫度之時間微分值,來算出上述睏意度。
- 如請求項1之睏意度判定裝置,其進而包含基於上述睏意度而提示資訊之資訊提示部。
- 如請求項3之睏意度判定裝置,其中上述資訊提示部進而包含基於上述睏意度而給予上述生物體刺激之刺激提示部。
- 如請求項1之睏意度判定裝置,其中上述深部溫度為手掌溫度,上述表面溫度為指尖溫度。
- 如請求項5之睏意度判定裝置,其中上述溫度獲取部為方向盤,且包含:方向盤表面溫度獲取部,其安裝於上述方向盤之表面或內部,獲取上述深部溫度;及方向盤手指區域溫度獲取部,其安裝於上述方向盤上,獲取上述表面溫度。
- 如請求項5之睏意度判定裝置,其中上述溫度獲取部為電腦操作滑鼠,且包含:滑鼠表面溫度獲取部,其安裝於上述電腦操作滑鼠之表面,獲取上述深部溫度;及滑鼠按鍵溫度獲取部,其設置於安裝在上述電腦操作滑鼠上的按鍵上,獲取上述表面溫度。
- 如請求項5之睏意度判定裝置,其中上述溫度獲取部為襪子,且 包含:腳底溫度獲取部,其安裝於上述襪子之腳底區域之纖維,獲取上述深部溫度;及腳趾溫度獲取部,其安裝於上述襪子之趾尖區域之纖維,獲取上述表面溫度。
- 如請求項5之睏意度判定裝置,其中上述溫度獲取部為手套,且包含:手掌溫度獲取部,其安裝於上述手套之手掌區域之纖維,獲取上述深部溫度;及手指溫度獲取部,其安裝於上述手套之指尖區域之纖維,獲取上述表面溫度。
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