JP2019037390A - Biological information detector, and sensor system for vehicle - Google Patents
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Abstract
【課題】センサ信号からノイズを含まない生体信号のみを容易にかつ精度よく検出可能な新規な構造の生体情報検出装置を提供すること。【解決手段】実施形態による生体情報検出装置は、生体の生体情報を検出し、当該生体情報を示す生体信号を含むセンサ信号を出力するセンサ部と、前記センサ部を支持するように設けられ、前記センサ信号における前記生体信号の周波数帯域とは異なる周波数帯域に固有振動数を有する支持部と、を備える。【選択図】図5PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a biological information detection device having a novel structure capable of easily and accurately detecting only a biological signal containing no noise from a sensor signal. A biological information detection device according to an embodiment is provided so as to support a sensor unit that detects biological information of a living body and outputs a sensor signal including a biological signal indicating the biological information, and the sensor unit. A support portion having a natural frequency in a frequency band different from the frequency band of the biological signal in the sensor signal is provided. [Selection diagram] Fig. 5
Description
本発明の実施形態は、生体情報検出装置、および車両用センサシステムに関する。 Embodiments described herein relate generally to a biological information detection apparatus and a vehicle sensor system.
従来、生体の体動や呼吸、心拍などに関する生体情報を検出するための生体情報検出装置が知られている。このような生体情報検出装置は、車両に搭載されることがある。 2. Description of the Related Art Conventionally, a biological information detection apparatus for detecting biological information related to body movement, respiration, heartbeat, and the like of a living body is known. Such a biological information detection apparatus may be mounted on a vehicle.
生体情報検出装置が車両に搭載される場合では、生体情報検出装置から出力されるセンサ信号に、車両の振動に起因するノイズが重畳されることで、本来の検出対象である生体情報を示す生体信号が埋もれてしまうことがある。 When the biological information detection device is mounted on a vehicle, the biological signal indicating the biological information that is the original detection target is obtained by superimposing noise caused by the vibration of the vehicle on the sensor signal output from the biological information detection device. The signal may be buried.
そこで、センサ信号からノイズを含まない生体信号のみを容易にかつ精度よく検出可能な新規な構造の生体情報検出装置(およびこれを備えた車両用センサシステム)を提供することが望まれている。 Therefore, it is desired to provide a biological information detection apparatus (and a vehicle sensor system including the same) having a novel structure that can easily and accurately detect only a biological signal that does not include noise from a sensor signal.
実施形態の一態様による生体情報検出装置は、たとえば、生体の生体情報を検出し、当該生体情報を示す生体信号を含むセンサ信号を出力するセンサ部と、センサ部を支持するように設けられ、センサ信号における生体信号の周波数帯域とは異なる周波数帯域に固有振動数を有する支持部と、を備える。この構成により、外部から生体情報検出装置に伝わる様々な周波数帯域の振動は、支持部によって吸収され、センサ部には、支持部の固有振動数に対応した周波数帯域の振動のみが伝わることになる。その結果、センサ信号におけるノイズの周波数帯域と生体信号の周波数帯域とが分離されるので、センサ信号からノイズを含まない生体信号のみを容易にかつ精度よく検出することができる。 A biological information detection device according to an aspect of an embodiment is provided, for example, to detect biological information of a biological body and output a sensor signal including a biological signal indicating the biological information, and to support the sensor unit. A support unit having a natural frequency in a frequency band different from the frequency band of the biological signal in the sensor signal. With this configuration, vibrations in various frequency bands transmitted from the outside to the biological information detection device are absorbed by the support unit, and only vibrations in a frequency band corresponding to the natural frequency of the support unit are transmitted to the sensor unit. . As a result, the frequency band of the noise in the sensor signal and the frequency band of the biological signal are separated, so that only the biological signal not containing noise can be easily and accurately detected from the sensor signal.
また、実施形態による生体情報検出装置において、たとえば、支持部の固有振動数は、生体信号の周波数帯域よりも低い周波数帯域に位置する。この構成により、センサ信号において、ノイズの周波数帯域を、生体信号の周波数帯域よりも低い位置にずらすことができる。 In the biological information detecting apparatus according to the embodiment, for example, the natural frequency of the support portion is located in a frequency band lower than the frequency band of the biological signal. With this configuration, in the sensor signal, the noise frequency band can be shifted to a position lower than the biological signal frequency band.
また、実施形態による生体情報検出装置において、たとえば、支持部は、ゲル状部材によって構成されている。この構成により、センサ信号におけるノイズの周波数帯域と生体信号の周波数帯域とを分離する効果を、ゲル状部材によって容易に実現することができる。 Moreover, in the biological information detection apparatus according to the embodiment, for example, the support part is configured by a gel-like member. With this configuration, the effect of separating the frequency band of noise in the sensor signal from the frequency band of the biological signal can be easily realized by the gel-like member.
また、実施形態による生体情報検出装置は、たとえば、センサ部を収容するケーシングをさらに備え、ゲル状部材によって構成された支持部は、ケーシング内でセンサ部を包むように設けられている。この構成により、センサ部に外部の振動が直接的に伝わるのを容易に抑制することができる。 Moreover, the biological information detection apparatus according to the embodiment further includes, for example, a casing that houses the sensor unit, and the support unit configured by the gel-like member is provided so as to wrap the sensor unit in the casing. With this configuration, it is possible to easily suppress external vibration from being directly transmitted to the sensor unit.
また、実施形態による生体情報検出装置は、たとえば、センサ部を収容するケーシングをさらに備え、支持部は、ケーシングを介してセンサ部を支持するように設けられている。この構成によっても、センサ部に外部の振動が直接的に伝わるのを容易に抑制することができる。 In addition, the biological information detection device according to the embodiment further includes, for example, a casing that houses the sensor unit, and the support unit is provided to support the sensor unit via the casing. Also with this configuration, it is possible to easily suppress external vibration from being directly transmitted to the sensor unit.
また、実施形態の他の一態様による車両用センサシステムは、車両内に設けられる生体情報検出装置であって、生体の生体情報を検出し、当該生体情報を示す生体信号を含むセンサ信号を出力するセンサ部と、センサ部を支持するように設けられ、センサ信号における生体信号の周波数帯域とは異なる周波数帯域に固有振動数を有する支持部と、を備える生体情報検出装置と、車両内で生体信号に応じたサービスを提供する処理を実行する処理装置と、を備える。この構成により、外部から生体情報検出装置に伝わる様々な周波数帯域の振動は、支持部によって吸収され、センサ部には、支持部の固有振動数に対応した周波数帯域の振動のみが伝わることになる。その結果、センサ信号におけるノイズの周波数帯域と生体信号の周波数帯域とが分離されるので、センサ信号からノイズを含まない生体信号のみを容易にかつ精度よく検出することができ、生体信号に応じたサービスを効果的に提供することができる。 A vehicle sensor system according to another aspect of the embodiment is a biological information detection device provided in a vehicle, detects biological information of the biological body, and outputs a sensor signal including a biological signal indicating the biological information. A biological information detection apparatus comprising: a sensor unit configured to support the sensor unit; and a support unit provided with a natural frequency in a frequency band different from the frequency band of the biological signal in the sensor signal. And a processing device that executes a process of providing a service according to the signal. With this configuration, vibrations in various frequency bands transmitted from the outside to the biological information detection device are absorbed by the support unit, and only vibrations in a frequency band corresponding to the natural frequency of the support unit are transmitted to the sensor unit. . As a result, since the frequency band of the noise in the sensor signal and the frequency band of the biological signal are separated, only the biological signal not including noise can be easily and accurately detected from the sensor signal. Services can be provided effectively.
以下、実施形態および変形例を図面に基づいて説明する。以下に記載する実施形態および変形例の構成、ならびに当該構成によってもたらされる作用および結果(効果)は、あくまで一例であって、以下の記載内容に限られるものではない。 Hereinafter, embodiments and modifications will be described with reference to the drawings. The configurations of the embodiments and modifications described below, and the operations and results (effects) brought about by the configurations are merely examples, and are not limited to the following descriptions.
<実施形態>
まず、図1および図2を用いて、実施形態による車両1の概略的な構成について説明する。図1は、実施形態による車両1の車室2aの一部が透視された状態を示した例示的な斜視図である。また、図2は、実施形態による車両1の上方から見た外観を示した例示的な平面図(鳥瞰図)である。
<Embodiment>
First, a schematic configuration of the
図1に示されるように、実施形態による車両1は、図示しない乗員(ユーザ)が乗車する車室2aを有している。車室2a内には、ユーザとしての運転者が運転席2bから操作可能な状態で、操舵部4や、加速操作部5、制動操作部6、変速操作部7などが設けられている。
As shown in FIG. 1, the
操舵部4は、ダッシュボード(インストルメントパネル)から突出したステアリングホイールである。加速操作部5は、運転者の足下に設けられたアクセルペダルである。制動操作部6は、運転者の足下に設けられたブレーキペダルである。変速操作部7は、センターコンソールから突出したシフトレバーである。
The steering unit 4 is a steering wheel that protrudes from a dashboard (instrument panel). The
車室2a内には、各種の画像を出力可能な表示装置(ディスプレイ)8と、各種の音を出力可能な音声出力装置9と、を有するモニタ装置11が設けられている。モニタ装置11は、車室2a内のダッシュボードの車幅方向(左右方向)の中央部に設けられている。表示装置8は、LCD(液晶ディスプレイ)やOELD(有機エレクトロルミネセンスディスプレイ)などで構成され、たとえば、車両1の周辺を撮像して得られた画像や、車両1を上から俯瞰で見たような画像などを表示可能に構成されている。なお、車両1の周辺を撮像して得られた画像は、周辺画像などと称され、車両1を上から俯瞰で見たような画像は、俯瞰画像や鳥瞰画像などと称される。
A
ここで、実施形態による表示装置8における画像が表示される領域、すなわち表示画面には、当該表示画面内において指やスタイラスなどの指示体が近接(接触を含む)した位置の座標を検出可能なタッチパネル10が設けられている。これにより、ユーザは、表示装置8の表示画面に表示される画像を視認することができるとともに、タッチパネル10上で指示体を用いた入力操作(たとえばタッチ操作)を行うことで、各種の操作を入力することができる。
Here, in the display area of the
なお、実施形態では、モニタ装置11が、スイッチや、ダイヤル、ジョイスティック、押しボタンなどといった、各種の物理的な操作入力部を有していてもよい。また、実施形態では、車室2a内におけるモニタ装置11の位置とは異なる位置に、他の音声出力装置が設けられていてもよい。この場合、音声出力装置9および他の音声出力装置の両方から、各種の音情報を出力することができる。また、実施形態では、モニタ装置11が、ナビゲーションシステムやオーディオシステムなどの各種システムに関する情報を表示可能に構成されていてもよい。
In the embodiment, the
また、図1および図2に示されるように、実施形態による車両1は、左右2つの前輪3Fと、左右2つの後輪3Rと、を有した四輪の自動車である。以下では、簡単化のため、前輪3Fおよび後輪3Rを、総称して車輪3と記載することがある。実施形態では、4つの車輪3の一部または全部の横滑り角が、操舵部4の操舵などに応じて変化(転舵)する。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
車両1は、複数(図1および図2の例では2つ)の撮像部15aおよび15bを有する。撮像部15aは、車体2の後側の端部2e(たとえば、リヤトランクのドア2hの下方)に設けられ、車両1の後方の領域を撮像する。また、撮像部15bは、車体2の前側の端部2c(たとえば、フロントバンパー)に設けられ、車両1の前方の領域を撮像する。以下では、簡単化のため、撮像部15aおよび15bを、総称して撮像部15と記載することがある。
The
撮像部15は、たとえば、CCD(電荷結合素子)やCIS(CMOS(相補性金属酸化膜半導体)イメージセンサ)などといった撮像素子を有したいわゆるデジタルカメラである。撮像部15は、所定のフレームレートで車両1の周囲の撮像を行い、当該撮像によって得られた撮像画像の画像データを出力する。撮像部15により得られる画像データは、フレーム画像として動画像を構成することが可能である。また、撮像部15により得られる画像データは、車両1の周囲に存在する立体物を検出するために用いることが可能である。立体物には、駐車している他の車両などの静止した物体や、移動している歩行者などの移動体なども含まれる。
The
なお、実施形態では、撮像部15aおよび15bと同様の撮像部が、撮像部15aおよび15bとは異なる位置にさらに追加されていてもよい。その場合、追加の撮像部は、車両1の側方を撮像可能なように、車体2の側面に設けられていてもよい。
In the embodiment, an imaging unit similar to the
また、車両1は、複数(図1および図2の例では2つ)の測距センサ16aおよび16bを有する。測距センサ16aは、車体2の後側の端部2eに設けられ、車両1の後方に存在する立体物までの距離を検出する。また、測距センサ16bは、車体2の前側の端部2cに設けられ、車両1の前方に存在する立体物までの距離を検出する。なお、ここで言及している立体物の定義については、前述したものと同様である。以下では、簡単化のため、測距センサ16aおよび16bを、総称して測距センサ16と記載することがある。
Further, the
測距センサ16は、レーザ光などの光を出射し、車両1の周囲に存在する立体物から反射された光を受光する。そして、測距センサ16は、立体物からの反射光の受光結果に基づいて、車両1から障害物までの距離を検出(特定、算出)する。なお、上述した撮像部15と同様、実施形態では、測距センサ16aおよび16bと同様の測距センサが、測距センサ16aおよび16bとは異なる位置にさらに追加されていてもよい。
The
ここで、実施形態では、図2に示されるように、車両1に生体情報センサ17が設けられている。詳細は後述するが、生体情報センサ17とは、電磁波や超音波などを検出対象(車両1の乗員)に送信し、当該信号の透過や反射、吸収などの度合をセンシングすることで、検出対象の体動や呼吸、心拍などの生体情報を示す生体信号を含んだセンサ信号を出力するデバイスである。
Here, in the embodiment, as shown in FIG. 2, the
なお、以下では、生体情報センサ17が、車室2aの天井部分に設けられる例について説明するが、実施形態では、生体情報センサ17が、ダッシュボードや座席などといった部分に設けられてもよい。また、以下では、生体情報センサ17が、運転者の生体情報を検出するために運転席2bに対応した位置に設けられる例について説明するが、実施形態では、生体情報センサ17が、運転者以外の乗員の生体情報を検出するために運転席2bとは対応しない他の位置に設けられてもよい。さらに、実施形態では、生体情報センサ17が複数設けられてもよい。
In the following, an example in which the
次に、図3を用いて、実施形態による車両1の内部構成について説明する。図3は、実施形態による車両1の内部の概略的な構成を示した例示的なブロック図である。
Next, the internal configuration of the
図3に示されるように、実施形態による車両1には、モニタ装置11と、操舵システム13と、撮像部15と、測距センサ16と、生体情報センサ17と、ブレーキシステム18と、舵角センサ19と、アクセルセンサ20と、シフトセンサ21と、車輪速センサ22と、ECU(エレクトロニックコントロールユニット)24と、が設けられている。
As shown in FIG. 3, the
モニタ装置11、操舵システム13、測距センサ16、生体情報センサ17、ブレーキシステム18、舵角センサ19、アクセルセンサ20、シフトセンサ21、車輪速センサ22、およびECU24は、電気通信回線である車載ネットワーク23を介して電気的に接続されている。なお、車載ネットワーク23とは、たとえばCAN(コントローラエリアネットワーク)によって構成される。
The
操舵システム13は、電動パワーステアリングシステムやSBW(ステアバイワイヤ)システムなどである。操舵システム13は、アクチュエータ13aと、トルクセンサ13bと、を有する。操舵システム13は、後述するECU24などの制御のもとでアクチュエータ13aを動作させることで、車輪3の一部または全部を転舵する。トルクセンサ13bは、運転者による操舵部4の操作に応じて発生するトルクを検出し、検出結果をECU24に送信する。
The
ブレーキシステム18は、ABS(アンチロックブレーキシステム)や、横滑り防止装置(ESC)、電動ブレーキシステム、BBW(ブレーキバイワイヤ)などを含む。ブレーキシステム18は、アクチュエータ18aと、ブレーキセンサ18bと、を有する。ブレーキシステム18は、後述するECU24などの制御のもとでアクチュエータ18aを動作させることで、車輪3に制動力を付与する。ブレーキセンサ18bは、制動操作部6における可動部としてのブレーキペダルの位置(変位)を検出し、検出結果をECU24に送信する。
The
舵角センサ19は、運転者による操舵部4の操作量を検出するセンサである。たとえば、舵角センサ19は、ホール素子などによって構成され、操舵部4の回転部分の回転角度を操舵量として検出し、検出結果をECU24に送信する。また、アクセルセンサ20は、加速操作部5における可動部としてのアクセルペダルの位置(変位)を検出し、検出結果をECU24に送信する。
The
シフトセンサ21は、変速操作部7におけるシフトレバーなどの可動部の位置を検出し、検出結果をECU24に送信する。また、車輪速センサ22は、車輪3の回転量や、単位時間当たりの車輪3の回転数などを検出し、検出結果をECU24に送信する。
The
ECU24は、CPU(中央演算処理装置)24aや、ROM(リードオンリーメモリ)24b、RAM(ランダムアクセスメモリ)24c、表示制御部24d、音声制御部24e、SSD(ソリッドステートドライブ)24fなどといった、通常のコンピュータと同様のハードウェア構成を有している。
The
CPU24aは、車両1全体を制御する制御部である。CPU24aは、ROM24bやSSD24fなどの記憶装置に記憶されたプログラムを読み出し、当該プログラムに含まれる指令に従って動作することで、各種の処理を実行する。RAM24cは、たとえば、CPU24aが各種の処理を実行する際の作業領域として用いられる。
The
表示制御部24dは、表示装置8を介した画像出力を制御する。また、音声制御部24eは、音声出力装置9を介した音声出力を制御する。
The
なお、実施形態によるECU24において、CPU24a、ROM24bおよびRAM24cは、1つの集積回路に搭載されていてもよい。また、実施形態によるECU24では、車両1全体を制御する制御部として、CPU24aに替えて、DSP(デジタルシグナルプロセッサ)などのプロセッサや論理回路などが設けられていてもよい。
In the
また、実施形態では、CPU24aにより実行されるプログラムなどを記憶する主記憶装置として、SSD24fに替えて(またはSSD24fに加えて)、HDD(ハードディスクドライブ)が設けられていてもよい。さらに、実施形態では、ECU24に接続される外部装置が、主記憶装置としてのSSD24fを有していてもよい。
In the embodiment, an HDD (Hard Disk Drive) may be provided instead of (or in addition to) the
以上の構成により、ECU24は、車載ネットワーク23を介して車両1の各部へ制御信号を送信することで、車両1の各部を統括的に制御する。この際、ECU24は、撮像部15から得られる画像データや、車載ネットワーク23を介して取得される各種のセンサの検出結果などを、制御に利用することが可能である。また、ECU24は、車載ネットワーク23を介して取得される、タッチパネル10を用いた入力操作に関する情報も、制御に利用することが可能である。
With the above configuration, the
ところで、前述したように、生体情報センサ17は、人間(車両1の乗員)の体動や呼吸、心拍などに関する生体情報に応じたセンサ信号を、センシングの結果として出力するデバイスである。このため、一般に、生体情報センサ17からのセンサ信号の出力レベルは非常に小さい。したがって、生体情報センサ17が車両1に設けられている実施形態のような構成では、車両1の振動に起因するノイズが生体情報センサ17からのセンサ信号に重畳されることで、当該センサ信号に含まれる本来の検出対象である生体情報を示す生体信号がノイズに埋もれてしまうおそれがある。
By the way, as described above, the
そこで、実施形態は、生体情報センサ17を以下のように構成することで、振動に起因するノイズが発生するような環境であっても、当該ノイズの影響を除去し、本来の検出対象である生体信号を精度よく検出することを実現する。
Therefore, in the embodiment, by configuring the
図4は、実施形態による生体情報センサ17の外観構成を示した例示的かつ模式的な図である。また、図5は、実施形態による生体情報センサ17の内部構成を示した例示的かつ模式的な断面図である。また、図6は、実施形態による生体情報センサ17のセンサ部172の構成を示した例示的かつ模式的な図である。
FIG. 4 is an exemplary schematic diagram illustrating an external configuration of the
図4および図5に示されるように、実施形態による生体情報センサ17は、直方体の外形を有するケーシング171に、長方形の板状のセンサ部172が収容されることで構成されている。センサ部172は、所定の弾性を有した支持部173によって支持された(包まれた)状態で、車室2aの天井500に固定されたケーシング171内に収容されている。なお、図4では、見やすさのため、支持部173の図示を省略している。
As shown in FIGS. 4 and 5, the
図6に示されるように、センサ部172の表面には、複数の通信モジュール172a〜172dが設けられている。これら複数の通信モジュール172a〜172dは、電磁波や超音波などを送受信するためのアンテナとして機能する。
As shown in FIG. 6, a plurality of
図4〜図6に示されるように、センサ部172は、通信モジュール172a〜172dが設けられた表面が車室2a内の乗員に向くように、車室2aの天井500に固定されたケーシング171内に収容されている。これにより、生体情報センサ17は、センサ部172に設けられた通信モジュール172a〜172dを介して、電磁波や超音波などを検出対象(車両1の乗員)に送信し、当該信号の透過や反射、吸収などの度合をセンシングすることで、検出対象の体動や呼吸、心拍などの生体情報を示す生体信号を含んだセンサ信号を出力する。
As shown in FIGS. 4 to 6, the
ここで、実施形態では、支持部173が、センサ部17から出力されるセンサ信号における生体信号の周波数帯域とは異なる(離れた)周波数帯域に固有振動数を有した、ばね定数が比較的小さい材料のゲル状部材によって構成されている。これにより、実施形態では、以下に説明するように、天井500からケーシング171に伝わる様々な周波数での車両1の振動が支持部173によって吸収され、センサ部172には、支持部173の固有振動数に対応した周波数での振動のみが伝わることになる。
Here, in the embodiment, the
図7は、実施形態による生体情報センサ17によって得られる除振効果を説明するための例示的な図である。図7において、(A)は、実施形態のような支持部173を有しない比較例による生体情報センサの検出結果に対応し、(B)は、実施形態による支持部173を有した生体情報センサ17の検出結果に対応している。
FIG. 7 is an exemplary diagram for explaining the vibration isolation effect obtained by the
図7の(A)に示されるように、支持部173を有しない比較例では、車両1の振動に起因するノイズが、本来の検出対象である生体信号の周波数帯域を含む全周波数帯域にまんべんなく重畳されている。つまり、比較例では、生体信号がノイズに埋もれてしまっている。したがって、比較例では、ノイズと生体信号とを含むセンサ信号から、生体信号のみを精度よく検出することが困難である。
As shown in FIG. 7A, in the comparative example that does not have the
これに対して、図7の(B)に示されるように、支持部173を有した実施形態では、車両1の振動に起因するノイズが、生体信号の周波数帯域よりも低い周波数帯域、より具体的には支持部173の固有振動数Fに対応した周波数帯域に集約されている。つまり、実施形態では、ノイズの周波数帯域と、生体信号の周波数帯域と、が分離されている。したがって、実施形態によれば、ノイズと生体信号とを含むセンサ信号から生体信号のみを容易にかつ精度よく検出することが可能である。
On the other hand, as shown in FIG. 7B, in the embodiment having the
このように、実施形態によれば、振動に起因するノイズが発生するような環境であっても、当該ノイズの影響を除去し、本来の検出対象である生体信号を精度よく検出することができる。 As described above, according to the embodiment, even in an environment in which noise due to vibration is generated, the influence of the noise can be removed, and the biological signal that is the original detection target can be accurately detected. .
ところで、生体信号からは、生体の気分の推定や、生体の存在確認などを行ったりすることが可能であるので、生体信号を精度よく検出可能な生体情報センサ17を利用すれば、車両1内で様々なサービスを効果的に提供することが可能である。
By the way, from the biological signal, it is possible to estimate the mood of the living body, confirm the presence of the living body, and the like. Therefore, if the
たとえば、車両1の走行時に生体信号に基づく生体の気分の推定を実行すれば、車両1内の乗員の気分に合わせて様々な音楽を流すなど、車両1の快適性を高めるのに効果的なサービス(以下、第1のサービスとする)を提供することが可能である。
For example, if estimation of a living body's mood based on a biological signal is performed while the
また、車両1の発進時に生体信号に基づく生体の存在確認を実行すれば、生体の存在が確認された座席に対してのみシートベルトリマインダを実行するなど、シートベルトリマインダの精度を高めるのに効果的なサービス(以下、第2のサービスとする)を提供することが可能である。
In addition, if the presence check of the living body based on the biological signal is executed when the
さらに、駐車時などの車両1に乗員が不在の際に生体信号に基づく生体の存在確認を実行すれば、侵入者が検出された場合に警報を出力するなど、セキュリティを高めるのに効果的なサービス(以下、第3のサービスとする)を提供することが可能である。
Further, if the presence of a living body based on a biological signal is checked when no occupant is present in the
そこで、実施形態は、ECU24のCPU24aに、ROM24bやSSD24fなどに記憶されたソフトウェア(制御プログラム)を実行させることで、上述した第1〜第3のサービスのような、生体情報に応じた様々なサービスを提供するための機能をECU24内に実現する。
Therefore, in the embodiment, by causing the
図8は、実施形態によるECU24内に実現される機能の一例を示した例示的な図である。図8に示されるように、実施形態では、生体情報に応じたサービスが提供される場合、ECU24内に、センサデータ取得部801と、サービス処理部802と、が実現される。なお、実施形態では、図8に示された機能の一部または全部が専用のハードウェア(回路)によって実現されてもよい。
FIG. 8 is an exemplary diagram illustrating an example of functions realized in the
センサデータ取得部801は、生体情報センサ17から出力されるセンサ信号を取得する。なお、センサデータ取得部801は、センサ信号のみならず、車両1に設けられるその他のセンサの検出結果も取得することも可能である。
The sensor
サービス処理部802は、センサデータ取得部801により取得されたセンサ信号から生体情報を示す生体信号を抽出し、抽出結果に応じて車両1の各部を制御することで、上述した第1〜第3のサービスのような、生体情報に応じた様々なサービスを提供するための処理を実行する。
The
なお、上述した第1〜第3のサービスは、あくまで例として挙げたものに過ぎず、実施形態では、上述した第1〜第3のサービス以外のサービスの提供も実現されうる。しかしながら、簡単化のため、以下では、上述した第1〜第3のサービスに絞り、それぞれのサービスが提供される場合にセンサデータ取得部801およびサービス処理部802によって実行される処理の流れを説明する。
Note that the first to third services described above are merely examples, and in the embodiment, provision of services other than the first to third services described above can also be realized. However, for simplification, the following description will focus on the first to third services described above, and the flow of processing executed by the sensor
図9は、実施形態において第1のサービスが提供される場合に実行される一連の処理を示した例示的なフローチャートである。この図9に示される処理フローは、たとえば車両1の走行中に実行される。
FIG. 9 is an exemplary flowchart illustrating a series of processing executed when the first service is provided in the embodiment. The processing flow shown in FIG. 9 is executed while the
図9に示される処理フローでは、まず、S901において、センサデータ取得部801は、生体情報センサ17からセンサ信号を取得する。
In the processing flow shown in FIG. 9, first, in S <b> 901, the sensor
そして、S902において、サービス処理部802は、S901で取得されたセンサ信号から、乗員の体の動きに関する情報を含んだ体動信号を解析する。
In step S <b> 902, the
そして、S903において、サービス処理部802は、S902の処理によって体動信号が確認できたか否かを判断する。
In step S903, the
S903において、体動信号が確認できなかったと判断された場合、S904に処理が進む。そして、S904において、サービス処理部802は、S901で取得されたセンサ信号から、乗員の呼吸に関する情報を含んだ呼吸信号を解析する。
If it is determined in S903 that the body motion signal cannot be confirmed, the process proceeds to S904. In step S904, the
そして、S905において、サービス処理部802は、S904の処理によって呼吸信号が確認できたか否かを判断する。
In step S905, the
S905において、呼吸信号が確認できなかったと判断された場合、S902に処理が戻り、再び体動信号の解析が実行される。一方、S905において、呼吸信号が確認できたと判断された場合、S906に処理が進む。なお、上記のS903において、体動信号が確認できたと判断された場合にも、S906に処理が進む。 If it is determined in S905 that the respiratory signal could not be confirmed, the process returns to S902, and the body movement signal is analyzed again. On the other hand, if it is determined in S905 that the respiratory signal has been confirmed, the process proceeds to S906. If it is determined in S903 that the body motion signal has been confirmed, the process proceeds to S906.
S906において、サービス処理部802は、S901で取得されたセンサ信号から、乗員の心拍に関する情報を含んだ心拍信号を解析する。
In step S906, the
そして、S907において、サービス処理部802は、これまでの解析結果に基づいて、乗員の気分を推定する。つまり、S907より前の処理により、体動信号および呼吸信号のいずれか一方と、心拍信号と、の2種類の信号が得られているので、サービス処理部802は、これら2種類の信号に基づいて、乗員の気分を推定する。
In step S907, the
そして、S908において、サービス処理部802は、S907での推定結果に応じたサービスを提供するように、車両1の各部を制御する。たとえば、サービス処理部802は、乗員の気分に合わせた音楽を音声出力装置9から出力するように、音声制御部24eを制御する。そして、処理が終了する。
In step S908, the
このようにして、実施形態において第1のサービスが提供される場合に実行される一連の処理が終了する。 In this way, a series of processes executed when the first service is provided in the embodiment is completed.
図10は、実施形態において第2のサービスが提供される場合に実行される一連の処理を示した例示的なフローチャートである。この図10に示される処理フローは、たとえば車両1の発進時に実行される。
FIG. 10 is an exemplary flowchart illustrating a series of processing executed when the second service is provided in the embodiment. The processing flow shown in FIG. 10 is executed when the
図10に示される処理フローでは、まず、S1001において、センサデータ取得部801は、生体情報センサ17からセンサ信号を取得する。
In the processing flow shown in FIG. 10, first, in S <b> 1001, the sensor
そして、S1002において、サービス処理部802は、S1001で取得されたセンサ信号を解析し、乗員が存在する座席を確認する。
In step S <b> 1002, the
そして、S1003において、サービス処理部802は、S1002で乗員の存在が確認された座席について、たとえばシートベルトのバックルに設けられるセンサ(不図示)などの検出結果に基づき、シートベルトが着用されているか否かを判断する。
In S1003, the
S1003において、シートベルトが着用されていると判断された場合、そのまま処理が終了する。一方、S1003において、シートベルトが着用されていないと判断された場合、S1004に処理が進む。 In S1003, when it is determined that the seat belt is worn, the processing ends as it is. On the other hand, if it is determined in S1003 that the seat belt is not worn, the process proceeds to S1004.
S1004において、サービス処理部802は、シートベルトが着用されていない座席に向けて、シートベルトリマインダを出力する。シートベルトリマインダの方法としては、たとえば、音声や光、振動などによってシートベルトの着用を促す通知を出力する方法が考えられる。そして、処理が終了する。
In step S1004, the
このようにして、実施形態において第2のサービスが提供される場合に実行される一連の処理が終了する。 In this way, a series of processes executed when the second service is provided in the embodiment is completed.
図11は、実施形態において第3のサービスが提供される場合に実行される一連の処理を示した例示的なフローチャートである。この図11に示される処理フローは、たとえば車両1が駐まっている時に実行される。
FIG. 11 is an exemplary flowchart illustrating a series of processing executed when the third service is provided in the embodiment. The processing flow shown in FIG. 11 is executed, for example, when the
なお、車両1が駐まっている時には、エンジンの動力を利用した発電を行うことができないので、図11に示される処理フローは、バッテリや、車両1のルーフに設けられうる太陽光発電装置(不図示)などから供給される電力に基づいて実行される。
Note that when the
図11に示される処理フローでは、まず、S1101において、センサデータ取得部801は、生体情報センサ17からセンサ信号を取得する。
In the processing flow shown in FIG. 11, first, in S <b> 1101, the sensor
そして、S1102において、サービス処理部802は、S1101で取得されたセンサ信号を解析し、解析結果に基づいて、侵入者が検知されたか否かを判断する。たとえば、S1101で取得されたセンサ信号が何らかの生体信号を含んでいる場合、車両1内に車上荒らしなどが侵入したとみなすことができるので、この場合、サービス処理部802は、侵入者が検知されたと判断する。
In step S1102, the
S1102において、侵入者が検知されていないと判断された場合、そのまま処理が終了する。一方、S1102において、侵入者が検知されたと判断された場合、S1103に処理が進む。 If it is determined in S1102 that an intruder has not been detected, the process ends. On the other hand, if it is determined in S1102 that an intruder has been detected, the process proceeds to S1103.
S1103において、サービス処理部802は、音声や光、振動などを利用した警報を出力する。これにより、侵入者に対して警告を与えることができる。そして、処理が終了する。
In step S1103, the
このようにして、実施形態において第3のサービスが提供される場合に実行される一連の処理が終了する。 In this way, a series of processes executed when the third service is provided in the embodiment is completed.
以上説明したように、実施形態による生体情報センサ17は、生体の生体情報を検出し、当該生体情報を示す生体信号を含むセンサ信号を出力するセンサ部172と、当該センサ部172を支持するように設けられ、センサ信号における生体信号の周波数帯域とは異なる周波数帯域に固有振動数を有する支持部173と、を備える。この構成により、外部から生体情報センサ17に伝わる様々な周波数帯域の振動は、支持部173によって吸収され、センサ部172には、支持部173の固有振動数に対応した周波数帯域の振動のみが伝わることになる。その結果、センサ信号におけるノイズの周波数帯域と生体信号の周波数帯域とが分離されるので、センサ信号からノイズを含まない生体信号のみを容易にかつ精度よく検出することができる。
As described above, the
また、上述したように、実施形態による生体情報センサ17では、支持部173の固有振動数が、生体信号の周波数帯域よりも低い周波数帯域に位置するように設定されている。この設定により、センサ信号において、ノイズの周波数帯域を、生体信号の周波数帯域よりも低い位置にずらすことができる。
Further, as described above, in the
また、上述したように、実施形態による生体情報センサ17では、支持部173が、ゲル状部材によって構成されている。この構成により、センサ信号におけるノイズの周波数帯域と生体信号の周波数帯域とを分離する効果を、ゲル状部材によって容易に実現することができる。
In addition, as described above, in the
また、上述したように、実施形態による生体情報センサ17は、センサ部172を収容するケーシング171をさらに備え、ゲル状部材によって構成される支持部173は、ケーシング171内でセンサ部172を包むように設けられている。この構成により、センサ部172に外部の振動が直接的に伝わるのを容易に抑制することができる。
Moreover, as described above, the
<第1変形例>
なお、上述した実施形態では、支持部173がケーシング171内でセンサ部172を包んでいる構成(図5参照)を例示したが、実施形態と同様の除振効果が得られる構成は、図5に例示された構成に限られるものではない。以下、実施形態と同様の除振効果が得られる他の構成の一例としての第1変形例について説明する。
<First Modification>
In the above-described embodiment, the configuration in which the
図12は、実施形態の第1変形例による生体情報センサ1200の構成を示した例示的かつ模式的な断面図である。図12に示されるように、第1変形例による生体情報センサ1200は、ケーシング1201と、センサ部1202と、支持部1203と、を有している。
FIG. 12 is an exemplary schematic cross-sectional view showing a configuration of a
第1変形例によるセンサ部1202は、実施形態によるセンサ部172と同様に構成されている。ただし、第1変形例では、実施形態と異なり、センサ部1202は、ケーシング1201内に直接的に収容され(取り付けられ)ている。
The
また、第1変形例による支持部1203は、実施形態による支持部173と同様に、生体信号の周波数帯域とは異なる周波数帯域に固有振動数を有した、たとえばゲル状部材などの弾性部材によって構成されている。
Further, like the
ここで、第1変形例では、支持部1203が、センサ部1202が収容されたケーシング1201と、車室2aの天井500と、の間に設けられている。すなわち、第1変形例では、支持部1203が、ケーシング1201を介してセンサ部1202を支持するように設けられている。
Here, in the first modification, the
このような第1変形例の構成によっても、天井500から生体情報センサ1200に伝わる様々な周波数での車両1の振動は、支持部1203によって吸収され、センサ部1202には、支持部1203の固有振動数に対応した周波数での振動のみが伝わることになる。
Even with the configuration of the first modified example, the vibration of the
したがって、第1変形例によっても、実施形態と同様に、センサ部1202から出力されるセンサ信号が、ノイズの周波数帯域と、生体信号の周波数帯域と、が分離されたものになるので、センサ信号からノイズを含まない生体信号のみを容易にかつ精度よく検出することができる。
Therefore, according to the first modification, as in the embodiment, the sensor signal output from the
<第2変形例>
また、上述した実施形態(および第1変形例)では、除振効果を得るための構成としての支持部173(および支持部1203)を、ゲル状部材によって構成する例を示した。しかしながら、以下に説明する第2変形例のように、除振効果を得るための構成は、ゲル状部材でなくてもよい。
<Second Modification>
Moreover, in embodiment (and 1st modification) mentioned above, the example which comprises the support part 173 (and support part 1203) as a structure for obtaining the vibration isolation effect was shown by the gel-like member. However, as in the second modification described below, the configuration for obtaining the vibration isolation effect may not be a gel-like member.
図13は、実施形態の第2変形例による生体情報センサ1300の構成を示した例示的かつ模式的な断面図である。図13に示されるように、第2変形例による生体情報センサ1300は、ケーシング1301と、センサ部1302と、支持部1303と、固定部1304と、を有している。
FIG. 13 is an exemplary schematic cross-sectional view showing a configuration of a
第2変形例によるセンサ部1302は、実施形態によるセンサ部172と同様に構成されている。ただし、第2変形例では、実施形態と異なり、センサ部1302は、ケーシング1301内に直接的に収容され(取り付けられ)ている。
The
ここで、第2変形例では、支持部1303が、ばね部材によって構成されている。このばね部材によって構成される支持部1303は、生体信号の周波数帯域とは異なる周波数帯域に固有振動数を有するように、ばね定数などが設計されている。
Here, in the 2nd modification, the
そして、第2変形例では、支持部1303が、ケーシング1301と、当該ケーシング1301の外側で天井500に取り付けられた固定部1304と、に固定されている。これにより、第2変形例では、支持部1303が、ケーシング1301を介してセンサ部1302を支持するように設けられている。
In the second modification, the
このような第2変形例の構成によっても、天井500から生体情報センサ1300に伝わる様々な周波数での車両1の振動は、支持部1303によって吸収され、センサ部1302には、支持部1303の固有振動数に対応した周波数での振動のみが伝わることになる。
Even in the configuration of the second modified example, the vibration of the
したがって、第2変形例によっても、実施形態と同様に、センサ部1302から出力されるセンサ信号が、ノイズの周波数帯域と、生体信号の周波数帯域と、が分離されたものになるので、センサ信号からノイズを含まない生体信号のみを容易にかつ精度よく検出することができる。
Therefore, according to the second modification, as in the embodiment, the sensor signal output from the
<第3変形例>
さらに、上述した実施形態では、車両1を統括的に制御するECU24に、生体情報に応じた処理(たとえば上述した第1〜第3のサービスを提供する処理)を実行させる例を示した。しかしながら、以下に説明する第3変形例のように、生体情報に応じた処理を実行する構成は、ECU24でなくてもよい。
<Third Modification>
Furthermore, in the above-described embodiment, an example in which the
図14は、実施形態の第3変形例による車両用センサシステム1400の構成を示した例示的なブロック図である。図14に示されるように、第3変形例による車両用センサシステム1400は、生体情報センサ1401と、処理装置1402と、を有している。
FIG. 14 is an exemplary block diagram illustrating a configuration of a vehicle sensor system 1400 according to a third modification of the embodiment. As shown in FIG. 14, the vehicle sensor system 1400 according to the third modification includes a
第3変形例において、生体情報センサ1401は、実施形態による生体情報センサ17と同様に構成されている。しかしながら、第3変形例では、実施形態と異なり、生体情報に応じた処理が、車両1のECU24ではなく、車両用センサシステム1400内の処理装置1402によって実行されるように構成されている。
In the third modification, the
すなわち、第3変形例では、車両用センサシステム1400内の処理装置1402が、生体情報センサ1401から出力されるセンサ信号から生体信号(生体情報)を抽出する。そして、処理装置1402は、抽出した生体信号に基づいて、車両1に設けられる各種のアクチュエータ1403を駆動することで、たとえば上述した第1〜第3のサービスを提供する処理のような、生体情報に応じた処理を実行する。
That is, in the third modification, the
このように、第3変形例による車両用センサシステム1400は、生体情報センサ1401と、生体情報センサ1401の検出結果に応じて車両1内でサービスを提供する処理を実行する処理装置1402と、を備える。第3変形例による生体情報センサ1401は、実施形態による生体情報センサ17と同様の構成を有しているので、第3変形例によれば、センサ信号からノイズを含まない生体信号のみを容易にかつ精度よく検出することができ、生体信号に応じたサービスを効果的に提供することができる。
As described above, the vehicle sensor system 1400 according to the third modification includes the
以上、本発明の実施形態および変形例を説明したが、上述した実施形態および変形例はあくまで一例であって、発明の範囲を限定することは意図していない。上述した新規な実施形態および変形例は、様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。上述した実施形態および変形例は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。 As mentioned above, although embodiment and the modification of this invention were described, embodiment and the modification which were mentioned above are an example to the last, Comprising: It is not intending limiting the range of invention. The above-described novel embodiments and modifications can be implemented in various forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the spirit of the invention. The above-described embodiments and modifications are included in the scope and gist of the invention, and are included in the invention described in the claims and the equivalents thereof.
1 車両
17、1200、1300 生体情報センサ(生体情報検出装置)
24 ECU(処理装置)
171、1201、1301 ケーシング
172、1202、1302 センサ部
173、1203、1303 支持部
1400 車両用センサシステム
1402 処理装置
1
24 ECU (Processor)
171, 1201, 1301
Claims (6)
前記センサ部を支持するように設けられ、前記センサ信号における前記生体信号の周波数帯域とは異なる周波数帯域に固有振動数を有する支持部と、
を備える、生体情報検出装置。 A sensor unit that detects biological information of the biological body and outputs a sensor signal including a biological signal indicating the biological information;
A support unit provided to support the sensor unit and having a natural frequency in a frequency band different from the frequency band of the biological signal in the sensor signal;
A biological information detection device comprising:
請求項1に記載の生体情報検出装置。 The natural frequency of the support is located in a frequency band lower than the frequency band of the biological signal,
The biological information detection apparatus according to claim 1.
請求項1または2に記載の生体情報検出装置。 The support part is constituted by a gel-like member,
The biological information detection apparatus according to claim 1 or 2.
前記ゲル状部材によって構成された前記支持部は、前記ケーシング内で前記センサ部を包むように設けられている、
請求項3に記載の生体情報検出装置。 A casing that houses the sensor unit;
The support part constituted by the gel-like member is provided so as to wrap the sensor part in the casing.
The biological information detection apparatus according to claim 3.
前記支持部は、前記ケーシングを介して前記センサ部を支持するように設けられている、
請求項1〜3のいずれか1項に記載の生体情報検出装置。 A casing that houses the sensor unit;
The support part is provided to support the sensor part via the casing.
The biological information detection apparatus according to any one of claims 1 to 3.
前記車両内で前記生体信号に応じたサービスを提供する処理を実行する処理装置と、
を備える、車両用センサシステム。 A biological information detection device provided in a vehicle, which is provided so as to support a sensor unit that detects biological information of a biological body and outputs a sensor signal including a biological signal indicating the biological information, A biological information detection device comprising: a support unit having a natural frequency in a frequency band different from the frequency band of the biological signal in the sensor signal;
A processing device for executing processing for providing a service corresponding to the biological signal in the vehicle;
A vehicle sensor system.
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WO2023153213A1 (en) * | 2022-02-10 | 2023-08-17 | 東洋紡株式会社 | Prosthesis |
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