KR101023512B1

KR101023512B1 - 사람의 상태 검출 장치

Info

Publication number: KR101023512B1
Application number: KR1020087013190A
Authority: KR
Inventors: 가즈히데 시게토
Original assignee: 도요타 지도샤（주）
Priority date: 2005-10-31
Filing date: 2006-10-26
Publication date: 2011-03-21
Anticipated expiration: 2026-10-26
Also published as: KR20080064199A; US8199018B2; WO2007052729A1; US20100076273A1; CN101296657B; CN101296657A; EP1929950B1; JP4497081B2; EP1929950A1; JP2007117608A; EP1929950A4

Abstract

본 발명의 목적은, 부하를 주지 않고, 사람의 상태를 고정밀도로 검출하는 사람의 상태 검출 장치를 제공하는 것이다. 본 발명의 사람의 상태 검출 장치는, 피험자에 대하여 참조 정보 취득을 위한 자극을 주는 제 1 자극 부여 수단(10)과, 피험자에 대하여 상태 정보 취득을 위한 자극을 주는 제 2 자극 부여 수단(10)과, 제 1 자극 부여 수단(10)으로 준 자극 및 제 2 자극 부여 수단(10)으로 준 자극에 대한 피험자의 반응을 피험자의 생태지표에 의하여 검출하는 자극 반응 검출 수단(20)과, 제 1 자극 부여 수단(10)으로 준 자극에 대한 피험자의 반응과 제 2 자극 부여 수단(10)으로 준 자극에 대한 피험자의 반응과의 비교에 의거하여 피험자의 상태를 판정하는 상태 판정 수단(41)을 구비하는 것을 특징으로 한다.

Description

사람의 상태 검출 장치{DETECTOR FOR STATE OF PERSON}

본 발명은, 자극에 대한 생체 반응으로부터 사람의 상태를 고정밀도로 검출하는 사람의 상태 검출 장치에 관한 것이다.

운전 중의 안전성 향상 등에 이용하기 위하여, 각성 상태, 심리 상태, 피로 상태 등의 사람의 상태를 판정하는 각종 장치가 제안되어 있다. 예를 들면, 각성 상태의 판정 방법으로서, 운전자 등의 사람에 대하여 소정의 자극을 주고, 그 사람이 자극에 대하여 버튼 조작 등의 작업을 행하고, 그 반응시간에 의거하여 각성 상태를 추정하는 방법이 있다(예를 들면, 일본국 특허 제3369201호 공보 참조).

상기한 상태의 추정 방법의 경우, 상태를 추정 받는 사람이 능동적인 작업을 행할 필요가 있다. 따라서, 그 사람이 주관적인 반응에 의거하는 상태 추정이 되어, 높은 추정 정밀도를 바랄 수 없다. 또, 사람이 주(主) 작업을 행하고 있는 경우(예를 들면, 차량의 운전자가 운전 조작을 행하고 있는 경우), 그 자극에 대한 작업을 즉시 행할 수 없을 때가 있어, 정확하게 상태를 추정할 수 없다. 또한, 운전 조작 등의 주 작업 이외에 다른 능동적인 작업을 행하기 때문에, 그 사람에 대하여 부하를 주어, 자극에 대한 작업에 마음을 빼앗겨 주 작업이 소홀해질 가능성이 있다.

그래서, 본 발명은, 부하를 주지 않고, 사람의 상태를 고정밀도로 검출하는 사람의 상태 검출 장치를 제공하는 것을 과제로 한다.

본 발명에 관한 사람의 상태 검출 장치는, 피험자에 대하여 참조 정보 취득을 위한 자극을 주는 제 1 자극 부여 수단과, 피험자에 대하여 상태 정보 취득을 위한 자극을 주는 제 2 자극 부여 수단과, 제 1 자극 부여 수단으로 준 자극 및 제 2 자극 부여 수단으로 준 자극에 대한 피험자의 반응을 피험자의 생리지표에 의하여 검출하는 자극 반응 검출 수단과, 제 1 자극 부여 수단으로 준 자극에 대한 피험자의 생리반응과 제 2 자극 부여 수단으로 준 자극에 대한 피험자의 생리반응을 비교하고, 생리반응의 변화에 의거하여 피험자의 상태를 판정하는 상태 판정 수단을 구비하는 것을 특징으로 한다.

이 사람의 상태 검출 장치에서는, 제 1 자극 부여 수단에 의해 피험자에 대하여 자극을 주고, 자극 반응 검출 수단에 의하여 그 자극에 대한 피험자의 반응을 생리지표에 의하여 검출한다. 이 피험자의 반응이, 피험자의 정상 상태에서의 자극에 대한 생리반응이고, 상태를 판정하기 위한 기준값이 되는 참조 정보이다. 또, 사람의 상태 검출 장치에서는, 제 2 자극 부여 수단에 의해 피험자에 대하여 자극을 주고, 자극 반응 검출 수단에 의하여 그 자극에 대한 피험자의 반응을 생리지표에 의하여 검출한다. 이 피험자의 반응이, 피험자의 상태를 검출하기 위한 자극에 대한 생리반응이고, 상태를 판정하기 위한 평가값이 되는 상태정보이다. 그리고, 사람의 상태 검출 장치에서는, 상태 판정 수단에 의해 제 1 자극 부여 수단으로 준 자극에 대한 생리반응과 제 2 자극 부여 수단으로 준 자극에 대한 생리반응을 비교하고, 그 생리반응의 변화로부터 피험자의 상태를 판정한다. 이와 같이, 이 사람의 상태 검출 장치에서는, 사람의 자극에 대한 생리반응이라는 객관적인 정보를 사용하여(사람의 주관적인 정보를 사용하지 않는다), 상태 검출용의 자극에 대한 생리반응(평가값)을 평상 상태에서의 자극에 대한 생리반응(기준값)과 상대적으로 비교함으로써, 사람의 상태를 고정밀도로 검출할 수 있다. 또, 이 사람의 상태 검출 장치에서는, 자극에 대한 사람의 생체 반응에 의하여 상태를 판정하기 때문에, 사람이 능동적인 작업을 행할 필요가 없고, 사람에 대하여 부하를 주지 않는다. 이와 같이 부하를 주지 않기 때문에, 운전 등의 주 작업을 행하고 있는 경우, 그 주 작업을 실시하고 있을 때에도 상태의 검출 정밀도가 저하하지 않고, 상태 검출 중에 그 주 작업의 실시가 소홀해지지 않는다.

또한, 생리지표는, 사람으로부터 생체 계측할 수 있는 여러가지 지표이고, 예를 들면, 안구전도(EOG [Electrooculogram])에 의한 생리지표(눈 깜박거림 등), 뇌파(EEG [Electroencephalogram])에 의한 생리지표(α파, β파 등), 심전도(ECG [Electrocardiogram])에 의한 생리지표(심박수 등), 피부 전기 활동(EDA [Electro Dermal Activity]에 의한 생리지표(피부 전위 반응(SPR [Skin Potential Response]) 등), 근(筋)전도(EMG [Electromyogram] ) )에 의한 생리지표가 있다. 사람의 상태는, 예를 들면, 각성 상태, 심리 상태(초조, 조바심 등), 피로 상태이다. 제 1 자극 부여 수단으로 주는 자극과 제 2 자극 부여 수단으로 주는 자극은, 같은 자극이어도 되고, 다른 자극이어도 되며, 같은 자극의 경우에는 강도, 주파수 등의 파라미터를 바꾸어 주어도 된다. 제 2 자극 부여 수단으로 주는 자극은, 물리적인 자극(예를 들면, 진동, 소리, 빛) 이외에도, 피험자를 둘러싸는 환경이나 피험자 자체의 상황 등의 자극(예를 들면, 만복(滿服)일 때, 공복일 때, 차량의 운전자의 경우에는 지체 중, 고속도로 주행, 빗속 주행, 심야 주행, 사고의 목격)이어도 된다. 따라서, 제 2 자극 부여 수단은, 물리적인 자극을 발생시키는 것 이외에, 그것들 환경이나 상황 등에 의한 자극을 주는 것도 포함한다.

본 발명의 상기 사람의 상태 검출 장치에서는, 제 1 자극 부여 수단으로 주는 자극은, 주기적으로 주어지는 구성으로 하여도 된다.

이 사람의 상태 검출 장치에서는, 제 1 자극 부여 수단에 의해 피험자에 대하여 주기적으로 자극을 주고, 자극 반응 검출 수단에 의하여 그 자극에 대한 피험자의 반응을 생리지표에 의하여 검출한다. 이와 같이 제 1 자극 부여 수단에 의하여 주기적으로 자극을 줌으로써, 사람의 정상 상태에서의 자극에 대한 생체 반응(기준값)을 정기적으로 파악할 수 있다. 그 때문에, 사람의 상태가 시시각각 변화하고, 자극에 대한 생리 반응도 크게 반응하거나 또는 작게 반응하거나 하고 있는 경우에도, 그때그때의 사람의 상태에서의 정확한 기준값을 취득할 수 있다. 그 결과, 사람의 상태를 보다 고정밀도로 검출할 수 있다.

본 발명의 상기 사람의 상태 검출 장치에서는, 제 1 자극 부여 수단으로 주는 자극은, 제 2 자극 부여 수단으로 자극을 주기 이전에 주어지는 구성으로 하여도 좋다.

이 사람의 상태 검출 장치에서는, 제 1 자극 부여 수단에 의해 피험자에 대하여 자극을 주고, 자극 반응 검출 수단에 의하여 그 자극에 대한 피험자의 반응을 생리지표에 의하여 검출한다. 그 후에, 사람의 상태 검출 장치에서는, 제 2 자극 부여 수단에 의해 피험자에 대하여 자극을 주고, 자극 반응 검출 수단에 의하여 그 자극에 대한 피험자의 반응을 생리지표에 의하여 검출한다. 이와 같이 사람의 상태를 판정하기 위한 자극 전에 제 1 자극 부여 수단에 의하여 자극을 줌으로써, 특정한 타이밍에서, 상태를 판정하기 직전에서의 사람의 정상 상태에서의 자극에 대한 생체반응(기준값)을 취득할 수 있다. 그 결과, 사람의 상태를 보다 고정밀도로 검출할 수 있다. 예를 들면, 어떤 자극에 의하여 사람의 상태가 변화할 것이라고 예상되는 경우(예를 들면, 차량을 운전하는 중에, 고속도로에 들어가거나, 또는, 지체에 말려들 것이라고 예측되는 경우), 그 자극을 받기 전에 제 1 자극 부여 수단에 의한 자극을 주어 기준값을 취득해 둠으로써, 그 자극을 받았을 때의 사람의 상태를 고정밀도로 검출할 수 있다.

도 1은, 본 실시형태에 관한 상태 추정 방법의 개요를 나타내는 도,

도 2는, 제 1 실시형태에 관한 상태 추정 시스템의 구성도,

도 3은, 제 1 실시형태에 관한 상태 변화의 프로세스의 일례로, (a)가 상태 추정용 물리자극의 입력 타이밍이고, (b)가 피부 전기 활동(EDA)의 시간 변화이고, (c)가 (b)에서 나타내는 피부 전기 활동(EDA)의 필터 처리 후(직류 성분 제거 후)의 시간 변화이다.

도 4는, 제 1 실시형태에 관한 피부 전위 반응(SPR)의 시간 변화의 일례,

도 5는, 제 1 실시에 형태에 관한 피부 전위 반응(SPR)의 상대값의 시간 변화의 일례,

도 6은, 도 2의 상태 추정 시스템에서의 처리의 흐름을 나타내는 플로우차트,

도 7은, 제 2 실시형태에 관한 상태 추정 시스템의 구성도,

도 8은, 도 7의 상태 추정 시스템에서의 이벤트 대응의 처리의 흐름을 나타내는 플로우차트,

도 9는, 도 7의 상태 추정 시스템에서의 운전 상황 대응의 처리의 흐름을 나타내는 플로우차트이다.

이하, 도면을 참조하여, 본 발명에 관한 사람의 상태 검출 장치의 실시형태를 설명한다.

본 실시형태에서는, 본 발명에 관한 사람의 상태 검출 장치를, 차량에 탑재하여, 운전자의 각성 상태를 추정하는 상태 추정 시스템에 적용한다. 본 발명에 관한 상태 추정 시스템에서는, 운전자에 대하여 참조용의 미진동(微振動)과 상태 추정용의 미진동 또는 환경을 주고, 그 각 자극에 대한 생리 반응으로서 피부 전기 활동(EDA)[특히, 피부 전위 반응(SPR)]을 검출한다. 그리고, 본 발명에 관한 상태 추정 시스템에서는, 참조용의 피부 전위 반응과 상태 추정용의 피부 전위 반응과의 변화에 의거하여 운전자의 각성 상태를 추정하고, 각성 상태가 낮은 경우에는 운전자에 대하여 주의를 환기한다. 본 실시형태에는, 참조용의 미진동을 발생시키는 타 이밍의 차이에 따라 2개의 형태가 있고, 제 1 실시형태가 참조용의 미진동을 주기적으로 주는 형태이고, 제 2 실시형태가 이벤트(예를 들면, 지체, 고속도로)의 발생이나 상태 추정이 필요한 운전 상황(예를 들면, 장시간 주행, 심야 주행)의 경우의 특정한 타이밍에서 참조용의 미진동을 주는 형태이다.

2개의 실시형태에 대하여 구체적으로 설명하기 전, 도 1을 참조하여, 상태 추정 시스템에서의 상태 추정 방법에 대하여 설명하여 둔다. 도 1은, 본 실시형태에 관한 상태 추정 방법의 개요를 나타내는 도면이다.

운전자에 대하여 참조용의 물리자극으로서 미진동(RS, RS, RS)을 주고, 그 미진동(RS, RS, RS) 에 대한 생리지표로서 피부 전기 활동(RA, RA, RA)을 각각 검출한다. 그리고, 이 각 피부 전기 활동(RA)의 처리구간(Δt)에서의 변화의 최대값 또는 평균을 구한다. 또한, 그 복수개의 최대값 또는 평균을 평균화하고, 그 평균값을 참조용의 피부 전위 반응(A)으로서 설정한다. 이 참조용의 피부 전위 반응(A)은, 운전자의 평상 상태에서의 물리자극에 대한 생리반응이고, 각성 상태를 추정하기 위한 기준값이 된다. 참조용의 물리자극을 수회(도 1의 예에서는, 3회) 주는 것은, 기준값으로서 안정된 값을 얻기 위함이고, 생리지표에 노이즈가 포함되는 경우에도 그 노이즈의 영향을 억제할 수 있다.

또, 운전자에 대하여 상태 추정용의 물리자극으로서 미진동(DS)을 주고, 그 미진동(DS)에 대한 생리지표로서 피부 전기 활동(DA)을 검출한다. 그리고, 이 피부 전기 활동(DA)으로부터 처리구간(Δt)에서의 변화의 최대값 또는 평균을 구하고, 이 최대값 또는 평균을 상태 추정용의 피부 전위 반응(x)으로서 설정한다. 이 상태 추정용의 피부 전위 반응(x)은, 운전자가 받은 자극에 대한 생리반응이고, 상태를 추정하기 위한 평가값이 된다.

참조용의 미진동(RS)과 상태 추정용의 미진동(DS)은, 구별하기 위하여, 진동의 강도, 주파수, 진동을 주는 시간 등의 파라미터를 바꾼다. 도 1에 나타내는 예에서는, 상태 추정용의 미진동(DS)의 쪽이 진동을 주는 시간이 길어져 있다. 또, 제 2 실시형태에서는, 물리자극이 아니라, 지체, 고속도로에서의 주행 등의 운전자를 둘러싸는 환경이 운전자에 대하여 자극으로서 주어지는 경우도 있다.

상태 추정용의 피부 전위 반응(x)을 설정하면, 상태 추정용의 피부 전위 반응(x)에 그 직전에 설정되어 있는 참조용의 피부 전위 반응(A)을 대응시키고, 상태 추정용의 피부 전위 반응(x)을 참조용의 피부 전위 반응(A)으로 나눈다. 이 피부 전위 반응의 상대값(x/A)은, 상태 추정용의 피부 전위 반응을 참조용의 피부 전위 반응을 기준로 하여 정규화한 정규화값이다. 따라서, 피부 전위 반응의 상대값(x/A)은, 1을 기준으로 하여 운전자의 각성 상태를 용이하게 추정할 수 있고, 1 전후가 평상 상태이며, 1보다 커질수록 각성도가 높아지는 경향에 있고, 1보다 작아질수록 각성도가 작아지는 경향에 있다.

피부 전기 활동은, 정신성 발한을 전기적으로 측정하는 생리지표이다. 피부 전기 활동 중에서도 피부 전위 반응을 이용하는 것은, 각성 상태나 초조, 조바심 등의 심리 상태의 변화를 정밀하게 표현할 수 있는 생리지표이고, 변화에 대하여 생리반응의 시정수(時定數)도 작다고 일반적으로 생각되고 있기 때문이다.

또한, 이렇게 하여 구해지는 피부 전위 반응의 상대값에 의거하는 각성 상태 의 추정의 타당성을 평가하기 위하여, 여러가지 피험자에 대하여, 미진동을 주어 피부 전위 반응의 상대값을 구함과 동시에 관능 평가도 실시하였다. 그리고, 피부 전위 반응의 상대값과 관능 평가값을 비교하면, 피부 전위 반응의 상대값에 의거하는 각성 상태와 관능 평가값에 의한 각성 상태가 동일한 경향이 얻어지고, 양호한 결과가 얻어졌다. 관능 평가는, 피험자에 의한 능동적인 태스크(예를 들면, 자극에 대한 버튼 조작, 질문에 대한 회답)를 부과함으로써 주관적인 평가와 피험자의 얼굴을 촬상한 화상에 의거하는 얼굴의 표정 변화에 의한 객관적인 평가를 종합적으로 판단하여 얻어진 것이다.

그러면, 도 2∼5를 참조하여, 제 1 실시형태에 관한 상태 추정 시스템(1)에 대하여 설명한다. 도 2는, 제 1 실시형태에 관한 상태 추정 시스템의 구성도이다. 도 3은, 제 1 실시형태에 관한 상태 변화의 프로세스의 일례로, (a)가 상태 추정용 물리자극의 입력 타이밍이고, (b)가 피부 전기 활동(EDA)의 시간 변화이며, (c)가 (b)에서 나타내는 피부 전기 활동(EDA)의 필터 처리 후(직류 성분 제거 후)의 시간 변화이다. 도 4는, 제 1 실시형태에 관한 피부 전위 반응(SPR)의 시간 변화의 일례 이다. 도 5는, 제 1 실시형태에 관한 피부 전위 반응(SPR)의 상대값의 시간 변화의 일례이다.

상태 추정 시스템(1)은, 정기적으로 운전자의 각성 상태를 추정한다. 그것을 위하여, 상태 추정 시스템(1)에서는, 운전자에 대하여 주기적으로 참조용의 미진동을 주고, 참조용의 피부 전위 반응을 정기적으로 취득한다. 또한, 상태 추정 시스템(1)에서는, 참조용의 미진동을 준 후에 상태 추정용의 미진동을 주고, 상태 추정 용의 피부 전위 반응을 취득한다. 상태 추정 시스템(1)은, 진동 발생 장치(10), 피부 전기 활동 센서(20), 증폭기(21), 스피커(30), 디스플레이(31) 및 ECU[Electronic Control Unit](41)를 구비하고 있다.

또한, 제 1 실시형태에서는, 진동 발생 장치(10)가 특허청구의 범위에 기재하는 제 1 자극 부여 수단 및 제 2 자극 부여 수단에 상당하고, 피부 전기 활동 센서(20)가 특허청구의 범위에 기재하는 자극 반응 검출 수단에 상당하며, ECU(41)가 특허청구의 범위에 기재하는 상태 판정 수단에 상당한다.

진동 발생 장치(10)는, 진동을 발생시키는 장치이고, 운전자에게 참조용의 미진동과 상태 추정용의 미진동 및 주의 환기용의 진동을 준다. 진동 발생 장치(10)는, 운전석의 시트의 여러 군데에 내장된다. 내장하는 위치나 개수는, 임의이고, 예를 들면, 운전자의 등, 허리, 넓적다리 부분의 좌우 한 군데씩 모두 6개 내장한다. 진동 발생 장치(10)는, 발생시키는 진동의 강도, 주파수, 발생시키는 시간 등의 파라미터가 가변이다. 진동 발생 장치(10)에서는, ECU(41)로부터 진동 발생 신호를 수신하면, 그 진동 발생 신호에 나타나는 파라미터에 따른 진동을 발생시킨다.

진동 발생 장치(10)에서 발생시키는 모든 진동은, 차량에서 발생하는 진동과 구별하기 위하여, 차량에서 발생하는 진동과는 분명히 다른 강도, 주파수의 파라미터가 설정된다. 참조용과 상태 추정용의 미진동은, 운전자에 대하여 불쾌감을 주지 않기 때문에, 작은 강도의 파라미터가 설정된다. 또, 참조용의 미진동과 상태 추정용의 미진동은, 구별하기 위하여, 주파수나 미진동을 주는 시간이 다른 파라미터가 설정된다. 주의 환기용의 진동은, 운전자의 각성 상태를 상승시킬 필요가 있으므로, 큰 강도의 파라미터가 설정된다.

피부 전기 활동 센서(20)는, 피부 전기 활동{특히, 피부 전위 활동(SPA[Skin Potential Activity])}을 검출하는 센서이다. 피부 전기 활동 센서(20)는, 운전자의 정신성 발한을 검출하기 위하여, 운전자의 손바닥이 접촉하는 스티어링휠(steering wheel)의 좌우에 각각 설치된다. 피부 전기 활동 센서(20)에서는, 피부 전기 활동을 검출하면, 그 검출 신호를 증폭기(21)에 송신한다. 증폭기(21)에서는, 검출 신호를 증폭하고, 그 증폭한 검출 신호를 ECU(41)에 송신한다. 덧붙여서 말하면, 사람은, 각성 상태가 높을 때에는 자극에 대하여 정신성 발한이 생기기 쉬운 경향에 있고, 각성 상태가 낮을 때에는 정신성 발한이 생기기 어려운 경향에 있다.

스피커(30), 디스플레이(31)는, 차량 내의 각 시스템과 공용으로 이용되고, 상태 추정 시스템(1)에서는 운전자에 대한 주의 환기를 행할 때에 이용된다. 스피커(30)에서는, ECU(41)로부터 음성 신호를 수신하면, 그 음성 신호에 따라 음성을 출력한다. 디스플레이(31)에서는, ECU(41)로부터의 화상 신호를 수신하면, 그 화상 신호에 따라 화상을 표시한다.

ECU(41)는, CPU[Central Processing Unit], ROM[Read Only Memory], RAM[Random Access Memory] 등으로 이루어지고, 상태 추정 시스템(1)을 통괄 제어한다. ECU(41)에서는, 참조용의 미진동을 발생시키기 위한 진동 발생 신호를 주기적으로 송신함과 동시에, 상태 추정용의 미진동을 발생시키기 위한 진동 발생 신호 를 진동 발생 장치(10)에 송신한다. 그리고, ECU(41)에서는, 피부 전기 활동 센서(20)의 검출 신호를 증폭기(21)에서 증폭한 신호를 수신하고, 그 신호에 의거하여 참조용의 피부 전위 반응과 상태 추정용의 피부 전위 반응으로부터 운전자의 각성 상태를 추정한다. 또한, ECU(41)에서는, 각성 상태가 운전에 지장을 초래하는 레벨인 경우, 스피커(30), 디스플레이(31) 및 진동 발생 장치(10)를 사용하여 운전자에 대하여 주의를 환기한다.

ECU(41)에서는, 소정 주기가 경과할 때마다, 참조용의 미진동의 파라미터를 나타낸 진동 발생 신호를 진동 발생 장치(10)에 송신한다. 이 때, ECU(41)에서는, 일정 시간마다, 규정 횟수분의 진동 발생 신호를 송신한다. 소정 주기는, 운전자의 평상 상태에서의 피부 전위 반응을 정기적으로 취득하기 위한 주기이고, 임의의 시간(예를 들면, 수십분)이면 된다. 일정 시간은, 참조용의 미진동을 준 후에 피부 전위 반응을 검출 가능한 시간보다 조금 여유를 가지게 한 시간이다. 규정 횟수는, 운전자의 정상 상태에서의 미진동에 대한 피부 전위 반응으로서 안정된 값을 취득하기 위한 횟수이고, 임의의 횟수(예를 들면, 수회)이면 된다.

ECU(41)에서는, 소정 타이밍에서, 상태 추정용의 미진동의 파라미터를 나타낸 진동 발생 신호를 진동 발생 장치(10)에 송신한다. 소정 타이밍은, 참조용의 미진동의 발생 타이밍에 링크한 타이밍이어도 되고, 참조용의 미진동의 발생 타이밍에 링크하지 않은 타이밍이어도 된다. 도 3(a)에는, 운전자의 각성 상태를 추정하기 위한 물리자극의 입력 타이밍인 상태 추정용 미진동의 발생의 트리거(trigger)의 일례를 나타내고 있다. 이 트리거는 참조용 미진동의 발생의 트리거에 링크되어 있고, 참조용 미진동의 발생의 트리거가 이 상태 추정용 트리거의 직전에 있다.

ECU(41)에서는, 참조용의 미진동 및 상태 추정용의 미진동을 발생시킬 때 마다, 같은 방법에 의하여, 증폭기(21)로부터의 증폭 검출 신호(피부 전기 활동)에 의거하여 각 미진동에 대한 피부 전위 반응을 검출한다. 도 3b에는, 피부 전기 활동의 시간 변화의 일례를 나타내고 있다. 먼저, ECU(41)에서는, 피부 전기 활동을 필터 처리하고, 피부 전기 활동으로부터 직류 성분(피부 전위 수준)을 제거한다. 도 3c에는, 도 3b의 피부 전기 활동으로부터 직류 성분을 제거한 신호의 시간 변화를 나타내고 있고, 0을 중심으로 하여 변동하고 있다.

그리고, ECU(41)에서는, 그 직류 성분을 제거한 피부 전기 활동의 각 처리구간[참조용의 미진동을 발생 직후의 처리구간(Δt) 또는 상태 추정용의 미진동을 발생 직후의 처리구간(Δt)]에서 최대값과 최소값을 추출하고, 그 최대값과 최소값의 차(절대 최대값 : 즉, 처리구간에서의 Peak-to-Peak)를 산출한다. 이 절대 최대값이, 각 미진동에 대한 피부 전위 반응이다. 특히, 참조용의 경우, ECU(41)에서는, 규정 횟수분의 참조용의 피부 전위 반응을 각각 구하고, 그 평균값을 산출하며, 그 평균값을 참조용의 피부 전위 반응으로 한다. 도 4에는, 상태 추정용의 미진동을 발생시킨 후에 검출한 피부 전위 반응의 일례를 나타내고 있다.

ECU(41)에서는, 상태 추정용의 피부 전위 반응을 검출할 때마다, 그 검출한 직전에 검출하고 있는 참조용의 피부 전위 반응을 이용하여, 상태 추정용의 피부 전위 반응을 참조용의 피부 전위 반응으로 나누고, 피부 전위 반응의 상대값(정규화값)을 구한다. 피부 전위 반응의 상대값이 1 전후인 경우, 운전자가 평상 상태에 있다고 추정할 수 있다. 피부 전위 반응의 상대값이 1보다 클수록, 운전자가 평상 상태일 때보다 큰 생체 반응을 나타내고 있어, 각성 상태가 높은 경향에 있다고 추정할 수 있다. 피부 전위 반응의 상대값이 1보다 작을수록, 운전자가 평상 상태일 때보다 작은 생체 반응밖에 나타내지 않아, 각성도가 낮은 경향에 있다고 추정할 수 있다. 도 5에는, 피부 전위 반응의 상대값의 시간 변화의 일례를 나타내고 있다.

ECU(41)에서는, 피부 전위 반응의 상대값을 구할 때마다, 그 상대값이 문턱값 이하인지의 여부를 판정한다. 문턱값은, 운전자가 운전에 지장을 초래할 정도로 각성도가 낮은 레벨(주의력이 저하되어 있는 레벨)인지의 여부를 판정하기 위한 문턱값이고, 1 미만의 값이 설정된다. ECU(41)에서는, 피부 전위 반응의 상대값이 문턱값 이하라고 판정된 경우, 운전자에 대하여 주의를 환기하기 위한 음성 메시지 및 화상을 생성하고, 그 음성 데이터로 이루어지는 음성 신호를 스피커(30)에 송신함과 동시에 그 화상 데이터로 이루어지는 화상 신호를 디스플레이(31)에 송신한다. 또, ECU(41)에서는, 운전자에 대하여 각성 상태를 상승시키기 위한 비교적 강한 진동을 발생시키기 위한 파라미터의 진동 발생 신호를 설정하고, 진동 발생 장치(10)에 송신한다. 또, 피부 전위 반응의 상대값을 판정하기 위한 문턱값으로서는, 1단계만 설정하여도 되고, 또는, 복수 단계 설정하고, 표시, 음성, 진동에 의한 주의 환기를 단계적으로 주도록 하여도 된다.

도 2를 참조하여, 도 6의 플로우차트를 따라, 상태 추정 시스템(1)의 동작에 대하여 설명한다. 여기서는, 참조용 미진동을 발생시킬 때마다 상태 추정용 미진동 도 발생시키는 경우에 대하여 설명한다. 도 6은, 도 2의 상태 추정 시스템에서의 처리의 흐름을 나타내는 플로우차트이다.

피부 전기 활동 센서(20)에서는, 운전자의 손바닥에서의 발한을 검출하고, 그 검출 신호를 증폭기(21)에 송신하고 있다. 증폭기(21)에서는, 피부 전기 활동 센서(20)로부터의 검출 신호를 증폭하고, 그 증폭한 검출 신호를 ECU(41)에 송신하고 있다.

ECU(41)에서는, 상태 추정 처리를 종료할지의 여부를 판정한다(S10). S10에서 종료라고 판정한 경우, ECU(41)에서는, 상태 추정 처리를 종료한다. 또한, 각성 상태의 추정은, 운전 중인 모든 기간에서 실시하여도 되고, 또는, 운전 중의 소정 기간만 실시하여도 된다.

S10에서 종료하지 않는다고 판정하고 있는 사이, ECU(41)에서는, 전회 참조용의 미진동을 발생시키고 나서 소정 주기가 경과하였는지의 여부를 판정하고(S11), 소정 주기 경과하지 않은 경우에는 소정 주기 경과할 때까지 기다린다. S11에서 소정 주기가 경과하였다고 판정되면, ECU(41)에서는, 참조용의 미진동을 발생시키기 위한 진동 발생 신호를 설정하고, 진동 발생 장치(10)에 송신한다(S12). 이 진동 발생 신호를 수신하면, 진동 발생 장치(10)에서는, 참조용의 미진동을 발생시킨다(S12). ECU(41)에서는, 참조용의 진동 발생 신호를 송신 후의 일정 시간 경과할 때마다, 참조용 미진동을 규정 횟수 발생시켰는지의 여부를 판정하고, 규정 횟수 발생시키고 있지 않은 경우에는 S12의 처리로 되돌아간다(S13). 이에 따라, 운전자는, 정기적으로, 시트로부터 미진동을 수회 느낀다.

ECU(41)에서는, 참조용의 미진동을 발생시킬 때마다, 증폭기(21)에서의 증폭 검출 신호에 의거하여 참조용의 미진동 발생 직후의 피부 전기 활동을 해석하고, 참조용의 미진동에 대한 피부 전위 반응을 검출한다(S14). 그리고, ECU(41)에서는, 규정 횟수분의 참조용의 미진동에 대한 각 피부 전위 반응을 평균화하고, 그 평균값을 금회의 참조용의 피부 전위 반응으로서 설정한다(S14). 여기서, 정기적으로, 운전자의 평상 상태에서의 미진동에 대한 피부 전위 반응이 구해진 것이 된다.

계속해서, ECU(41)에서는, 상태 추정용의 미진동을 발생시키기 위한 진동 발생 신호를 설정하고, 진동 발생 장치(10)에 송신한다(S15). 이 진동 발생 신호를 수신하면, 진동 발생 장치(10)에서는, 상태 추정용의 미진동을 발생시킨다(S15). 이에 따라, 운전자는, 정기적으로, 시트로부터 미진동을 1회 느낀다.

ECU(41)에서는, 상태 추정용의 미진동을 발생시킬 때마다, 증폭기(21)에서의 증폭 검출 신호에 의거하여 상태 추정용의 미진동 발생 직후의 피부 전기 신호를 해석하고, 상태 추정용의 미진동에 대한 피부 전위 반응을 설정한다(S16). 여기서, 운전자의 각성 상태를 판정하기 위한 미진동에 대한 피부 전위 반응이 구해진 것이 된다.

상태 추정용의 피부 전위 반응을 구하면, ECU(41)에서는, 이 상태 추정용의 피부 전위 반응을 그 직전의 참조용의 피부 전위 반응으로 나누어, 피부 전위 반응의 상대값을 산출한다(S17). 여기서, 가장 근접하게 구해진 운전자의 평상 상태에서의 피부 전위 반응을 기준으로 하여, 운전자의 각성 상태를 판정하기 위한 지표가 구해진 것이 된다.

그리고, ECU(41)에서는, 이 피부 전위 반응의 상대값에 의거하여 운전자의 각성도를 추정하고(S18), 운전자의 상태가 운전에 지장이 있는 레벨 이하인지의 여부(구체적으로는, 피부 전위 반응의 상대값이 문턱값 이하인지의 여부)를 판정한다(S19). S19에서 운전에 지장 없다고 판정한 경우, ECU(41)에서는, S10의 처리로 되돌아간다.

S19에서 운전에 지장이 있다고 판정한 경우, ECU(41)에서는, 주의를 환기하기 위한 안내를 행하는 음성 메시지 및 화상을 생성하고, 그 음성 신호를 스피커(30)에 송신함과 동시에 화상 신호를 디스플레이(31)에 송신한다(S20). 이 음성 신호를 수신하면, 스피커(30)에서는, 음성 신호에 따라 주의 환기 메시지를 출력한다(S20). 또, 이 화상 신호를 수신하면, 디스플레이(31)에서는, 화상 신호에 따라 주의 환기 화상을 표시한다(S20). 또한, ECU(41)에서는, 운전자의 각성도를 상승시키기 위한 진동 발생 신호를 생성하고, 그 진동 발생 신호를 진동 발생 장치(10)에 송신한다(S20). 이 진동 발생 신호를 수신하면, 진동 발생 장치(10)에서는, 강한 진동을 발생한다. 이것들의 음성, 표시, 진동에 의하여, 운전자는, 각성도가 상승하고, 운전에 대한 주의력이 증가한다.

이 상태 추정 시스템(1)에 의하면, 운전자에게 불쾌감을 주지 않는 자극을 주고, 그 자극에 대한 피부 전위 반응의 변화로부터 상태를 추정하고 있기 때문에, 운전자에게 부하를 주지 않고(즉, 운전자가 능동적인 태스크를 행할 필요가 없고), 운전자의 각성 상태를 객관적인 정보에 의거하여 고정밀도로 추정할 수 있다. 운전자는, 상태 추정에 의하여 운전 자체가 소홀해지지 않고, 각성 상태가 저하하였을 때에는 주의가 환기된다. 이에 따라, 안전성이 향상된다.

특히, 상태 추정 시스템(1)에서는, 운전자에 대하여 소정 주기마다 미진동을 주기 때문에, 운전자의 평상 상태에서의 미진동에 대한 피부 전위 반응을 정기적으로 파악할 수 있다. 그 때문에, 운전자의 각성 상태를 추정할 때에는 그 아주 가까이에서 취득한 운전자의 평상 상태에서의 미진동에 대한 피부 전위 반응(기준값)을 이용함으로써, 운전자의 각성 상태를 보다 고정밀도로 추정할 수 있다. 운전자의 상태는 시시각각으로 변화하고 있어, 미진동에 대한 생리반응도 크게 반응할 때도 있고, 조금밖에 반응하지 않을 때도 있다. 따라서, 상태를 판정할 때의 아주 가까이에서의 기준값을 사용함으로써, 운전자의 각성 상태를 정확하게 추정할 수 있다.

도 7을 참조하여, 제 2 실시형태에 관한 상태 추정 시스템(2)에 대하여 설명한다. 도 7은, 제 2 실시형태에 관한 상태 추정 시스템의 구성도이다. 상태 추정 시스템(2)에서는, 제 1 실시형태에 관한 상태 추정 시스템(1)과 같은 구성에 대해서는 동일한 부호를 붙이고, 그 설명을 생략한다.

상태 추정 시스템(2)은, 운전자의 상태를 추정할 필요가 있을 때만 운전자의 각성 상태를 추정한다. 그 때문에, 상태 추정 시스템(2)에서는, 이벤트가 발생하는 것이 예상될 때마다 그 이벤트 발생 전에 참조용의 미진동을 주고, 참조용의 피부 전위 반응을 취득한다. 또한, 상태 추정 시스템(2)에서는, 이벤트가 발생하면, 그 이벤트 발생 중에 상태 추정용의 피부 전위 반응을 취득한다. 이 이벤트로서는, 운전 중에 운전자가 놓여진 환경으로, 예를 들면, 지체, 고속도로에서의 주행이다. 또, 상태 추정 시스템(2)에서는, 상태 추정이 필요한 상황일 때에 참조용의 미진동 을 주고, 참조용의 피부 전위 반응을 취득한다. 또한, 상태 추정 시스템(2)에서는, 참조용의 피부 전위 반응을 취득 후에 상태 추정용의 미진동을 주고, 상태 추정용의 피부 전위 반응을 취득한다. 이 상태 추정이 필요한 상황으로서는, 운전자의 운전 상황으로, 예를 들면, 운전 개시 후 장시간 경과, 심야 운전이다. 상태 추정 시스템(2)은, 진동 발생 장치(10), 네비게이션 시스템(11), VICS[Vehicle Information and Communication System] 수신장치(12), 피부 전기 활동 센서(20), 증폭기(21), 스피커(30), 디스플레이(31) 및 ECU(42)를 구비하고 있다.

또한, 제 2 실시형태에서는, 진동 발생 장치(10)가 특허청구의 범위에 기재하는 제 1 자극 부여 수단 및 제 2 자극 부여 수단에 상당하고, 주행 중에 운전자가 놓여지는 환경 자체도 특허청구의 범위에 기재하는 제 2 자극 부여 수단에 상당하고, 피부 전기 활동 센서(20)가 특허청구의 범위에 기재하는 자극 반응 검출 수단에 상당하고, ECU(42)가 특허청구의 범위에 기재하는 상태 판정 수단에 상당한다.

네비게이션 시스템(11)은, 자기 차의 현재 위치 및 진행을 검출함과 동시에, 설정된 목적지까지의 경로를 탐색하고, 그 경로를 따라 주행하도록 음성이나 표시에 의해 안내를 행한다. 네비게이션 시스템(11)에서는, 현재 주행하고 있는 도로 정보나 목적지까지의 경로 정보 등을 포함하는 네비게이션 신호를 ECU(42)에 송신한다. VICS 수신장치(12)는, 노상에 설치되는 비콘(beacon)에서의 VICS 신호 또는 FM 다중 방송에 의한 VICS 신호를 수신하고, 그 VICS 신호를 복조하여, 복조한 VICS 신호를 ECU(42)에 송신한다. 또한, 네비게이션 시스템(11)에서 VICS 신호를 수신하고 있는 경우, 네비게이션 시스템(11)에서 VICS 정보를 취득하여도 되고, 그 경우에는 VICS 수신장치(12)는 필요없다.

ECU(42)는, CPU, ROM, RAM 등으로 이루어지고, 상태 추정 시스템(2)을 통괄 제어한다. ECU(42)에서는, 네비게이션 시스템(11)으로부터의 네비게이션 신호나 VICS 수신장치(12)로부터의 VICS 신호를 수신하고, 이벤트(지체 등)가 발생하는 경우에는 그 이벤트 발생 전에 참조용의 미진동을 발생시키기 위한 진동 발생 신호를 진동 발생 장치(10)에 송신한다. 또, ECU(42)에서는, 운전 상황이 상태 추정이 필요한 상황(예를 들면, 장시간 주행 등)일 때에는 참조용의 미진동을 발생시키기 위한 진동 발생 신호를 진동 발생 장치(10)에 송신함과 동시에, 그 후에 상태 추정용의 미진동을 발생시키기 위한 진동 발생 신호를 진동 발생 장치(10)에 송신한다. 그리고, ECU(42)에서는, 피부 전기 활동 센서(20)의 검출 신호를 증폭기(21)에서 증폭한 신호를 수신하고, 그 신호에 의거하여 참조용의 피부 전위 반응과 상태 추정용의 피부 전위 반응으로부터 운전자의 각성 상태를 추정한다. 또한, ECU(42)에서는, 각성 상태가 운전에 지장을 초래하는 레벨인 경우, 스피커(30), 디스플레이(31) 및 진동 발생 장치(10)를 사용하여 운전자에 대하여 주의를 환기한다.

먼저, 이벤트 대응의 처리에 대하여 설명한다. ECU(42)에서는, 네비게이션 신호에 의한 경로정보, 도로정보나 VICS 신호에 의한 지체정보에 의거하여 이벤트가 소정 시간 이내에 발생하는지의 여부를 판정한다. 이벤트는, 운전자의 각성 상태가 저하할 가능성이 있는 운전환경이고, 예를 들면, 고속도로에의 진입, 지체에의 진입이다. 소정 시간은, 참조용의 미진동을 규정 횟수 주고, 참조용의 피부 전 위 반응을 검출 가능한 시간보다 여유를 가지게 한 시간이다. ECU(42)에서는, 소정 시간 이내에 이벤트가 발생하는 경우, 제 1 실시형태와 마찬가지로, 참조용의 미진동의 파라미터를 나타낸 진동 발생 신호를 진동 발생 장치(10)에 규정 횟수분 송신한다.

ECU(42)에서는, 참조용의 미진동을 발생시킨 경우 및 이벤트가 발생 중에, 제 1 실시형태와 같은 방법에 의하여, 참조용의 피부 전위 반응과 상태 추정용의 피부 전위 반응을 각각 검출한다. 또한, 상태 검출용의 피부 전위 반응으로서 이벤트 발생 중의 피부 전위 반응을 검출하기 때문에, ECU(42)에서는, 네비게이션 신호나 VICS 신호에 의거하여 이벤트 발생 중인지의 여부를 판정하고, 이벤트가 발생하고 있을 때의 피부 전기 활동으로부터 상태 추정용의 피부 전위 반응을 검출한다.

다음에, 운전 상황 대응의 처리에 대하여 설명한다. ECU(42)에서는, 운전 개시부터의 시간 경과나 운전 중의 시각 등으로부터 운전 상황으로서 상태 추정이 필요한 상황인지의 여부를 판정한다. 상태 추정이 필요한 상황으로서는, 운전자의 각성 상태가 저하할 것으로 예측되는 운전 상황이고, 예를 들면, 운전 개시후로부터 수시간이 경과한 경우(장시간 운전), 오전 0시∼이른 아침 사이에서의 운전의 경우(심야 운전), 오후 0시 전후나 오후 7시 전후에 운전을 개시한 경우(식후 운전)이다. ECU(42)에서는, 상태 추정이 필요한 상황의 경우, 제 1 실시형태와 마찬가지로, 참조용의 미진동의 파라미터를 나타낸 진동 발생 신호를 진동 발생 장치(10)에 규정 횟수분 송신한다. 또한, ECU(42)에서는, 참조용의 미진동을 발생시킨 후, 제 1 실시형태와 마찬가지로, 상태 추정용의 미진동의 파라미터를 나타낸 진동 발생 신호를 진동 발생 장치(10)에 송신한다.

ECU(42)에서는, 참조용의 미진동을 발생시킨 경우 및 상태 추정용의 미진동을 발생시킨 경우, 제 1 실시형태와 동일한 방법에 의하여, 참조용의 피부 전위 반응과 상태 추정용의 피부 전위 반응을 각각 검출한다.

ECU(42)에서는, 상태 추정용의 피부 전위 반응을 검출하면, 검출한 참조용의 피부 전위 반응과 상태 추정용의 피부 전위 반응을 사용하여, 제 1 실시형태와 동일한 방법에 의하여, 피부 전위 반응의 상대값을 구한다. 그리고, ECU(42)에서는, 제 1 실시형태와 마찬가지로, 피부 전위 반응의 상대값과 문턱값과의 판정을 행하고, 피부 전위 반응의 상대값이 문턱값 이하라고 판정한 경우에는 주의를 환기하기 위한 각 신호를 송신한다.

도 7을 참조하여, 상태 추정 시스템(2)의 동작에 대하여 설명한다. 여기서는, 먼저, 도 8의 플로우차트를 따라 이벤트 발생 대응의 동작에 대하여 설명하고, 다음에, 도 9의 플로우차트를 따라 운전 상황 대응의 동작에 대하여 설명한다. 도 8은, 도 7의 상태 추정 시스템에서의 이벤트 대응의 처리의 흐름을 나타내는 플로우차트이다. 도 9는, 도 7의 상태 추정 시스템에서의 운전 상황 대응의 처리의 흐름을 나타내는 플로우차트이다.

제 1 실시형태와 마찬가지로, 피부 전기 활동 센서(20)에서 운전자의 손바닥으로부터의 발한을 검출하고, 그 검출 신호가 증폭기(21)에서 증폭되고, 증폭된 검출 신호가 ECU(42)에 송신되어 있다. 또, 네비게이션 시스템(11)에서는, 현재 위치 검출이나 경로 안내 등을 행하고, 도로정보나 경로정보 등을 포함하는 네비게이션 신호를 ECU(42)에 송신하고 있다. VICS 수신장치(12)에서는, VICS 신호를 수신하고, 복조한 VICS 신호를 ECU(42)에 송신하고 있다.

먼저, 이벤트 대응의 처리에 대하여 설명한다. ECU(42)에서는, 상태 추정 처리를 종료할지의 여부를 판정한다(S30). S30에서 종료라고 판정한 경우, ECU(42)에서는, 상태 추정 처리를 종료한다.

S30에서 종료하지 않는다고 판정하고 있는 동안, ECU(42)에서는, 네비게이션 신호나 VICS 신호에 의거하여 소정 시간 이내에 이벤트가 발생하는지의 여부를 판정하고(S31), 소정 시간 이내에 이벤트가 발생하지 않는 경우에는 이벤트가 발생할 때까지 기다린다. S31에서 소정 시간 이내에 이벤트가 발생한다고 판정하면, ECU(42)에서는, 제 1 실시형태에서의 S12, S13과 동일한 처리에 의하여 규정 횟수분의 참조용의 진동 발생 신호를 진동 발생 장치(10)에 송신한다(S32, S33). 그렇게 하면, 진동 발생 장치(10)에서는, 참조용의 미진동을 규정 횟수 발생시킨다(S32). 이에 따라, 운전자는, 이벤트 발생 전에, 시트로부터 미진동을 수회 느낀다.

ECU(42)에서는, 참조용의 미진동을 발생시키면, 제 1 실시형태에서의 S14와 동일한 처리에 의하여 피부 전기 신호를 해석하고, 참조용의 피부 전위 반응을 설정한다(S34). 여기서, 이벤트 직전에, 운전자의 평상 상태에서의 미진동에 대한 피부 전위 반응이 구해진 것이 된다.

ECU(42)에서는, 네비게이션 신호나 VICS 신호에 의거하여 이벤트가 발생하고 있는지의 여부를 판정한다. 그리고, 이벤트 발생 중이라고 판정한 경우, ECU(42)에 서는, 제 1 실시형태에서의 S16과 동일한 처리에 의하여 피부 전기 신호를 해석하고, 상태 추정용의 피부 전위 반응을 설정한다(S35). 여기서, 운전자의 이벤트 발생 중에 있어서의 피부 전위 반응이 구해진 것이 된다.

상태 추정용의 피부 전위 반응을 구하면, ECU(42)에서는, 이벤트 발생 중의 상태 추정용의 피부 전위 반응을 이벤트 발생 직전의 참조용의 피부 전위 반응으로 나누어, 피부 전위 반응의 상대값을 산출한다(S36). 여기서, 이벤트 직전에 구해진 운전자의 평상 상태에서의 피부 전위 반응을 기준으로 하여, 이벤트 발생 중의 운전자의 각성 상태를 판정하기 위한 지표가 구해진 것이 된다.

또, S37∼S39에서의 각 동작에 대해서는, 제 1 실시형태에서의 S18∼S20에서의 각 동작과 동일한 동작이기 때문에, 그 설명을 생략한다.

다음에, 운전 상황 대응의 처리에 대하여 설명한다. ECU(42)에서는, 상태 추정 처리를 종료할지의 여부를 판정한다(S40). S40에서 종료라고 판정한 경우, ECU(42)에서는, 상태 추정 처리를 종료한다.

S40에서 종료하지 않는다고 판정하고 있는 동안, ECU(42)에서는, 운전 상황이 상태 추정이 필요한 상황인지의 여부를 판정하고(S41), 상태 추정이 필요하지 않은 경우에는 그러한 운전 상황이 될 때까지 기다린다. S41에서 상태 추정이 필요한 상황이라고 판정하면, ECU(42)에서는, 제 1 실시형태에서의 S12, S13과 동일한 처리에 의하여, 규정 횟수분의 참조용의 진동 발생 신호를 진동 발생 장치(10)에 송신한다(S42, S43). 그렇게 하면, 진동 발생 장치(10)에서는, 참조용의 미진동을 규정 횟수 발생시킨다(S42). 이에 따라, 운전자는, 각성 상태가 저하할 가능성이 있는 운전 상황 하에서, 시트로부터 미진동을 수회 느낀다.

ECU(42)에서는, 참조용의 미진동을 발생시키면, 제 1 실시형태에서의 S14와 동일한 처리에 의하여, 피부 전기 신호를 해석하고, 참조용의 피부 전위 반응을 설정한다(S44). 여기서, 각성 상태가 저하할 가능성이 있는 운전 상황하에서의 기준이 되는 피부 전위 반응이 구해진 것이 된다.

ECU(42)에서는, 참조용의 피부 전위 반응을 설정 후, 제 1 실시형태에서의 S15와 동일한 처리에 의하여, 상태 추정용의 진동 발생 신호를 진동 발생 장치(10)에 송신한다(S45). 그렇게 하면, 진동 발생 장치(10)에서는, 상태 추정용의 미진동을 발생시킨다(S45). 이에 따라, 운전자는, 시트로부터 미진동을 1회 느낀다.

ECU(42)에서는, 상태 추정용의 미진동을 발생시키면, 제 1 실시형태에서의 S16과 동일한 처리에 의하여, 피부 전기 신호를 해석하고, 상태 추정용의 피부 전위 반응을 설정한다(S46). 여기서, 각성 상태가 저하할 가능성이 있는 운전 상황 하에서의 운전자의 각성 상태를 판정하기 위한 피부 전위 반응이 구해진 것이 된다.

상태 추정용의 피부 전위 반응을 구하면, ECU(42)에서는, 이 상태 추정이 필요한 운전 상황에서의 상태 추정용의 피부 전위 반응을 참조용의 피부 전위 반응으로 나누어, 피부 전위 반응의 상대값을 산출한다(S47). 여기서, 각성 상태가 저하할 가능성이 있는 운전 상황 하에서의 운전자의 각성 상태를 판정하기 위한 지표가 구해진 것이 된다.

또한, S48∼S50에서의 각 동작에 대해서는, 제 1 실시형태에서의 S18∼S20에 서의 각 동작과 동일한 동작이기 때문에, 그 설명을 생략한다.

이 상태 추정 시스템(2)에 의하면, 제 1 실시형태와 마찬가지로, 운전자에게 부하를 주지 않고, 운전자의 각성 상태를 객관적인 정보에 의거하여 고정밀도로 추정할 수 있다. 특히, 상태 추정 시스템(2)에서는, 이벤트나 운전 상황에 의거하는 특정한 타이밍에서 참조용의 미진동을 주기 때문에, 그 특정한 타이밍에서의 기준이 되는 피부 전위 반응을 파악할 수 있다. 그 때문에, 운전자의 상태를 추정하고 싶은 환경이나 운전 상황일 때에는 언제라도, 운전자의 각성 상태를 고정밀도로 추정할 수 있다.

이상, 본 발명에 관한 실시형태에 대하여 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시형태에 한정되지 않고 여러가지 형태로 실시된다.

예를 들면, 본 실시형태에서는 차량에 탑재되고, 차량의 운전자의 상태로서 각성도(각성 상태)를 추정하는 장치에 적용하였으나, 다른 교통수단의 운전자, 각종 플랜트의 감시자, 야간 종업원 등의 여러가지 사람의 상태를 추정하기 위하여 이용하여도 되고, 각성 상태 이외에 심리 상태(초조, 조바심, 싫증), 피로 상태 등의 다른 상태를 추정하는 장치에 적용하여도 된다.

또, 본 실시형태에서는 사람에게 주는 물리자극으로서 좌석에서 발생시킨 진동을 이용하였으나, 물리자극으로서는 여러가지 것을 이용할 수 있고, 예를 들면, 소리, 빛 등의 다른 물리자극을 발생시켜도 되고, 또는, 기기로부터 정상적으로 나오는 진동, 빛, 소리 등을 이용하여도 된다.

또, 본 실시형태에서는 시스템측에서 참조용과 상태 추정용의 양쪽의 물리자 극을 주는 경우에는 좌석으로부터의 미진동에 의한 동일한 물리자극(같은 물리자극이기는 하나, 진동을 주는 시간, 진동의 강도, 진동의 주기 등의 파라미터를 참조용과 상태 추정용으로 바꾸고 있다)을 주는 구성으로 하였으나, 다른 물리자극을 주는 구성으로 하여도 된다.

또, 본 실시형태에서는 생리지표로서 피부 전기 활동(EDA), 특히, 피부 전위 반응(SPR)을 이용하였으나, 여러가지 생리지표를 이용할 수 있고, 예를 들면, 안구전도(EOG)에 의한 생리지표(눈 깜빡거림 등), 뇌파(EEG)에 의한 생리지표(α파, β파 등), 심전도(ECG)에 의한 생리지표(심박수 등), 근전도(EMG)에 의한 생리지표 등을 이용하여도 되고, 또, 피부 전기 활동 중에서도 피부 저항 수준(SRL), 피부 저항 반응(SRR), 피부 전위 수준(SPL) 등의 다른 생리지표를 이용하여도 된다. 또한, 하나의 생리지표만으로 상태를 추정하는 것은 아니고, 복수의 생리지표를 조합하여 상태를 추정하도록 하여도 된다.

또, 본 실시형태에서는 각성 상태가 운전에 지장을 주는 레벨 이하가 된 경우에는 화상 표시, 음성 출력, 진동 등에 의하여 주의를 환기하는 구성으로 하였으나, 경보 버저 등의 다른 수단으로 주의를 환기하는 구성으로 하여도 되고, 또는, 상태가 운전에 지장을 주는 레벨 이하가 된 경우에는 운전 지원 시스템[예를 들면, 사전 충돌 방지 시스템(Pre-Crash Safety System), 어댑티브 크루즈 컨트롤 시스템(Adaptive Cruise Control System, 레인 키프 시스템(Lane Keep System)]의 제어 타이밍이나 제어 문턱값을 바꾸는 등으로 하여, 더욱 안전성을 높이도록 차량측에서 제어하도록 하여도 된다. 또, 사람의 상태를 검출하고, 그 검출한 사람의 상 태를 출력하는 구성으로 하여도 된다.

또, 제 2 실시형태에서는 네비게이션 시스템, VICS 등을 이용하여 운전 환경이 변하는 것이 예상되는 이벤트를 검출하는 구성으로 하였으나, 라디오에 의한 교통 정보 수신 등 다른 수단으로 이벤트를 검출하는 구성으로 하여도 된다.

본 발명은, 사람에게 부하를 주지 않고, 사람의 상태를 고정밀도로 검출할 수 있다.

Claims

피험자에 대하여 참조 정보 취득을 위한 자극을 주는 제 1 자극 부여 수단과,

피험자에 대하여 상태 정보 취득을 위한 자극을 주는 제 2 자극 부여 수단과,

상기 제 1 자극 부여 수단으로 준 자극 및 상기 제 2 자극 부여 수단으로 준 자극에 대한 피험자의 반응을 피험자의 생리지표에 의하여 검출하되, 상기 피험자의 능동적인 조작을 수반하지 아니하고 상기 피험자의 반응을 검출하는 자극 반응 검출 수단과,

상기 제 1 자극 부여 수단으로 준 자극에 대한 피험자의 생리반응과 상기 제 2 자극 부여 수단으로 준 자극에 대한 피험자의 생리반응과의 비교에 의거하여 피험자의 상태를 판정하는 상태 판정 수단을 구비하고,

상기 상태 판정 수단은, 피험자가 평상상태일 때에 상기 제1 자극부여수단으로 준 자극에 대한 피험자의 생리반응에 의거하여 기준값을 설정하고, 상기 제2 자극부여수단으로 준 자극에 대한 피험자의 생리반응에 의거하여 평가값을 설정하며, 상기 기준값에 대한 상기 평가값의 상대값에 의거하여 피험자의 상태를 판정하는 것을 특징으로 하는 사람의 상태 검출 장치.
제 1항에 있어서,

상기 제 1 자극 부여 수단으로 주는 자극은, 주기적으로 주어지는 것을 특징으로 하는 사람의 상태 검출 장치.
제 1항에 있어서,

상기 제 1 자극 부여 수단으로 주는 자극은, 상기 제 2 자극 부여 수단으로 자극을 주기 이전에 주어지는 것을 특징으로 하는 사람의 상태 검출 장치.