(57)【要約】【課題】運転者を煩わせることなく運転者の呼吸数を計測する。【解決手段】いくつかの例では、車両用呼吸監視システムは、第１のセンサ電極又は第２のセンサ電極のうちの一方に交流信号を生成する。例えば、第１のセンサ電極は、シートベルトに取り付けられており車両運転者の胴体に隣接する。さらに、第２のセンサ電極は、腕、手、脚又は足のうちの少なくとも１つのような車両運転者の他の身体部位に接触又は近接している。システムは、第１のセンサ電極又は第２のセンサ電極のうちの他方から静電容量の信号値を受け取り、静電容量の信号値に少なくとも部分的に基づき車両運転者の呼吸数を決定する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両のシートベルトに取り付けられ、車両運転者の胴体に隣接する第１のセンサ電極と、
前記車両内に位置し、前記車両の運転時に前記車両運転者の身体部位に近接する第２のセンサ電極と、
１又は複数のプロセッサと、
実行可能な命令を保持する１又は複数のコンピュータ読取可能な媒体と、
を有し、
前記命令は、
前記１又は複数のプロセッサに、
前記第１のセンサ電極又は前記第２のセンサ電極のうちの一方から受け取られた静電容量の信号値を受け取る処理と、
電圧信号から前記車両運転者の呼吸数を決定する処理と、を実行させること、
を特徴とする車両用呼吸監視システム。
【請求項２】
前記第２のセンサ電極は、
前記車両のステアリングホイール、前記車両の肘置き、前記車両のシフトレバー、前記車両のフットペダル、又は、前記車両の座席の座部クッション上面のうちの少なくとも１つに配置されていること、
を特徴とする請求項１に記載の車両用呼吸監視システム。
【請求項３】
前記第２のセンサ電極は、
前記車両のステアリングホイールに配置されており、
前記ステアリングホイールのリムの一部に組み込まれており、絶縁素材で被覆されている少なくとも１つの電極を有すること、
を特徴とする請求項１に記載の車両用呼吸監視システム。
【請求項４】
前記第１のセンサ電極は、
前記シートベルトの腰部に接続され又は前記シートベルトの腰部と一体になっている状態、
前記シートベルトの肩部に接続され又は前記シートベルトの肩部と一体になっている状態、又は、
前記シートベルトの腰部及び前記シートベルトの肩部の両方に跨るように接続されている状態のうちの少なくとも１つの状態にあること、
を特徴とする請求項１に記載の車両用呼吸監視システム。
【請求項５】
前記第１のセンサ電極又は前記第２のセンサ電極のうちの一方に交流信号を生成する信号生成器を有すること、
を特徴とする請求項１に記載の車両用呼吸監視システム。
【請求項６】
前記第１のセンサ電極又は前記第２のセンサ電極のうちの一方から受け取られた静電容量信号を、その振幅及び周期を計測することに少なくとも部分的に基づき前記呼吸数を決定するために使用される電圧信号に変換する静電容量電圧コンバータを有すること、
を特徴とする請求項１に記載の車両用呼吸監視システム。
【請求項７】
前記命令は、
前記１又は複数のプロセッサに、
前記呼吸数に基づき呼吸パタンを決定する処理と、
前記呼吸パタンが異常であることを決定する処理と、
前記呼吸パタンが異常であることを決定することに少なくとも部分的に基づき、制御信号又は通知のうちの少なくとも１つを送信する処理と、を実行させること、
を特徴とする請求項１に記載の車両用呼吸監視システム。
【請求項８】
コンピュータは、
シートベルトに取り付けられ、車両運転者の胴体に隣接する第１のセンサ電極、又は、前記車両運転者の腕、手、脚若しくは足のうちの少なくとも１つに近接する第２のセンサ電極のうちの一方に交流信号を生成し、
前記第１のセンサ電極又は前記第２のセンサ電極のうちの他方から静電容量の信号値を受け取り、
前記静電容量の信号値に少なくとも部分的に基づき呼吸数を決定すること、
を特徴とする車両用呼吸監視方法。
【請求項９】
前記コンピュータは、
前記呼吸数に基づき呼吸パタンを決定し、
前記呼吸パタンが異常であることを決定し、
前記呼吸パタンが異常であることを決定することに少なくとも部分的に基づき少なくとも１つの動作を実行すること、
を特徴とする請求項８に記載の車両用呼吸監視方法。
【請求項１０】
前記呼吸パタンが異常であることを決定することに少なくとも部分的に基づき少なくとも１つの動作を実行することは、
自動的又は半自動的に車両を駐車する又は運転する制御信号を送信することを含むこと、
を特徴とする請求項９に記載の車両用呼吸監視方法。
【請求項１１】
呼吸パタンが異常であることを決定することに少なくとも部分的に基づき少なくとも１つの動作を実行することは、
ネットワークを介してサービスコンピューティング装置に通知を送信することを含むこと、
を特徴とする請求項８に記載の車両用呼吸監視方法。
【請求項１２】
前記第２のセンサ電極は、
複数存在し、
前記コンピュータは、
前記第２のセンサ電極のうちの１つに前記車両運転者が接触していることを決定し、
前記第２のセンサ電極のうちの当該１つに前記車両運転者が閾値の期間接触し続けていることを決定し、
前記第２のセンサ電極のうちの当該１つから静電容量の信号値を受け取ること、
を特徴とする請求項８に記載の車両用呼吸監視方法。
【請求項１３】
前記コンピュータは、
前記静電容量の信号値を電圧信号に変換し、
前記電圧信号の振幅及び周期を計測し、少なくとも部分的に前記呼吸数を決定すること、
を特徴とする請求項８に記載の車両用呼吸監視方法。
【請求項１４】
前記コンピュータは、
呼吸データとして前記呼吸数を記憶し、
前記呼吸データをネットワークを介してコンピューティング装置に送信すること、
を特徴とする請求項８に記載の車両用呼吸監視方法。
【請求項１５】
車両運転者を固定するシートベルトに取り付けられた第１のセンサ電極と、
車両内に位置し、前記車両運転者の身体部位に近接する第２のセンサ電極と、
前記第１のセンサ電極又は前記第２のセンサ電極のうちの一方に信号を生成する信号生成器と、
前記第１のセンサ電極又は前記第２のセンサ電極のうちの他方から受け取られた信号に基づき少なくとも部分的に呼吸数を決定する電圧計測回路と、を有すること、
を特徴とする車両用呼吸監視装置。
【請求項１６】
前記車両用呼吸監視装置は、
プロセッサを有し、
前記電圧計測回路は、
前記プロセッサに含まれ、又は、取り付けられており、
前記プロセッサは、
前記呼吸数を少なくとも部分的に決定し、前記呼吸数に基づき呼吸パタンを少なくとも部分的に決定するための命令を実行すること、
を特徴とする請求項１５に記載の車両用呼吸監視装置。
【請求項１７】
前記車両用呼吸監視装置は、
メモリ及び送受信機を有し、
前記メモリは、
前記呼吸数を記憶し、
前記送受信機は、
ネットワークを介してコンピューティング装置に前記呼吸数を送信すること、
を特徴とする請求項１５に記載の車両用呼吸監視装置。
【請求項１８】
前記第１のセンサ電極は、
前記シートベルトの腰部に接続され又は前記シートベルトの腰部と一体になっている状態、
前記シートベルトの肩部に接続され又は前記シートベルトの肩部と一体になっている状態、又は、
前記シートベルトの腰部及び前記シートベルトの肩部の両方に跨るように接続されている状態のうちの少なくとも１つの状態にあること、
を特徴とする請求項１５に記載の車両用呼吸監視装置。
【請求項１９】
前記第２のセンサ電極は、
前記車両のステアリングホイール、前記車両の肘置き、前記車両のシフトレバー、前記車両のフットペダル、又は、前記車両の座席の座部クッション上面のうちの少なくとも１つに配置されていること、
を特徴とする請求項１５に記載の車両用呼吸監視装置。
【請求項２０】
前記第２のセンサ電極は、
前記車両のステアリングホイールに配置されており、
前記ステアリングホイールのリムの一部に組み込まれており、絶縁素材で被覆されている少なくとも１つの電極を有すること、
を特徴とする請求項１５に記載の車両用呼吸監視装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用呼吸監視システム、車両用呼吸監視方法及び車両用呼吸監視装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
運転者が車両を運転している間に身体的な障害又は苦痛を感じ、そのことが他者又は自身を危険にさらすことがある。運転者の生体信号を監視すると、運転者が車両の運転を継続する能力を決定するために有益な情報が得られる。４種類の主な生体信号が重要な身体機能を反映する。これらは、呼吸数、心拍数、血圧及び体温である。呼吸数は、ある人が１分当たりに行う呼吸の回数を含む。異常な呼吸数は、潜在的に深刻な臨床兆候を示すことがある。運転者の呼吸を継続的に監視すると、高リスク状態を回避することができる。
【０００３】
例えば特許文献１は、被服等に装着された呼吸センサが検出した指標に基づいて被検者の睡眠品質を推定する睡眠品質推定装置を開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１３−２２０３１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来の呼吸センサは、そもそも煩わしく、及び／又は、運転者にとって日常的に使用しにくい。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
（要約）
いくつかの実施形態は、運転者の呼吸を監視する取り決め及び技術を含む。いくつかの例において、システムは、第１のセンサ電極又は第２のセンサ電極のうちのいずれか一方に交流信号を生成してもよい。例えば、第１のセンサ電極は、シートベルトに取り付けられ、車両運転者の胴体に隣接していてもよい。さらに、第２のセンサ電極は、腕、手、脚、足のような、運転者の他の身体部位に近接していてもよい。システムは、第１のセンサ電極又は第２のセンサ電極のうちの他方から、静電容量の信号値を受け取り、静電容量の信号値に少なくとも部分的に基づき、運転者の呼吸数を決定する。
【０００７】
添付の図を参照しつつ、発明の詳細を説明する。図において、参照番号の最も左の数字は、その参照番号が最初に現れた図を示す。異なる図に跨って同じ参照番号が使用される場合、それらの項目又は特徴が一致又は類似していることを示す。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、運転者を煩わせることなく運転者の呼吸数を計測することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、いくつかの実施形態に係る、車両運転者の呼吸を監視するシステムの一例を示す。
【図２】図２は、いくつかの実施形態に係る、車両運転者の呼吸を監視するシステムのセンサの例を示す。
【図３】図３は、いくつかの実施形態に係る、センサの静電容量の対の一例を示す。
【図４】図４は、いくつかの実施形態に係る、シートベルト用のセンサ配置の例を示す。
【図５】図５は、いくつかの実施形態に係る、ステアリングホイール用のセンサ配置の例を示す。
【図６】図６は、いくつかの実施形態に係る、車両コンソール用のセンサ配置の一例を示す。
【図７】図７は、いくつかの実施形態に係る、呼吸を監視する処理手順の一例を示すフロー図である。
【図８】図８は、いくつかの実施形態に係る、異なる監視された呼吸状態の例を示す。
【図９】図９は、いくつかの実施形態に係る、呼吸を監視する処理手順の一例を示すフロー図である。
【図１０】図１０は、いくつかの実施形態に係る、サービスコンピューティング装置の一例の構成要素を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
ここでの技術は、車両運転者の呼吸を監視する新たな取り決め及び技術を含む。例えば、ここでのシステムは、車両運転者が運転を継続することができるか否か、車両運転者に警告を発するか否か、車両運転者の条件を医療機関に通知するか否か、車両を自動的に駐車させるか否か、車両の運転を引き継ぐか否か、車両運転者の健康が悪化しているか否か等、を少なくとも部分的に決定するために使用されてもよい。ここでの実施形態は、車両の構成要素に組み込まれた複数の非束縛式（untethered）で使いやすいセンサを使用して、車両運転者の正常呼吸パタン及び／又は異常呼吸パタンを検知してもよい。つまり、ここでのシステムは、車両運転者に対して、煩わしい装置又は不便な装置を装着することを求めない。
【００１１】
いくつかの実施形態は、車両運転者の状態を効率的に監視するために、車両運転者の呼吸数を計測するセンサ技術を提供する。例えば、ここでの呼吸センサは、運転者状態監視（ＤＳＭ）用のセンサの１つのカテゴリとして使用されてもよい。ＤＳＭは、進化型運転者補助システム（ＡＤＡＳ）の一部であってもよい。ＡＤＡＳは、近時、車両に組み込まれ、運転者の安全及び快適性を向上させている。ＤＳＭシステムは、車両運転中の運転者の運転条件／運転状態を監視してもよい。例えば、ここでの呼吸センサ、心拍数センサ、体温センサ等を含む複数の生理センサが、例えば、運転者の健康水準、疲労水準又はストレス水準を決定する目的で運転者の条件を監視するために使用されてもよい。例えば、緊急身体条件が検知された場合、ここでのシステムは、運転者に警告を提供してもよいし、車両を制御する制御信号を生成してもよい。いくつかの実施形態においては、車両運転者の身体条件について決定するとき、心拍数センサ、体温センサ等の他の生理センサからの情報が、呼吸データとともに併用されてもよい。
【００１２】
前記のように、ここでの車両運転者の呼吸を監視するセンサは、運転者の快適性に影響を与えないし、車両運転中の運転者の気を散らさない。反対に、ここでのセンサは、非束縛式（すなわち、車両運転者に物理的に接触していない）であり、車内で長時間にわたり車両運転者の呼吸を計測するために使用され得る。いくつかの実施形態においては、ここでの呼吸監視システムは、２つ以上のセンサ電極を含んでもよい。例えば、これらのうち第１のセンサ電極は、シートベルトに取り付けられている。少なくとも１つの第２のセンサ電極は、ステアリングホイール上に配置され、又は、運転者が接触しやすい若しくは身体の一部を近接させやすい車内の他の位置に配置される。シートベルトに位置する第１のセンサ電極は、シートベルトセンサ電極の位置に基づき、車両運転者の胴体についての第１の静電容量を生成してもよい。さらに、ステアリングホイール上の第２のセンサ電極は、車両運転者の手についての第２の静電容量を生成してもよい。
【００１３】
車両運転者が車両を運転しているとき、手とステアリングホイール電極との間の第２の静電容量は、比較的安定している。これに対し、シートベルト電極と運転者の胴体との間の第１の静電容量は、横隔膜運動及び肺容量変化が運転者の胴体の拡張及び収縮を引き起こすことに起因して連続的に変化して行く。この変化は、第２の静電容量の変化を通じて、呼吸の結果として検知される。運転者の手の第２のセンサ電極に対する位置が一定であれば、第２の静電容量は変化しないはずであるからである。
【００１４】
したがって、第１の静電容量及び第２の静電容量を監視することによって、ここでの実施形態は、運転者の呼吸数及び／又は呼吸パタンを時系列で決定することができる。一例として、呼吸監視システムは、静電容量電圧コンバータを含んでもよい。静電容量電圧コンバータは、静電容量を電圧値に変換する。プロセッサ、論理回路又は他の電圧計測回路は、検知された電圧値変化に基づき呼吸数を決定する。
【００１５】
ここでの例は、少なくとも２つの導電性電極を使用して、２つの電極のうちの一方から静電容量を計測することによって、呼吸数を計測する。しかしながら、ここでのシステムは、平行板静電容量の原則に頼るわけではない。反対に、第１のセンサ電極は、車両運転者の胴体に隣接して配置されてもよく、第２のセンサ電極は、車両運転者の他の身体部位に接触する又は近接する位置に配置され得る。いくつかの例では、第２のセンサ電極は、車両のステアリングホイール上に配置されてもよく、車両コンソール上の肘置き、ギアシフトレバー、座席クッション、フットペダル等のような、車両運転者が接触しやすい又は身体の一部を近接させやすい他の位置に配置されてもよい。
【００１６】
ここに記述されるセンサ位置の例は、ユーザの好み及び／又はセンサの有効性に基づき、最適化されてもよい。さらに、ここでの呼吸監視システムは、運転者の呼吸数を計測するだけではなく、数秒間のような期間ごとに収集された呼吸数データを分析するような、時系列のデータ分析に基づき、異なる呼吸パタンを決定するために使用されてもよい。さらに、車両運転者の尤もらしい身体条件が、検知された呼吸パタンに基づき決定されてもよい。
【００１７】
呼吸監視システムが、車両運転者の異常な呼吸を検知した場合、システムは、１又は複数の動作を実行してもよい。例えば、システムは、呼吸パタンが示す現在の身体条件について運転者に警告してもよい。追加的に又は代替的に、検知された呼吸データが、例えば極端に高い呼吸数のような深刻な健康条件を示す場合、制御信号が緊急入力情報として車両制御システムに送られ、車両が自身を路側に自動的に駐車する、又は、自身の制御を運転者から引き継ぐようにする。さらに、緊急の場合、呼吸監視システムは、医療機関のコンピューティング装置に通知して、車両運転者のために救急車又は他の緊急サポートを提供してもよい。さらに、ここでの実施形態は、呼吸監視システムが、呼吸データを引き続き監視及び記録することを可能にしてもよいし、健康管理プロバイダ又は車両運転者の健康を監視する他のサービス等に関連付けられているサービスコンピューティング装置に対して呼吸データをネットワークを介してアップロードすることを可能にしてもよい。
【００１８】
説明目的で、いくつかの実施形態の例が、車両運転者の呼吸を監視する環境のなかにおいて記述される。しかしながら、ここでの実施形態は、記述される特定の例に限定されることはなく、他のサービス環境、他の車両構成、他のシステム構成、他の車両コンピューティング装置の配置、他のセンサ配置等に対して、ここに開示される内容に照らして当業者に明らかな態様で拡張されてもよい。
【００１９】
図１は、いくつかの実施形態に係る、車両運転者の呼吸を監視するシステム１００の一例を示す。車両１０２は、座席１０４を有してもよい。車両運転者１０６は、車両１０２を運転している間、座席１０４に座る。座席１０４は、背もたれ部１０８及び座部１１０を有する。シートベルト１１２は、車両運転者１０６を座席１０４に固定するために使用され、腰部１１４及び肩部１１６を有してもよい。第１のセンサ電極１２０は、腰部１１４及び肩部１１６のうちの少なくとも１つに固定されることによって、シートベルト１１２に取り付けられている。したがって、車両運転者１０６がシートベルト１１２を締めているとき、第１のセンサ電極１２０は、車両運転者１０６の胴体１２２（例えば腹部及び／又は胸部）に隣接していることになる。
【００２０】
さらに、車両１１２は、ステアリングホイール１２４のような、操舵装置を有する。車両運転者１０６は、片手又は両手１２６でステアリングホイール１２４を握る。少なくとも１つの第２のセンサ電極１２８が、ステアリングホイール１２４上に配置され、又は、ステアリングホイール１２４に取り付けられている。車両運転者１０６がステアリングホイール１２４を保持するとき、車両運転者１０６の手１２６が、第２のセンサ電極１２８に接触し、又は、第２のセンサ電極１２８に近接する。
【００２１】
さらに、車両１０２は、呼吸検知システム１３０を有する。呼吸検知システム１３０は、第１のセンサ電極１２０及び第２のセンサ電極１２８を使用して、車両運転者１０６の呼吸を検知する。この例では、呼吸検知システム１３０は、緩衝増幅器１３２を有する。緩衝増幅器１３２は、ワイヤ等の伝導体１３４によって、シートベルト１１２上の第１のセンサ電極１２０に接続されている。さらに、電流増幅器兼静電容量−電圧（Ｃ−Ｖ）コンバータ１３６が、ワイヤ等の伝導体１３８によって、ステアリングホイール１２４上の第２のセンサ電極１２８に接続されている。他の例では、これらの接続関係は、逆であってもよい。すなわち、緩衝増幅器１３２がステアリングホイール１２４上のセンサ電極１２８に接続され、電流増幅器／Ｃ−Ｖコンバータ１３６が、シートベルト１１２上のセンサ電極１２０に接続されていてもよい。
【００２２】
さらに、呼吸検知システム１３０は、直流電源１４０、正弦波生成器１４２、プロセッサ１４４及びメモリ１４６を有する。例えば、プロセッサ１４４は、マイクロ制御ユニット（ＭＣＵ）、論理回路、マイクロプロセッサ等であってもよい。いくつかの場合、電流増幅器／Ｃ−Ｖコンバータ１３６は、静電容量−電圧コンバータを有してもよく、プロセッサ１４４は、単に、電流増幅器／Ｃ−Ｖコンバータ１３６から受け取る時系列の電圧として、振幅電圧を計測することができる電圧計測装置であってもよい。他の例では、プロセッサ１４４がＭＣＵである場合のように、プロセッサ１４４が、静電容量−電圧コンバータを有さない電流増幅器１３６から受け取った電流から静電容量の変化を決定し、追加的に後記する処理機能を実行してもよい。ここでの開示を享受する当業者には、多くの他の変形例が明らかになるであろう。
【００２３】
いくつかの場合、直流電源１４０は、蓄電池であってもよく、他の場合、直流電源１４０は、車両電源システムから電力を供給される電源装置であってもよい。いくつかの例では、直流電源１４０は、６ボルト電源であってもよい。直流電源１４０内で、車両電源システムの１２ボルトが６ボルトに変換される。直流電源１４０は、正弦波生成器１４２に直流電流を供給する。正弦波生成器１４２は、緩衝増幅器１３２に交流電流を提供する信号生成器として機能する。緩衝増幅器１３２は、交流電流を増幅し、増幅された交流電流を、シートベルト１１２上のセンサ電極１２０に供給する。
【００２４】
呼吸は、人体呼吸系が吸気及び吐気を行うことによって実現される。吸気の際、横隔膜が降下すると、肺が拡張し、酸素を多く含む空気を吸い込む。吐気の際、横隔膜が上昇すると、肺が収縮し、酸素を消費した空気を吐き出す。肺の容量変化及びこれに対応する横隔膜の上下動は、胴体の拡張−収縮となって現れる。吸気の開始から吐気の終了までの全工程を、呼吸サイクル又は単に“呼吸”と呼ぶ。１分当たりの呼吸の総数を、呼吸数と呼ぶ。健康な成人の平均呼吸数は、１分当たり１２から２０までの範囲に収まる。運動していない状態での１分当たり１２未満又は２５超の呼吸数は、異常であると看做される。
【００２５】
呼吸をしている間、胴体の拡張及び収縮が発生するので、車両運転者１０６の胴体１２２に隣接する第１のセンサ電極１２０の位置は、吸気及び吐気を行う胴体運動の検知に使用され得る。この胴体運動が、呼吸数を示すことになる。したがって、シートベルト１１２に取り付けられている第１のセンサ電極１２０は、車両運転者１０６の胴体１２２に完全に接触することもあり、車両運転者１０６の胴体１２２に対し僅かな隙間を介して隣接することもある。第１のセンサ電極１２０は、吸気及び吐気に起因する胴体運動によって生じる静電容量の変化を検知するために使用される。第２のセンサ電極１２８は、ステアリングホイール１２４又は他の位置に配置される。他の位置とは、車両運転者１０６の手又は他の身体部位に接触し又は隣接する位置である。他の身体部位とは、車両運転者の呼吸を計測するのに充分な長さの時間にわたり一定の位置を保持する身体部位である。吸気及び吐気を行う間に発生する、腹部／胸部の拡張・収縮の量は、個人によって異なる。したがって、シートベルト１１２のどの位置に第１のセンサ電極１２０を配置するかは、車両運転者次第である。
【００２６】
メモリ１４６は、電流増幅器が出力する電圧値、計測された呼吸数１４８及び／又は呼吸パタン１５０を記憶するために使用されてもよい。さらに、メモリ１４６は、実行可能なコード、プログラム、アプリケーション、ファームウエア等の命令を記憶してもよい。この命令は、プロセッサ１４４によって実行されて呼吸数及び／又は呼吸パタンを決定してもよい。例えば、プロセッサ１４４は、電流増幅器／Ｃ−Ｖコンバータ１３６から受け取るセンサ信号に基づき、時系列の呼吸数１４８を算出する及び／又は呼吸パタン１５０を決定する実行可能な命令を読み込む。
【００２７】
さらに、呼吸数１４８及び呼吸パタン１５０は、電子制御ユニット（ＥＣＵ）、プロセッサ等の車両コンピューティング装置１５２に送信されてもよい。図の例では、車両コンピューティング装置１５２は、プロセッサ１５４及び１又は複数のコンピュータ読取可能な媒体（ＣＲＭ）１５６を有する。コンピュータ読取可能な媒体１５６は、監視アプリケーション１５８を有する。監視アプリケーション１５８は、プロセッサ１５４によって実行され、受け取られた呼吸データ１６０に基づき、１又は複数の操作を実行する。呼吸データ１６０は、呼吸数１４８及び／又は呼吸パタン１５０を含んでもよい。さらにいくつかの例においては、プロセッサ１４４は、プロセッサ１５４と同じものであってもよい。例えば、電流増幅器／Ｃ−Ｖコンバータ１３６は、第２のセンサ電極１２８からのセンサ信号を直接プロセッサ１５４に送ることによって、プロセッサ１４４を省略してもよい。
【００２８】
車両コンピューティング装置１５２及び／又は呼吸検知システム１３０は、ディスプレイ１６２に接続されていてもよい。ディスプレイ１６２は、呼吸数１４８及び／又は呼吸パタン１５０を車両運転者１０６に表示するために使用される。さらに、呼吸データ１６０に基づき異常条件が検知された場合、警告のようなメッセージ又は他の通知がディスプレイ１６２上に表示されてもよいし、車両運転者１０６に視認可能な状態にされてもよい。例えば、ディスプレイ１６２は、車両１０２の運転者１０６に視認され、受け取った呼吸データ１６０に基づき、警告灯、警告メッセージ、又は、車両運転者１０６の身体条件についての他の情報を表示してもよい。いくつかの例では、ディスプレイ１６２は、ダッシュボードディスプレイ等として、車両１０２に組み込まれていてもよい。他の例では、ディスプレイ１６２は、呼吸検知システム１３０に関連付けられた独立したディスプレイであってもよい。追加的に又は代替的に、監視アプリケーション１５８は、車両運転者１０６の計測された条件に関する音声メッセージを車両運転者１０６に対して１又は複数のスピーカ（図１には図示せず）に発生させてもよい。
【００２９】
監視アプリケーション１５８は、受け取られた呼吸データ１６０に基づき１又は複数の動作を実行することを決定してもよい。例えば、前記のように異常な呼吸パタンが検知された場合、監視アプリケーション１５８は、ディスプレイ１６２上に車両運転者１０６に対する警告を表示してもよいし、音声警告等を発してもよい。さらに、呼吸パタン１５０が、医学的に緊急であると分類される程度に異常である場合、監視アプリケーション１５８は、１又は複数の車両システム１６６に制御信号１６４を送ってもよい。例えば、１又は複数の車両システム１６６は、車両運転者１０６から車両の運転を引き継ぐＡＤＡＳ制御装置を有してもよい。ＡＤＡＳ制御装置は、例えば、できるだけ早く車両１０２を駐車する、又は、緊急医療機関まで車両を運転する。
【００３０】
代替的に、車両システム１６６は、操舵システム、制動システム及びスロットルシステムを有してもよい。プロセッサ１５４は、車両１０２を制御するＡＤＡＳ制御装置を有してもよい。この構成では、制御信号１６４は、車両の様々なシステムを制御し、車両を駐車する及び／又は自動的に運転するための複数の制御信号を含んでもよい。
【００３１】
追加的に又は代替的に、プロセッサ１５４は、遠隔サイト１７６に位置する１又は複数のサービスコンピューティング装置１７４に、１又は複数のネットワーク１７２を介して通知１７０を送信する送受信機１６８を使用してもよい。例えば、サービスコンピューティング装置１７４は、医療機関又は車両運転者の健康を監視している他のサービス提供者に関連付けられている。いくつかの例では、送受信機１６８は、車両１０２に組み込まれていてもよいし、セルラー送信プロトコル、Ｗｉ−Ｆｉ送信プロトコル、又は、任意の他の無線通信プロトコルのような、任意の適当な無線送信技術を使用して通知１７０を送信してもよい。いくつかの例では、サービスコンピューティング装置１７４は、監視プログラムを有してもよい。監視プログラムは、受け取られた通知１７０に基づき、車両運転者１０６が医学的に緊急な状態等にあると決定された場合、緊急医療ユニットにそのことを通知する。
【００３２】
さらに、いくつかの例では、プロセッサ１５４は、呼吸パタンが異常であるか否かにかかわらず、ある医療データベースに呼吸データ１６０を記憶すること等を目的として、呼吸データ１６０を含む通知１７０をサービスコンピューティング装置１７４に送信してもよい。例えば、サービスコンピューティング装置１７４は、医療提供者によって保持されてもよい。医療提供者は、車両１０２内のセンサから受け取られた情報に基づき車両運転者１０６の健康状態を監視してもよい。例えば、いくつかの例では、車両１０２は、車両運転者１０６の体温及び心拍数（図１には図示せず）を計測するセンサのような、追加的なセンサを有してもよい。したがって、これらの追加的なセンサからのセンサ情報は、車両運転者１０６の身体条件を決定するときに、呼吸データ１６０を相互に関連付けるために使用されてもよい。
【００３３】
プロセッサ１５４（いくつかの場合にはプロセッサ１４４）は、１又は複数のマイクロプロセッサ、マイクロコンピュータ、マイクロコントローラ、デジタル信号プロセッサ、中央処理ユニット、状態機械、論理回路、及び／又は、操作命令に基づき信号を操作する任意の装置として実装されてもよい。いくつかの場合、プロセッサ１５４は、１又は複数のハードウエアプロセッサ、及び／又は、ここに記述されるアルゴリズム及び処理を実行するように特にプログラムされた任意の適当な型式の論理回路であってもよい。プロセッサ１５４は、コンピュータ読取可能な媒体１５６に記憶されたコンピュータ読取可能かつプロセッサ実行可能な命令を取得し実行してもよい。１つの限定されない例として、プロセッサ１５４は、１又は複数の車両ＥＣＵ又は他の組み込みシステムを有してもよい。車両ＥＣＵ又は他の組み込みシステムは、車両システム１６６、ディスプレイ１６２、送受信機１６８、及び／又は、呼吸検知システム１３０にコントローラエリアネットワーク（ＣＡＮ）バス（図１には図示せず）を介して接続されている。
【００３４】
１又は複数のコンピュータ読取可能な媒体１５６（いくつかの例では、メモリ１４６を有してもよい）は、有形かつ不揮発性のコンピュータ記憶媒体の一例であってもよい。コンピュータ読取可能な媒体１５６は、コンピュータ読取可能かつプロセッサ実行可能な命令、データ構造、プログラムモジュール又は他のデータのような情報を記憶するために任意の型式の技術を使用して実装される、揮発性又は不揮発性のメモリ、及び／又は、着脱可能な又は着脱不能な媒体を含んでもよい。コンピュータ読取可能な媒体１５６は、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、フラッシュ（登録商標）メモリ、半導体記憶装置、磁気ディスク記憶装置、光学記憶装置、及び／又は、他のコンピュータ読取可能な媒体技術を含むが、これらに限定されない。したがって、コンピュータ読取可能な媒体１５６は、プロセッサ１５４に実行される命令、モジュール又はアプリケーションを記憶することができるコンピュータ記憶媒体であってもよい。なお、ここでの不揮発性のコンピュータ読取可能な媒体は、エネルギー、搬送波信号、電磁波及び信号それ自身を含まない。
【００３５】
前記のように、コンピュータ読取可能な媒体１５６は、プロセッサ１５４が実行可能な機能要素を記憶し保持するために使用されてもよい。いくつかの実施形態では、これらの機能要素は、プロセッサ１５４が実行可能であり、かつ、実行されたときに、車両コンピューティング装置１５２によるものとして前記された動作及びサービスを実行するための操作論理を具体化する命令又はプログラムを含む。コンピュータ読取可能な媒体１５６に記憶される車両コンピューティング装置１５２の機能要素は、監視アプリケーション１５８を含んでもよい。監視アプリケーション１５８は、ここに記述される機能をプロセッサ１５４に実行させるための一連の命令及び／又は実行可能なコードを含んでもよい。例えば、監視アプリケーション１５８は、呼吸検知システム１３０から呼吸データ１６０を受け取り、受け取った呼吸データ１６０に基づき１又は複数の動作を実行してもよい。
【００３６】
さらに、コンピュータ読取可能な媒体１５６は、機能要素が使用するデータ、データ構造等を記憶してもよい。コンピュータ読取可能な媒体１５６が記憶するデータは、呼吸データ１６０を含んでもよい。呼吸データ１６０は、サービスコンピューティング装置１７４に送られる前に、バッファに一時的に記憶されてもよいし、コンピュータ読取可能な媒体１５６のより恒久的な記憶領域に記憶されてもよい。一例として、監視アプリケーション１５８は、定期的なバッチ処理で、サービスコンピューティング装置１７４に呼吸データ１６０を送ってもよい。代替的に、車両コンピューティング装置１５２の１又は複数のネットワーク１７２との接続性が連続的なストリーム型式での通信を許す場合、呼吸データ１６０は、このようなストリーム方式でサービスコンピューティング装置１７４に送られてもよい。さらに、車両コンピューティング装置１５２は、他の論理的、プログラム的、及び／又は、物理的要素を有してもよい。これらの要素は、ここでの説明に関連する例示に過ぎない。
【００３７】
送受信機１６８は、車両コンピューティング装置１５２がネットワーク１７２を介して様々な他の装置と通信するために使用する１又は複数の通信インタフェースの一例である。例えば、送受信機１６８は、セルラーネットワーク、無線ネットワーク（例えばＷｉ−Ｆｉ）、ブルートゥース（登録商標）等のような短距離通信のうちの１又は複数を介する通信を可能にしてもよい。
【００３８】
１又は複数のネットワーク１７２は、インターネットのような広域ネットワーク、イントラネットのようなローカルエリアネットワーク、セルラーネットワークのような無線ネットワーク、Ｗｉ−Ｆｉのようなローカル無線ネットワーク、ブルートゥースのような短距離無線通信、光ファイバー及びイーサネット（登録商標）を含む有線ネットワーク等の任意のネットワーク又はこれらの組合せを含んでもよい。したがって、１又は複数のネットワーク１７２は、有線及び／又は無線通信技術の両者を含んでもよい。このような通信に使用される構成要素は、ネットワークの型式、選択された環境又はそれらの両者に、少なくとも部分的に依存し得る。このようなネットワークを介して通信するプロトコルは、よく知られており、ここではその詳細を記述しない。したがって、車両コンピューティング装置１５２及びサービスコンピューティング装置１７４は、有線又は無線接続及びそれらの組合せを使用して、１又は複数のネットワークを介して通信することが可能である。
【００３９】
いくつかの例では、車両コンピューティング装置１５２は、車両が送受信機１６８として有するセルラー通信インタフェースを通じて、ネットワーク１７２を介して通信してもよい。例えば、多くの車両は、呼吸データ１６０を車両コンピューティング装置１５２からサービスコンピューティング装置１７４に１又は複数の基地局等を経由して送信するために使用される標準設備としてセルラー送受信機を有する。代替的に、呼吸検知システム１３０は、呼吸データ１６０をサービスコンピューティング装置１７４に直接送信するための専用送受信機（図１には図示せず）を有してもよい。いくつかの例では、車両コンピューティング装置１５２は、１又は複数のアプリケーションプログラミングインターフェース（ＡＰＩｓ）を介してサービスコンピューティング装置１７４と通信してもよい。
【００４０】
図２は、いくつかの実施形態に係る、車両運転者の呼吸を検知するための、図１のセンサ電極の正面図２００の一例を示す。この例では、シートベルト１１２に取り付けられた第１のセンサ電極１２０は、長方形で示されている。しかしながら、円形、三角形、台形、ひし形、ダイヤモンド形等の任意の他の所望の形状が使用されてもよい。第１のセンサ電極１２０は、符号２０２の位置で、シートベルト１１２の腰部１１４に接続されていてもよいし、符号２０４の位置で、シートベルト１１２の肩部１１６に接続されていてもよい。いくつかの例では、第１のセンサ電極１２０は、腰部１１４及び／又は肩部１１６に跨るように１又は複数の輪等で接続されてもよい。このようにすると、第１のセンサ電極１２０の腰部１１４及び肩部１１６に対する位置が調節可能になり、第１のセンサ電極１２０が、車両運転者１０６の胴体に隣接するようになる。
【００４１】
第１のセンサ電極１２０（及びいくつかの例では第２のセンサ電極１２８）は、銅板、アルミニウム板、導電布等の導電素材で構成されていてもよい。例えば、第１のセンサ電極１２０は、一般的に扁平であり、ポリマー絶縁体、セロハンテープ等の絶縁素材で被覆されていてもよい。絶縁素材は、ノイズを削減し、安全性を向上させる。センサ電極の大きさは、呼吸検知システム１３０の電流増幅器から出力される電圧の大きさに影響を及ぼす要因である。第１のセンサ電極１２０の大きさ及び形状は、車両運転者の好みに少なくとも部分的に基づき選択されてもよい。
【００４２】
第２のセンサ電極１２８の位置は、図４を参照して後記するように、ユーザの好みに少なくとも部分的に基づき決定されてもよい。例えば、第１のセンサ電極１２０と同様に、第２のセンサ電極１２８の検知領域は、電流増幅器から出力される電圧に影響を及ぼし、様々な異なる形状が選択され得る。第２のセンサ電極１２８の他の代替的な位置は、図４を参照して後記される。第１のセンサ電極１２０の構造／取り付けと、第２のセンサ電極１２８の構造／取り付けとの相違点は、第２のセンサ電極１２８が、それに掛る力の大きさに影響されないように取り付けられるということである。
【００４３】
図２の例では、第２のセンサ電極１２８は、ステアリングホイール１２４の円周に沿って広がっている。図２の拡大断面図２０６に示されるように、第２のセンサ電極１２８は、ステアリングホイール１２４の内部であって、ステアリングホイール１２４のリム２０８の表面より奥に取り付けられてもよい。第２のセンサ電極１２８は、アクリル、他の絶縁ポリマー又は他の非導電物質のような、手又は他の身体部位によって容易に変形されない薄い絶縁素材２１０で被覆されていてもよい。したがって、車両運転者の指又は親指は、アクリル板２１０に接触するだけで、第２のセンサ電極１２８そのものには接触しない。このように構成することによって、アクリル板にかかる手又は掌からの圧力は、アクリル板２１０によって緩和され、第２のセンサ電極１２８の動きが削減される。すると、手と第２のセンサ電極１２８との間の静電容量は、実質的に一定に維持されることになる（第１のセンサ電極と車両運転者の胴体との間の静電容量の変化の効果は無視する）。
【００４４】
図３は、いくつかの実施形態に掛る、センサ電極の静電容量の対の一例３００を示す。ここでの例では、車両運転者１０６の身体は、電荷を帯びており、コンデンサとして機能する。したがって、図３に示すように、第１のセンサ電極１２０は、車両運転者の胴体１２２（すなわち、シートベルト上のセンサ電極１２０の位置に基づき、胸部及び／又は腹部）の皮膚に接触して第１の静電容量Ｃ１を生じる。さらに、第２のセンサ電極１２８及び車両運転者の手１２６の皮膚は、第２の静電容量Ｃ２を生じる。運転中、手１２６が第２のセンサ電極１２８に対して動かなければ、第２の静電容量Ｃ２は、殆ど一定のままであるかもしれない。しかしながら、車両運転者１０６が呼吸するのに起因して、第１のセンサ電極１２０の位置で胴体１２２が動く。すると、第１の静電容量Ｃ１が変化する。
【００４５】
第２の静電容量Ｃ２が殆ど一定のままであり、車両運転者１０６の胴体１２２が呼吸中に動くのに伴い第１の静電容量Ｃ１が変化している間、呼吸検知システム１３０の電流増幅器／Ｃ−Ｖコンバータ１３６から出力される電圧の大きさが変化するのを監視することによって、車両運転者１０６の呼吸数が検知される。単位時間当たりの呼吸数を計測し、さらに、時系列で計測された呼吸数に基づいて呼吸パタンを決定するために、電流増幅器／Ｃ−Ｖコンバータ１３６から出力される電圧は、時系列で監視される。
【００４６】
正弦波生成器１４２の役割は、安定した不変の正弦波、すなわち交流（ＡＣ）信号を生成することである。交流信号の周波数及び振幅は、調整されて、呼吸を検知する精度を最適化する。緩衝増幅器１３２は、励起正弦波の低出力インピーダンスを確保する電圧緩衝増幅器又は電流緩衝増幅器であってもよく、ノイズを削減し、正弦波の歪みを予防してもよい。適当な緩衝増幅器の例は、ＭＯＳＦＥＴ型式増幅器及びＢＪＴ型式増幅器である。
【００４７】
電流増幅器／Ｃ−Ｖコンバータ１３６は、電流緩衝増幅器（ＭＯＳＦＥＴ、ＢＪＴ等）であってもよく、小さな電流（合成静電容量に起因する）を出力電圧に変換する静電容量−電圧コンバータを有していてもよく、そのような静電容量−電圧コンバータに接続されていてもよい。電流増幅器／Ｃ−Ｖコンバータ１３６から出力される電圧は、プロセッサ１４４によって監視されてもよい。プロセッサ１４４は、電圧計測機能又は他の電圧計測回路を有し、呼吸数及び呼吸パタンを計測してもよい。例えば、電流増幅器／Ｃ−Ｖコンバータ１３６から出力される電圧信号の振幅及び周期の変化に基づき呼吸数が計測されてもよい。
【００４８】
図４は、いくつかの実施形態に係る、シートベルト取り付け用のセンサ構成の例４００を示す。第１のセンサ電極１２０及び第２のセンサ電極１２８（図４には図示せず）の形状及び大きさは、取り付け位置に少なくとも部分的に基づき決定されてもよい。第１のセンサ電極１２０及び第２のセンサ電極１２８の全検知領域が、呼吸計測の精度に寄与する。例えば、センサ電極１２０、１２８の検知領域が増加するほど、電流増幅器が出力する電圧も増加する。したがって、第１のセンサ電極１２０の形状にかかわらず、車両運転者１０６の胴体１２２に隣接する検知領域が大きい第１のセンサ電極１２０は、その検知領域が小さい第１のセンサ電極１２０よりも正確に呼吸を計測できる。
【００４９】
しかしながら、第１のセンサ電極１２０の検知領域は、シートベルト１１２の凹凸、使い勝手等の、他の設計条件との間でバランスを取ってもよい。さらに、第１のセンサ電極１２０の取り付け位置は、車両運転者１０６の好み、さらには、体形の違いから生じる精度に基づき変化してもよい。１つの制約として、呼吸中の最大拡張検知領域及び収縮検知領域（例えば、車両運転者１０６の腹部上又は胸部上）は、対象者によって変化する。したがって、第１のセンサ電極１２０は、呼吸中の対象者の身体機能に基づき異なる位置に配置されてもよい。
【００５０】
第１の例４０２として、第１のセンサ電極１２０は、シートベルト１１２の腰部１１４に組み込まれていてもよい。第２の例４０４として、第１のセンサ電極１２０は、シートベルト１１２の肩部１１６に組み込まれていてもよい。さらに他の例４０６として、第１のセンサ電極１２０は、シートベルト１１２の腰部１１４及び肩部１１６の両方に組み込まれていてもよい。第１の例４０２は、多くの車両運転者１０６による使用に充分耐えるかもしれないが、他の車両運転者１０６は、より正確に呼吸を計測しようとして、図４の例４０４、図４の例４０６又は図２の例ように、第１のセンサ電極１２０を他の位置で使用するかもしれない。第１のセンサ電極１２０の適当な位置の選択は、胴体１２２が拡張すると第１のセンサ電極１２０に力が及び、胴体１２２が収縮すると第１のセンサ電極１２０からその力が解除される結果、第１のセンサ電極１２０が確実に動くことに、少なくとも部分的に基づく。呼吸中に第１のセンサ電極１２０が動かない場合、車両運転者１０６の呼吸は、正確に検知されていないかもしれない。
【００５１】
いくつかの場合、第１のセンサ電極１２０をシートベルト１１２の２つの層の間に挟むことによって、又は、第１のセンサ電極１２０をシートベルト１１２の胴体１２２に面している側に取り付けることによって、第１のセンサ電極１２０は、シートベルト１１２と一体になっている。代替的に、他の例のとして、シートベルト１１２の一部が、第１のセンサ電極１２０の役割を果たす導電布で構成されてもよい。ここでの開示を享受する当業者には、多くの他の変形例が明らかになるであろう。
【００５２】
図５は、いくつかの実施形態に係る、ステアリングホイール取り付け用のセンサ構成の例５００を示す。第１の例５０２では、図２で説明したように、第２のセンサ電極１２８は、ステアリングホイール１２４のリムの全円周に沿って拡張しているのではない。第１の例５０２では、第２のセンサ電極１２８が、ステアリングホイール１２４の右側の小さな領域に組み込まれており、前記したアクリレート等のような比較的変形し難い絶縁素材で被覆されている。第２の例５０４では、第２のセンサ電極１２８の半円周形状の対が、ステアリング１２４の円周に沿って部分的に拡張している。この対は、ステアリングホイールに組み込まれ、比較的変形し難い絶縁素材で被覆されていてもよい。第３の例５０６では、複数の第２のセンサ電極１２８が、ステアリングホイール１２４の外縁に放射状に、すなわち、相互に９０度ずつ離れて配置される。これらの第２のセンサ電極１２８は、ステアリングホイールに組み込まれ、比較的変形し難い絶縁素材で被覆されている。第４の例５０８では、より多くの複数の第２のセンサ電極１２８が、ステアリングホイール１２４の外縁に放射状に、すなわち、相互に４５度ずつ離れて配置される。これらの第２のセンサ電極１２８は、ステアリングホイールに組み込まれ、比較的変形し難い絶縁素材で被覆されている。
【００５３】
さらに、複数の第２のセンサ電極１２８が例５０４〜例５０８に示されているが、それらの第２のセンサ電極１２８のうちの１つだけが、任意の特定のタイミングで第２のセンサ電極１２８として使用されてもよい。例えば、抵抗又は静電容量接触センサ技術を使用することによって、呼吸検知システム１３０（図５には図示せず）のプロセッサが、最も正確に呼吸を計測するためにはどの第２のセンサ電極を使用すればよいかを決定してもよい。
【００５４】
図６は、いくつかの実施形態に係る、車両コンソール用のセンサ配置の一例を示す。例えば、第２のセンサ電極１２８をステアリングホイール上に配置することに替えて、又は、それに加えて、第２のセンサ電極１２８が、車両のセンターコンソール６０２上のような車両内の異なる位置に配置されてもよい。この場合、第２の静電容量Ｃ２は、第２のセンサ電極１２８と、車両運転者１０６の前腕又は肘との間に発生する。さらに、前記した力減衰技術（例えば、アクリル板等が第２のセンサ電極１２８を覆っている）を使用して、第２のセンサ電極１２８に対して動かない状態に車両運転者の前腕を保持してもよい。
【００５５】
いくつかの例では、任意の特定のユーザについて第２のセンサ電極１２８の最適位置を決定するために、一定の値の第２の静電容量Ｃ２が最初に決定されてもよい。例えば、車両運転者１０６が、前記したようにステアリングホイール上等にある第２のセンサ電極１２８上に、自身の任意の指、掌等を置くことによって、一定の値の第２の静電容量Ｃ２が取得される。第２のセンサ電極１２８が、異なる位置に追加的に配置され、特定の車両運転者１０６に適した大きさ及び位置が決定されてもよい。いくつかの場合、最大合成静電容量が実現される第２のセンサ電極１２８の位置が、第２のセンサ電極１２８の最適位置として選択されてもよい。いくつかの例では、第２のセンサ電極１２８は、ギアシフトレバー上、フットペダル上、座席の座部クッション上面等に配置されてもよい。さらに、前記したように、車両内に複数の第２のセンサ電極１２８が存在する場合、いくつかの例では、呼吸検知システム１３０のプロセッサは、抵抗検知、静電容量検知等に基づき、任意の特定のタイミングにおいて、第２のセンサ電極１２８のいずれを使用するかを決定してもよい。
【００５６】
図７及び図９は、いくつかの実施形態に係る、処理手順の一例を示すフロー図である。処理手順は、一連の操作を表す論理フロー図におけるブロックの集合として図示されている。一連の操作のうちのいくつか又はすべては、ハードウエア、ソフトウエア又はそれらの組合せによって実現される。ソフトウエアの場合、各ブロックは、１又は複数のコンピュータ読取可能な媒体に記憶されているコンピュータ実行可能な命令を表す。この命令は、１又は複数のプロセッサに実行されると、列挙された処理をプロセッサに実行させる。一般的に、コンピュータ実行可能な命令は、ルーティン、プログラム、オブジェクト、コンポーネント、データ構造等を含む。これらは、特定の機能を実行し、特定のデータ型式を実装する。各ブロックが記述される順序は、限定的なものと解釈されるべきではない。記述されているブロックのうち任意の数のブロックが、その順序を入れ替えてもよいし、並列化されてもよい。そして、すべてのブロックが実行される必要はない。処理手順を実現する環境、システム及び装置は、他にも多く存在するが、ここでは説明目的のために、例示されている環境、システム及び装置を参照しつつ処理手順を記述する。
【００５７】
図７は、いくつかの実施形態に係る、呼吸を監視する処理手順７００の一例を示すフロー図である。例えば、この処理手順は、半自動車両の運転者状態監視システムに有効である。この処理手順は、運転者健康条件の遠隔監視にも有効である。処理手順７００は、図１において前記したように、呼吸監視システム１３０のプロセッサ、及び／又は、車両コンピューティング装置１５２のプロセッサによって、少なくとも部分的に実行される。
【００５８】
ステップ７０２において、プロセッサは、車両運転者が第２のセンサ電極１２８に接触しているか否かを決定する。接触している場合（ステップ７０２“ＹＥＳ”）、プロセッサは、ステップ７０４に進む。接触していない場合（ステップ７０２“ＮＯ”）、プロセッサは、車両運転者が第２のセンサ電極１２８に接触するまで待つ。前記したように、特定の第２のセンサ電極１２８との接触は、静電容量の変化、抵抗の変化等を通じて検知されてもよい。
【００５９】
車両運転者が第２のセンサ電極１２８に接触している場合、ステップ７０４において、プロセッサは、接触が所定の閾値の期間安定しているか否かを決定する。安定している場合（ステップ７０４“ＹＥＳ”）、プロセッサは、ステップ７０６に進む。安定していない場合（ステップ７０４“ＮＯ”）、プロセッサは、ステップ７０２に戻る。限定されない一例として、閾値の期間は、車両運転者の呼吸数を決定するのに十分な長さであり、例えば２０秒、３０秒等である。
【００６０】
複数の第２のセンサ電極１２８が存在する場合、ステップ７０６において、プロセッサは、車両運転者が接触していると検知された第２のセンサ電極１２８を使用する。前記したように、接触は、計測された静電容量の変化、計測された抵抗の変化等によって検知される。
【００６１】
ステップ７０８において、プロセッサは、直流電源１４０から直流電力を受け取り、緩衝増幅器１３２に正弦波信号又は他の交流信号を生成するように、正弦波生成器１４２に指示する。
【００６２】
ステップ７１０において、緩衝増幅器１３２は、交流信号７１１を、第１のセンサ電極１２０又は第２のセンサ電極１２８のうちの一方に供給する。
【００６３】
ステップ７１２において、電流増幅器／Ｃ−Ｖコンバータ１３６は、第１のセンサ電極１２０又は第２のセンサ電極１２８のうちの他方から、静電容量信号７１３を受け取る。
【００６４】
ステップ７１４において、電流増幅器／Ｃ−Ｖコンバータ１３６は、静電容量信号７１３を出力電圧７１５に変換し、変換した出力電圧７１５をプロセッサに供給する。
【００６５】
ステップ７１６において、プロセッサは、出力電圧７１５から、呼吸数及び／又は呼吸パタンを決定する。その後、プロセッサは、ステップ７１８及び７２２に進む。
【００６６】
ステップ７１８において、プロセッサは、呼吸データを記憶及び／又は表示する。例えば、呼吸データは、車両上のメモリに記憶される。さらに、呼吸データは、車両内のディスプレイに表示され、車両運転者に視認される。
【００６７】
ステップ７２０において、プロセッサは、送受信機１６８を使用して、遠隔監視のためのネットワークコンピューティング装置に呼吸データを定期的に送信する。例えば、呼吸データは、ネットワーク上のサーバ又は他のコンピューティング装置に定期的に送信される。いくつかの例では、コンピューティング装置は、車両運転者の健康を監視する医療機関、医療提供者等のコンピューティング装置であってもよい。
【００６８】
ステップ７２２において、プロセッサは、呼吸数及び／又は呼吸パタンが異常であるか否かを決定する。正常な呼吸パタン及び異常な呼吸パタンの詳細は、図８の説明で後記する。呼吸数等が異常である場合（ステップ７２２“ＹＥＳ”）、プロセッサは、ステップ７２４及び７２６に進む。呼吸数等が異常ではない場合（ステップ７２２“ＮＯ”）、プロセッサは、ステップ７１６に戻る。
【００６９】
呼吸数及び／又は呼吸パタンが異常である場合、ステップ７２４において、プロセッサは、ＡＤＡＳシステムのような車両システム１６６に制御信号等を送る、又は、車両システム１６６を直接制御する。制御信号は、車両を駐車させる、又は、自動運転させる。例えば、車両は、路側に自身を引きよせ駐車する。代替的に、車両は、最寄りの医療機関まで自動運転する。
【００７０】
呼吸数及び／又は呼吸パタンが異常である場合、ステップ７２６において、プロセッサは、送受信機１６８を使用して呼吸データを警告とともにネットワークコンピューティング装置に送信する。警告は、車両運転者が深刻な医療条件に瀕していることを示す。いくつかの場合、警告は、車両の現在位置についての、全地球測位システム（ＧＰＳ）の位置情報を含んでもよい。車両の現在位置は、例えば車両内のＧＰＳ受信機（図７には図示せず）から決定される。例えば、ネットワークコンピューティング装置に送信された通知は、ネットワークコンピューティング装置に緊急車両を派遣させる。緊急車両は、車両運転者の位置に向かい、医療を提供する。
【００７１】
図８は、いくつかの実施形態に係る、異なる監視された呼吸状態の例８００を示す。例８００は、横軸が時間であり縦軸が振幅である平面上に波形信号を描写している。振幅は、電流増幅器から受け取られた電圧の大きさに対応し、波形の山は、検知された呼吸１回分のうちの吸気に対応し、波形の谷は、その吐気に対応する。例えば、呼吸１回分を決定するということは、電圧信号の振幅Ａ及び周期Ｐを計測し、呼吸数を少なくとも部分的に決定することに対応する。
【００７２】
正常な呼吸の第１の例８０２では、全期間にわたって、呼吸数は、成人の正常範囲内に決定されている。第２の例８０４では、呼吸数が第１の例８０２に比して顕著に大きい一方で、振幅は顕著に小さく、したがって、第２の例８０４は、浅速呼吸に対応する異常呼吸パタンであると看做される。第３の例８０６では、呼吸数は正常な呼吸数に比して、顕著に少ない。したがって、第３の例８０６は、無呼吸に対応する異常呼吸パタンであると決定される。第４の例８０８では、全期間にわたって、呼吸数は正常な呼吸数に比して少なく、呼吸の振幅は、第１の例８０２に比して顕著に大きい。これらは、異常深呼吸パタンを示している。さらに、図８には、いくつかの呼吸パタンの例が示されているが、ここでの開示を享受する当業者には、他の異常な呼吸パタンが明らかになるであろう。
【００７３】
図９は、いくつかの実施形態に係る、呼吸を監視する処理手順９００の一例を示すフロー図である。処理手順９００は、呼吸検知システム１３０又は他の適当なシステムによって、少なくとも部分的に実行されてもよい。
【００７４】
ステップ９０２において、システムは、第１のセンサ電極１２０又は第２のセンサ電極１２８の一方に交流信号を生成する。例えば、第１のセンサ電極１２０は、シートベルトに取り付けられており、車両運転者の胴体に隣接している。さらに、第２のセンサ電極１２８は、腕、手、脚、足のうちの少なくとも１つのような車両運転者の他の身体部位に接触する位置にある。
【００７５】
ステップ９０４において、システムは、第１のセンサ電極１２０又は第２のセンサ電極１２８の他方から静電容量信号を受け取る。
【００７６】
ステップ９０６において、システムは、静電容量信号を電圧信号に変換する。
【００７７】
ステップ９０８において、システムは、電圧信号の振幅及び周期を計測し、車両運転者の呼吸数を少なくとも部分的に決定する。
【００７８】
ステップ９１０において、システムは、時系列で測定された呼吸数に基づき、呼吸パタンを決定する。
【００７９】
ステップ９１２において、呼吸パタンが異常であるという決定に少なくとも部分的に基づき、システムは、制御信号を送信する。制御信号は、自動的又は半自動的に、車両の駐車又は運転のうちの、少なくとも１つを実行する。追加的に又は代替的に、システムは、遠隔コンピューティング装置に通知を送信してもよい。
【００８０】
ステップ９１４において、システムは、無線ネットワークを介して遠隔コンピューティング装置に呼吸データを定期的に送信する。
【００８１】
図１０は、ある実施形態に係る、サービスコンピューティング装置１７４の一例の構成を示す。これらの構成は、ここに記述されるサービスのいくつかの機能を実現するために使用される。前記したように、サービスコンピューティング装置１７４は、任意の数の方法で具現化される１又は複数のサーバ、パーソナルコンピュータ又は他の型式のコンピューティング装置を含む。例えば、サーバの場合、プログラム、アプリケーション、他の機能要素及びデータが、単一のサーバ、サーバのクラスタ、サーバファーム、データセンタ、クラウドホストコンピューティングサービス等に実装される。他のコンピュータ構成が追加的又は代替的に使用されてもよい。
【００８２】
さらに、図１０は、サービスコンピューティング装置１７４の構成及びデータを、それらが単一の場所に存在するものとして図示するが、これらの構成及びデータは、別々のサービスコンピューティング装置に跨って分散されていてもよく、別々の場所に分散されていてもよい。結局、諸機能は、１又は複数のサービスコンピューティング装置１７４によって実現され、このとき、前記した様々な機能は、様々な方法で別々のコンピューティング装置に分散されることになる。複数のサービスコンピューティング装置１７４は、１つの場所に集中しても分散してもよく、例えば仮想サーバ、サーババンク及び／又はサーバファームとして組織化されてもよい。記述される機能は、単一の事業体のサーバによって提供されてもよいし、複数の事業体のサーバ及び／又はサービスによって提供されてもよい。したがって、ここでの実施形態は、図示されている特定の例に限定されない。
【００８３】
図示されている例では、サービスコンピューティング装置１７４のそれぞれは、１又は複数のプロセッサ１００２、１又は複数のコンピュータ読取可能な媒体１００４及び１又は複数の通信インタフェース１００６を有する。プロセッサ１００２のそれぞれは、単一の演算ユニット、又は、多数の演算ユニットであってもよく、単一の又は複数のコンピューティングユニット、若しくは、複数の演算コアを有していてもよい。プロセッサ１００２は、１又は複数のマイクロプロセッサ、マイクロコンピュータ、マイクロコントローラ、デジタル信号プロセッサ、中央演算ユニット、状態機械、論理回路、及び／又は、操作命令に基づき信号を操作する任意の装置として実装される。例えば、プロセッサ１００２は、１又は複数のハードウエアプロセッサ、及び／又は、ここに記述されるアルゴリズム及び処理手順を実行するために特にプログラムされた又は構成された任意の適当な型式の１又は複数の論理回路であってもよい。プロセッサ１００２は、コンピュータ読取可能な媒体１００４に記憶されたコンピュータ実行可能な命令を取得し実行する。コンピュータ実行可能な命令は、プロセッサ１００２にここで記述される機能を実行させる。
【００８４】
コンピュータ読取可能な媒体１００４は、コンピュータ読取可能な命令、データ構造、プログラムモジュール又は他のデータのような情報を記憶するための任意の型式の技術で実現される揮発性メモリ及び不揮発性メモリ、及び／又は、着脱可能媒体及び着脱不能媒体を含んでもよい。このようなコンピュータ読取可能な媒体１００４は、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、フラッシュメモリ又は他のメモリ技術、光学記憶装置、半導体記憶装置、磁気テープ、磁気ディスク記憶装置、ＲＡＩＤ記憶システム、ストレージアレイ、ネットワーク付加記憶装置、ストレージエリアネットワーク、クラウド記憶装置、又は、所望の情報を記憶するために使用され、コンピューティング装置からアクセスされ得る任意の他の媒体を含むが、これらに限定されない。サービスコンピューティング装置１７４の構成によっては、コンピュータ読取可能な媒体１００４は、コンピュータ読取可能な記憶媒体の１型式であってもよいし、有形かつ不揮発性の媒体であってもよい。なお、不揮発性のコンピュータ読取可能な媒体は、エネルギー、搬送波信号、電磁波及び信号それ自身を含まない。
【００８５】
コンピュータ読取可能な媒体１００４は、プロセッサ１００２が実行する任意の数の機能要素を記憶するために使用されてもよい。多くの実施形態では、これらの機能要素をプロセッサ１００２が実行すると、プロセッサ１００２は、前記したサービスコンピューティング装置１７４のものとされる機能を実行することになる。コンピュータ読取可能な媒体１００４に記憶されている機能要素は、プロセッサ１００２によって実行され、複数の車両から通知を受け取る遠隔監視プログラム１００８を含む。この通知は、車両運転者の呼吸データを含んでもよい。遠隔監視プログラム１００８は、車両運転者アカウント情報１０１２に保持されている車両運転者アカウントを受け取られた呼吸データに関連付けて、呼吸データをデータ構造１０１０に記憶してもよい。さらに、遠隔監視プログラム１００８は、受け取られた異常な呼吸パタンについての通知及び／又は警告を監視してもよい。遠隔監視プログラム１００８は、異常な呼吸パタン及び／又は警告を監視することに基づき、緊急状態にある車両運転者の位置及び条件についてのメッセージを緊急医療車両派遣システム等に送信する等の、１又は複数の動作を実行してもよい。コンピュータ読取可能な媒体１００４に記憶されている追加的な機能要素は、サービスコンピューティング装置１７４の様々な機能を制御し管理するためのオペレーティングシステム１０１４を含んでもよい。
【００８６】
さらに、コンピュータ読取可能な媒体１００４は、ここに記述された操作を実行するためのデータ及びデータ構造を記憶してもよい。このとき、コンピュータ読取可能な媒体１００４は、データ構造１０１０に呼吸データを記憶する。コンピュータ読取可能な媒体１００４は、車両運転者アカウント情報１０１２を記憶してもよい。車両運転者アカウント情報１０１２は、データ構造１０１０内の呼吸データに関連付けられてもよい。サービスコンピューティング装置１７４は、機能要素が使用する又は生成するプログラム及びデータを含む他のモジュール及びデータ１０１６のような、図１０には図示されない他の機能要素及びデータを有していてもよいし、保持していてもよい。さらに、サービスコンピューティング装置１７４は、多くの他の論理要素、プログラム要素及び物理要素を有してもよい。これらは、ここでの説明に関連する例に過ぎない。
【００８７】
通信インタフェース１００６は、ネットワーク１７２上の様々な他の装置との通信を可能にするための１又は複数のインタフェース及びハードウエア要素を有してもよい。例えば、通信インタフェース１００６は、ここ又は他の箇所で追加して列挙したように、インターネット、ケーブルネットワーク、セルラーネットワーク、無線ネットワーク（例えばＷｉ−Ｆｉ）、有線ネットワーク（例えば光ファイバー及びイーサネット）、ブルートゥースのような短距離通信等のうちの１又は複数を介した通信を可能にしてもよい。
【００８８】
サービスコンピューティング装置１７４は、様々な入出力装置１０１８を備えていてもよい。このような入出力装置１０１８は、ディスプレイ、様々なユーザインタフェース（例えば、ボタン、キーボード、マウス、タッチスクリーン、ジョイスティック等）、音声スピーカ、接続ポート等を有していてもよい。
【００８９】
ここに記述される様々な命令、方法及び技術は、コンピュータ読取可能な媒体上に記憶されプロセッサによって実行されるここでのプログラムモジュールのように、コンピュータ実行可能な命令の一般的な文脈内で解釈される。一般的に、プログラムモジュールは、特定のタスクを実行するための、又は、特定の抽象的なデータ型式を実装するためのルーティン、プログラム、オブジェクト、要素、データ構造等を含む。これらのプログラムモジュール等は、ネイティブコードとして実行されてもよいし、仮想マシン又は他のジャストインタイムのコンパイル実行環境でダウンロードされて実行されてもよい。典型的には、プログラムモジュールの機能は、様々な実施形態において望まれるように統合されてもよいし分散されてもよい。これらのモジュール及び技術の実装結果は、コンピュータ記憶媒体に記憶されてもよいし、いくつかの通信媒体に跨って送信されてもよい。
【００９０】
発明の主題が  構造的特徴及び／又は方法論的行為に特有の言語で記述されてきたが、それは、別添する特許請求の範囲で限定される主題は、記述された特定の特徴又は行為に限定されないということが理解されるためである。むしろ、特定の特徴又は行為は、特許請求の範囲に例として開示されている。
【符号の説明】
【００９１】
１０２    車両
１０６    車両運転者
１１２    シートベルト
１１４    腰部
１１６    肩部
１２０    第１のセンサ電極
１２２    胴体
１２４    ステアリングホイール
１２８    第２のセンサ電極
１３０    呼吸検知システム
１３２    緩衝増幅器
１３６    電流増幅器／静電容量−電圧（Ｃ−Ｖ）コンバータ
１４０    直流電源
１４２    正弦波生成器
１４４    プロセッサ
１４６    メモリ
１４８    呼吸数
１５０    呼吸パタン
１５２    車両コンピューティング装置
１５４    プロセッサ
１５６    コンピュータ読取可能な媒体
１５８    監視アプリケーション
１６０    呼吸データ
１６２    ディスプレイ
１６４    制御信号
１６６    車両システム
１６８    送受信機
１７０    通知
１７２    ネットワーク
１７４    サービスコンピューティング装置
１７６    遠隔サイト
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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