(57)【要約】【課題】運転者の入眠移行シグナルを検知したならば、できるだけ確実に覚醒状態に復帰させる。【解決手段】運転者の生体状態を監視する運転監視装置１と、運転監視装置１から、エネルギー代謝が活性状態から睡眠状態へ変化する際の入眠移行シグナルを受信することにより駆動し、運転者を覚醒状態へ復帰させる覚醒状態復帰装置３０とを具備してなる。覚醒状態復帰装置３０は、運転席のシートバックを前又は後に傾動させ、ズレ力を発生させて運転者の圧覚を刺激する構成である。従って、警告音への反応しやすさに関わりなく、運転者を刺激でき、運転者をより確実に覚醒状態に復帰させることができる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
運転者の生体状態を監視する運転監視装置と、
前記運転監視装置から、エネルギー代謝が活性状態から睡眠状態へ変化する際の入眠移行シグナルを受信することにより駆動し、運転者を覚醒状態へ復帰させる覚醒状態復帰装置とを具備してなり、
前記覚醒状態復帰装置が、運転者の圧覚を刺激する機構を備えていることを特徴とする運転席用座席システム。
【請求項２】
前記圧覚を刺激する覚醒状態復帰装置が、運転席のシートバックを前又は後に傾動させ、ズレ力を発生させて運転者の圧覚を刺激するリクライニング機構であることを特徴とする請求項１記載の運転席用座席システム。
【請求項３】
前記運転席のシートバックの傾動角度が、変化前に対して２０分〜５度の範囲となるように設定されていることを特徴とする請求項２記載の運転用座席システム。
【請求項４】
前記運転監視装置が、運転者の生体信号を測定する生体信号測定器と、前記生体信号測定器により採取された生体信号データを解析する生体信号解析装置とを備えてなり、
前記生体信号解析装置が、
前記生体信号データの原波形の各周期のピーク値を検出する生体信号ピーク値検出手段と、
前記生体信号ピーク値検出手段により得られる各ピーク値から、所定時間範囲ごとに上限側のピーク値と下限側のピーク値との差を算出し、この差をパワー値として設定するパワー値算出手段と、
前記パワー値の所定時間範囲における時間軸に対する傾きを、前記所定時間に対して所定のラップ率で所定回数スライド計算して求める傾き算出手段と、
前記傾き算出手段によりスライド計算して得られたパワー値の傾きの時系列変化において、パワー値の傾きが急低下する状態を有するか否かを比較・判定し、急低下する状態が現れた範囲を、エネルギー代謝が活性状態から睡眠状態へ変化する際の入眠移行シグナルと判定する比較・判定手段と
前記比較・判定手段において検出された前記活性状態から睡眠状態への入眠移行シグナルを出力する出力手段と
を具備することを特徴とする請求項１記載の運転席用座席システム。
【請求項５】
前記生体信号解析装置が、さらに、前記生体信号データをカオス解析してリアプノフ指数を算出するリアプノフ指数算出手段と、算出されたリアプノフ指数の時系列変化波形の各周期のピーク値を検出するリアプノフ指数ピーク値検出手段とを備え、
前記傾き算出手段において、前記パワー値の傾きに加え、前記リアプノフ指数ピーク値検出手段により得られるリアプノフ指数の各ピーク値の所定時間範囲における時間軸に対する傾きを求める手段を備え、
前記比較・判定手段において、前記傾き算出手段によりスライド計算して得られたパワー値の傾き又はリアプノフ指数の傾きの時系列変化に、パワー値の傾きとリアプノフ指数の傾きの少なくとも一方が急低下する状態を有するか否かを比較・判定し、この急低下する状態が現れた範囲を、エネルギー代謝が活性状態から睡眠状態へ変化する際の入眠移行シグナルと判定することを特徴とする請求項４記載の運転席用座席システム。
【請求項６】
前記比較・判定手段において、前記傾き算出手段によりスライド計算して得られたパワー値の傾き及びリアプノフ指数の傾きの時系列変化を比較し、パワー値の傾き又はリアプノフ指数の傾きが急低下する状態が現れる範囲又はその前に、パワー値の傾きとリアプノフ指数の傾きが逆位相状態が現れているか否かを判定し、前記パワー値の傾き又はリアプノフ指数の傾きの急低下が、この逆位相を伴って現れた場合に前記活性状態から睡眠状態へ変化する際の入眠移行シグナルと判定することを特徴とする請求項４又は５記載の運転席用座席システム。
【請求項７】
前記比較・判定手段において、前記パワー値の傾き又はリアプノフ指数の傾きの急低下状態が現れた後に、パワー値の傾き又はリアプノフ指数の傾きの各時系列変化が相対的に低振幅で現れている場合に、前記睡眠状態へ変化したと判定する手段を具備することを特徴とする請求項４又は５記載の運転席用座席システム。
【請求項８】
前記生体信号ピーク値検出手段は、生体信号データの平滑化微分を行って微分波形の傾きゼロ近辺を特定し、この特定された範囲に対応する原波形からピーク値を検出する手段を具備することを特徴とする請求項４又は５記載の運転席用座席システム。
【請求項９】
前記リアプノフ指数ピーク値検出手段は、リアプノフ指数の平滑化微分を行って微分波形の傾きゼロ近辺を特定し、この特定された範囲に対応する原波形からピーク値を検出する手段を具備することを特徴とする請求項５記載の運転席用座席システム。
【請求項１０】
前記パワー値算出手段が、生体信号データの所定時間範囲における、上限側のピーク値の平均値と下限側のピーク値の平均値との差をパワー値として算出する手段であることを特徴とする請求項４記載の運転席用座席システム。
【請求項１１】
前記傾き算出手段において算出されるパワー値の傾き又はリアプノフ指数の傾きが、最小二乗法により求められた値であることを特徴とする請求項４又は５記載の運転席用座席システム。
【請求項１２】
前記生体信号測定器が、運転席のシートクッションとシートバックのうちのいずれか少なくとも一方に設置される圧力センサであることを特徴とする請求項４又は５記載の運転席用座席システム。
【請求項１３】
前記シートクッションとシートバックを構成するクッション層が、着座時と未着座時とで張力差を生じる張力構造体からなり、前記圧力センサが該張力構造体からなるクッション層に取り付けられていることを特徴とする請求項１２記載の運転席用座席システム。
【請求項１４】
さらに、前記運転監視装置からの信号を受信可能に設けられ、前記入眠移行シグナルを受信した際に、車両の現在位置を基準として、最寄りの駐車場への誘導ルートを検索し、該誘導ルートをカーナビゲーションシステムのディスプレイに表示させる誘導ルート検索・表示手段を備えることを特徴とする請求項１記載の運転席用座席システム。
【請求項１５】
さらに、前記運転監視装置からの信号を受信可能に設けられ、前記入眠移行シグナルを受信した際に、車両を管理する管理センターへ通報可能な通信手段を備えることを特徴とする請求項１記載の運転席用座席システム。
【請求項１６】
運転者の生体状態を監視する運転監視装置から、エネルギー代謝が活性状態から睡眠状態へ変化する際の入眠移行シグナルを受信することにより駆動し、
運転者の圧覚を刺激して運転者を覚醒状態へ復帰させる機構を備えていることを特徴とする覚醒状態復帰装置。
【請求項１７】
前記圧覚を刺激する機構が、運転席のシートバックを前又は後に傾動させ、ズレ力を発生させて運転者の圧覚を刺激するリクライニング機構であることを特徴とする請求項１６記載の覚醒状態復帰装置。
【請求項１８】
前記運転席のシートバックの傾動角度が、変化前に対して２０分〜５度の範囲となるように設定されていることを特徴とする請求項１７記載の覚醒状態復帰装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、運転席用座席システム及び覚醒状態復帰装置に関し、特に、運転者のエネルギー代謝が活性状態から睡眠状態に変化する際の入眠移行シグナルを検出し、入眠状態に至る前に覚醒状態へ復帰させ、居眠り運転を防止するのに適した運転席用座席システム及び覚醒状態復帰装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
人の生体の状態、例えば、活性状態（覚醒状態）であるか、睡眠状態であるかを検出するには、従来、脳波を測定し、その脳波パターンを解析することにより行われている。しかしながら、脳波を測定するには、被検者の頭部に脳波電極や眼電位電極を取り付ける必要があるなど、人の通常動作を制約する環境下で行わなければならず、例えば、自動車、電車などの各種輸送機器の運転時における生体状態を運転者に負担をかけずに評価することは困難である。
一方、運転中の運転者の生体状態（心身状態）を監視することは、近年、事故予防策として注目されており、例えば、特許文献１、特許文献２には、心拍又は脈拍を用いて生体状態を監視する技術が提案されている。特許文献１及び２に開示の技術によれば、脳波測定用の大がかりな装置の頭部への装着が不要で、簡易に運転者の生体状態を評価できる。
【０００３】
【特許文献１】
特開平９−３０８６１４号公報
【特許文献２】
特開平１０−１４６３２１号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
特許文献１及び２に開示された装置は、いずれも、心拍又は脈拍についてのカオス指標を算出し、そのカオス指標から運転者の心身状態を判定するものである。具体的には、カオス指標の一つとして、心拍又は脈拍の時系列データのリアプノフ指数を求め、その時間的変化において、一定時間以上のリアプノフ指数の減少を示した場合に、休憩が必要な程度にストレス負荷が生じ、居眠りに至る直前状態（眠気を感じた状態）となっていると判定する構成である。生体信号のカオス指標によって生体の状態を客観的に診断できることは、既に特開平４−２０８１３６号公報により報告されており、特許文献１及び２に開示された装置によって居眠りに至る直前状態を検出することも可能であると推定される。
【０００５】
しかしながら、特許文献１及び２には、居眠りに至る直前状態を検出した後、運転者を覚醒状態に復帰させる具体的手段としては、警告音を鳴らすことが開示されているのみである。覚醒状態に復帰させる手段は、できるだけ運転に支障を来すことなく、できるだけ確実に覚醒させる手段であることが必要であるが、人によっては警告音への反応に劣る場合もあり、かかる場合でもより確実に覚醒させる手段の開発が望まれていた。
【０００６】
また、特許文献１及び２は、測定した心拍又は脈拍を、リアプノフ指数などのカオス指標のみによって処理し、リアプノフ指数の減少変化から精神的に安定した状態に至る過程を検出し、眠気を催すような疲労状態を判定することを開示しているに過ぎない。
一般に、体力には、生命を維持するために関わる生存性の体力と、生存性の体力を背景とする活動性の体力がある。生存性の体力は、生命、健康を維持する能力に相当し、防衛体力とも呼ばれ、活動性の体力は体を動かす行動体力であり、一般的には運動能力として理解されている。行動体力を支える機能には、エネルギー発生システム、エネルギー供給システム、及びエネルギー制御システムがある。エネルギー発生システムは、筋肉系の働き具合で、筋力、持久力などの筋肉疲労の元となる機能である。エネルギー供給システムは、酸素摂取量や心拍数から求められる呼吸・循環系の機能であり、エネルギー制御システムは、敏捷性、協調性、平衡性及び適応性の機能である。従って、エネルギー供給システム又はエネルギー制御システムの状態を分析することにより、筋肉疲労の元となるエネルギー発生システムの活動状態を把握できる。
【０００７】
ここで、生体信号データのリアプノフ指数を求めることにより、上記エネルギー制御システムの状態を把握でき、生体信号の周期のピーク値から求められる抵抗力（パワー値）を測定処理することにより、上記エネルギー供給システムの状態を把握できる。従って、生体信号データから得られるリアプノフ指数又はパワー値を用いることにより、エネルギー発生システムの活動状態を把握できるわけであるが、上記したように、従来、着目されているのはリアプノフ指数のみであり、パワー値を用いてエネルギー発生システムの活動状態を把握することはなされていない。
【０００８】
また、眠気を催すような疲労状態を生じた際の特徴として、リアプノフ指数の減少傾向が顕著に現れる場合もあれば、活性状態におけるエネルギーの放出によってエネルギー供給システムの機能が低下し、その結果、パワー値の変化がリアプノフ指数の変化よりも顕著に現れる場合もある。このような変化の現れ方の違いは、個人差や健康状態に左右されることが大きい。従って、眠気を催すような疲労状態の出現をより正確に検知するためには、エネルギー制御システムの状態の指標であるリアプノフ指数の時系列変化、及び、エネルギー供給システムの状態指標であるパワー値の時系列変化のいずれか一方というだけでなく、両方を検知できるシステムであることが望ましい。
換言すれば、覚醒状態（活性状態）とは、精神的に刺激を受け、消費カロリーが高い状態であるが、入眠する際には、消費カロリーが高いまま精神的にリラックスする傾向を経由して、精神的にリラックスし、消費カロリーも低い睡眠状態に至るか、あるいは、精神的に刺激を受けているが、消費カロリーが低下した状態を経由して、精神的にリラックスし、消費カロリーも低い睡眠状態に至る。前者の消費カロリーが高いまま精神的にリラックスする傾向を顕著に示す場合には、リアプノフ指数の低下が顕著に現れ、後者の精神的に刺激を受けているが、消費カロリーが低下した状態を顕著に示す場合には、パワー値の低下が顕著に現れる。かかる点からも、リアプノフ指数とパワー値はいずれか一方ではなく、両方を検知できることが望ましい。
さらに、特許文献１及び２におけるリアプノフ指数及び心拍数の値は、時系列変化を捉えているものの、１５分あるいは３０分ごとの値を用いている。従って、運転時のモニタリングに必要な実質的にリアルタイムの状態変化を見ることはできない。
【０００９】
本発明は上記した点に鑑みなされたものであり、運転者の入眠移行シグナルを検知したならば、できるだけ確実に覚醒状態に復帰させることができる運転席用座席システム及び覚醒状態復帰装置を提供することを課題とする。また、本発明は、生体信号のリアプノフ指数だけでなく、パワー値の時系列変化にも着目し、従来と比較して、活性状態から睡眠状態への入眠移行シグナルをより正確に判定でき、運転中の居眠りを防止するのにより適した運転席用座席システムを提供することを課題とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
すなわち、請求項１記載の本発明では、運転者の生体状態を監視する運転監視装置と、
前記運転監視装置から、エネルギー代謝が活性状態から睡眠状態へ変化する際の入眠移行シグナルを受信することにより駆動し、運転者を覚醒状態へ復帰させる覚醒状態復帰装置とを具備してなり、
前記覚醒状態復帰装置が、運転者の圧覚を刺激する機構を備えていることを特徴とする運転席用座席システムを提供する。
請求項２記載の本発明では、前記圧覚を刺激する覚醒状態復帰装置が、運転席のシートバックを前又は後に傾動させ、ズレ力を発生させて運転者の圧覚を刺激するリクライニング機構であることを特徴とする請求項１記載の運転席用座席システムを提供する。
請求項３記載の本発明では、前記運転席のシートバックの傾動角度が、変化前に対して２０分〜５度の範囲となるように設定されていることを特徴とする請求項２記載の運転用座席システムを提供する。
請求項４記載の本発明では、前記運転監視装置が、運転者の生体信号を測定する生体信号測定器と、前記生体信号測定器により採取された生体信号データを解析する生体信号解析装置とを備えてなり、
前記生体信号解析装置が、
前記生体信号データの原波形の各周期のピーク値を検出する生体信号ピーク値検出手段と、
前記生体信号ピーク値検出手段により得られる各ピーク値から、所定時間範囲ごとに上限側のピーク値と下限側のピーク値との差を算出し、この差をパワー値として設定するパワー値算出手段と、
前記パワー値の所定時間範囲における時間軸に対する傾きを、前記所定時間に対して所定のラップ率で所定回数スライド計算して求める傾き算出手段と、
前記傾き算出手段によりスライド計算して得られたパワー値の傾きの時系列変化において、パワー値の傾きが急低下する状態を有するか否かを比較・判定し、急低下する状態が現れた範囲を、エネルギー代謝が活性状態から睡眠状態へ変化する際の入眠移行シグナルと判定する比較・判定手段と
前記比較・判定手段において検出された前記活性状態から睡眠状態への入眠移行シグナルを出力する出力手段と
を具備することを特徴とする請求項１記載の運転席用座席システムを提供する。
請求項５記載の本発明では、前記生体信号解析装置が、さらに、前記生体信号データをカオス解析してリアプノフ指数を算出するリアプノフ指数算出手段と、算出されたリアプノフ指数の時系列変化波形の各周期のピーク値を検出するリアプノフ指数ピーク値検出手段とを備え、
前記傾き算出手段において、前記パワー値の傾きに加え、前記リアプノフ指数ピーク値検出手段により得られるリアプノフ指数の各ピーク値の所定時間範囲における時間軸に対する傾きを求める手段を備え、
前記比較・判定手段において、前記傾き算出手段によりスライド計算して得られたパワー値の傾き又はリアプノフ指数の傾きの時系列変化に、パワー値の傾きとリアプノフ指数の傾きの少なくとも一方が急低下する状態を有するか否かを比較・判定し、この急低下する状態が現れた範囲を、エネルギー代謝が活性状態から睡眠状態へ変化する際の入眠移行シグナルと判定することを特徴とする請求項４記載の運転席用座席システムを提供する。
請求項６記載の本発明では、  前記比較・判定手段において、前記傾き算出手段によりスライド計算して得られたパワー値の傾き及びリアプノフ指数の傾きの時系列変化を比較し、パワー値の傾き又はリアプノフ指数の傾きが急低下する状態が現れる範囲又はその前に、パワー値の傾きとリアプノフ指数の傾きが逆位相状態が現れているか否かを判定し、前記パワー値の傾き又はリアプノフ指数の傾きの急低下が、この逆位相を伴って現れた場合に前記活性状態から睡眠状態へ変化する際の入眠移行シグナルと判定することを特徴とする請求項４又は５記載の運転席用座席システムを提供する。
請求項７記載の本発明では、前記比較・判定手段において、前記パワー値の傾き又はリアプノフ指数の傾きの急低下状態が現れた後に、パワー値の傾き又はリアプノフ指数の傾きの各時系列変化が相対的に低振幅で現れている場合に、前記睡眠状態へ変化したと判定する手段を具備することを特徴とする請求項４又は５記載の運転席用座席システムを提供する。
請求項８記載の本発明では、前記生体信号ピーク値検出手段は、生体信号データの平滑化微分を行って微分波形の傾きゼロ近辺を特定し、この特定された範囲に対応する原波形からピーク値を検出する手段を具備することを特徴とする請求項４又は５記載の運転席用座席システムを提供する。
請求項９記載の本発明では、前記リアプノフ指数ピーク値検出手段は、リアプノフ指数の平滑化微分を行って微分波形の傾きゼロ近辺を特定し、この特定された範囲に対応する原波形からピーク値を検出する手段を具備することを特徴とする請求項５記載の運転席用座席システムを提供する。
請求項１０記載の本発明では、前記パワー値算出手段が、生体信号データの所定時間範囲における、上限側のピーク値の平均値と下限側のピーク値の平均値との差をパワー値として算出する手段であることを特徴とする請求項４記載の運転席用座席システムを提供する。
請求項１１記載の本発明では、前記傾き算出手段において算出されるパワー値の傾き又はリアプノフ指数の傾きが、最小二乗法により求められた値であることを特徴とする請求項４又は５記載の運転席用座席システムを提供する。
請求項１２記載の本発明では、前記生体信号測定器が、運転席のシートクッションとシートバックのうちのいずれか少なくとも一方に設置される圧力センサであることを特徴とする請求項４又は５記載の運転席用座席システムを提供する。
請求項１３記載の本発明では、前記シートクッションとシートバックを構成するクッション層が、着座時と未着座時とで張力差を生じる張力構造体からなり、前記圧力センサが該張力構造体からなるクッション層に取り付けられていることを特徴とする請求項１２記載の運転席用座席システムを提供する。
請求項１４記載の本発明では、さらに、前記運転監視装置からの信号を受信可能に設けられ、前記入眠移行シグナルを受信した際に、車両の現在位置を基準として、最寄りの駐車場への誘導ルートを検索し、該誘導ルートをカーナビゲーションシステムのディスプレイに表示させる誘導ルート検索・表示手段を備えることを特徴とする請求項１記載の運転席用座席システムを提供する。
請求項１５記載の本発明では、さらに、前記運転監視装置からの信号を受信可能に設けられ、前記入眠移行シグナルを受信した際に、車両を管理する管理センターへ通報可能な通信手段を備えることを特徴とする請求項１記載の運転席用座席システムを提供する。
請求項１６記載の本発明では、運転者の生体状態を監視する運転監視装置から、エネルギー代謝が活性状態から睡眠状態へ変化する際の入眠移行シグナルを受信することにより駆動し、
運転者の圧覚を刺激して運転者を覚醒状態へ復帰させる機構を備えていることを特徴とする覚醒状態復帰装置を提供する。
請求項１７記載の本発明では、前記圧覚を刺激する機構が、運転席のシートバックを前又は後に傾動させ、ズレ力を発生させて運転者の圧覚を刺激するリクライニング機構であることを特徴とする請求項１６記載の覚醒状態復帰装置を提供する。
請求項１８記載の本発明では、前記運転席のシートバックの傾動角度が、変化前に対して２０分〜５度の範囲となるように設定されていることを特徴とする請求項１７記載の覚醒状態復帰装置を提供する。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、図面に示した実施形態に基づき本発明をさらに詳細に説明する。図１は、本発明の一の実施形態に係る運転席用座席システムで用いた運転監視装置１のブロック図である。この図に示したように、本実施形態の運転監視装置１は、生体信号測定器１０から採取された生体信号データを受信する生体信号解析装置２０を有して構成される。
【００１２】
生体信号測定器１０としては、圧力センサなどのセンサを備えたものを用いることができ、例えば、自動車や電車の運転席のシートバック又はシートクッションのいずれか少なくとも一方に取り付けて用いることができる。但し、着座時において、人に異物感を感じさせない必要があり、圧力センサとしては、例えば、フィルム状の圧電素子を用い、これを、シートバック、シートクッションに取り付けることが好ましい。これにより、生体信号である脈拍に伴う体表面の振動を圧力値の変化として容易に検知することができる。生体信号測定器１０が取り付けられる運転席の座席構造は限定されるものではなく、種々のタイプのものに使用することができる。例えば、シートバック又はシートクッションを構成するクッション層がウレタン材からなるものにも用いることができる。
【００１３】
但し、シートバック及びシートクッションを構成するクッション層としては、着座時、非着座時において張力差を生じる張力構造体を用いることが好ましい。例えば、フレーム材に掛け渡して張られた張力構造体を用いることが好ましい。また、かかるクッション層としては、二次元のネット材、薄型のウレタン材などから形成することもできるが、例えば、ダブルラッセル編機等を用いて形成され、所定間隔をおいて位置する一対のグランド編地間に連結糸を往復させて編成した立体編物を用いることが好ましい。立体編物を張力構造体として構成することにより、人体の筋肉の有するバネ定数に近似したバネ定数を有するバネ特性を備えさせることが容易にできる。これにより、人の呼吸に伴って生じる筋肉の僅かな圧力変動が、シートクッション及びシートバックの接触面に伝達され、かかる接触面に、呼吸に対応した低周波振動を生じさせることができる。そして、その低周波振動が筋肉にフィードバックされることで、人体に低周波の圧力を付与し、人体を外力によって低周波でマッサージする場合と同様の効果が得られる。その結果、呼吸に伴う姿勢の崩れを小さくできると共に、筋肉の収縮（緊張）状態を緩和し、静脈の血流を促進し、末梢循環を良好に保つことができ、疲労しにくいシートとすることができる。
なお、張力構造体は、上記したように着座時、非着座時において張力差が生じるように設けられていればよく、フレーム材に張る場合に限らず、例えば、ウレタンフォームに幅方向に離間してワイヤ材を配設し、このワイヤ材に張力構造体となるクッション材を掛け渡し配設する構成であってもよい
【００１４】
従って、上記した張力構造体からなるクッション層に生体信号測定器１０を付設したシートは、構造的に疲労しにくくなっていると共に、疲労状態を速やかに生体信号測定器１０によって検知できるため、より安全性の高い運転席の座席システムを提供することができる。図２はかかる運転席用座席システムの概略構成を示すものであり、シート１００に、生体信号測定器１０及び覚醒状態復帰装置３０が設けられ、生体信号解析装置２０に信号ケーブルで接続されている。ここで示したシート１００は、張力構造体からなるクッション層を用いた座席構造の一例である。すなわち、シートバック１２０及びシートクッション１３０として、バックフレーム１２１、クッションフレーム１３１にそれぞれ立体編物１２５，１３５を張った構造である。
【００１５】
生体信号解析装置２０は、プログラムとしての、リアプノフ指数算出手段２１、リアプノフ指数ピーク値検出手段２２と、生体信号ピーク値検出手段２３と、パワー値算出手段２４と、傾き算出手段２５と、比較・判定手段２６とを備えて構成される。
【００１６】
リアプノフ指数は、カオス指標の一つであり、カオスの初期値依存性の程度を指数で示した数値で、カオスアトラクタが描く軌道のうち、近接した２本の軌道間の距離が、時間経過に伴って離れていく度合いを示す量である。具体的には、生体信号測定器１０により採取した生体信号データを、リアプノフ指数算出手段２１により、例えば、埋め込み遅延時間２５ｍｓｅｃで４次元で埋め込んでアトラクタを生成し、埋め込み遅延時間と同等の値の発展時間を与えてリアプノフ指数を計算する。リアプノフ指数の計算には、Ｗｏｌｆ法、Ｋａｎｔｚ法などがあるが、運転者の生体状態などの判定に当たっては、迅速に計算しないと評価結果をフィードバックしても意味をなさない場合がある。従って、Ｓａｎｏ−Ｓａｗａｄａ（佐野−沢田）法による近似的な計算手法を用いて実質的にリアルタイム処理をすることが好ましい。
【００１７】
本実施形態のリアプノフ指数ピーク値検出手段２２は、上記により計算されるリアプノフ指数の時系列変化波形の各周期のピーク値を検出する。具体的には、ピーク値は、上記により計算されるリアプノフ指数を平滑化微分し、微分波形で傾きゼロ周辺を特定し、この特定した範囲に対応するリアプノフ指数の時系列変化の原波形の中から検出する。なお、ピーク値には、各周期の上限側のピーク値及び下限側のピーク値があるが、本実施形態では、上限側のピーク値のみを検出し、後述の傾き算出手段２５で採用している。
【００１８】
生体信号ピーク値検出手段２３は、生体信号測定器１０により得られた生体信号データの原波形の各周期のピーク値を検出するものである。具体的には、上記したリアプノフ指数のピーク値を検出する場合と同様に、生体信号データを平滑化微分し、微分波形の傾きゼロ周辺を特定し、この特定した範囲に対応する生体信号データの原波形の中からピーク値を検出する。
【００１９】
パワー値算出手段２４においては、生体信号ピーク値検出手段２３により得られた生体信号データの原波形の各周期のピーク値を、予め設定した所定の時間範囲ごと、例えば、５秒（ｓ）ごとに切り分け、その時間範囲の中の上限側ピークの平均値と下限側ピークの平均値との差をパワー値として求める。但し、変化量を強調するために、本実施形態では、上記の所定時間範囲における最大の上限側ピークの平均値と下限側ピークの平均値との差を二乗してパワー値としている。パワー値は、外部からの侵入、破壊に対する生体の抵抗力を意味する。
【００２０】
傾き算出手段２５においては、リアプノフ指数ピーク値検出手段２２により得られたリアプノフ指数の各ピーク値の所定時間範囲における時間軸に対する傾き、及び、パワー値算出手段２４により得られたパワー値の所定時間範囲における時間軸に対する傾きを、それぞれ前記所定時間に対して所定のラップ率で所定回数スライド計算して求める。スライド計算は、次のようにして行う。
【００２１】
例えば、Ｔ秒（ｓ）間における傾きを、スライドラップ率９０％で求める場合には、まず、０（ｓ）〜Ｔ（ｓ）間におけるリアプノフ指数のピーク値、及びパワー値の時間軸に対する傾きを、最小二乗近似により求める。次いで、
スライド計算（１）：Ｔ／１０（ｓ）〜Ｔ＋Ｔ／１０（ｓ）間、
スライド計算（２）：２×Ｔ／１０（ｓ）〜Ｔ＋２×Ｔ／１０（ｓ）間、
スライド計算（ｎ）：ｎ×Ｔ／１０（ｓ）〜Ｔ＋ｎ×Ｔ／１０（ｓ）間
における各傾きを最小二乗近似により求めていく。
【００２２】
このようにして得られるリアプノフ指数のピーク値の傾き及びパワー値の傾きは、上記したように前者がエネルギー制御システムの状態を示し、後者がエネルギー供給システムの状態を示している。従って、これらのうちのいずれかの時系列変化が大きく低下する場合には、エネルギー制御システムとエネルギー供給システムのいずれかの活動状態を要因として、筋肉系の働き具合であるエネルギー発生システムの活動状態が低下し、眠気を催すような疲労状態に至り、安静状態を経て睡眠状態に移行しようとしていることを検知できる。しかも、本実施形態においては、上記のように生体信号データやリアプノフ指数の原波形を観察するのではなく、スライド計算を行って算出される各傾きを観察しており、生体におけるエネルギー制御システムとエネルギー供給システムの活動状態の時系列変化をより拡大し、その微細な現象を正確に把握することができる。
【００２３】
比較・判定手段２６は、傾き算出手段２５により得られたパワー値の傾きとリアプノフ指数のピーク値の傾きとから、パワー値の傾きが急低下したか否か、又は本実施形態のようにパワー値の傾きとリアプノフ指数の傾きの双方を求めている場合には、いずれか少なくとも一方が急低下する状態を有するか否かを比較・判定するプログラムであり、急低下する状態が現れた範囲を、活性状態から睡眠状態への入眠移行シグナルと判定する。
【００２４】
比較・判定手段２６は、このように、傾き算出手段２５により得られたパワー値の傾き又はリアプノフ指数の傾きの急低下状態からのみ、入眠移行シグナルを検出する構成としてもよいが、後述の試験例からわかるように、パワー値の傾きとリアプノフ指数の傾きとを同じグラフで重ねて表示した場合には、活性状態から睡眠状態へ移行した場合に、いずれかの急低下変化の範囲又はその前の範囲におけるパワー値の傾きとリアプノフ指数の傾きが逆位相状態を示している。従って、逆位相状態を伴った急低下が現れた場合に初めて活性状態から睡眠状態へとエネルギー代謝が変化し、入眠移行シグナルと判定する構成とすることもできる。
【００２５】
また、後述の試験例では、パワー値の傾き又はリアプノフ指数の傾きの急低下状態が現れた後において、パワー値の傾き又はリアプノフ指数の傾きの各時系列変化が相対的に低振幅で現れているが、この場合には、既に睡眠代謝モードに突入してしまっている。従って、比較・判定手段２６において、このような低振幅波形を検知した場合には、睡眠状態と判定する構成を付加することもできる。
【００２６】
なお、運転者の眠気を検知して、その信号を出力手段２７を介して電気信号として出力し、覚醒状態復帰装置３０を動作させるに当たっては、できるだけ早めに覚醒状態に戻すことが重要となる。従って、パワー値の傾きとリアプノフ指数の傾きのいずれかが急低下した場合には、本格的な睡眠に移行する前に、入眠移行シグナルと判定して覚醒状態復帰装置３０に出力する構成とすることが好ましい。覚醒状態復帰装置３０を動作させたにも拘わらず、上記した低振幅波形が現れた場合には、運転者が睡眠状態に移行してしまったことになる。従って、比較・判定手段２６において、万一この信号を検知した場合には、覚醒状態復帰装置３０を再度動作させる信号を出力する構成とすることが好ましい。
【００２７】
覚醒状態復帰装置３０は、図２に示した運転席のリクライニング機構のように、上記出力手段２７から入眠移行シグナルの電気信号を受信したならば、シートバック１２０を前又は後に傾動させる構造のものを用いることができる。シートバック１２０が所定位置から前後に傾動することにより、筋肉に対してせん断力及び垂直力を付与する力（ズレ力）が生じるため、圧覚が刺激される。より効果的に圧覚を刺激するには、運転者の通常運転位置にセットされているシートバック１２０を前方向に傾動させる構成とすることが好ましい。もちろん、シートバック１２０を大きく動かすことは、運転に支障を来すおそれがあるため、できるだけ小さな傾動角度で圧覚を刺激する構成とすることが好ましい。本発明者の実験によると、変化前に対して２０分〜５度の範囲でシートバック１２０を傾動させると圧覚を刺激して覚醒状態に復帰させるには十分であり、また、かかる範囲であれば、運転に支障を来すことがなく、傾動角度として好ましいことがわかった。すなわち、傾動角度が２０分未満では人に知覚しにくく、５度を超える場合には、運転に支障を来すおそれがある。
【００２８】
覚醒状態復帰装置３０は、上記した生体信号解析装置２０の出力手段２７からの入眠移行シグナルの電気信号により動作し、上記のようにズレ力を発生させて運転者の圧覚を刺激する。圧覚を刺激する構成とすることにより、例えば、警告音への反応しやすさに関わりなく、より確実に運転者を覚醒状態に復帰させることができる。但し、圧覚を刺激する覚醒状態復帰装置３０のほかに、人の聴覚や視覚を刺激する手段を併用することもできる。
【００２９】
聴覚を刺激する手段としては、例えば、警告音を発生するブザーなどの警告音発生装置を用いることができる。視覚を刺激する手段としては、運転者の着座位置よりも前方に位置する車両構成部の任意部位、例えば、インストルメントパネルやナビゲーションシステムのディスプレイなどに警告灯を組み込み、上記出力手段２７から入眠移行シグナルの電気信号を受信したならば、この警告灯を点灯させたり、点滅させたりする構成とすることができる。
【００３０】
また、本実施形態の運転監視装置１には、さらに、上記した生体信号解析装置２０の出力手段２７からの出力信号を受信可能に設けられ、入眠移行シグナルを受信した際に、車両の現在位置を基準として、最寄りの駐車場への誘導ルートを検索し、該誘導ルートをカーナビゲーションシステムのディスプレイに表示させる誘導ルート検索・表示手段４０を備えていることが好ましい。誘導ルート検索・表示手段４０は、プログラムからなり、カーナビゲーションシステムに設定しておくことで実現できる。なお、ここでいうディスプレイとは、カーナビゲーションシステムの地図情報や位置情報に連動して情報を表示する手段であればよく、通常のカーナビゲーションシステムに備え付けのものに限らず、インストルメントパネルに組み込んだものや、フロントガラスに表示させたりする手段等であってもよい。
【００３１】
また、生体信号解析装置２０の出力手段２７からの出力信号を受信可能に設けられた通信手段２８を備えていることが好ましい。これにより、該通信手段２８によって入眠移行シグナルを受信した際に、車両を管理する管理センターへ通報することができる。通信手段２８としては、携帯電話、ＰＨＳ等の通信端末装置を用いることができ、例えば、インターネット、公衆電話回線等を通じて、管理センターへ情報を通信できるものであればよい。管理センターでは、眠気を催した運転者を確実に把握できるため、運転者に対し、無線等により適切な注意を促すことができる。
【００３２】
（試験例）
次に、被験者４人を、シートに着座させて睡眠実験を行い、パワー値の傾き（Ｐｏｗｅｒ傾き）及びリアプノフ指数のピーク値の傾き（リアプノフ指数傾き）の時系列変化を求めた。使用したシートは、図２に示したもので、バックフレーム１２１及びクッションフレーム１３１に、立体編物１２５，１３５をそれぞれ５％未満の伸び率で張設した張力構造体からなるクッション層を備えたものであり、臀部下の立体編物１３５の裏面に生体信号測定器１０としての圧力センサを取り付けて測定した。使用した圧力センサは、フィルム状の圧電素子（（株）東京センサ、製品名：ＰＩＥＺＯ  ＦＩＬＭ  ＬＤＴシリーズ、型番：ＬＤＴ４−０２８Ｋ／Ｌ）である。また、Ｐｏｗｅｒ傾き及びリアプノフ指数傾きは、得られた生体信号データ及びリアプノフ指数の全測定時間について５秒間ごとのピーク値を求めた後、算出した。傾き算出手段においては、スライドラップ率を９０％に設定して測定開始後３分までについて最初の傾き算出を行った。すなわち、まず、測定開始後０秒〜１８０秒までの各傾きを算出し、次に、測定開始後１８秒〜１９８秒までの各傾きを算出し、次に、測定開始後３６秒〜２１６秒までの各傾きを算出し、これを測定時間終了時まで繰り返して算出し、それぞれを測定時間に対してプロットした。
【００３３】
（試験例１）
被験者Ａ氏（性別：男性、年齢：６２才、身長：１６０ｃｍ、体重：６２ｋｇ、健康状態：自律神経失調傾向）を、シートに安楽姿勢で着座させて２４分間測定した。
【００３４】
結果：
図３に、試験例１のＰｏｗｅｒの傾き及びリアプノフ指数の傾きを示す。
（１）観察者所見
３００秒から安静状態に入り、６００秒過ぎに寝息を立て、１２５０秒過ぎに起きた。
【００３５】
（２）考察
図３を見ると、約３００〜３３０秒にかけてＰｏｗｅｒ傾きが大きく低下し、約５５０〜６００秒にかけてＰｏｗｅｒ傾きのさらに大きな低下を示している。その後、Ｐｏｗｅｒ傾きは上昇傾向を示していると共に、リアプノフ指数傾きの振幅が小さくなっている。これは、睡眠状態に移行した結果、生命・健康を維持するための防衛体力の上昇を示すものと考えられ、その前段階における約３００〜３３０秒及び約５５０〜６００秒にかけてのＰｏｗｅｒ傾きの低下は、活性状態（安静状態）から睡眠状態（安静代謝から睡眠代謝）へ移行した時期と考えられる。すなわち、この段階で、うとうとした入眠移行期にあったものと考えられる。
【００３６】
観察者所見からも、６００秒過ぎに寝息を立てていることから、Ｐｏｗｅｒ傾きの傾向からみた生体状態の判定が一致しており、これを把握することにより、生体のエネルギー代謝の状態を把握できることがわかる。従って、生体信号解析装置２０の比較・判定手段２６において、上記したＰｏｗｅｒ傾きの大きな低下減少が生じた時点で、その検知信号を出力手段２７を介して、上記した覚醒状態復帰装置３０に電気信号として出力することにより、該覚醒状態復帰装置３０を動作させ、運転者を覚醒状態に戻すことが可能となる。そして、誘導ルート検索・表示手段４０を有している場合には、付近のパーキングでの休息を促すことができる。
【００３７】
（試験例２）
被験者Ｂ氏（性別：男性、年齢：４７才、身長：１６８ｃｍ、体重：６７ｋｇ、健康状態：良好）を、シートに安楽姿勢で着座させて２４分間測定した。
【００３８】
結果：
図４に、試験例２のＰｏｗｅｒの傾き及びリアプノフ指数の傾きを示す。
（１）観察者所見
４００秒過ぎに寝ようとする動作（寝動作）を行った。９２０秒付近で一瞬いびきをかいたが、１０００秒付近で試験場所に人が入って来たため目が覚めたようだ。１３００秒過ぎに起き上がり動作を行った。
【００３９】
（２）考察
図４を見ると、約４００〜５００秒にかけて寝動作を行った際に、Ｐｏｗｅｒ傾きが大きく低下すると共に、リアプノフ指数傾きも低下している。これは覚醒状態から徐々に安静状態に入ったことを示すものである。その後、約６００〜９００秒にかけてＰｏｗｅｒ傾きが負の領域まで低下している。そして、その後、僅かに上昇傾向を示そうとした時点で人が入ってきて覚醒状態と安静状態の境界のような状態となってしまっているが、僅かに上昇傾向を示したのは、睡眠状態に移行した結果、生命・健康を維持するための防衛体力の上昇を示すものと考えられ、Ｐｏｗｅｒ傾きが最初に大きく減少した時点から約６００〜９００秒にかけてＰｏｗｅｒ傾きの低下を示した付近までの間で、活性状態（安静状態）から睡眠状態（安静代謝から睡眠代謝）へ移行したと考えられる。
【００４０】
図４のＰｏｗｅｒ傾きとリアプノフ指数傾きから考察できる生体の状態は、上記観察者の所見とほぼ一致している。これにより、Ｐｏｗｅｒ傾き及びリアプノフ指数傾きとに着目することにより、生体状態を把握できることがわかる。従って、生体信号解析装置２０の比較・判定手段２６において、上記したＰｏｗｅｒ傾きの大きな減少が生じた時点で、その検知信号を出力手段２７を介して、上記した覚醒状態復帰装置３０に電気信号として出力することにより、該覚醒状態復帰装置３０を動作させ、運転者を覚醒状態に戻すことが可能となる。
【００４１】
（試験例３）
被験者Ｃ氏（性別：女性、年齢：２５才、身長：１６７ｃｍ、体重：６３ｋｇ、健康状態：良好）を、シートに安楽姿勢で着座させて６５分間測定した。
【００４２】
結果：
図５に、試験例３のＰｏｗｅｒの傾き及びリアプノフ指数の傾きを示す。
（１）観察者所見
９００秒過ぎに安静状態となり、２０００秒過ぎには寝入ったようであった。
【００４３】
（２）考察
図５を見ると、Ｐｏｗｅｒ傾きの振幅が約９００秒過ぎから小さくなり、約１４００秒過ぎにはさらにＰｏｗｅｒ傾きの振幅が小さくなっている。これは、覚醒状態から安静状態に移行し、生体が安定状態に入ったことを示すものであるが、その後、約１８００秒過ぎにＰｏｗｅｒ傾きが上昇する一方で、リアプノフ指数傾きが約２０００秒まで大きく減少している。その後は、Ｐｏｗｅｒ傾きもリアプノフ指数傾きも振幅が小さくなって推移している。これは、エネルギー代謝が睡眠代謝モードに入ったためであると考えられ、その直前に現れたリアプノフ指数傾きの大きな低下は、精神的な安定性が高まり睡眠に移行していった段階と考えられる。観察者所見でも、２０００秒過ぎに寝入ったようであったことから、このリアプノフ指数傾きの低下した範囲が入眠移行期であったと判定できる。
【００４４】
この結果、被験者Ｃの場合には、入眠移行期においてはＰｏｗｅｒ傾きの低下よりも、リアプノフ指数傾きの低下の方が顕著に現れたと言える。従って、本発明においては、Ｐｏｗｅｒ傾きの低下だけでなく、リアプノフ指数傾きの低下も検知し、比較・判定手段２６によってそのいずれかの現象が現れたタイミングを入眠移行シグナルとして判定する構成とすることが、個人差をなくし、より適切なタイミングで覚醒状態復帰装置３０を動作させることができ、好ましい。
【００４５】
次に、被験者Ｃに対し、再び同一の条件で睡眠実験を行ったが、今度はリアプノフ指数が大きく低下した時点で、シートバックをリクライニング機構によって約２度前方に傾動させた。シートバックを傾動させた時点からのリアプノフ指数傾き及びＰｏｗｅｒ傾きを図６に示す。図６に示したように、シートバックを傾動させた直後（スライド計算しているため図６の９０秒の時点が直後になる）から１５０秒までの間で、Ｐｏｗｅｒ傾き及びリアプノフ指数傾き共に上昇しており、外的刺激に反応し、覚醒状態に移行しようとしていることがわかる。そして、１５０秒過ぎから、リアプノフ指数傾きが一旦低下した後、再び上昇している。この低下は外的刺激に対応しようとしていることを示しているものであり、この時点では完全に覚醒している。従って、リクライニング機構を傾動させることによってズレ力を発生させて圧覚を刺激すると、確実に覚醒状態に復帰させることができることがわかる。また、リクライニング機構によるシートバックの傾動を、ランダムに、又は周期的ないしはパルス的（例えば、人の呼吸と連動するような周期）に所定時間繰り返して振動させることにより、覚醒状態を持続させる構成とすることもできる。例えば、誘導ルート検索・表示手段４０により最寄りの駐車場に誘導するまでの間、所定時間、シートバックを振動させることができる。
【００４６】
ここで、上記各試験例の結果を総合すると、Ｐｏｗｅｒ傾き又はリアプノフ指数傾きの急低下が現れた後に、Ｐｏｗｅｒ傾き又はリアプノフ指数傾きの少なくとも一方が、低振幅で推移していること、Ｐｏｗｅｒ傾き又はリアプノフ指数傾きの急低下の現れ方が、急低下範囲において又は急低下範囲の直前において逆位相で現れ、睡眠状態の移行に対して抵抗する状態を示していること（図３の約４００〜５００秒の範囲、図４の約２００〜５００秒の範囲、図５の約１９００〜２１００秒の範囲）が共通する。従って、Ｐｏｗｅｒ傾き又はリアプノフ指数傾きの急低下が、逆位相波形を伴って現れた場合に、エネルギー代謝が睡眠状態に変化する際の入眠移行シグナルと判定すると、睡眠状態に陥る直前の状態をより確実に検知できる。
【００４７】
（試験例４）
被験者Ｄ氏（性別：男性、年齢：２５才、身長：１７５ｃｍ、体重：６５ｋｇ、健康状態：良好）を、シートに安楽姿勢で着座させて３０分間測定した。
【００４８】
結果：
図７に、試験例４のＰｏｗｅｒの傾き及びリアプノフ指数の傾きを示す。
（１）観察者所見
８００秒過ぎからうとうとし始め、１４００秒前後には完全に寝ていたようだ。
【００４９】
（２）考察
図７を見ると、約８５０秒まではＰｏｗｅｒ傾き及びリアプノフ指数傾き共にほぼ同位相で推移しており、エネルギー代謝が安定化方向に向かおうとしていることがわかる。そして、約８５０〜１０００秒にかけてリアプノフ指数傾きが大きく低下する一方、Ｐｏｗｅｒ傾きが上昇し、逆位相となっている。次に、約１０００〜１２００秒にかけてはＰｏｗｅｒ傾きが大きく低下する一方、リアプノフ指数傾きは上昇する逆位相が現れ、約１３００秒過ぎにはＰｏｗｅｒ傾きとリアプノフ指数傾きが共に低振幅で推移し、収束方向に向かっている。
【００５０】
従って、最初のリアプノフ指数傾きの急低下時は、精神的にリラックスしつつも依然として消費カロリーが高い状態にあり、入眠移行期の前段階といえ、次のＰｏｗｅｒ傾きの急低下時は消費カロリーも低下し、入眠移行期の後段階にあり、その後の低振幅時はＰｏｗｅｒ傾き及びリアプノフ指数傾き共に入眠移行期よりも上昇して低振幅となっており、生命・健康を維持するための防衛体力が機能している睡眠状態にあることがわかる。
【００５１】
すなわち、被験者Ｄの場合には、上記したＰｏｗｅｒ傾き又はリアプノフ指数傾きの急低下が現れた後に、Ｐｏｗｅｒ傾き又はリアプノフ指数傾きの少なくとも一方が、低振幅で推移していること、Ｐｏｗｅｒ傾き又はリアプノフ指数傾きの急低下の現れ方が、急低下範囲において又は急低下範囲の直前において逆位相で現れていることが顕著に現れている。
【００５２】
そこで、図７のデータについて周波数解析を行ってさらなる検証を行った。図８はＰｏｗｅｒ傾きの周波数解析結果を、図９はリアプノフ指数傾きの周波数解析結果を示す。図８及び図９から明らかなように、安静状態及び睡眠時と比較して、いずれも入眠移行期の周波数応答に、突出した周波数帯が見られ大きな違いがあることがわかった。
図１０は、図８の周波数解析結果に基づき、Ｐｏｗｅｒ傾き周波数応答と周波数との関係を対数軸にプロットした図であり、図１１は、図９の周波数解析から、リアプノフ指数傾き周波数応答と周波数との関係を対数軸にプロットした図である。これらの図から傾きβが睡眠状態に比較して、入眠移行期の方が小さくなっている。睡眠状態に入った直後の段階で傾きβが移行期よりも一時的に高くなるが、これは睡眠状態における生命・健康を維持するための防衛体力の上昇を示すものと考えられ、その前段階の傾きβが小さくなっているのは、入眠移行期であったことを示すものと考えられる。また、リアプノフ指数に関しては、傾きβが安静状態と睡眠状態のいずれに対比しても入眠移行期の方が小さく、入眠移行期において精神的にリラックスして睡眠状態に移行しようとしていることがよくわかる。
【００５３】
このことから、この周波数解析を利用して入眠移行期を判定すると、さらに正確に入眠移行期を判定できることがわかる。従って、本発明で用いた生体信号解析装置に、生体状態をより正確に検知するために、周波数解析手段も付加した構成とすることもできる。但し、周波数解析は、上記したＰｏｗｅｒ傾き及びリアプノフ指数傾きの算出後となるため、通常は、周波数解析結果を待って覚醒状態復帰手段３０を動作させる構成としたのでは、警告タイミングが遅れる。しかしながら、プログラムによっては、例えば、周波数解析も上記した傾き算出手段２５における計算とほぼ並行に処理し、即座に出力することも可能であり、周波数解析の結果も踏まえて判定し、覚醒状態復帰手段３０を動作させる構成とすることも可能である。また、Ｐｏｗｅｒ傾き及びリアプノフ指数傾きは、予め当該運転者の睡眠パターンを記憶させておき、それらの睡眠パターンと対比してＰｏｗｅｒ傾き及び／又はリアプノフ指数傾きの低下等の入眠移行期を判断するように設定することもできる。
また、試験例４の被験者に対し、上記と同様の条件で再度睡眠実験を行ったが、今度は、Ｐｏｗｅｒ傾きが大きく低下した入眠移行期の直後に、シートバックを約３度前方に傾動させた。そのときのＰｏｗｅｒ傾き及びリアプノフ指数傾きの周波数解析結果を図８及び図９に表示し、この周波数解析結果からＰｏｗｅｒ傾き周波数応答と周波数との関係、及びリアプノフ指数傾きの周波数応答と周波数との関係を得てそれぞれ図１０及び図１１の対数軸にプロットした。また、このときの被験者が安静状態に至る前の活性状態における周波数解析結果及び周波数応答も同様に示した。
この結果、図８〜図１１に示したように、シートバックを傾動させてズレ力負荷を与えると、Ｐｏｗｅｒ傾き及びリアプノフ指数傾き共に、通常の活性状態と比較しても大きく突出した値を示し、エネルギー量が高まった極めて高い活性状態に復帰したことがわかった。
【００５４】
【発明の効果】
本発明は、運転席用座席システム及び覚醒状態復帰装置は、運転監視装置から得られた入眠移行シグナルにより動作して、運転者の圧覚を刺激する構成である。従って、警告音への反応しやすさに関わりなく、運転者を刺激でき、運転者をより確実に覚醒状態に復帰させることができる。特に、シートバックを傾動させてズレ力を生じさせることにより圧覚を刺激するリクライニング機構を用いることにより、より簡易な構成でかつ確実に圧覚を刺激することができる。
【００５５】
また、本発明の運転席用座席システムは、運転監視装置を構成する生体信号解析装置が、生体信号データの原波形の各周期のピーク値を検出する生体信号ピーク値検出手段と、生体信号ピーク値検出手段により得られる各ピーク値から、所定時間範囲ごとに上限側のピーク値と下限側のピーク値との差を算出し、この差をパワー値として設定するパワー値算出手段とを備え、パワー値の時系列変化に基づき、生体のエネルギー代謝が活性状態から睡眠状態へ変化する際の入眠移行シグナルを判定する構成である。従って、本発明によれば、従来用いられているリアプノフ指数を指標とした生体評価とは別の、生体のエネルギー供給システムの活動状態に着目した新たな生体評価を行うことができ、リアプノフ指数のみを指標とした場合には判断しにくかった場合でも、活性状態から睡眠状態への入眠移行シグナルを判定でき、運転中の居眠りを防止するのに適している。
【００５６】
また、生体信号解析装置として、パワー値のほかに、生体信号のリアプノフ指数も併用した手段を採用することにより、個人差、健康状態に拘わらず、生体状態をより正確に判定することができ、より確実に運転中の居眠りを防止することができる。
【００５７】
また、本発明では、パワー値及び／又はリアプノフ指数の所定時間範囲における時間軸に対する傾きを、該所定時間に対して所定のラップ率で所定回数スライド計算して求める傾き算出手段を備えており、パワー値及び／又はリアプノフ指数の時系列変化をより正確にかつリアルタイムで判定でき、活性状態から睡眠状態への移行をより正確に検知することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明の一の実施形態にかかる運転監視装置の構成を示すブロック図である。
【図２】図２は、本発明の一の実施形態にかかる運転席用座席システムの一例を示す構成図である。
【図３】図３は、試験例１のパワー値の傾き及びリアプノフ指数の傾きを示す図である。
【図４】図４は、試験例２のパワー値の傾き及びリアプノフ指数の傾きを示す図である。
【図５】図５は、試験例３のパワー値の傾き及びリアプノフ指数の傾きを示す図である。
【図６】図６は、試験例３の被験者に対し、入眠移行期にシートバックを傾動させてズレ力を発生させた際のパワー値の傾き及びリアプノフ指数の傾きを示す図である。
【図７】図７は、試験例４のパワー値の傾き及びリアプノフ指数の傾きを示す図である。
【図８】図８は、試験例４のパワー値の傾きの周波数解析結果を示す図である。
【図９】図９は、試験例４のリアプノフ指数の傾きの周波数解析結果を示す図である。
【図１０】図１０は、図８の周波数解析結果に基づき、Ｐｏｗｅｒ傾き周波数応答と周波数との関係を対数軸にプロットした図である。
【図１１】図１１は、図９の周波数解析から、リアプノフ指数傾き周波数応答と周波数との関係を対数軸にプロットした図である。
【符号の説明】
１  運転監視装置
１０  生体信号測定器
２０  生体信号解析装置
２１  リアプノフ指数算出手段
２２  リアプノフ指数ピーク値検出手段
２３  生体信号ピーク値検出手段
２４  パワー値算出手段
２５  傾き算出手段
２６  比較・判定手段
２７  出力手段
３０  覚醒状態復帰装置
４０  誘導ルート検索・表示手段
１００  シート
１２０  シートバック
１３０  シートクッション
【図１】
2004344613.tif 000003
【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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【図１１】
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