(57)【要約】【課題】より安定的に、移動体のシートに着座する乗員の生体情報を検出することのできる生体情報検出装置を提供すること。【解決手段】生体情報検出装置としてのＥＣＵ２０に入力された生体センサのセンサ出力Ｓａは、増幅器２１により増幅され、Ａ／Ｄ変換器２２においてデジタル化された後、生体情報検出部２３に入力される。また、ＥＣＵ２０は、車両の走行状態に関する車両情報として車速Ｖ、及びカーナビゲーション装置が提供するカーナビ情報Ｉｎｖを取得する車両情報取得部２４を備える。そして、ＥＣＵ２０は、その車両情報に基づいて増幅前のセンサ出力Ｓａの波高Ｈを推定する波高推定部２６と、この波高推定部２６により推定されたセンサ出力Ｓａの波高Ｈに基づいて増幅器２１のゲインＫを調整するゲイン調整部２７と、を備える。【選択図】図２
2017063981.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動体のシートに設けられた生体センサのセンサ出力を増幅する増幅器と、
前記増幅器により増幅された前記センサ出力をデジタル化するＡ／Ｄ変換器と、
前記Ａ／Ｄ変換器によりデジタル化された前記センサ出力に基づき前記シートに着座する乗員の生体情報を検出する生体情報検出部と、
前記移動体の移動状態に関する移動体情報を取得する移動体情報取得部と、
前記移動体情報に基づき増幅前の前記センサ出力の波高を推定する波高推定部と、
前記波高推定部により推定された前記センサ出力の波高に基づいて前記増幅器のゲインを調整するゲイン調整部と、
を備える生体情報検出装置。
【請求項２】
請求項１に記載の生体情報検出装置において、
前記波高推定部は、前記移動体情報に基づいて前記移動体の運動を予測するとともに該運動に伴う前記移動体の加速度を推定することにより、前記移動体の運動に起因したノイズの波高を推定する移動体運動ノイズ推定部を備えること、
を特徴とする生体情報検出装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の生体情報検出装置において、
前記波高推定部は、前記移動体情報に基づいて前記乗員の動作を予測することにより該乗員の動作に起因したノイズの波高を推定する体動ノイズ推定部を備えること、
を特徴とする生体情報検出装置。
【請求項４】
請求項１〜請求項３の何れか一項に記載の生体情報検出装置において、
増幅前の前記センサ出力の波高を検出する波高検出部と、
前記波高検出部により検出された前記波高の検出値に基づいて、前記波高推定部により推定された前記波高の推定値を補正するためのフィードバック補正値を演算するフィードバック補正部と、を備え、
前記フィードバック補正部は、前記波高の検出値と前記フィードバック補正値を乗ずることにより補正された補正後の前記波高の推定値との比較に基づいて、該補正後の波高の推定値を前記波高の検出値に近づけるべく、前記フィードバック補正値を演算すること、
を特徴とする生体情報検出装置。
【請求項５】
請求項１〜請求項３の何れか一項に記載の生体情報検出装置において、
増幅前の前記センサ出力の波高を検出する波高検出部と、
前記波高検出部により検出された前記波高の検出値と前記波高推定部により推定された前記波高の推定値との比較に基づいて、前記波高の推定値を補正することにより、該補正された波高の推定値を前記波高の検出値に近づけるフィードバック補正部と、
を備えること、を特徴とする生体情報検出装置。
【請求項６】
請求項１〜請求項５の何れか一項に記載の生体情報検出装置において、
前記移動体情報に基づいて前記移動体が定常移動状態にあるか否かを判定する定常移動状態判定部と、
前記移動体が前記定常移動状態にある場合に検出される前記生体センサの出力値に基づいて、前記シートに着座する乗員の体格を推定することにより、該推定された乗員の体格に応じて前記波高推定部により推定された前記センサ出力の波高を補正する個人差補正部と、を備えること、を特徴とする生体情報検出装置。
【請求項７】
請求項１〜請求項６の何れか一項に記載の生体情報検出装置において、
前記移動体は、カーナビゲーション装置を備えた車両であって、
前記移動体情報には、前記カーナビゲーション装置が提供する前記車両の進路、道路形状、及び路面状態の少なくとも何れか一つと、車速と、が含まれること、
を特徴とする生体情報検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、生体情報検出装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、シートに設けられた生体センサのセンサ出力に基づいて、そのシートに着座する乗員の脈拍や呼吸等の生体情報を検出する生体情報検出装置が知られている（例えば、特許文献１及び特許文献２参照）。即ち、通常、このような生体情報検出装置の生体センサには、シート表皮の下方に設けられた歪センサや圧力センサ、或いは振動センサ等が用いられる。そして、そのセンサ出力に現れる脈動変化を、例えば、シートに着座する乗員の脈拍を示す波形（脈波）として検出する構成になっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３−１１１１１３号公報
【特許文献２】特開２０１４−８７４７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
また、多くの場合、生体センサのセンサ出力は、増幅器により増幅され、Ａ／Ｄ変換器によりデジタル化された後、その波形に現れた生体情報が検出されるようになっている。しかしながら、例えば、車両等、移動体のシートに生体センサが設けられている場合には、その移動体の移動状態に応じてセンサ出力にノイズが混入するという問題がある。そして、これにより、そのシートに着座する乗員の生体情報が正しく検出できなくなる可能性がある。
【０００５】
即ち、このようなノイズの波形は、脈波のような生体情報を示す波形と比較して、その波高が極めて大きなものとなっている（例えば、１００倍以上）。このため、増幅器に大きなゲインを設定した場合には、そのＡ／Ｄ変換器のレンジを超えて入力信号が飽和する可能性が高くなる。そして、これを回避すべく、増幅器に小さなゲインを設定した場合には、そのセンサ出力に現れる生体情報を示す波形を検出するために必要な分解能が確保できない可能性があることから、この点において、なお改善の余地を残すものとなっていた。
【０００６】
本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、より安定的に、移動体のシートに着座する乗員の生体情報を検出することのできる生体情報検出装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決する生体情報検出装置は、移動体のシートに設けられた生体センサのセンサ出力を増幅する増幅器と、前記増幅器により増幅された前記センサ出力をデジタル化するＡ／Ｄ変換器と、前記Ａ／Ｄ変換器によりデジタル化された前記センサ出力に基づき前記シートに着座する乗員の生体情報を検出する生体情報検出部と、前記移動体の移動状態に関する移動体情報を取得する移動体情報取得部と、前記移動体情報に基づき増幅前の前記センサ出力の波高を推定する波高推定部と、前記波高推定部により推定された前記センサ出力の波高に基づいて前記増幅器のゲインを調整するゲイン調整部と、を備えることが好ましい。
【０００８】
上記構成によれば、移動体の移動に伴うノイズの混入によりセンサ出力の波高が急峻に、且つ大きく変化するような状況においても、増幅器のゲインを適切に調整して、Ａ／Ｄ変換器における入力信号の飽和を回避しつつ、そのＡ／Ｄ変換器のレンジを有効に利用することができる。そして、これにより、必要な分解能を確保して、より安定的に、移動体のシートに着座する乗員の生体情報を検出することができる。
【０００９】
上記課題を解決する生体情報検出装置は、前記波高推定部は、前記移動体情報に基づいて前記移動体の運動を予測するとともに該運動に伴う前記移動体の加速度を推定することにより、前記移動体の運動に起因したノイズの波高を推定する移動体運動ノイズ推定部を備えることが好ましい。
【００１０】
即ち、シートに設けられた生体センサのセンサ出力は、そのシートに着座する乗員とシート表皮との接触状態に応じて変化する。そして、乗員とシート表皮との間の接触状態は、そのシートが設けられた移動体の加速度に応じて変化する。従って、移動体の運動を予測し、その移動体の加速度を推定することにより、当該移動体の運動に起因したノイズの大きさ、つまりはセンサ出力の波高に大きな影響を与えるノイズの波高を推定することができる。そして、これにより、より精度よく、その増幅前のセンサ出力の波高を推定することができる。
【００１１】
上記課題を解決する生体情報検出装置は、前記波高推定部は、前記移動体情報に基づいて前記乗員の動作を予測することにより該乗員の動作に起因したノイズの波高を推定する体動ノイズ推定部を備えることが好ましい。
【００１２】
即ち、シートに着座する乗員が動くことで、その乗員とシート表皮との間の接触状態が変化し、これにより、生体センサのセンサ出力が変動する。そして、その乗員の動作は、移動体の移動状態に関する移動体情報から予測できる場合がある。従って、上記構成によれば、その乗員の動作に起因したノイズの大きさ、つまりはセンサ出力の波高に大きな影響を与えるノイズの波高を推定することができる。そして、これにより、より精度よく、その増幅前のセンサ出力の波高を推定することができる。
【００１３】
上記課題を解決する生体情報検出装置は、増幅前の前記センサ出力の波高を検出する波高検出部と、前記波高検出部により検出された前記波高の検出値に基づいて、前記波高推定部により推定された前記波高の推定値を補正するためのフィードバック補正値を演算するフィードバック補正部と、を備え、前記フィードバック補正部は、前記波高の検出値と前記フィードバック補正値を乗ずることにより補正された補正後の前記波高の推定値との比較に基づいて、該補正後の波高の推定値を前記波高の検出値に近づけるべく、前記フィードバック補正値を演算することが好ましい。
【００１４】
上記課題を解決する生体情報検出装置は、増幅前の前記センサ出力の波高を検出する波高検出部と、前記波高検出部により検出された前記波高の検出値と前記波高推定部により推定された前記波高の推定値との比較に基づいて、前記波高の推定値を補正することにより、該補正された波高の推定値を前記波高の検出値に近づけるフィードバック補正部と、を備えることが好ましい。
【００１５】
上記各構成によれば、より適切に増幅器のゲインを調整して、Ａ／Ｄ変換器における入力信号の飽和を回避しつつ、より一層、そのＡ／Ｄ変換器のレンジを有効に利用することができる。
【００１６】
上記課題を解決する生体情報検出装置は、前記移動体情報に基づいて前記移動体が定常移動状態にあるか否かを判定する定常移動状態判定部と、前記移動体が前記定常移動状態にある場合に検出される前記生体センサの出力値に基づいて、前記シートに着座する乗員の体格を推定することにより、該推定された乗員の体格に応じて前記波高推定部により推定された前記センサ出力の波高を補正する個人差補正部と、を備えることが好ましい。
【００１７】
上記構成によれば、乗員の体格に応じて、より適切に増幅器のゲインを調整することができる。そして、これにより、Ａ／Ｄ変換器における入力信号の飽和を回避しつつ、より一層、そのＡ／Ｄ変換器のレンジを有効に利用することができる。
【００１８】
上記課題を解決する生体情報検出装置は、前記移動体は、カーナビゲーション装置を備えた車両であって、前記移動体情報には、前記カーナビゲーション装置が提供する前記車両の進路、道路形状、及び路面状態の少なくとも何れか一つと、車速と、が含まれることが好ましい。
【００１９】
上記構成によれば、より精度よく、その増幅前のセンサ出力の波高を推定することができる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、より安定的に、移動体のシートに着座する乗員の生体情報を検出することのできる生体情報検出装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】生体情報検出装置の概略構成図。
【図２】第１の実施形態における生体情報検出装置の概略構成図。
【図３】センサ出力波高推定演算の処理手順を示すフローチャート。
【図４】第２の実施形態における生体情報検出装置の概略構成図。
【図５】第２の実施形態におけるフィードバック補正演算の処理手順を示すフローチャート。
【図６】第３の実施形態における生体情報検出装置の概略構成図。
【図７】個人差補正演算の処理手順を示すフローチャート。
【図８】第４の実施形態における生体情報検出装置の概略構成図。
【図９】第４の実施形態におけるフィードバック補正演算の処理手順を示すフローチャート。
【図１０】別例の生体情報検出装置の概略構成図。
【図１１】別例の生体情報検出装置の概略構成図。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
［第１の実施形態］
以下、車両用のシートに搭載された生体情報検出装置に関する第１の実施形態を図面に従って説明する。
【００２３】
図１に示すように、車両用のシート１は、シートクッション２と、このシートクッション２の後端部に設けられたシートバック３と、を備えている。そして、そのシートバック３の上端には、ヘッドレスト４が設けられている。
【００２４】
また、シート１に着座する乗員の当接面１ｓを構成するシート表皮５の内側には、シート状（薄板状）の外形を有した生体センサ１０が設けられている。本実施形態では、この生体センサ１０には、例えば、ＰＶＤＦ（PolyVinylidene DiFluoride）のような強誘電性を有する樹脂フィルムを圧電体とした圧電センサ（歪センサ）が用いられている。そして、この生体センサ１０は、シート１に乗員が着座することによりシート表皮５に加わる引張荷重及び圧縮荷重に基づいて、そのセンサ出力Ｓａとなる出力端子の電位が変化する構成になっている。
【００２５】
尚、本実施形態のシート１には、そのシートバック３の背もたれ面の内側、及びシートクッション２の着座面の内側に対し、複数の生体センサ１０が設けられているが、説明の便宜上、図１中には、そのうちの一つのみを図示するものとする。
【００２６】
また、本実施形態では、この生体センサ１０のセンサ出力Ｓａは、ＥＣＵ２０に入力されるようになっている。そして、このシート１が設けられた車両では、このＥＣＵ２０において、その生体センサ１０のセンサ出力Ｓａに現れる生体情報の検出が行われる構成になっている。
【００２７】
詳述すると、図２に示すように、生体情報検出装置としてのＥＣＵ２０に入力された生体センサ１０のセンサ出力Ｓａは、増幅器２１により増幅され、Ａ／Ｄ変換器２２においてデジタル化された後、生体情報検出部２３に入力される。そして、本実施形態のＥＣＵ２０は、この生体情報検出部２３が、そのデジタル化されたセンサ出力Ｓｄに基づいて、例えば、脈波等、シート１に着座する乗員に関する生体情報の検出を実行する構成になっている。
【００２８】
また、本実施形態のＥＣＵ２０には、移動体としての車両の移動状態に関する移動体情報、即ち走行状態に関する車両情報を取得する移動体情報取得部としての車両情報取得部２４が設けられている。具体的には、本実施形態のＥＣＵ２０において、この車両情報取得部２４は、その走行状態に関する車両情報として、車速Ｖとともに、その車両に搭載されたカーナビゲーション装置２５（図１参照）から、車両の進路（道案内）、道路形状（曲率、勾配等）、及び路面状態等を含むカーナビ情報Ｉｎｖを取得する。そして、本実施形態のＥＣＵ２０は、これらの車速Ｖ及びカーナビ情報Ｉｎｖに基づいて増幅前のセンサ出力Ｓａの波高Ｈを推定する波高推定部２６と、この波高推定部２６により推定されたセンサ出力Ｓａの波高Ｈに基づいて増幅器２１のゲインＫを調整するゲイン調整部２７と、を備えている。
【００２９】
即ち、車両のシート１に設けられた生体センサ１０のセンサ出力Ｓａには、その車両の走行状態に応じてノイズが混入する。また、このノイズの波形は、例えば、シート１に着座する乗員の脈拍を示す脈波のような生体情報を示す波形と比較して、その波高が極めて大きなものとなっている。つまり、生体センサ１０のセンサ出力Ｓａの波高Ｈは、その車両の走行状態に応じたノイズの大きさに依存する。そして、このノイズの大きさは、その車両の走行状態に関する車両情報から推定することができる。
【００３０】
この点を踏まえ、本実施形態の増幅器２１には、そのゲインＫを調整可能な可変ゲインアンプが用いられている。そして、ゲイン調整部２７は、その波高推定部２６により推定されたセンサ出力Ｓａの波高Ｈに基づいて、Ａ／Ｄ変換器２２の入力信号となる増幅後のセンサ出力Ｓａａが、当該Ａ／Ｄ変換器２２のレンジ（Ｒａ）を超えないように、その増幅器２１のゲインＫを調整する構成になっている。
【００３１】
さらに詳述すると、図３のフローチャートに示すように、本実施形態のＥＣＵ２０において、波高推定部２６は、上記車両情報取得部２４を介して車速Ｖ及びカーナビ情報Ｉｎｖを取得すると（ステップ１０１及びステップ１０２）、これらの車両情報に基づいて、先ず、その車両運動を予測する（ステップ１０３）。また、波高推定部２６は、その予測された車両運動に伴う車両の加速度を推定する（ステップ１０４）。そして、本実施形態の波高推定部２６は、この推定された車両の加速度に基づいて、その車両運動に起因した車両運動ノイズの波高Ｈｃｎを推定する（ステップ１０５）。
【００３２】
即ち、シート１に設けられた生体センサ１０のセンサ出力Ｓａは、そのシート１の乗員がシート表皮５に接触（当接）することにより生ずる引張荷重及び圧縮荷重に応じて変化する。そして、シート１に着座する乗員とシート表皮５との間の接触状態は、その車両の加速度に応じて変化する。従って、車両運動を予測し、その車両の加速度を推定することにより、車両運動に起因したノイズの大きさ、つまりセンサ出力Ｓａの波高Ｈに大きな影響を与える車両運動ノイズの波高Ｈｃｎを推定することができる。
【００３３】
具体的には、本実施形態の波高推定部２６は、上記ステップ１０１及びステップ１０２において取得した車両情報から、車両運動として、加減速、進路変更、及び車体振動が予測される場合に、その車両における前後方向、左右方向、上下方向、及びヨー方向の各加速度を推定する。
【００３４】
例えば、カーナビ情報Ｉｎｖとして、車両の進行方向に交差点等があり、且つこの交差点を曲がるべき道案内が提供されている場合には、その車両の減速及び進路変更が予測される。そして、本実施形態の波高推定部２６は、このような場合に、その車速変化及び進路変更に伴う車両の加速度を推定する。
【００３５】
尚、本実施形態では、このような車速変化及び進路変更量（旋回半径）と車両の加速度との関係が、予め実験やシミュレーション等により求められ、データテーブルとして、そのＥＣＵ２０の記憶領域２０ａ（図１参照）に保持されている。また、車体振動の主要因となる路面状態と車両の加速度との関係についても同様に、予め実験やシミュレーション等により求められ、データテーブルとして、そのＥＣＵ２０の記憶領域２０ａに保持されている。そして、本実施形態の波高推定部２６は、これらのデータテーブルを参照することにより、上記車両情報取得部２４を介して取得した車両情報から車両運動を予測し、及びその車両の加速度を推定する構成になっている。
【００３６】
更に、本実施形態では、車両の加速度と車両運動ノイズの波高Ｈｃｎとの関係についてもまた、予め実験やシミュレーション等により求められ、データテーブルとして、そのＥＣＵ２０の記憶領域２０ａに保持されている。そして、本実施形態の波高推定部２６は、このデータテーブルを参照することにより、上記ステップ１０４において推定した車両の加速度に基づいて、その車両運動に起因した車両運動ノイズの波高Ｈｃｎを推定する構成になっている。
【００３７】
また、本実施形態の波高推定部２６は、上記ステップ１０１及びステップ１０２において取得した車両情報から、シート１に着座する乗員の動作を予測する（ステップ１０６）。そして、その予測される乗員の動作に起因する体動ノイズの波高Ｈｈｎを推定する（ステップ１０７）。
【００３８】
即ち、例えば、カーナビ情報Ｉｎｖとして、車両の進行方向に交差点等があり、且つこの交差点を曲がるべき道案内が提供されている場合には、そのシート１に着座する乗員が車速Ｖを減速するために行うブレーキ操作、及び進路変更をするために行うハンドル操作が予測される。また、これらのブレーキ操作及びハンドル操作を行うことで、その乗員とシート表皮５との間の接触状態が変化する。そして、これにより、生体センサ１０のセンサ出力Ｓａが変動する。従って、上記のように乗員の動作を予測することで、その乗員の動作に起因したノイズの大きさ、つまりは体動ノイズの波高Ｈｈｎを推定することができる。
【００３９】
尚、本実施形態では、車速Ｖ及びカーナビ情報Ｉｎｖとして得られる車両情報とシート１に着座する乗員の動作とを関係付けるデータテーブルが、予め実験やシミュレーション等を行うことにより作成され、そのＥＣＵ２０の記憶領域２０ａに保持されている。更に、その乗員の動作と体動ノイズの波高Ｈｈｎとの関係についてもまた、予め実験やシミュレーション等により求められ、ＥＣＵ２０の記憶領域２０ａに保持されている。そして、本実施形態の波高推定部２６は、これらのデータテーブルを参照することにより、そのシート１に着座する乗員の動作を予測し、及び体動ノイズの波高Ｈｈｎを推定する構成になっている。
【００４０】
次に、本実施形態の波高推定部２６は、移動体運動ノイズ推定部としての上記ステップ１０５において推定した車両運動ノイズの波高Ｈｃｎ、及び体動ノイズ推定部としての上記ステップ１０７において推定した体動ノイズの波高Ｈｈｎに基づいて、上記増幅器２１により増幅される前のセンサ出力Ｓａの波高Ｈを推定する（ステップ１０８）。
【００４１】
具体的には、本実施形態の波高推定部２６は、車両運動ノイズの波高Ｈｃｎに所定の係数ａ１を乗じた値と体動ノイズの波高Ｈｈｎに所定の係数ａ２を乗じた値とを加算した値を、そのセンサ出力Ｓａの波高Ｈとして推定する（Ｈ＝Ｈｃｎ×ａ１＋Ｈｈｎ×ａ２）。そして、その推定したセンサ出力Ｓａの波高Ｈをゲイン調整部２７に出力する構成になっている。
【００４２】
本実施形態のゲイン調整部２７は、この波高推定部２６が推定するセンサ出力Ｓａの波高Ｈに基づいて、増幅後のセンサ出力Ｓａａが、Ａ／Ｄ変換器２２のレンジ（Ｒａ）の２／３程度になるように、その増幅器２１のゲインＫを調整する。そして、本実施形態のＥＣＵ２０は、これにより、そのＡ／Ｄ変換器２２において、入力信号の飽和が発生しないように構成されている。
【００４３】
以上、本実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
（１）生体情報検出装置としてのＥＣＵ２０に入力された生体センサ１０のセンサ出力Ｓａは、増幅器２１により増幅され、Ａ／Ｄ変換器２２においてデジタル化された後、生体情報検出部２３に入力される。また、ＥＣＵ２０は、車両の走行状態に関する車両情報として車速Ｖ、及びカーナビゲーション装置２５が提供するカーナビ情報Ｉｎｖを取得する車両情報取得部２４を備える。そして、ＥＣＵ２０は、その車両情報に基づいて増幅前のセンサ出力Ｓａの波高Ｈを推定する波高推定部２６と、この波高推定部２６により推定されたセンサ出力Ｓａの波高Ｈに基づいて増幅器２１のゲインＫを調整するゲイン調整部２７と、を備える。
【００４４】
上記構成によれば、車両の走行に伴うノイズの混入によりセンサ出力Ｓａの波高Ｈが急峻に、且つ大きく変化するような状況においても、増幅器２１のゲインＫを適切に調整して、Ａ／Ｄ変換器２２における入力信号の飽和を回避しつつ、そのＡ／Ｄ変換器２２のレンジを有効に利用することができる。そして、これにより、必要な分解能を確保して、より安定的に、車両のシート１に着座する乗員の生体情報を検出することができる。
【００４５】
（２）波高推定部２６は、車両の走行状態に関する車両情報に基づいて、車両運動を予測し、及びその車両の加速度を推定することにより、その車両運動に起因した車両運動ノイズの波高Ｈｃｎを推定する。
【００４６】
即ち、シート１に設けられた生体センサ１０のセンサ出力Ｓａは、そのシート１に着座する乗員とシート表皮５との接触状態に応じて変化する。そして、乗員とシート表皮５との間の接触状態は、その車両の加速度に応じて変化する。従って、車両運動を予測し、その車両の加速度を推定することにより、車両運動に起因したノイズの大きさ、つまりはセンサ出力Ｓａの波高Ｈに大きな影響を与える車両運動ノイズの波高Ｈｃｎを推定することができる。そして、これにより、より精度よく、その増幅前のセンサ出力Ｓａの波高Ｈを推定することができる。
【００４７】
（３）波高推定部２６は、車両の走行状態に関する車両情報に基づいて、シート１に着座する乗員の動作を予測することにより、その乗員の動作に起因した体動ノイズの波高Ｈｈｎを推定する。
【００４８】
即ち、シート１に着座する乗員が動くことで、その乗員とシート表皮５との間の接触状態が変化し、これにより、生体センサ１０のセンサ出力Ｓａが変動する。そして、乗員の動作は、例えば、ブレーキ操作やハンドル操作等、その車両の走行状態に関する車両情報から予測できる場合がある。従って、上記構成によれば、その乗員の動作に起因したノイズの大きさ、つまりはセンサ出力Ｓａの波高Ｈに大きな影響を与える体動ノイズの波高Ｈｈｎを推定することができる。そして、これにより、より精度よく、その増幅前のセンサ出力Ｓａの波高Ｈを推定することができる。
【００４９】
［第２の実施形態］
以下、車両用のシートに搭載された生体情報検出装置に関する第２の実施形態を図面に従って説明する。尚、説明の便宜上、上記第１の実施形態と同様の構成については、同一の符号を付して、その説明を省略することとする。
【００５０】
図４に示すように、本実施形態のＥＣＵ２０Ｂは、増幅器２１により増幅される前のセンサ出力Ｓａの波高Ｈを検出する波高検出部３１を備えている。そして、本実施形態のＥＣＵ２０Ｂは、更に、この波高検出部３１により検出されたセンサ出力Ｓａの波高Ｈ（検出値Ｈｒ）に基づいて、上記波高推定部２６により推定されたセンサ出力Ｓａの波高Ｈ（推定値Ｈｅ）を補正するためのフィードバック補正値γを演算するフィードバック補正部３２を備えている。
【００５１】
詳述すると、本実施形態のＥＣＵ２０Ｂにおいて、このフィードバック補正部３２が演算するフィードバック補正値γは、乗算器３３において、その波高推定部２６により推定された波高の推定値Ｈｅに乗算される（Ｈｅ´＝Ｈｅ×γ）。尚、本実施形態におけるフィードバック補正値γの初期値は「１」である。そして、本実施形態のフィードバック補正部３２は、上記波高検出部３１により検出された波高の検出値Ｈｒと、そのフィードバック補正値γを乗ずることにより補正された補正後の波高の推定値Ｈｅ´との比較に基づいて、この補正後の波高の推定値Ｈｅ´を波高Ｈの検出値Ｈｒに近づけるべく、フィードバック補正値γを演算する構成になっている。
【００５２】
具体的には、図５のフローチャートに示すように、フィードバック補正部３２は、波高検出部３１によるセンサ出力Ｓａの波高の検出値Ｈｒを取得すると（ステップ２０１）、続いて、フィードバック補正値γによる補正後の波高の推定値Ｈｅ´を取得する（ステップ２０２）。そして、その補正後の推定値Ｈｅ´が検出値Ｈｒよりも大きいか否かを判定することによりフィードバック補正値γを演算する（ステップ２０３〜ステップ２０５）。
【００５３】
即ち、フィードバック補正部３２は、補正後の推定値Ｈｅ´が波高検出部３１による実際の検出値Ｈｒよりも大きい場合（Ｈｅ´＞Ｈｒ、ステップ２０３：ＹＥＳ）、その補正後の推定値Ｈｅ´が小さくなるような値を有したフィードバック補正値γを演算する（低減補正：ステップ２０４）。そして、その補正後の推定値Ｈｅ´が波高検出部３１による実際の検出値Ｈｒ以下である場合（Ｈｅ´≦Ｈｒ、ステップ２０３：ＮＯ）には、その補正後の推定値Ｈｅ´が大きくなるような値を有したフィードバック補正値γを演算する構成になっている（増加補正、ステップ２０５）。
【００５４】
尚、本実施形態では、上記ステップ２０４及びステップ２０５におけるフィードバック補正値γの演算は、その実際の検出値Ｈｒを補正後の推定値Ｈｅ´で除することにより行われる（γ＝Ｈｒ／Ｈｅ´）。
【００５５】
また、本実施形態のＥＣＵ２０Ｂにおいては、このフィードバック補正部３２が演算するフィードバック補正値γにより補正されたセンサ出力Ｓａの波高Ｈ´（Ｈｅ´）が、ゲイン調整部２７に入力される。そして、本実施形態のＥＣＵ２０Ｂは、これにより、より適切に増幅器２１のゲインＫを調整して、Ａ／Ｄ変換器２２における入力信号の飽和を回避しつつ、そのＡ／Ｄ変換器２２のレンジを有効に利用することが可能な構成になっている。
【００５６】
［第３の実施形態］
以下、車両用のシートに搭載された生体情報検出装置に関する第３の実施形態を図面に従って説明する。尚、説明の便宜上、上記第１の実施形態と同様の構成については、同一の符号を付して、その説明を省略することとする。
【００５７】
図６に示すように、本実施形態のＥＣＵ２０Ｃは、シート１に着座する乗員の体格を推定することにより、当該推定された乗員の体格に応じて上記波高推定部２６により推定されたセンサ出力Ｓａの波高Ｈを補正する個人差補正部４０を備えている。
【００５８】
詳述すると、本実施形態のＥＣＵ２０Ｃは、上記車両情報取得部２４が取得する車両の走行状態に関する車両情報として取得された車速Ｖ及びカーナビ情報Ｉｎｖに基づいて、車両の走行状態を判定する走行状態判定部４１を備えている。具体的には、本実施形態の走行状態判定部４１は、例えば、平坦な路面上を一定の速度で直進している場合等、車両の走行状態が、その運動変化が少ない定常走行状態にあるか否かを判定する。尚、本実施形態では、この定常走行判定は、車速Ｖの変化が小さく、且つカーナビ情報Ｉｎｖから推定される車両運動（例えば、ヨー、ロール、ピッチ等）について、その変化量が少ないと想定される状況にあるか否かに基づいて行われる。そして、本実施形態の走行状態判定部４１は、その定常走行判定の結果を走行状態判定信号Ｓｍｓとして出力する構成になっている。
【００５９】
本実施形態の個人差補正部４０は、この走行状態判定部４１が出力する走行状態判定信号Ｓｍｓを取得する。また、この個人差補正部４０は、その走行状態判定信号Ｓｍｓが、車両が定常移動状態にあることを示すものである場合に、上記生体情報検出部２３から生体センサ１０の出力値Ｖｒｗを取得する。そして、この車両が定常移動状態にある場合に取得した生体センサ１０の出力値Ｖｒｗに基づいて、シート１に着座する乗員の体格を推定し、及びその体格に応じて上記波高推定部２６により推定されたセンサ出力Ｓａの波高Ｈを補正するための補正係数Ｐを演算する構成になっている。
【００６０】
即ち、シート１に設けられた生体センサ１０の出力値Ｖｒｗは、シート表皮５に作用する引張荷重及び圧縮荷重に従って増加する。つまり、シート１に着座する乗員の体格（体重）が大きい（重いほど）を大きな値となる。そして、そのセンサ出力Ｓａの波高Ｈについてもまた、シート１に着座する乗員の体格が大きいほど、大きくなりやすい傾向がある。
【００６１】
この点を踏まえ、本実施形態の個人差補正部４０は、推定される乗員の体格が大きいほど、上記波高推定部２６により推定されたセンサ出力Ｓａの波高Ｈを大きな値に変更するような補正係数Ｐを演算する。そして、この補正係数Ｐを乗算器４３に出力し、上記波高推定部２６により推定されたセンサ出力Ｓａの波高Ｈに乗ずることにより、その推定されたセンサ出力Ｓａの波高Ｈをより適切な値に補正する構成になっている。
【００６２】
さらに詳述すると、図７のフローチャートに示すように、本実施形態の個人差補正部４０は、走行状態判定部４１から走行状態判定信号Ｓｍｓを取得すると（ステップ３０１）、その走行状態判定信号Ｓｍｓが、車両が定常移動状態にあることを示すものであるか否かを判定する（ステップ３０２）。即ち、本実施形態では、このステップ３０２が定常移動状態判定部となっている。そして、その走行状態判定信号Ｓｍｓが、車両が定常移動状態にあることを示すものである場合（ステップ３０２：ＹＥＳ）に、上記生体情報検出部２３から生体センサ１０の出力値Ｖｒｗを取得する（ステップ３０４）。
【００６３】
次に、本実施形態の個人差補正部４０は、ＥＣＵ２０Ｃの記憶領域２０ａ（図１参照）に保持された生体センサ１０の基準出力値Ｖｂｗを読み出す（ステップ３０４）。そして、この記憶領域２０ａから読み出した生体センサ１０の基準出力値Ｖｂｗと上記ステップ３０３において生体情報検出部２３から取得した生体センサ１０の出力値Ｖｒｗとを比較することにより、シート１に着座する乗員の体格を推定する構成になっている（ステップ３０５）。
【００６４】
具体的には、本実施形態では、上記のような波高推定部２６による生体センサ１０の波高推定に用いられるデータテーブルの作成時、そのシート１に着座していた乗員の体格が基準体格として設定されている。そして、基準出力値Ｖｂｗは、車両が定常移動状態にあるとき、その基準体格の乗員がシート１に着座した場合における生体センサ１０の出力値となっている。尚、本実施形態では、この基準出力値Ｖｂｗ、及び生体情報検出部２３から取得する生体センサ１０の出力値Ｖｒｗには、平均値が用いられている。そして、本実施形態では、この基準出力値Ｖｂｗもまた、予め、実験やシミュレーション等により求められ、ＥＣＵ２０Ｃの記憶領域２０ａに保持される構成になっている。
【００６５】
さらに詳述すると、本実施形態の個人差補正部４０は、上記ステップ３０５において、生体情報検出部２３から取得した生体センサ１０の出力値Ｖｒｗを記憶領域２０ａから読み出した生体センサ１０の基準出力値Ｖｂｗで除することにより、基準体格に対する体格の比率を示す基準体格比倍率Ｘを演算する（Ｘ＝Ｖｒｗ／Ｖｂｗ、ステップ３０５）。そして、この基準体格比倍率Ｘを補正係数Ｐとして、乗算器４３に出力する構成になっている（Ｐ＝Ｘ、ステップ３０６）。
【００６６】
即ち、本実施形態のＥＣＵ２０Ｃにおいて、波高推定部２６により推定されたセンサ出力Ｓａの波高Ｈは、その基準体格に対する乗員の体格の比率で補正される（Ｈ´＝Ｈ×Ｐ）。そして、本実施形態のＥＣＵ２０Ｃは、これにより、その乗員の体格に応じて、より適切に増幅器２１のゲインＫを調整することが可能な構成になっている。
【００６７】
［第４の実施形態］
以下、車両用のシートに搭載された生体情報検出装置に関する第４の実施形態を図面に従って説明する。尚、説明の便宜上、上記第１の実施形態と同様の構成については、同一の符号を付して、その説明を省略することとする。
【００６８】
図８に示すように、本実施形態のＥＣＵ２０Ｄは、増幅器２１により増幅される前のセンサ出力Ｓａの波高Ｈを検出する波高検出部５１を備えている。そして、このＥＣＵ２０Ｄは、その波高検出部５１により検出されたセンサ出力Ｓａの波高Ｈ（検出値Ｈｒ）と上記波高推定部２６により推定されたセンサ出力Ｓａの波高Ｈ（推定値Ｈｅ）とが入力されるフィードバック補正部（Ｆ／Ｂ演算部）５２を備えている。
【００６９】
即ち、このフィードバック補正部５２は、センサ出力Ｓａの波高Ｈについて、その推定値Ｈｅと実際の検出値Ｈｒとを比較する。そして、その比較結果に基づいて、上記波高推定部２６によるセンサ出力Ｓａの波高の推定値Ｈｅを補正することにより、その補正されたセンサ出力Ｓａの波高の推定値Ｈｅ´を実際の検出値Ｈｒに近づける構成になっている。
【００７０】
詳述すると、図９のフローチャートに示すように、フィードバック補正部５２は、波高推定部２６によるセンサ出力Ｓａの波高の推定値Ｈｅを取得し（ステップ４０１）、波高検出部５１によるセンサ出力Ｓａの波高の検出値Ｈｒを取得すると（ステップ４０２）、その推定値Ｈｅが検出値Ｈｒよりも大きいか否かを判定する（ステップ４０３）。そして、その判定結果に応じたフィードバック補正値α，βを演算する（ステップ４０４及びステップ４０５）
即ち、フィードバック補正部５２は、波高推定部２６による推定値Ｈｅが波高検出部５１による実際の検出値Ｈｒよりも大きい場合（Ｈｅ＞Ｈｒ、ステップ４０３：ＹＥＳ）、その補正後の推定値Ｈｅ´が小さくなるようなフィードバック補正値αを演算する（低減補正、ステップ４０４）。そして、波高推定部２６による推定値Ｈｅが波高検出部５１による実際の検出値Ｈｒ以下である場合（Ｈｅ≦Ｈｒ、ステップ４０３：ＮＯ）には、その補正後の推定値Ｈｅ´が大きくなるようなフィードバック補正値βを演算する構成になっている（増加補正、ステップ４０５）。
【００７１】
尚、本実施形態では、上記ステップ４０４におけるフィードバック補正値αの演算は、その実際の検出値Ｈｒを推定値Ｈｅで除することにより行われる（α＝Ｈｒ／Ｈｅ）。そして、上記ステップ４０５におけるフィードバック補正値βの演算についてもまた、その実際の検出値Ｈｒを推定値Ｈｅで除することにより行われる（β＝Ｈｒ／Ｈｅ）。
【００７２】
また、本実施形態では、このフィードバック補正部５２により補正されたセンサ出力Ｓａの波高Ｈ´が、ゲイン調整部２７に入力される。そして、本実施形態のＥＣＵ２０Ｄは、これにより、より適切に増幅器２１のゲインＫを調整して、Ａ／Ｄ変換器２２における入力信号の飽和を回避しつつ、そのＡ／Ｄ変換器２２のレンジを有効に利用することが可能な構成になっている。
【００７３】
なお、上記各実施形態は以下のように変更してもよい。
・上記各実施形態では、車両のシート１に設けられた生体センサ１０のセンサ出力Ｓａに基づいて、そのシート１に着座する乗員の生体情報を検出する生体情報検出装置に具体化した。しかし、これに限らず、例えば、列車や船、或いは飛行機等、車両（自動車）以外の移動体のシートに着座する乗員の生体情報を検出する構成に具体化してもよい。例えば、移動体が列車である場合には、路線情報や運行情報等を、その移動状態に関する移動体情報として利用するとよい。また、移動体が船である場合、操舵情報や船体の揺れ等に関する情報を、その移動状態に関する移動体情報として利用するとよい。そして、移動体が飛行機である場合、その飛行経路の気象に関する情報等を、その移動状態に関する移動体情報として利用するとよい。
【００７４】
・上記各実施形態では、移動体情報取得部としての車両情報取得部２４は、その車両の走行状態に関する車両情報として、車速Ｖとともに、その車両に搭載されたカーナビゲーション装置２５から、車両の進路（道案内）、道路形状、路面状態等を含むカーナビ情報Ｉｎｖを取得することとした。しかし、これに限らず、この車両情報、即ち移動体の移動状態に関する移動体情報の内容については、その利用可能な外部情報源に応じて適宜変更してもよい。尚、その移動体が車両であり、且つ車両の走行状態に関する車両情報を取得する外部情報源として、カーナビゲーション装置２５を利用することが可能である場合には、そのカーナビ情報Ｉｎｖとして、車両の進路、道路形状、及び路面状態の少なくとも何れか一つを取得することが望ましい。そして、車両の加速度やヨーレート等を取得可能である場合には、これらの状態量を車速Ｖとともに取得し、利用する構成としてもよい。
【００７５】
・上記各実施形態では、波高推定部２６は、車両運動を予測することにより当該車両運動に起因した車両運動ノイズの波高Ｈｃｎを推定し、及び乗員の動作を予測することにより乗員の動作に起因した体動ノイズの波高Ｈｈｎを推定する。そして、車両運動ノイズの波高Ｈｃｎに所定の係数ａ１を乗じた値と体動ノイズの波高Ｈｈｎに所定の係数ａ２を乗じた値とを加算した値を、そのセンサ出力Ｓａの波高Ｈとして推定することとした（Ｈ＝Ｈｃｎ×ａ１＋Ｈｈｎ×ａ２）。
【００７６】
しかし、これに限らず、これら車両運動ノイズの波高Ｈｃｎ及び体動ノイズの波高Ｈｈｎに基づきセンサ出力Ｓａの波高Ｈを推定する演算式については、任意に変更してもよい。例えば、車両運動ノイズの波高Ｈｃｎに所定の係数ａ１を乗じた値に対して体動ノイズの波高Ｈｈｎに所定の係数ａ２を乗じた値を乗ずることにより、そのセンサ出力Ｓａの波高Ｈを推定する構成としてもよい（Ｈ＝Ｈｃｎ×ａ１×Ｈｈｎ×ａ２）。また、これら車両運動ノイズの波高Ｈｃｎ及び体動ノイズの波高Ｈｈｎの何れか一方のみを用いてセンサ出力Ｓａの波高Ｈを推定する構成であってもよい。そして、その他、センサ出力Ｓａの波高Ｈに影響を与えるノイズの波高を推定して、これを用いる構成であってもよい。
【００７７】
・また、シート１に複数の生体センサ１０が設けられている場合、これらの各生体センサ１０について、それぞれ独立に、その増幅器２１のゲイン調整を行う構成とするとよい。
【００７８】
・上記各実施形態では、シート１に設けられる生体センサ１０として、強誘電性を有する樹脂フィルムを圧電体とする圧電センサ（歪センサ）が用いられることとしたが、その生体センサ１０の構成については、任意に変更してもよい。
【００７９】
・上記第２の実施形態では、実際の検出値Ｈｒを補正後の推定値Ｈｅ´で除することによりフィードバック補正値γを演算することとした（γ＝Ｈｒ／Ｈｅ´）。しかし、これに限らず、そのフィードバック補正値の演算方法は、任意に変更してもよい。例えば、その補正後の推定値Ｈｅ´と波高検出部３１による実際の検出値Ｈｒとの差分値に係数（フィードバックゲイン）を乗じた値に基づきフィードバック補正値を演算し、これを波高推定部２６による推定値Ｈｅに乗ずる構成としてもよい。また、フィードバック補正値γの演算周期は、必ずしも、波高推定部２６による波高Ｈ（推定値Ｈｅ）の推定周期や波高検出部３１における波高Ｈ（検出値Ｈｒ）の検出周期、或いはゲイン調整部２７におけるゲインＫの調整周期と同一でなくともよい。そして、上記第４の実施形態におけるフィードバック補正部５２についてもまた、そのフィードバック補正値の演算方法及び演算周期は、任意に変更してもよい。
【００８０】
・また、増幅前のセンサ出力Ｓａの波高Ｈを検出する方法については、必ずしも増幅器２１により補正される前のセンサ出力Ｓａから直接検出するものでなくともよい。例えば、Ａ／Ｄ変換器２２によりデジタル化されたセンサ出力Ｓｄを取得する。そして、このセンサ出力Ｓｄを基礎として、増幅器２１による増幅分（ゲインＫ）を補正することにより、その波高検出部３１により増幅される前のセンサ出力Ｓａの波高Ｈを検出する構成であってもよい。
【００８１】
・上記第３の実施形態では、個人差補正部４０は、生体情報検出部２３から取得した生体センサ１０の出力値Ｖｒｗを記憶領域２０ａから読み出した生体センサ１０の基準出力値Ｖｂｗで除することにより、基準体格に対する乗員の体格の比率を示す基準体格比倍率Ｘを演算する。そして、この基準体格比倍率Ｘを補正係数Ｐとすることとした。
【００８２】
しかし、これに限らず、推定される乗員の体格が大きいほど、波高推定部２６により推定されたセンサ出力Ｓａの波高Ｈを大きな値に変更するような補正係数Ｐを演算するものであれば、その補正係数Ｐの演算方法ついては、任意に変更してもよい。例えば、ＥＣＵ２０の記憶領域２０ａに、その基準体格比倍率Ｘと補正係数Ｐとの関係をデータテーブルとして保持する。そして、このデータテーブルを参照することにより、その推定される乗員の体格に応じた補正係数Ｐを演算する構成としてもよい。
【００８３】
・図１０に示すＥＣＵ２０Ｅ及び図１１に示すＥＣＵ２０Ｆのように、フィードバック補正部（Ｆ／Ｂ演算部）３２，５２及び個人差補正部４０の両方を備える構成としてもよい。これにより、より適切に増幅器２１のゲインＫを調整して、Ａ／Ｄ変換器２２における入力信号の飽和を回避しつつ、そのＡ／Ｄ変換器２２のレンジを有効に利用することができる。
【符号の説明】
【００８４】
１…シート（移動体）、１ｓ…当接面、２…シートクッション、３…シートバック、４…ヘッドレスト、５…シート表皮、１０…生体センサ、Ｓａ…センサ出力、２０，２０Ｂ，２０Ｃ，２０Ｄ，２０Ｅ，２０Ｆ…ＥＣＵ（生体情報検出装置）、２０ａ…記憶領域、２１…増幅器、Ｋ…ゲイン、Ｓａａ…センサ出力、２２…Ａ／Ｄ変換器、Ｓｄ…センサ出力、２３…生体情報検出部、２４…車両情報取得部、Ｖ…車速（車両情報、移動体情報）、Ｉｎｖ…カーナビ情報車両情報（車両情報、移動体情報）、２５…カーナビゲーション装置、２６…波高推定部、Ｈ，Ｈ´，Ｈ´´…波高、Ｈｃｎ…車両運動ノイズの波高、Ｈｈｎ…体動ノイズの波高、ａ１，ａ２…係数、２７…ゲイン調整部、３１，５１…波高検出部、３２，５２…フィードバック補正部、Ｈｒ…検出値、Ｈｅ…推定値、Ｈｅ´，Ｈｅ´´…補正後の推定値、γ，α，β…フィードバック補正値、３３，４３，５３…乗算器、４０…個人差補正部、Ｖｒｗ…出力値、Ｖｂｗ…基準出力値、Ｘ…基準体格比倍率、Ｐ…補正係数、４１…走行状態判定部、Ｓｍｓ…走行状態判定信号。
【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】
2017063981.tif 000009
【図８】
2017063981.tif 000010
【図９】
2017063981.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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