(57)【要約】【課題】居眠り状態になる前の強い眠気を判定する眠気判定装置を提供することを課題とする。【解決手段】眠気判定装置１であって、被験者の交感神経に関するパラメータを取得する交感神経パラメータ取得手段２，１１と、被験者の副交感神経に関するパラメータを取得する副交感神経パラメータ取得手段２，１１，１６と、交感神経パラメータの大きさが交感神経用閾値より大きいか否かを判定する交感神経増加判定手段１３，１４と、交感神経増加判定手段１３，１４で交感神経パラメータの大きさが交感神経用閾値より大きいと判定した場合に交感神経パラメータと副交感神経パラメータとの増減関係に基づいて被験者の眠気を判定する眠気判定手段１９とを備えることを特徴とする。【選択図】図１
2009039167.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被験者の交感神経に関するパラメータを取得する交感神経パラメータ取得手段と、
被験者の副交感神経に関するパラメータを取得する副交感神経パラメータ取得手段と、
前記交感神経パラメータ取得手段で取得した交感神経パラメータの大きさが交感神経用閾値より大きいか否かを判定する交感神経増加判定手段と、
前記交感神経増加判定手段で交感神経パラメータの大きさが交感神経用閾値より大きいと判定した場合に前記交感神経パラメータ取得手段で取得した交感神経パラメータと前記副交感神経パラメータ取得手段で取得した副交感神経パラメータとの増減関係に基づいて被験者の眠気を判定する眠気判定手段と
を備えることを特徴とする眠気判定装置。
【請求項２】
前記交感神経増加判定手段は、前記交感神経パラメータ取得手段で取得した交感神経パラメータの大きさが交感神経用閾値より大きくなっている継続時間が時間閾値より長くなった場合に交感神経パラメータの大きさが交感神経用閾値より大きいと判定することを特徴とする請求項１に記載する眠気判定装置。
【請求項３】
前記副交感神経パラメータ取得手段は、心拍ゆらぎの高周波成分の増減方向に基づいて副交感神経パラメータを取得することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載する眠気判定装置。
【請求項４】
前記副交感神経パラメータ取得手段で取得した副交感神経パラメータの大きさが副交感神経用閾値より大きいか否かを判定する副交感神経増加判定手段を備え、
前記眠気判定手段は、前記交感神経増加判定手段で交感神経パラメータの大きさが交感神経用閾値より大きいと判定した場合、前記交感神経増加判定手段で交感神経パラメータの大きさが交感神経用閾値より小さくなったと判定した後に前記副交感神経増加判定手段で副交感神経パラメータの大きさが副交感神経用閾値より大きいと判定した場合に被験者が強い眠気状態であると判定することを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載する眠気判定装置。
【請求項５】
前記副交感神経パラメータ取得手段で取得した副交感神経パラメータの大きさが副交感神経用閾値より大きいか否かを判定する副交感神経増加判定手段を備え、
前記眠気判定手段は、前記交感神経増加判定手段で交感神経パラメータの大きさが交感神経用閾値より大きいと判定した場合、前記交感神経増加判定手段で交感神経パラメータの大きさが交感神経用閾値より大きいとする判定を継続中に前記副交感神経増加判定手段で副交感神経パラメータの大きさが副交感神経用閾値より大きいと判定した場合に被験者が強い眠気状態であると判定することを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載する眠気判定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、交換神経活動と副交感神経活動により眠気を判定する眠気判定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両の運転者に安全な走行を行わせるために、運転者の眠気（覚醒度）を判定する装置が開発されている。眠気判定装置としては、例えば、心拍、瞬きなどから眠気に応じて変化する特徴量を抽出し、その特徴量を閾値と比較することによって非常に強い眠気（居眠り状態あるいは居眠り状態の直前）を判定するものがある。このように非常に強い眠気を判定したときには、運転操作に影響（例えば、つらつき）が現れる眠気レベルであり、判定タイミングとして遅い。そこで、特許文献１に記載の装置では、交感神経活動と相関関係のある心拍ゆらぎの低周波成分に基づいて弱い眠気を判定し、弱い眠気と判定した場合に刺激を付与する。
【特許文献１】特願２００７−１４０９７５号
【特許文献２】特開２００７−６９７０号公報
【特許文献３】特開平６−２７０７１１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
弱い眠気のときには、その後に覚醒度が上昇し、居眠り状態にならない場合がある。また、弱い眠気から居眠り状態に移行する場合でも、弱い眠気からどれくらい経つと居眠り状態に移行するか判らず、人によってその時間が異なる。したがって、居眠り状態に確実に移行し、移行するまでの時間も短時間の強い眠気（居眠り状態が発生する数分〜十数分前）を判定する必要がある。しかし、従来の眠気判定装置では、その強い眠気を判定することができない。
【０００４】
そこで、本発明は、居眠り状態になる前の強い眠気を判定する眠気判定装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明に係る眠気判定装置は、被験者の交感神経に関するパラメータを取得する交感神経パラメータ取得手段と、被験者の副交感神経に関するパラメータを取得する副交感神経パラメータ取得手段と、交感神経パラメータ取得手段で取得した交感神経パラメータの大きさが交感神経用閾値より大きいか否かを判定する交感神経増加判定手段と、交感神経増加判定手段で交感神経パラメータの大きさが交感神経用閾値より大きいと判定した場合に交感神経パラメータ取得手段で取得した交感神経パラメータと副交感神経パラメータ取得手段で取得した副交感神経パラメータとの増減関係に基づいて被験者の眠気を判定する眠気判定手段とを備えることを特徴とする。
【０００６】
この眠気判定装置では、交感神経パラメータ取得手段により被験者の交感神経パラメータを取得するとともに、副交感神経パラメータ取得手段により被験者の副交感神経パラメータを取得する。交感神経パラメータは、交感神経の活動を示す各種パラメータであり、その大きさが大きいと交感神経の活動が活発である。副交感神経パラメータは、副交感神経の活動を示す各種パラメータであり、その大きさが大きいと副交感神経の活動が活発である。眠気判定装置では、交感神経増加判定手段により被験者の交感神経パラメータの大きさが交感神経用閾値より大きいか否かを判定する。交感神経用閾値は、交感神経活動が活発な状態（眠気に抗している弱い眠気状態）を判定するための閾値である。居眠り状態になる場合、通常、弱い眠気状態があり、その後に強い眠気状態がなり、その後に居眠り状態となる。そこで、眠気判定装置では、眠気判定手段により、交感神経パラメータの大きさが交感神経用閾値より大きくなった後に交感神経パラメータと副交感神経パラメータとの増減関係に基づいて被験者の眠気（特に、居眠り状態前の強い眠気）を判定する。このように、眠気判定装置では、交感神経活動が活発になった後の（弱い眠気状態の後の）交感神経活動と副交感神経活動との増減関係から、居眠り状態になる前の強い眠気を高精度に判定することができ、居眠り状態の発生を予測することができる。
【０００７】
本発明の上記眠気判定装置では、交感神経増加判定手段は、交感神経パラメータ取得手段で取得した交感神経パラメータの大きさが交感神経用閾値より大きくなっている継続時間が時間閾値より長くなった場合に交感神経パラメータの大きさが交感神経用閾値より大きいと判定すると好適である。
【０００８】
この眠気判定装置では、交感神経増加判定手段により交感神経パラメータの大きさが交感神経用閾値より大きくなっている継続時間が時間閾値より長くなったか否かを判定し、時間閾値より長い場合には交感神経パラメータの大きさが交感神経用閾値より大きいと判定する。時間閾値は、交感神経活動が確実に活発となっていること（弱い眠気が継続していること）を判定するための閾値である。このように、眠気判定装置では、時間の概念も導入して交感神経活動の活発な状態を判定することにより、交感神経活動が活発となっている状態（弱い眠気状態が継続していること）を高精度に判定でき、強い眠気をより高精度に判定することができる。
【０００９】
本発明の上記眠気判定装置では、副交感神経パラメータ取得手段は、心拍ゆらぎの高周波成分の増減方向に基づいて副交感神経パラメータを取得すると好適である。
【００１０】
心拍ゆらぎの高周波成分は副交感神経と相関関係があり、心拍ゆらぎの高周波成分の大きさが大きいと副交感神経の活動が活発である。そこで、この眠気判定装置では、副交感神経パラメータ取得手段により心拍ゆらぎの高周波成分の大きさが増加しているのかあるいは減少しているのかを判別し、その増減方向に基づいて副交感神経パラメータを取得する。このように、眠気判定装置では、単純に心拍ゆらぎの高周波成分の増減だけを副交感神経活動の判定情報とすることにより、個人差を吸収でき、強い眠気をより高精度に判定することができる。
【００１１】
本発明の上記眠気判定装置では、副交感神経パラメータ取得手段で取得した副交感神経パラメータの大きさが副交感神経用閾値より大きいか否かを判定する副交感神経増加判定手段を備え、眠気判定手段は、交感神経増加判定手段で交感神経パラメータの大きさが交感神経用閾値より大きいと判定した場合、交感神経増加判定手段で交感神経パラメータの大きさが交感神経用閾値より小さくなったと判定した後に副交感神経増加判定手段で副交感神経パラメータの大きさが副交感神経用閾値より大きいと判定した場合に被験者が強い眠気状態であると判定する構成としてもよい。
【００１２】
この眠気判定装置では、副交感神経増加判定手段により、副交感神経パラメータの大きさが副交感神経用閾値より大きいか否かを判定する。副交感神経用閾値は、副交感神経活動が活発となり、弱い眠気状態から強い眠気状態に移行したかを判定するための閾値である。眠気判定装置では、眠気判定手段により、交感神経パラメータの大きさが交感神経用閾値より大きくなった後に、交感神経パラメータの大きさが交感神経用閾値より小さくなり、その後に副交感神経パラメータの大きさが副交感神経用閾値より大きくなった場合には被験者が強い眠気状態であると判定する。このように、眠気判定装置では、交感神経活動の活発な状態が収まった後に副交感神経活動が活発になったことを判定することにより、強い眠気を高精度に判定することができる。
【００１３】
本発明の上記眠気判定装置では、副交感神経パラメータ取得手段で取得した副交感神経パラメータの大きさが副交感神経用閾値より大きいか否かを判定する副交感神経増加判定手段を備え、眠気判定手段は、交感神経増加判定手段で交感神経パラメータの大きさが交感神経用閾値より大きいと判定した場合、交感神経増加判定手段で交感神経パラメータの大きさが交感神経用閾値より大きいとする判定を継続中に副交感神経増加判定手段で副交感神経パラメータの大きさが副交感神経用閾値より大きいと判定した場合に被験者が強い眠気状態であると判定する構成としてもよい。
【００１４】
この眠気判定装置では、副交感神経増加判定手段により、副交感神経パラメータの大きさが副交感神経用閾値より大きいか否かを判定する。そして、眠気判定装置では、眠気判定手段により、交感神経パラメータの大きさが交感神経用閾値より大きくなった後に、その大きくなった状態が続いているときに副交感神経パラメータの大きさが副交感神経用閾値より大きくなった場合には被験者が強い眠気状態であると判定する。このように、眠気判定装置では、交感神経活動の活発な状態が継続中に副交感神経活動が活発になったことを判定することにより、強い眠気を高精度に判定することができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明は、交感神経活動が活発になった後に交感神経活動と副交感神経活動との増減関係を判定することにより、居眠り状態になる前の強い眠気を高精度に判定することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、図面を参照して、本発明に係る眠気判定装置の実施の形態を説明する。
【００１７】
本実施の形態では、本発明に係る眠気判定装置を、車両に搭載され、運転者の居眠り状態の発生を予測する居眠り発生予測装置に適用する。本実施の形態に係る居眠り発生予測装置は、心拍ゆらぎに基づいて居眠り状態になる前の強い眠気状態（居眠り状態が発生する数分〜十数分前の状態）を判定し、強い眠気状態を判定した場合にはその判定結果を告知する。
【００１８】
本実施の形態に係る居眠り発生予測装置について具体的に説明する前に、強い居眠り状態の判定方法について説明しておく。まず、本実施の形態で用いる用語について説明する。心拍ゆらぎは、心拍周期の０．０１Ｈｚ付近〜０．５Ｈｚ付近での心拍の変動である。心拍ゆらぎの低周波成分（以下、「心拍ゆらぎＬ」と記載）は、心拍周期０．１Ｈｚ付近の心拍ゆらぎ変動成分パワーである。心拍ゆらぎの高周波成分（以下、「心拍ゆらぎＨ」と記載）は、心拍周期０．３Ｈｚ付近の心拍ゆらぎ変動成分パワーである。心拍ゆらぎの低周波成分／高周波成分（以下、「心拍ゆらぎＬ／Ｈ」と記載）は、心拍ゆらぎＬと心拍ゆらぎＨとの比である。
【００１９】
本願の発明者は、多数の被験者に対する実験などによって得られた心拍データ（心拍ゆらぎＬ、心拍ゆらぎＨ、心拍ゆらぎＬ／Ｈ）と眠気状態の官能評価などを統計的に解析した結果から、強い眠気状態になるときの心拍ゆらぎの変化特性を発見した。この変化特性は、２段階の条件がある。始めに、心拍ゆらぎＬ／Ｈあるいは心拍ゆらぎＬが増加するという条件である。次に、増加した心拍ゆらぎＬ／Ｈあるいは心拍ゆらぎＬが減少した後に心拍ゆらぎＨが増加する条件、または、心拍ゆらぎＬ／Ｈあるいは心拍ゆらぎＬが増加状態維持中に心拍ゆらぎＨが増加する条件がある。
【００２０】
一般に、心拍ゆらぎと自律神経（交感神経及び副交感神経）との間には以下の関係があることが知られている。心拍ゆらぎＬは、交感神経活動及び副交感神経活動の影響を受けて変化し（つまり、相関があり）、各神経活動が活発になるとその成分パワーが増加して大きくなる。心拍ゆらぎＨは、副交感神経活動の影響を受けて変化し、副交感神経活動が活発になるとその成分パワーが増加して大きくなる。心拍ゆらぎＬ／Ｈは、交感神経活動の影響を受けて変化し、交感神経活動が活発になるとその成分パワーが増加して大きくなる。
【００２１】
したがって、強い眠気状態になるときの自律神経（交感神経及び副交感神経）の活動特性は以下のようになる。この活動特性も、２段階の条件がある。始めに、交感神経活動が活発となる条件である。次に、交感神経活動の活発な状態が収まった後に副交感神経が活発になる条件、または、交感神経活動が活発な状態維持中に副交感神経活動が活発になる条件である。つまり、交感神経活動が活発になっているときには、眠気に抗する状態であり、弱い眠気が発生している。その後に、副交感神経活動が活発になると、眠気に抗しきれなくなり、弱い眠気から強い眠気に移行していると考えられる。強い眠気を催すと、数分〜十数後には居眠り状態となる。
【００２２】
このように、本願発明では、交感神経活動の活発な状態を検出した後に、その状態が収まった後に副交感神経活動の活発な状態を検出又はその活発な状態維持中に副交感神経活動の活発な状態を検出することにより、強い眠気を判定する（居眠り発生を予測する）。さらに、交感神経活動の活発な状態の検出では、心拍ゆらぎＬあるいは心拍ゆらぎＬ／Ｈに対して、予め設定した交感神経用閾値と継続時間用閾値を用いて絶対値検出する。また、副交感神経活動の活発な状態の検出では、心拍ゆらぎＨの増減方向（符号）の時間積分に対して、予め設定した副交感神経用閾値を用いて絶対値検出する。この絶対値検出は、個人個人に設定された閾値を用いて検出するのでなく（つまり、個人個人の心拍ゆらぎ値の相対的な変化から検出するのでなく）、万人に対して同じ閾値で検出することである。
【００２３】
それでは、まず、図１を参照して、本実施の形態に係る居眠り発生予測装置１の構成について説明する。図１は、本実施の形態に係る居眠り発生予測装置の全体構成を示すブロック図である。
【００２４】
居眠り発生予測装置１では、運転者から検出した心拍指標から心拍ゆらぎ値（心拍ゆらぎＬ、心拍ゆらぎＨ、心拍ゆらぎＬ／Ｈ）を抽出する。そして、居眠り発生予測装置１では、心拍ゆらぎ値に基づいて、交感神経活動の活発な状態を検知し、その活発な状態が収まった後の副交感神経活動の活発な状態を検知することにより、強い眠気状態になったか否かを判定する。
【００２５】
そのために、居眠り発生予測装置１は、心拍センサ２、出力手段３、ＥＣＵ[ElectronicControl Unit]４を備え、ＥＣＵ４に心拍信号前処理部１０、心拍ゆらぎ値抽出部１１、心拍ゆらぎ値格納バッファ１２、交感神経活動活発検出処理部１３、交感神経活動活発検出判定部１４、交感神経活動活発時刻格納バッファ１５、副交感神経活動活発検出処理部１６、副交感神経活動活発検出判定部１７、副交感神経活動活発時刻格納バッファ１８、居眠り発生予測部１９、予測結果出力部２０が構成される。
【００２６】
なお、本実施の形態では、心拍センサ２及び心拍ゆらぎ値抽出部１１が特許請求の範囲に記載する交感神経パラメータ取得手段に相当し、心拍センサ２、心拍ゆらぎ値抽出部１１、副交感神経活動活発検出処理部１６が特許請求の範囲に記載する副交感神経パラメータ取得手段に相当し、交感神経活動活発検出処理部１３及び交感神経活動活発検出判定部１４が特許請求の範囲に記載する交感神経増加判定手段に相当し、副交感神経活動活発検出処理部１６及び副交感神経活動活発検出判定部１７が特許請求の範囲に記載する副交感神経増加判定手段に相当し、居眠り発生予測部１９が特許請求の範囲に記載する眠気判定手段に相当する。
【００２７】
心拍センサ２は、心筋収縮時に発生するパルス状の電圧（心電位）を検出する電位式心拍センサである。心拍センサ２は、例えば、車両のステアリングホイールなどに取り付けられている電極から心電位を検出する。心拍センサ２では、心電位を検出し、検出した心電位を心拍信号としてＥＣＵ４に送信する。なお、心拍センサとしては、電位式心拍センサの他に、心拍に応じて周期的に変化する赤外線の反射光量を検出する赤外線心拍センサや血圧を検出するセンサなどを用いてもよい。
【００２８】
出力手段３は、出力対象に対して運転者が強い眠気状態であることや運転者に対して休息を促すような告知をするための手段である。出力手段３では、ＥＣＵ４から出力信号を受信すると、各手段に応じた出力を行う。出力手段３としては、例えば、音で告知する手段（ブザー、オーディオ、ラジオ、クラクション）、画像表示で告知する手段（ディスプレイ）、光で告知する手段（メータ照明、室内照明）、触覚や温冷覚で告知する手段（シートに埋設した振動装置、エアコンの風や温度変化）、においで告知する手段（芳香剤の噴射）、システムへのコマンド出力である。出力対象としては、例えば、運転者、運転席以外に座っている乗員、トラックやタクシなどの営業車の運行を管理する管理者、車両制御システムである。
【００２９】
ＥＣＵ４は、ＣＰＵ[Central Processing Unit]、ＲＯＭ[Read Only Memory]、ＲＡＭ[Random Access Memory]などからなり、居眠り発生予測装置１を統括制御する。ＥＣＵ４では、ＲＯＭに格納される各プログラムをＣＰＵで実行することによって各処理部１０、１１，１３，１４，１６，１７，１９，２０及び各バッファ１２，１６，１８を構成し、各処理部１０、１１，１３，１４，１６，１７，１９，２０の処理を行う。
【００３０】
心拍信号前処理部１０は、一定時間毎に心拍センサ２からの心拍信号を読み込み、心拍信号から心拍周期（ＲＲ間隔）時系列を取得する。具体的には、まず、心拍信号に対してバンドパスフィルタリング処理を行ってから、閾値を超えた時系列データを切り出す。次に、切り出された時系列データを２値化してから、２値化データを利用して区間幅（周期）を求める。そして、区間幅を補間して心拍周期の時系列データを求める。心拍信号前処理部１０では、この取得した心拍周期時系列データを心拍ゆらぎ値抽出部１１に出力する。
【００３１】
心拍ゆらぎ値抽出部１１は、心拍信号前処理部１０において取得された心拍周期時系列データから心拍ゆらぎＬ、心拍ゆらぎＨ、心拍ゆらぎＬ／Ｈの時系列を抽出する。具体的には、まず、心拍周期時系列データをＦＦＴ処理して心拍ゆらぎ周波数成分であるパワースペクトルを取得する。次に、このパワースペクトルに対して低周波成分（０．１Ｈｚ付近）と高周波成分（０．３Ｈｚ付近）の各周波数帯域を指定し、各周波数帯域のパワースペクトルをそれぞれ積分する。さらに、心拍ゆらぎの低周波成分の積分値を心拍ゆらぎの高周波成分の積分値で除算する。この処理を繰り返し行うことにより、心拍ゆらぎの低周波成分の振幅スペクトルパワー（心拍ゆらぎＬ）の時系列データ、心拍ゆらぎの高周波成分の振幅スペクトルパワー（心拍ゆらぎＨ）の時系列データ及び心拍ゆらぎの低周波成分／高周波成分の振幅スペクトルパワー（心拍ゆらぎＬ／Ｈ）の時系列データを取得する。心拍ゆらぎ値抽出部１１は、一定時間毎に、取得した心拍ゆらぎＬ、心拍ゆらぎＨ、心拍ゆらぎＬ／Ｈを心拍ゆらぎ値格納バッファ１２に記憶させる。
【００３２】
心拍ゆらぎ値格納バッファ１２は、心拍ゆらぎ値抽出部１１で抽出した心拍ゆらぎＬ、心拍ゆらぎＨ、心拍ゆらぎＬ／Ｈの各時系列データを格納するバッファである。格納される時系列データは、現在から過去の一定期間内に抽出されたデータである。この一定期間は、数分〜十数分程度である。
【００３３】
交感神経活動活発検出処理部１３は、心拍ゆらぎ値格納バッファ１２に格納されている心拍ゆらぎＬの時系列データあるいは心拍ゆらぎＬ／Ｈの時系列データを用いて、交感神経活動の活発な状態（心拍ゆらぎＬあるいは心拍ゆらぎＬ／Ｈが増加して大きくなった状態）を検出する。図１３を参照して、心拍ゆらぎＬ／Ｈを用いて検出する場合について具体的に説明する。一定時間毎に、心拍ゆらぎＬ／Ｈが交感神経活動活発判定閾値Ｄ２を超えるか否かを判定する。交感神経活動活発判定閾値Ｄ２は、交感神経活動が活発な状態（眠気に抗している弱い眠気状態）を判定するための閾値である。心拍ゆらぎＬ／Ｈが交感神経活動活発判定閾値Ｄ２を超えた場合、心拍ゆらぎＬ／Ｈが交感神経活動活発判定閾値Ｄ２を超えたときの時刻ＴＤ２からの時間を計測するとともに、一定時間毎に心拍ゆらぎＬ／Ｈが交感神経活動活発判定閾値Ｄ２以下になったか否かを判定する。心拍ゆらぎＬ／Ｈが交感神経活動活発判定閾値Ｄ２以下になった場合、心拍ゆらぎＬ／Ｈが交感神経活動活発判定閾値Ｄ２になったときの時刻ＴＤｕｒＤ２を記憶するとともに時間計測している継続時間ＤｕｒＤ２（＝ＴＤｕｒＤ２−ＴＤ２）を記憶する。
【００３４】
ここで、交感神経活動活発判定閾値Ｄ２の設定方法について説明する。一例として、眠気を他の方法で定量化して、眠気と心拍ゆらぎＬあるいは心拍ゆらぎＬ／Ｈとの相関を得る方法が挙げられる。眠気を定量化する方法としては、顔画像から眠気レベルを評価する方法がある（「人間感覚計測マニュアル、第一編」Ｐ１４６、人間生活工学研究センター、参照）。このような方法を利用し、多数の被験者に対する実験などで得られたデータを統計的に解析することにより、交感神経活動活発判定閾値Ｄ２が予め設定される。心拍ゆらぎＬを用いて判定する場合には心拍ゆらぎＬ用に交感神経活動活発判定閾値Ｄ２が設定され、心拍ゆらぎＬ／Ｈを用いて判定する場合には心拍ゆらぎＬ／Ｈ用に交感神経活動活発判定閾値Ｄ２が設定される。
【００３５】
交感神経活動活発検出判定部１４は、交感神経活動活発検出処理部１３で導出した継続時間ＤｕｒＤ２を用いて、交感神経活動の活発な状態が居眠り状態予測に必要な程度か（心拍ゆらぎＬあるいは心拍ゆらぎＬ／Ｈが増加して大きくなった状態が十分に維持されているか）を判定する。図１３を参照して、心拍ゆらぎＬ／Ｈを用いて検出する場合について具体的に説明する。心拍ゆらぎＬ／Ｈが交感神経活動活発判定閾値Ｄ２を超えている継続時間ＤｕｒＤ２が継続時間閾値ＳＴを超えるか否かを判定する。継続時間閾値ＳＴは、交感神経活動が活発な状態が十分に継続していること（つまり、弱い眠気状態が十分に継続していること）を判定するための閾値である。継続時間閾値ＳＴは、多数の被験者に対する実験などで得られたデータを統計的に解析することによって予め設定され、例えば、数分程度である。継続時間ＤｕｒＤ２が継続時間閾値ＳＴを超える場合（つまり、心拍ゆらぎＬ／Ｈが大きくなった状態が十分に維持されている場合）、継続時間ＤｕｒＤ２の終端の時刻ＴＤｕｒＤ２（すなわち、交感神経活動の活発な状態の終了の時刻）を交感神経活動活発時刻格納バッファ１５に記憶させる。ちなみに、弱い眠気の状態がある程度継続している場合、そのまま強い眠気に移行し、居眠り状態に至る可能性が高い。
【００３６】
交感神経活動活発時刻格納バッファ１５は、交感神経活動活発検出判定部１４で継続時間ＤｕｒＤ２が継続時間閾値ＳＴを超えると判定した場合に交感神経活動の活発な状態の終了の時刻ＴＤｕｒＤ２を格納するバッファである。
【００３７】
副交感神経活動活発検出処理部１６は、心拍ゆらぎ値格納バッファ１２に格納されている心拍ゆらぎＨの時系列データを用いて、副交感神経活動の活発な状態を検出する（心拍ゆらぎＨの増減方向（符号）の時間積分値を導出する）。図１４を参照して、具体的に説明する。一定時間毎に、心拍ゆらぎＨを時間微分し、心拍ゆらぎＨの微分値ｄＨ（ｔ）の時系列データを生成する。そして、一定時間毎に、式（１）に示すように、０を閾値として心拍ゆらぎＨの微分値ｄＨ（ｔ）を判定し、ｄＨ（ｔ）＞０の場合にはＳＨ（ｔ）＝１、ｄＨ（ｔ）＝０の場合にはＳＨ（ｔ）＝０、ｄＨ（ｔ）＜０の場合にはＳＨ（ｔ）＝−１と符号化し、微分値符号ＳＨ（ｔ）の時系列データを生成する。さらに、式（２）により、微分値符号ＳＨ（ｔ）を時間積分し、符号積分ＩＨ（ｔ）の時系列データを生成する。
【００３８】
【数１】
2009039167.tif 000003
【００３９】
式（１）において、Ｔ１は、積分区間であり、例えば、数分程度である。なお、心拍ゆらぎＨの増減を符号化し、その符号化した増加区間（１）、一定区間（０）、減少区間（−１）を時間積分することにより、単純に心拍ゆらぎＨの増減とその増減時間だけをみることになるので、個人個人によって異なる心拍ゆらぎＨ（すなわち、副交感神経活動）の変化の状況を吸収することができる。例えば、眠気レベルが同程度の場合でも心拍ゆらぎＨが相対的に大きい人あるいは相対的に小さい人がいる、また、眠気が強くなってきた場合でも心拍ゆらぎＨが急速に増加する人あるいは徐々に増加する人がいる。
【００４０】
副交感神経活動活発検出判定部１７は、副交感神経活動活発検出処理部１６で導出した符号積分ＩＨ（ｔ）の時系列データを用いて、副交感神経活動の活発な状態が居眠り状態予測に必要な程度か（心拍ゆらぎＨが増加している状態が十分に維持されているか）を判定する。図１５を参照して、具体的に説明する。一定時間毎に、符号積分ＩＨ（ｔ）が副交感神経活動活発判定閾値ＩＨＳを超えるか否かを判定する。副交感神経活動活発判定閾値ＩＨＳは、副交感神経活動が活発な状態が十分に継続していること（つまり、弱い眠気状態から強い眠気状態に移行したこと）を判定するための閾値である。符号積分ＩＨ（ｔ）が副交感神経活動活発判定閾値ＩＨＳを超えた場合（つまり、心拍ゆらぎＨが増加している状態が十分に維持されている場合）、その副交感神経活動活発判定閾値ＩＨＳを超えたときの時刻ＴＨＵ（すなわち、副交感神経活動の活発な状態の開始の時刻）を副交感神経活動活発時刻格納バッファ１８に記憶させる。
【００４１】
ここで、副交感神経活動活発判定閾値ＩＨＳの設定方法について説明する。副交感神経活動活発判定閾値ＩＨＳについても、交感神経活動活発判定閾値Ｄ２と同様の設定方法を利用する。副交感神経活動活発判定閾値ＩＨＳの場合も、多数の被験者に対する実験などで得られたデータを統計的に解析することにより予め設定される。
【００４２】
副交感神経活動活発時刻格納バッファ１８は、副交感神経活動活発検出判定部１７で符号積分ＩＨ（ｔ）が副交感神経活動活発判定閾値ＩＨＳを超えたと判定した場合に副交感神経活動の活発な状態の開始の時刻ＴＨＵを格納するバッファである。
【００４３】
居眠り発生予測部１９は、交感神経活動活発時刻格納バッファ１５に格納されている時刻ＴＤｕｒＤ２と副交感神経活動活発時刻格納バッファ１８に格納されている時刻ＴＨＵを用いて、居眠り発生を予測する（つまり、居眠り状態になる前の強い眠気状態を判定する）。具体的には、交感神経活動の活発な状態の終了の時刻ＴＨＵが副交感神経活動の活発な状態の開始の時刻ＴＤｕｒＤ２以降の時刻かつその時間差（ＴＨＵ−ＴＤｕｒＤ２）＜移行時間閾値ＴＳｌｅｅｐか否かを判定する。移行時間閾値ＴＳｌｅｅｐは、交感神経活動の活発な状態が収まった後に副交感神経活動が活発な状態になるまでの時間間隔を判定するための閾値であり、居眠り状態になる過程で弱い眠気から強い眠気に移行するまでに要する十分な時間が設定される。移行時間閾値ＴＳｌｅｅｐは、多数の被験者に対する実験などで得られたデータを統計的に解析することにより予め設定され、例えば、十数分程度である。時刻ＴＨＵが時刻ＴＤｕｒＤ２以降の時刻かつ（ＴＨＵ−ＴＤｕｒＤ２）＜移行時間閾値ＴＳｌｅｅｐの場合（つまり、交感神経活動が活発な状態となり、その活発な状態が収まった後に副交感神経活動が活発な状態となりかつ交感神経活動の活発な状態から副交感神経が活発な状態になるまでの移行時間が短い場合）、強い眠気状態であると判定する。
【００４４】
予測結果出力部２０は、居眠り発生予測部１９で強い眠気状態であると判定した場合に、運転者が強い眠気状態であることや運転者に対して休息を促すような告知をするために、出力手段３に対して出力信号を送信する。
【００４５】
図１を参照して、居眠り発生予測装置１の動作について説明する。特に、ＥＣＵ４における全体の処理については図２のフローチャートに沿って説明し、その中の心拍信号前処理については図３のフローチャートに沿って説明し、心拍ゆらぎ値抽出処理については図４のフローチャートに沿って説明する。
【００４６】
心拍センサ２では、一定時間毎に、運転者の心電位を検出し、心拍信号をＥＣＵ４に送信している。ＥＣＵ４では、心拍センサ２から心拍信号を読み込み（Ｓ１００）、時系列の心拍信号を用いて心拍信号前処理を実行する（Ｓ１０２）。
【００４７】
まず、ＥＣＵ４では、心拍信号の時系列データをバンドパスフィルタで処理し、心拍信号の時系列データから０．１Ｈｚ〜３０Ｈｚの成分を取り出す（Ｓ２００）。図５には、心電位に対するバンドパスフィルタリングの処理結果の一例を示している。
【００４８】
次に、ＥＣＵ４では、バンドパスフィルタで処理した心拍信号の時系列データから心拍タイミング検出用閾値ＴＨ０以上となっている波形部分を切り出す（図５参照）。そして、図６に示すように、ＥＣＵ４では、切り出した波形部分が最大となるタイミングを１とし、他のタイミングを０として２値化する（Ｓ２０２）。これによって、図７に示すように、一連の心拍タイミングの時系列データが求められる。
【００４９】
次に、図８に示すように、ＥＣＵ４では、各心拍タイミングｔ１から次の心拍タイミングｔ２までの時間（秒）を求め、その区間幅ｔ（＝ｔ２−ｔ１）を各心拍タイミングｔ１に付与する（Ｓ２０４）。これによって、図８に示すように、心拍周期の情報の時系列データが取得される。
【００５０】
次に、図９に示すように、ＥＣＵ４では、心拍周期の情報（区間幅ｔ）を補間し、心拍周期の曲線Ｃを求める（Ｓ２０６）。これによって、心拍周期の時系列データが取得される。そして、ＥＣＵ４では、この心拍周期の時系列データから心拍ゆらぎＬ、心拍ゆらぎＨ、心拍ゆらぎＬ／Ｈを抽出する心拍ゆらぎ値抽出処理を実行する（Ｓ１０４）。
【００５１】
まず、図１０に示すように、ＥＣＵ４では、任意のタイムスタンプである基準時間Ｔより前の解析単位区間幅Ｔｔｅｒｍ（秒）における心拍周期の時系列データに対して高速フーリエ変換（ＦＦＴ）処理を行う（Ｓ３００）。これによって、心拍ゆらぎ周波数成分であるパワースペクトルが得られる。
【００５２】
次に、図１１に示すように、ＥＣＵ４では、ＦＦＴ処理により解析単位区間毎に得られたパワースペクトルに対して心拍ゆらぎの低周波成分（０．１Ｈｚ付近）と高周波成分（０．３Ｈｚ付近）の周波数帯域を設定する（Ｓ３０２）。そして、ＥＣＵ４では、設定した周波数帯域毎に、パワースペクトルを積分する（Ｓ３０４）。さらに、ＥＣＵ４では、低周波成分の周波数帯域の積分値を高周波成分の周波数帯域の積分値で除算する。これによって、心拍ゆらぎＬ（低周波成分の振幅スペクトルパワー）、心拍ゆらぎＨ（高周波成分の振幅スペクトルパワー）、心拍ゆらぎＬ／Ｈ（低周波成分／高周波成分の振幅スペクトルパワー）が得られる。
【００５３】
続いて、ＥＣＵ４では、一定時間が経過して基準時間Ｔになる毎に、上記の処理を繰り返し行い、心拍ゆらぎ値の時系列データを取得する（Ｓ３０６）。これによって、心拍ゆらぎＬの時系列データ、心拍ゆらぎＨの時系列データ、心拍ゆらぎＬ／Ｈの時系列データが得られる。図１２には、低周波成分の振幅スペクトルパワーの時系列データの一例を示している。
【００５４】
ＥＣＵ４では、心拍ゆらぎＬ、心拍ゆらぎＨ、心拍ゆらぎＬ／Ｈを取得する毎に、心拍ゆらぎ値格納バッファ１２に心拍ゆらぎＬ、心拍ゆらぎＨ、心拍ゆらぎＬ／Ｈを記憶させる（Ｓ１０６）。これによって、心拍ゆらぎ値格納バッファ１２には、心拍ゆらぎＬ、心拍ゆらぎＨ、心拍ゆらぎＬ／Ｈの各時系列データが格納されてゆく。
【００５５】
図１３に示すように、ＥＣＵ４では、心拍ゆらぎＬの時系列データあるいは心拍ゆらぎＬ／Ｈの時系列データを用いて、交感神経活動活発判定閾値Ｄ２を超えるか否かを判定して交感神経活動が活発な状態になったかを検出する（Ｓ１０８）。交感神経活動活発判定閾値Ｄ２を超えたと判定した後、ＥＣＵ４では、交感神経活動活発判定閾値Ｄ２を超えている継続時間を計測するとともに、交感神経活動活発判定閾値Ｄ２以下になったか否かを判定して交感神経活動の活発な状態が収まったかを検出する（Ｓ１０８）。交感神経活動活発判定閾値Ｄ２以下と判定した場合、ＥＣＵ４では、交感神経活動活発判定閾値Ｄ２を超えていた継続時間ＤｕｒＤ２と継続時間ＤｕｒＤ２の終端の時刻ＴＤｕｒＤ２を記憶する（Ｓ１０８）。これによって、交感神経活動の活発な状態の期間が検出され、その活発な状態の継続時間ＤｕｒＤ２とその状態が終わるときの時刻ＴＤｕｒＤ２が得られる。
【００５６】
そして、ＥＣＵ４では、その継続時間ＤｕｒＤ２が継続時間閾値ＳＴを超えるか否か（つまり、交感神経活動の活発な状態が十分に継続したか否か）を判定する（Ｓ１１０）。Ｓ１１０にて継続時間ＤｕｒＤ２が継続時間閾値ＳＴを超えたと判定した場合、ＥＣＵ４では、時刻ＴＤｕｒＤ２を交感神経活動活発時刻格納バッファ１５に記憶させる（Ｓ１１２）。これによって、居眠り状態発生の予測に必要だけ交感神経活動の活発な状態が十分に継続したかが判定され、活発な状態が十分に継続した場合には活発な状態が終了したときの時刻ＴＤｕｒＤ２が得られる。一方、Ｓ１１０にて継続時間ＤｕｒＤ２が継続時間閾値ＳＴを超えていないと判定した場合、ＥＣＵ４では、Ｓ１００からの処理を繰り返す。
【００５７】
図１４に示すように、ＥＣＵ４では、心拍ゆらぎＨの時系列データを時間微分処理し、その微分値ｄＨ（ｔ）を式（１）により符号化処理し、微分値符号ＳＨ（ｔ）を式（２）により時間積分し、符号積分ＩＨ（ｔ）の時系列データを生成する（Ｓ１１４）。この符号積分ＩＨ（ｔ）の値がプラス値で大きいほど副交感神経活動が活発な状態が継続していることを示すので、符号積分ＩＨ（ｔ）から副交感神経活動の活発な状態及びその継続状態を検出できる。
【００５８】
図１５に示すように、ＥＣＵ４では、符号積分ＩＨ（ｔ）が副交感神経活動活発判定閾値ＩＨＳを超えるか否か（つまり、副交感神経活動が活発な状態か否か）を判定する（Ｓ１１６）。Ｓ１１６にて副交感神経活動活発判定閾値ＩＨＳを超えたと判定した場合、ＥＣＵ４では、その超えたときの時刻ＴＨＵを副交感神経活動活発時刻格納バッファ１８に記憶させる（Ｓ１１８）。これによって、居眠り状態発生の予測に必要だけ副交感神経活動が十分に活発な状態と判定され、その判定されたときの時刻ＴＨＵが得られる。一方、Ｓ１１６にて副交感神経活動活発判定閾値ＩＨＳを超えていないと判定した場合、ＥＣＵ４では、Ｓ１００からの処理を繰り返す。
【００５９】
交感神経活動の活発な状態の終了の時刻ＴＤｕｒＤ２と副交感神経活動の活発な状態の開始の時刻ＴＨＵが共にバッファリングされた場合、ＥＣＵ４では、時刻ＴＨＵが時刻ＴＤｕｒＤ２より後の時刻かつ（ＴＨＵ−ＴＤｕｒＤ２）＜移行時間閾値ＴＳｌｅｅｐか否かを判定し、居眠り状態発生を予測判定する（Ｓ１２０）。Ｓ１２０の判定条件を満たさない場合、ＥＣＵ４では、居眠り状態を発生しないと予測し、Ｓ１００からの処理を繰り返す。
【００６０】
一方、Ｓ１２０の判定条件を満たす場合、ＥＣＵ４では、弱い眠気から強い眠気に移行していると判定し、居眠り状態が発生すると予測し、その判定結果を告知するための出力信号を出力手段３に送信する（Ｓ１２２）。出力信号を受信すると、出力手段３では、運転者が強い眠気状態であり、直ぐに居眠り状態になることを知らせるための出力を行う。この出力によって、運転者が居眠り状態になってしまうことに気づきあるいは運転者以外の者が運転者が居眠り状態になってしまうことに知って運転者を喚起する。これによって、運転者の眠気が弱まってゆくか、あるいは、運転者が休息を取る。
【００６１】
居眠り発生予測装置１の評価試験として、居眠り状態になる前の強い眠気状態の判定試験を行った。ここでは、被験者（運転者）の心拍ゆらぎ値に基づく強い眠気に対する判定結果と被験者の顔画像から得られた官能評価の評価結果とを比較することにより評価試験を行った。その試験方法及び試験結果を説明する。
【００６２】
試験は次の手順で行った。１．被験者の心拍信号の計測と同時に被験者の顔画像時系列を取得する。２．顔画像時系列を下記のレベル１〜レベル５を基準にして評価し、被験者の眠気を５段階に分ける。なお、官能評価の評価者は、複数名（例えば、２名）とする。３．複数名の官能評価の平均値Ｓｅｎｓ（官能評価レベル）を算出する。４．官能評価平均値Ｓｅｎｓから図１９に示す表に従って、官能評価による眠気レベルＤ０〜Ｄ４を取得する。５．同時に居眠り発生予測装置１により心拍信号の時系列から求めた心拍ゆらぎ値に基づいて被験者の強い眠気状態の判定を行う。なお、評価の公正を期するために、評価者に対して被験者の心拍ゆらぎ値に関する情報を事前に一切与えなかった。
【００６３】
官能評価レベルについて説明する。レベル１は、全く眠くなさそう（視線の移動が速く頻繁である、瞬きは２秒に２回位の安定した周期、動きが活発で身体の動きを伴う）。レベル２は、やや眠そう（唇が開いている、視線移動の動きが遅い）。レベル３は、眠そう（瞬きはゆっくりと頻発、口の動きがある、座り直し有り、顔に手をやる）。レベル４は、かなり眠そう（意識的と思われる瞬きがある、頭を振る・肩の上下動などの無用な身体全体の動きがある、あくびは頻発し深呼吸も見られる、瞬きも視線の動きも遅い）。レベル５は、非常に眠そう（瞼を閉じる、頭が前に傾く、頭が後ろに倒れる）。（出典：「人間感覚計測マニュアル、第一編」、P１４６、人間生活工学研究センター）
図１６〜図１８には、居眠り発生予測装置１の評価試験の一例を示している。図１６には交感神経活動活発検出処理部１３及び交感神経活動活発検出判定部１４で取り扱うデータを示しており、図１７には副交感神経活動活発検出処理部１６及び副交感神経活動活発検出判定部１７で取り扱うデータを示しており、図１８には居眠り発生予測部１９で取り扱うデータを示している。
【００６４】
図１６（ａ）には、心拍ゆらぎＬ／Ｈの時系列データを示しており、心拍ゆらぎＬ／Ｈが交感神経活動活発判定閾値Ｄ２を超えている区間がある。図１６（ｂ）には、図１６（ａ）の心拍ゆらぎＬ／Ｈで交感神経活動活発判定閾値Ｄ２を超えた部分Ｄ＿Ｌ／Ｈ（ｔ）の時系列データを示している。図１６（ｃ）には、Ｄ＿Ｌ／Ｈ（ｔ）の時系列データで０より大きい区間で継続時間が継続時間閾値ＳＴを超えた区間を１、超えない区間を０としたＤ＿ＤｕｒＤ２（ｔ）の時系列データを示している。このＤ＿ＤｕｒＤ２（ｔ）の時系列データにおいて１となっている区間が交感神経活動の活発な状態が十分に継続した区間であり、時刻ＴＤｕｒＤ２でその活発な区間が終了する。
【００６５】
図１７（ａ）には、心拍ゆらぎＨの時系列データを示している。図１７（ｂ）には、図１７（ａ）の心拍ゆらぎＨの時系列データから得られた符号積分ＩＨ（ｔ）の時系列データを示している。図１７（ｃ）には、符号積分ＩＨ（ｔ）と副交感神経活動活発判定閾値ＩＨＳを示しており、符号積分ＩＨ（ｔ）で副交感神経活動活発判定閾値ＩＨＳを超えたときの時刻ＴＨＵが示されている。この時刻ＴＨＵで、副交感神経活動が十分に活発な状態になっている。
【００６６】
図１８（ａ）は、図１６（ａ）のＤ＿ＤｕｒＤ２（ｔ）の時系列データであり、１の区間の終端の時刻ＴＤｕｒＤ２（すなわち、交感神経活動が活発な状態が終了と判定された時刻）が示されている。図１８（ｂ）は、図１７（ｃ）のＩＨ（ｔ）の時系列データであり、副交感神経活動活発判定閾値ＩＨＳを超えた時刻ＴＨＵ（すなわち、副交感神経活動の活発な状態と判定された時刻）が示されている。図１８（ｃ）は、官能評価による眠気レベルの時系列データを示している。
【００６７】
図１８（ａ）、図１８（ｂ）、図１８（ｃ）は時間軸を合わせており、時刻ＴＤｕｒＤ２の後に時刻ＴＨＵとなっており、この時間差（ＴＨＵ−ＴＤｕｒＤ２）が移行時間閾値ＴＳｌｅｅｐよりも短い。したがって、居眠り発生予測装置１では、時刻ＴＨＵの時点で居眠り状態の前の強い眠気状態であると判定する。この時刻ＴＨＵのときの眠気レベルはＤ３であり、被験者はかなり眠そうな状態であり、この後直ぐに居眠り状態となった。このように、居眠り発生予測装置１では被験者の強い眠気状態の検知（居眠り状態発生の予測）に成功しており、居眠り発生予測装置１の有効性が確認された。
【００６８】
この居眠り発生予測装置１によれば、心拍ゆらぎ値に基づく交感神経活動と副交感神経活動の増減位相関係から、数分〜十数分後の居眠り状態発生を高精度に予測することができる（居眠り状態発生前の強い眠気を高精度に判定することができる）。そのため、運転者に対して居眠り状態になる前の最適なタイミングで注意喚起することができ、運転操作に影響がでる前に運転者の覚醒度を上昇させたりあるいは運転者に休息を取らせたりすることができる。
【００６９】
さらに、居眠り発生予測装置１では、万人に対して設定した各閾値によって交感神経活動や副交感神経活動の活発な状態を絶対値判定するので、居眠り状態発生をより高精度に予測することができる。なお、個人個人による相対値判定の場合、例えば、運転開始時（覚醒度が高いと予測されるとき）の心拍ゆらぎ値を基準値としてその基準値からの相対的変化に基づいて眠気を判定するので、運転開始時に眠気があると、判定精度が低下する。
【００７０】
また、居眠り発生予測装置１では、交感神経活動や副交感神経活動の活発な状態を判定する際に時間の概念を導入しているので、活発な状態をより高精度に判定することができる。また、居眠り発生予測装置１では、副交感神経活動の活発な状態を判定する際に単純に心拍ゆらぎＨの増減方向（符号）とその増減している時間だけをみているので、個人差を吸収することができ、副交感神経活動の活発な状態をより高精度に判定することができる。
【００７１】
以上、本発明に係る実施の形態について説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されることなく様々な形態で実施される。
【００７２】
例えば、本実施の形態では車両の運転者の居眠り発生を予測する居眠り発生予測装置に適用したが、他の乗り物の運転者、各種プラントの監視者、夜間の従業者などの様々な人の居眠り発生を予測するために利用してもよいし、また、居眠りする前の強い眠気などの眠気レベル（Ｄ３、Ｄ４）を判定する眠気判定装置などに適用してもよい。
【００７３】
また、本実施の形態では心拍を利用して交感神経活動や副交感神経活動を検出する構成としたが、呼吸などの他の指標を利用して交感神経活動や副交感神経活動を検出してもよい。
【００７４】
また、本実施の形態では交感神経活動が活発な状態となり、その活発状態が収まった後に副交感神経活動が活発な状態となった場合に強い眠気状態と判定する構成としたが、交感神経活動が活発な状態となり、その活発状態が維持中に副交感神経活動が活発な状態となった場合に強い眠気状態と判定する構成としてもよい。
【００７５】
また、本実施の形態では交感神経活動が活発な状態の判定と副交感神経活動が活発な状態の判定の方法として一例を示したが、この方法に限定されることなく、様々な方法を適用可能である。
【００７６】
また、本実施の形態では強い眠気を判定した場合にはその判定結果を告知する構成としたが、強い眠気を判定した場合には運転者に刺激を与えるなど、覚醒度を上昇させる処置を行ってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００７７】
【図１】本実施の形態に係る居眠り発生予測装置の全体構成を示すブロック図である。
【図２】図１のＥＣＵにおける処理手順を示すフローチャートである。
【図３】図２の心拍信号前処理の処理手順を示すフローチャートである。
【図４】図２の心拍ゆらぎ値抽出処理の処理手順を示すフローチャートである。
【図５】心拍信号の一例を示す図である。
【図６】心拍信号の２値化処理を説明するための模式図である。
【図７】心拍信号を２値化処理して取得された２値化信号を示す図である。
【図８】心拍周期の算出処理を説明するための模式図である。
【図９】心拍周期の補間処理を説明するための模式図である。
【図１０】心拍周期のＦＦＴ処理を説明するための模式図である。
【図１１】心拍ゆらぎの低周波成分及び高周波成分の周波数帯域設定を説明するための模式図である。
【図１２】振幅スペクトルパワーの時間変化の一例を示す図である。
【図１３】交感神経活動活発検出処理及び交感神経活動活発検出判定処理を説明するための模式図である。
【図１４】副交感神経活動活発検出処理を説明するための模式図であり、（ａ）が心拍ゆらぎＨの時系列であり、（ｂ）が心拍ゆらぎＨの微分値ｄＨ（ｔ）の時系列であり、（ｃ）が微分値ｄＨ（ｔ）の符号ＳＨ（ｔ）の時系列であり、（ｄ）が符号ＳＨ（ｔ）の時間積分値ＩＨ（ｔ）の時系列である。
【図１５】副交感神経活動活発検出判定処理を説明するための模式図である。
【図１６】居眠り発生予測装置の評価試験の一例であり、（ａ）が心拍ゆらぎＬ／Ｈの時系列であり、（ｂ）が心拍ゆらぎＬ／Ｈを交感神経活動活発判定閾値Ｄ２処理後の成分Ｄ＿Ｌ／Ｈ（ｔ）の時系列であり、（ｃ）がＤ＿Ｌ／Ｈ（ｔ）を継続時間閾値ＳＴ処理後の区間Ｄ＿ＤｕｒＤ２（ｔ）の時系列である。
【図１７】居眠り発生予測装置の評価試験の一例であり、（ａ）が心拍ゆらぎＨの時系列であり、（ｂ）が符号積分ＩＨ（ｔ）の時系列であり、（ｃ）が符号積分ＩＨ（ｔ）の時系列と副交感神経活動活発判定閾値ＩＨＳである。
【図１８】居眠り発生予測装置の評価試験の一例であり、（ａ）が図１６（ｃ）のＤ＿ＤｕｒＤ２（ｔ）の時系列であり、（ｂ）が図１７（ｃ）の符号積分ＩＨ（ｔ）の時系列と副交感神経活動活発判定閾値ＩＨＳであり、（ｃ）が官能評価による眠気レベルの時系列である。
【図１９】官能評価による眠気レベルの判定基準を示す表である。
【符号の説明】
【００７８】
１…居眠り発生予測装置、２…心拍センサ、３…出力手段、４…ＥＣＵ、１０…心拍信号前処理部、１１…心拍ゆらぎ値抽出部、１２…心拍ゆらぎ値格納バッファ、１３…交感神経活動活発検出処理部、１４…交感神経活動活発検出判定部、１５…交感神経活動活発時刻格納バッファ、１６…副交感神経活動活発検出処理部、１７…副交感神経活動活発検出判定部、１８…副交感神経活動活発時刻格納バッファ、１９…居眠り発生予測部、２０…予測結果出力部
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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