JP7688486B2

JP7688486B2 - 生体情報取得装置

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Publication number: JP7688486B2
Application number: JP2020188267A
Authority: JP
Inventors: 吉和竹内; 禎司鈴木; 勝利稲垣; 裕達新井
Original assignee: Pioneer Corp
Current assignee: Pioneer Corp
Priority date: 2020-11-11
Filing date: 2020-11-11
Publication date: 2025-06-04
Anticipated expiration: 2040-11-11
Also published as: JP2022077411A

Description

本発明は、車両の運転者の生体情報を取得する生体情報取得装置に関する。

現在、車両のハンドルの左右２箇所の把持部に夫々左電極及び右電極を設置しておき、運転者が車両のハンドルを把持するだけで、当該運転者の心電波形を測定できるようにした生体情報測定装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。かかる生体情報測定装置には、左電極及び右電極間の電位差を検出する電位差検出回路と、当該電位差に基づき、運転者の心電波形を示す心電図及び心拍数を検出するデータ処理部と、が設けられている。

特開２０１７－２１７２２１号公報

ところで、上記した生体情報測定装置は、車両に搭載されていることから車両特有のノイズを受けることになるが、生体情報測定装置は人体の皮膚に接触した電極からの微小な信号（生体電気信号と称する）を扱っているので、ノイズの影響を受けやすい。

そこで、当該生体電気信号を含む入力信号に対してフィルタを用いてノイズの除去を行うことが考えられる。この際、各種の周波数のノイズを確実に除去する為には、マージンを考慮して比較的広い周波数帯域をノイズ除去のターゲットとした、通過帯域の狭いバンドパスフィルタを用いるのが望ましい。

しかしながら、このように通過帯域の狭いバンドパスフィルタを用いると、当該バンドパスフィルタから出力された生体電気信号の情報量が減るので、精密な信号波形が要求される心電図や脳波等の生体情報を精度良く検出することが困難となる。一方、通過帯域の広いバンドパスフィルタを採用すると、当該バンドパスフィルタから出力された生体電気信号にはノイズが重畳する場合があり、この際、当該ノイズのレベルが大きいと、精密な信号波形が要求されない心拍数や呼吸数等の生体情報でさえ検出が困難になる。

そこで、本発明は、ノイズ環境下においても効率よく各種の生体情報を検出することが可能な生体情報取得装置を提供することを目的の一つとしている。

請求項１に記載の発明は、車両の運転者の生体情報を取得する生体情報取得装置であって、前記運転者の生体現象に伴って発せられる生体信号を含む入力信号を取得する信号取得部と、前記入力信号に含まれるノイズに関連する情報をノイズ関連情報として取得するノイズ関連情報取得部と、前記入力信号から指定帯域の信号成分を抽出し、抽出した前記信号成分を表す抽出信号を出力する帯域フィルタと、前記抽出信号に基づいて前記運転者の生体情報を取得する生体情報検出部と、前記ノイズ関連情報に基づき、前記帯域フィルタの前記指定帯域を変化させると共に、前記生体情報検出部で検出する前記生体情報の種別を設定する制御部と、を有する。

生体情報取得システム１００の構成を示すシステム構成図である生体情報検出ユニット３０の内部構成を示すブロック図である。制御部４００が実行する生体情報検出設定処理の手順を示すフローチャートである。制御部４００が実行する他の生体情報検出設定処理の手順を示すフローチャートである。制御部４００が実行する報知処理の手順を示すフローチャートである。

以下に本発明の好適な実施例を詳細に説明する。

図１は、車両に搭載される生体情報取得システム１００の構成を示すシステム構成図である。

生体情報取得システム１００は、センサ電極２０Ｌ及び２０Ｒ、生体情報検出ユニット３０、ナビゲーション装置４０、表示部４１及びスピーカ４２を含む。

センサ電極２０Ｌは、ハンドル（ステアリングホイールとも称する）１０のリング部における運転者の左手で把持される領域に設置されており、センサ電極２０Ｒは、運転者の右手で把持される領域に設置されている。センサ電極２０Ｌ及び２０Ｒは、夫々配線（図示せず）を介して生体情報検出ユニット３０と接続されている。

生体情報検出ユニット３０は、ハンドル１０の例えばスポーク部に設置されている。生体情報検出ユニット３０には、一次電池又は二次電池からなるバッテリを保持するバッテリホルダＢＰが設けられており、当該バッテリから供給される電力に基づき以下の動作を行う。

生体情報検出ユニット３０は、センサ電極２０Ｒ及び２０Ｌ間の電位差、つまり運転者の生体現象に伴って体内から発せられる電気的信号（以降、生体電気信号と称する）から、運転者の心拍数、又は心電図等の生体情報を取得し、取得した生体情報を表す生体情報信号を生成する。生体情報検出ユニット３０には、このような生体情報を取得する生体情報検出回路、及び当該生体情報検出回路やセンサ電極２０Ｒ、２０Ｌに故障が生じている場合には、その旨を示す故障検知信号を生成する故障検知回路が含まれている。

また、生体情報検出ユニット３０は、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）等を利用してナビゲーション装置４０との無線通信を確立する無線通信機能を有する。

生体情報検出ユニット３０は、上記のように生成した生体情報信号、故障検知信号、並びに、生体情報検出回路の種類及びこの生体情報検出ユニット３０が設置されている車両の種類を夫々示すデバイス情報を、ナビゲーション装置４０に無線送信する。また、生体情報検出ユニット３０は、走行道路形態情報要求信号、ハンドル把持報知要求信号、又は報知強調要求信号等の各種要求信号をナビゲーション装置４０に無線送信する。

更に、生体情報検出ユニット３０は、ナビゲーション装置４０から無線送信された走行道路形態情報を受信した場合には、当該走行道路形態情報に基づく形態で生体情報検出を行うように、自身の動作状態が設定される。

ナビゲーション装置４０は、道路地図、及び当該道路地図上の道路の形態を表す道路形態情報を記憶する記憶部（図示せず）、及び車両の現在位置を検出する位置検出部を含み、当該位置検出部で検出した車両の現在位置を当該道路地図上に示す画像信号を生成する。

ここで、道路形態情報とは、各道路における例えばカーブ区間、直線区間、坂道区間、交差点区間、非舗装区間、又はトンネル区間を表す情報である。カーブ区間とは、例えば曲率半径が所定値より大きいカーブ又は当該カーブが連続する道路区間を表す。尚、運転者が、両手でセンサ電極２０Ｌ及び２０Ｒを把持した状態での走行を所定期間維持することが出来なくなるような曲率半径を有する道路区間をカーブ区間と定義しても良い。坂道区間とは、勾配が所定範囲を超えた道路であり、交差点区間は、三叉路及びＴ字路を含む道路区間である。非舗装区間とは、道路の路面が舗装されておらず、または舗装が劣化しており、走行する際に車両が比較的大きく振動する道路区間である。直線区間又はトンネル区間とは、車線変更禁止又は片側一車線であり、且つ曲率半径が所定値未満であると共に、その区間を法定速度で走行した際に生体情報検出に必要となる時間以上の走行時間が掛かる長さの道路区間である。尚、運転者が両手でセンサ電極２０Ｌ及び２０Ｒを把持した状態で、法定速度での走行を所定期間維持することが出来る道路区間を直線区間と定義しても良い。

また、ナビゲーション装置４０は、生体情報検出ユニット３０から無線送信された故障検知信号を受信した場合には、生体情報検出ユニット３０、またはセンサ電極２０Ｒ、２０Ｌに故障が発生した旨を音声で知らせる音声信号、又は当該故障の発生を文字で表す画像信号を生成する。また、ナビゲーション装置４０は、生体情報検出ユニット３０から送信されたハンドル把持報知要求信号を受信した場合には、運転者に対して両手で車両のハンドル１０を把持させるように促すハンドル把持報知を音声で表す音声信号、又は当該ハンドル把持報知を文字で表す画像信号を生成する。ここで、生体情報検出ユニット３０から無線送信された報知強調要求信号を受信したら、ナビゲーション装置４０は、ハンドル把持報知を音声で表す音声信号に対して音量の増加処理を施すと共に、ハンドル把持報知を文字で表す画像信号に対して文字の大きさを拡大する又は点滅させる等の処理を施す。

そして、ナビゲーション装置４０は、上記のように生成した画像信号を表示部４１に供給することで、当該画像信号に基づく画像を表示させると共に、上記のように生成した音声信号をスピーカ４２に供給することで、当該音声信号に基づく音声を音響出力させる。

また、ナビゲーション装置４０は、生体情報検出ユニット３０から無線送信された生体情報信号を受信したら、車両の現在位置を含む地域の天気を表す天気情報を例えば携帯電話回線及びインターネットＮＷを介して取得する。そして、ナビゲーション装置４０は、受信した生体情報信号と共に、上記した天気情報、デバイス情報及び現在時刻情報を、例えば携帯電話回線及びインターネットＮＷを介して特定のサーバＳＶに送信する。サーバＳＶは、生体情報信号に基づく生体情報（心拍数、心電図、呼吸数、筋電図）を表す画像、または生体情報から眠気、疲労、ストレス等の状態推定値を算出して、その数値あるいはそれを表現する画像を、インターネットＮＷを介して登録ユーザに提供する。

また、ナビゲーション装置４０は、生体情報検出ユニット３０から無線送信された走行道路形態情報要求信号を受信したら、上記した道路形態情報中から、車両が現在走行中の道路、又はこれから走行が予想される道路における道路形態を抽出する。そして、ナビゲーション装置４０は、当該抽出した道路形態、及び現在の車両の走行速度を表す走行道路形態情報を、生体情報検出ユニット３０に無線送信する。

以下に、生体情報検出ユニット３０及びナビゲーション装置４０の動作について詳細に説明する。

図２は、生体情報検出ユニット３０の内部構成を示すブロック図である。

生体情報検出ユニット３０は、電源回路３００、可変帯域フィルタ３０１、生体情報検出回路３０２、故障検知回路３０３、両手接触検知回路３０４、メモリ３０５、送受信回路３０６、ノイズ関連情報取得部３０７及び制御部４００を含む。

電源回路３００は、バッテリホルダＢＰに保持されている一次電池又は二次電池からなるバッテリＢＴの電力を取得する。電源回路３００は、取得した電力を、可変帯域フィルタ３０１、生体情報検出回路３０２、故障検知回路３０３、両手接触検知回路３０４、メモリ３０５、送受信回路３０６、ノイズ関連情報取得部３０７及び制御部４００に夫々供給することで、これらの各回路を動作させる。可変帯域フィルタ３０１は、制御部４００から供給された動作モード信号ＭＯＤが通常モードを表す場合に、センサ電極２０Ｌ及び２０Ｒ間の電位差に基づく生体電気信号に対して、以下のようなフィルタリング処理を施す。

すなわち、可変帯域フィルタ３０１は、生体電気信号から、制御部４００から供給された帯域指定信号ＦＣにて指定された周波数帯域の信号成分を抽出する。そして、可変帯域フィルタ３０１は、この抽出した信号成分を表す抽出信号ＢＳを生体情報検出回路３０２に供給する。可変帯域フィルタ３０１は、このようなフィルタリング処理により、心拍数、心電図、呼吸数又は筋電図等の生体情報の検出に障害となるノイズ成分を生体電気信号から除去する。

尚、かかる動作モード信号ＭＯＤが節電モードを表す場合には、可変帯域フィルタ３０１は、自身の動作（フィルタリング処理）を停止した状態、又は自身に流れる電流量を強制的に低下させた低電力消費状態に設定される。

生体情報検出回路３０２は、動作モード信号ＭＯＤが通常モードを表す場合に、制御部４００から供給された生体情報検出種別指定信号ＳＴで指定された種別の生体情報を抽出信号ＢＳに基づき取得する生体情報検出動作を行う。

生体情報検出種別指定信号ＳＴにて指定される生体情報の種別としては、例えば心電図等のように精密な信号波形が要求される第１種別と、例えば心拍数やＲＲＩ（RR Interval）等のように信号波形自体に精密性が要求されない第２種別と、がある。

生体情報検出回路３０２は、生体情報検出種別指定信号ＳＴが第１種別を示す場合には、生体情報として、心電図を表す情報信号を上記した抽出信号ＢＳから取得する第１の検出モードに設定される。一方、生体情報検出種別指定信号ＳＴが第２種別を示す場合には、生体情報検出回路３０２は、生体情報として、心拍数やＲＲＩを表す情報信号を抽出信号ＢＳから取得する第２の検出モードに設定される。そして、生体情報検出回路３０２は、上記したように取得した情報信号を生体情報信号ＢＩＳとして送受信回路３０６に供給する。

尚、動作モード信号ＭＯＤが節電モードを表す場合には、生体情報検出回路３０２は、自身の生体情報検出動作を停止した状態、又は自身に流れる電流量を強制的に低下させた低電力消費状態に設定される。

故障検知回路３０３は、生体情報検出回路３０２、またはセンサ電極２０Ｌ、２０Ｒに故障が生じているか否かを判定し、故障が生じていると判定した場合に、故障の発生を検知したことを示す故障検知信号ＦＡを送受信回路３０６に供給する。例えば、故障検知回路３０３は、所定期間毎に、故障検知用のテスト信号を生体情報検出回路３０２に供給しその出力結果が期待値と一致していない場合に生体情報検出回路３０２の故障有りと判定する。または、例えば、生体情報検出回路３０２に故障が生じていないことが判明したにも関わらず、所定の長期間に亘って生体情報検出回路３０２が生体情報を検出できない場合にセンサ電極２０Ｌまたは２０Ｒの故障ありと判定する。故障検知回路３０３は、故障有りと判定すると故障検知信号ＦＡを送受信回路３０６に供給する。

両手接触検知回路３０４は、センサ電極２０Ｌ及び２０Ｒ間に流れる電流に基づき、車両の運転者の両手がセンサ電極２０Ｌ及び２０Ｒに接触しているか否かを判定する。両手接触検知回路３０４は、その判定結果、つまり運転者の両手がセンサ電極２０Ｌ及び２０Ｒに接触しているか否かを示す両手接触検知信号ＢＨを制御部４００に供給する。

メモリ３０５は、不揮発性のメモリであり、生体情報検出回路３０２の種類（例えば登録されている型番、検出方式等）、及び生体情報検出ユニット３０が設置されている車両の種類（例えば、車種、形式、車両の名称等）をデバイス情報として記憶する為の記憶領域を有する。メモリ３０５は、当該記憶領域に記憶されている、生体情報検出回路３０２及び車両各々の種類を示すデバイス情報ＤＴを送受信回路３０６に供給する。

送受信回路３０６は、上記した生体情報信号ＢＩＳ及びデバイス情報ＤＴ、又は上記した故障検知信号ＦＡを、ナビゲーション装置４０に無線送信する。更に、送受信回路３０６は、制御部４００から走行道路形態情報要求ＲＱ１が供給された場合には、走行道路形態情報要求信号をナビゲーション装置４０に無線送信する。また、制御部４００からハンドル把持報知要求ＲＱ２が供給された場合には、送受信回路３０６は、ハンドル把持報知要求信号をナビゲーション装置４０に無線送信する。また、制御部４００から報知強調要求ＲＱ３が供給された場合には、送受信回路３０６は、報知強調要求信号をナビゲーション装置４０に無線送信する。

また、送受信回路３０６は、ナビゲーション装置４０から無線送信された走行道路形態情報を受信した場合には、これを走行道路形態情報ＲＤとして制御部４００に供給する。

ノイズ関連情報取得部３０７は、センサ電極２０Ｌ及び２０Ｒ間の電位差に基づく生体電気信号に重畳されるノイズのレベルを決定する要因となるノイズ関連情報を取得し、そのノイズ関連情報によって示されるレベルをノイズレベル信号ＮＳとして制御部４００に供給する。

例えば、ハンドル１０に振動が生じていると運転者の手とセンサ電極２０Ｌ及び２０Ｒとの接触がその振動の周期で遮断され、これがノイズとして生体電気信号に重畳されることになる。そこで、ノイズ関連情報取得部３０７に振動センサを設け、当該振動センサで検出したハンドル１０の振動レベルをノイズ関連情報として取得する。また、例えば車両の走行速度が高くなるほど、車両の駆動系に関与した電気回路から放射されるノイズのレベルが大きくなる。そこで、ノイズ関連情報取得部３０７は、上記した走行道路形態情報ＲＤにて示される車両の走行速度をノイズ関連情報として取得する。また、センサ電極２０Ｌ及び２０Ｒ間の電位差に基づく生体電気信号から、生体情報信号ＢＩＳを取得するのに必要となる周波数帯域以外の帯域の信号成分を検知ノイズレベルとして抽出し、この検知ノイズレベルをノイズ関連情報として取得するようにしても良い。

ノイズ関連情報取得部３０７は、上記した振動レベル、走行速度、及び検知ノイズレベルのいずれか１つをノイズレベルとして表すノイズレベル信号ＮＳを制御部４００に供給する。

制御部４００は、以下に説明する生体情報検出設定処理を実行することで、可変帯域フィルタ３０１、生体情報検出回路３０２、及び故障検知回路３０３の各種動作モードを設定する。

図３は、当該生体情報検出設定処理の手順を示すフローチャートである。

図３において、先ず、制御部４００は、通常モードを示す動作モード信号ＭＯＤを、生体情報検出部としての可変帯域フィルタ３０１及び生体情報検出回路３０２に供給する（ステップＳ１０）。これにより、可変帯域フィルタ３０１及び生体情報検出回路３０２は、通常モードに設定され、前述したように、センサ電極２０Ｌ及び２０Ｒに接触した運転者の両手から、当該運転者の生体情報の検出を開始する。

次に、制御部４００は、生体電気信号に重畳しているノイズレベルを表すノイズレベル信号ＮＳを取り込む（ステップＳ１１）。次に、制御部４００は、当該ノイズレベル信号ＮＳが小さいほど広い周波数帯域を指定する帯域指定信号ＦＣを生成し、これを可変帯域フィルタ３０１に供給する（ステップＳ１２）。次に、制御部４００は、ノイズレベル信号ＮＳにて示されるノイズレベルが閾値Ｔｈ未満であるか否かを判定する（ステップＳ１３）。

ステップＳ１３において、当該ノイズレベルが閾値Ｔｈ未満であると判定した場合、制御部４００は、検出対象とする生体情報の種別として、心電図等の精密な信号波形が要求される第１種別を指定する生体情報検出種別指定信号ＳＴを生体情報検出回路３０２に供給する（ステップＳ１４）。これにより、生体情報検出回路３０２は、上記した抽出信号ＢＳから、心電図を表す生体情報信号ＢＩＳを取得する第１の検出モードに設定される。そして、生体情報検出回路３０２は、当該第１の検出モードで取得した、運転者の心電図を表す生体情報信号ＢＩＳを、送受信回路３０６にてナビゲーション装置４０に無線送信させる。

一方、ステップＳ１３において、当該ノイズレベルが閾値Ｔｈ以上であると判定した場合、制御部４００は、検出対象とする生体情報の種別として、心拍数やＲＲＩ等のように信号波形に精密性が要求されない第２種別を指定する生体情報検出種別指定信号ＳＴを生体情報検出回路３０２に供給する（ステップＳ１５）。これにより、生体情報検出回路３０２は、上記した抽出信号ＢＳから、心拍数やＲＲＩを表す生体情報信号ＢＩＳを取得する第２の検出モードに設定される。生体情報検出回路３０２は、当該第２の検出モードで取得した、運転者の心拍数やＲＲＩを表す生体情報信号ＢＩＳを、送受信回路３０６にてナビゲーション装置４０に無線送信させる。

上記したステップＳ１４又はＳ１５の実行後、制御部４００は、走行道路形態情報要求ＲＱ１を送受信回路３０６を介してナビゲーション装置４０に無線送信し、その後、当該走行道路形態情報要求信号に応じてナビゲーション装置４０から無線送信された走行道路形態情報ＲＤを取り込む（ステップＳ１６）。

次に、制御部４００は、当該走行道路形態情報ＲＤに基づき、現在走行中の道路が、カーブ区間、坂道区間、非舗装区間、又は交差点区間に該当するか否かを判定する（ステップＳ１７）。

ステップＳ１７において、現在走行中の道路がカーブ区間、坂道区間、非舗装区間、又は交差点区間のいずれにも該当しないと判定した場合、制御部４００は、通常モードを示す動作モード信号ＭＯＤを生体情報検出部としての可変帯域フィルタ３０１及び生体情報検出回路３０２に供給する（ステップＳ１８）。これにより、可変帯域フィルタ３０１及び生体情報検出回路３０２は、通常モードに設定され、前述したように、センサ電極２０Ｌ及び２０Ｒに接触した運転者の両手から当該運転者の生体情報検出を行う。

一方、ステップＳ１７において、現在走行中の道路がカーブ区間、坂道区間、非舗装区間、又は交差点区間に該当していると判定した場合、制御部４００は、上記した通常モードに代えて節電モードを示す動作モード信号ＭＯＤを生体情報検出部としての可変帯域フィルタ３０１及び生体情報検出回路３０２に供給する（ステップＳ１９）。これにより、可変帯域フィルタ３０１及び生体情報検出回路３０２は、節電モードに設定され、上記した生体情報検出動作を停止する。

ステップＳ１８又はＳ１９の実行後、制御部４００は、ステップＳ１１の実行に移り、前述したステップＳ１１～Ｓ１９の動作を繰り返し実行する。

尚、図３に示す生体情報検出設定処理では、生体情報検出回路３０２を通常モードに設定しておき、運転者がハンドル１０を両手で把持することが困難となる、カーブ区間、坂道区間、非舗装区間、又は交差点区間等の道路区間の走行中は節電モードに設定している。すなわち、カーブ区間、坂道区間、非舗装区間、又は交差点区間等の道路区間の走行中は、運転者の片手がセンサ電極２０Ｌ又は２０Ｒから離れるので、生体情報検出回路３０２では、生体情報、特に心電図や脳波を精度良く検出することが困難となる。よって、車両がカーブ区間、坂道区間、非舗装区間、又は交差点区間等の道路区間の走行中は、精度よく生体情報を取得することができないので、この間、生体情報検出回路３０２の動作を停止させることで、バッテリＢＴの消耗を抑えるのである。

ところで、図３に示す生体情報検出設定処理では、車両がカーブ区間、坂道区間、非舗装区間、又は交差点区間等の道路区間の走行中の間だけ生体情報検出回路３０２を節電モードに設定している。しかしながら、運転者が両手でハンドル１０を把持することが可能となる直線区間、又は両手でハンドル１０を把持することになるトンネル区間以外を走行している間は、常に節電モードに設定しておくようにしても良い。

図４は、かかる点に鑑みて為された生体情報検出設定処理の手順を示すフローチャートである。

尚、図４に示す生体情報検出設定処理では、ステップＳ１０に代えてステップＳ２０を実行し、ステップＳ１６～Ｓ１９に代えてステップＳ２１～Ｓ２４を実行する点を除く他のステップＳ１１～Ｓ１５については図３に示すものと同一である。

そこで、以下に、ステップＳ２０～Ｓ２４の動作を中心に、図４に示す生体情報検出設定処理について説明する。

図４において、先ず、制御部４００は、節電モードを示す動作モード信号ＭＯＤを、生体情報検出部としての可変帯域フィルタ３０１及び生体情報検出回路３０２に供給する（ステップＳ２０）。これにより、可変帯域フィルタ３０１及び生体情報検出回路３０２は、節電モードに設定され、上記した生体情報の検出動作を停止する。

ステップＳ２０の実行後、制御部４００は、上記したステップＳ１１～Ｓ１５を実行する。ここで、図４に示すステップＳ１４又はＳ１５の実行後、制御部４００は、走行道路形態情報要求ＲＱ１を送受信回路３０６を介してナビゲーション装置４０に無線送信し、その後、当該走行道路形態情報要求信号に応じてナビゲーション装置４０から無線送信された走行道路形態情報ＲＤを取り込む（ステップＳ２１）。

次に、制御部４００は、当該走行道路形態情報ＲＤに基づき、現在走行中の道路が直線区間又はトンネル区間に該当するか否かを判定する（ステップＳ２２）。

ステップＳ２２において、現在走行中の道路が直線区間及びトンネル区間のいずれにも該当しないと判定した場合、制御部４００は、節電モードを示す動作モード信号ＭＯＤを生体情報検出部としての可変帯域フィルタ３０１及び生体情報検出回路３０２に供給する（ステップＳ２３）。これにより、可変帯域フィルタ３０１及び生体情報検出回路３０２は、節電モードに設定され、上記した生体情報検出動作を停止する。

一方、ステップＳ２２において、現在走行中の道路が直線区間、又はトンネル区間に該当していると判定した場合、制御部４００は、上記した節電モードに代えて通常モードを示す動作モード信号ＭＯＤを生体情報検出部としての可変帯域フィルタ３０１及び生体情報検出回路３０２に供給する（ステップＳ２４）。これにより、可変帯域フィルタ３０１及び生体情報検出回路３０２は、通常モードに設定され、前述したように、センサ電極２０Ｌ及び２０Ｒに接触した運転者の両手から、当該運転者の生体情報の取得を行う。

ステップＳ２３又はＳ２４の実行後、制御部４００は、ステップＳ１１の実行に移り、前述したステップＳ１１～Ｓ１５、及びＳ２１～Ｓ２４からなる一連の動作を繰り返し実行する。

以上、詳述したように、図２に示す生体情報取得システム１００では、信号取得部としてのセンサ電極２０Ｌ及び２０Ｒにより、車両のハンドル１０に運転者が接触することで当該運転者の生体現象に伴って発せられる生体電気信号を入力信号として取得する。この際、生体電気信号には、車両特有のノイズを含む各種ノイズが重畳されている場合がある。すなわち入力信号は、各種ノイズを含み得る。そこで可変帯域フィルタ３０１が、生体電気信号に重畳されるノイズを除去すべく、この入力信号から、帯域指定信号ＦＣにて指定された指定帯域の信号成分を抽出し、抽出した信号成分を表す抽出信号ＢＳを出力する。そして、生体情報検出回路３０２が、抽出信号ＢＳに基づき運転者の生体情報（例えば心拍数、心電図等）を取得する。

ここで、ノイズ関連情報取得部３０７にて、上記した入力信号に含まれるノイズに関連する情報をノイズ関連情報（例えば、ハンドルの振動、走行速度、又は入力信号から抽出したノイズ成分）として取得する。

そして、制御部４００が、当該ノイズ関連情報に基づき、可変帯域フィルタ３０１の指定帯域の幅を変化させると共に、生体情報検出回路３０２で検出対象とする生体情報の種別（例えば第１種別：心電図等）を設定する。

これにより、制御部４００は、例えばノイズ関連情報にて示されるレベル、つまり入力信号に含まれるノイズのレベルが小さい場合には、大きい場合に比べて可変帯域フィルタ３０１の指定帯域の幅を広くする。これにより、フィルタリング処理に伴う生体電気信号の情報量の減少が抑えられるので、生体情報検出回路３０２において、心電図等の精密な信号波形が要求される第１種別の生体情報を検出することが可能となる。そこで、この際、制御部４００は、可変帯域フィルタ３０１の指定帯域の幅を広くすると共に、第１種別の生体情報を検出対象とするように生体情報検出回路３０２を第１の検出モードに設定する。尚、上記した制御部４００の動作によれば、ノイズ関連情報にて示されるレベル（ＮＳ）が大きい場合には、小さい場合に比べて可変帯域フィルタ３０１の指定帯域の幅が狭くなる。よって、ノイズ除去能力が高くなるものの、その分だけ生体電気信号の情報減少量が大きくなるので、心電図や脳波等の第１種別の生体情報を検出することが困難となる。そこで、この際、制御部４００は、上記したように可変帯域フィルタ３０１の指定帯域の幅を狭くすると共に、心拍数、呼吸数等のように信号波形自体に精密性が要求されない第２種別の生体情報を検出対象とするように生体情報検出回路３０２を第２の検出モードに設定する。

これにより、ノイズ環境下においても精度良く、心電図又は心拍数等の各種の生体情報を取得することが可能となる。

尚、図３（図４）に示す生体情報検出設定処理では、ステップＳ１１～Ｓ１５を実行した後で、ステップＳ１６～Ｓ１９（Ｓ２１～Ｓ２４）を実行しているが、先にステップＳ１６～Ｓ１９（Ｓ２１～Ｓ２４）を実行するようにしても良い。また、ステップＳ１６～Ｓ１９（Ｓ２１～Ｓ２４）を省いても良い。

ところで、制御部４００は、上記したステップＳ１８又はＳ２４の実行後、ステップＳ１１に移行する前に、運転者に対してハンドル１０を両手で把持させるように促す報知をナビゲーション装置４０によって行わせるようにしても良い。例えば、直線区間やトンネル区間の走行中は、運転者は、ハンドルを両手で把持した状態を所定の検出推奨期間に亘り維持することが可能となる。そこで、例えば図４に示すステップＳ２２において、走行道路形態情報ＲＤに基づき現在走行中の道路が直線区間又はトンネル区間であると判定した場合には、制御部４０は、ステップＳ２４の実行後、運転者に対してハンドルを両手で把持させるように促す報知処理を実行する。

図５は、制御部４００が実行する報知処理の手順を示すフローチャートである。

図５において、先ず、制御部４００は、ハンドル把持報知要求Ｒ２を送受信回路３０６に供給することで、ハンドル把持報知要求信号をナビゲーション装置４０に無線送信する（ステップＳ３１）。当該ハンドル把持報知要求信号を受信すると、ナビゲーション装置４０は、車両のハンドル１０を把持させるように運転者に促す音声をスピーカ４２から出力させ、車両のハンドル１０を把持させるように運転者に促す文字を表す画像を表示部４１に表示させる。

次に、制御部４００は、ステップＳ３１の実行直後の時点から所定時間が経過したか否かを判定し（ステップＳ３２）、所定時間が経過したと判定したら、両手接触検知信号ＢＨに基づき運転者の両手がセンサ電極（２０Ｌ、２０Ｒ）に接触しているか否かを判定する（ステップＳ３３）。

ステップＳ３３において、運転者の両手がセンサ電極に接触していないと判定した場合、制御部４００は、強調報知要求Ｒ３を送受信回路３０６に供給することで、強調報知要求信号をナビゲーション装置４０に無線送信する（ステップＳ３４）。当該強調報知要求信号を受信すると、ナビゲーション装置４０は、スピーカ４２から出力させる音声の音量を上げる音声強調処理、及び表示部４２で表示される文字画像に対して例えば文字の大きさを拡大する又は点滅させる等の表示強調処理を行う。

かかるステップＳ３４の実行後、又はステップＳ３３において運転者の両手がセンサ電極に接触していると判定した場合、制御部４０は、図３又は図４に示すステップＳ１１の実行に移る。

このように、生体情報取得システム１００では、現在走行中の道路が直線区間又はトンネル区間である場合には、運転者が両手でハンドルを把持した状態を所定の生体情報検出推奨期間に亘り維持させることが可能であることに鑑みて、この際、運転者に対してハンドルを両手で把持させるように促す報知を行う。これにより、運転者から精度よく生体情報の検出が為されるようになる。

尚、ナビゲーション装置４０は、所定の生体情報検出推奨期間に亘り、取得した走行道路形態情報に直線区間又はトンネル区間が含まれていない場合には、自車両を直線区間又はトンネル区間が存在する道路に誘導する画像を表示部４１に表示させるようにしても良い。これにより、運転者から検出される生体情報が長期間に亘って欠落することを防止することが可能となる。

また、上述した実施例においては、ハンドルに配置されたセンサ電極を信号取得部として、運転者の生体電気信号を取得するものについて説明したが、これに限定されない。例えば、車両の座席の背もたれ、座面、アームレスト等に配置されたセンサ電極を信号取得部とし、運転者に限らず車両の乗員の生体電気信号を取得し、当該乗員の生体情報を取得してもよい。

本発明の構成は上述の実施形態のみに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において構成の種々の省略、置換または変更が可能である。

１０ハンドル
２０Ｌ、２０Ｒセンサ電極
３０生体情報検出ユニット
４０ナビゲーション装置
１００生体情報取得システム
３００電源回路
３０１可変帯域フィルタ
３０２生体情報検出回路
３０７ノイズ関連情報取得部
４００制御部

Claims

車両の乗員の生体情報を取得する生体情報取得装置であって、
前記乗員の生体現象に伴って発せられる生体信号を含む入力信号を取得する信号取得部と、
前記入力信号に含まれるノイズに関連する情報をノイズ関連情報として取得するノイズ関連情報取得部と、
前記入力信号から指定帯域の信号成分を抽出し、抽出した前記信号成分を表す抽出信号を出力する帯域フィルタと、
前記抽出信号に基づいて前記乗員の生体情報を取得する生体情報検出部と、
前記ノイズ関連情報に基づき、前記帯域フィルタの前記指定帯域を変化させると共に、前記生体情報検出部で検出する前記生体情報の種別を設定する制御部と、を有することを特徴とする生体情報取得装置。
前記ノイズ関連情報取得部は、前記車両の振動のレベルを検出する振動センサを含み、前記振動のレベルを前記ノイズ関連情報として取得することを特徴とする請求項１に記載の生体情報取得装置。
前記ノイズ関連情報取得部は、前記車両の走行速度のレベルを前記ノイズ関連情報として取得することを特徴とする請求項１に記載の生体情報取得装置。
前記ノイズ関連情報取得部は、前記生体信号に含まれるノイズのレベルを前記ノイズ関連情報として取得することを特徴とする請求項１に記載の生体情報取得装置。
前記ノイズ関連情報取得部は、前記車両の振動のレベル、前記車両の走行速度のレベル、又は前記生体信号に含まれるノイズのレベルを前記ノイズ関連情報として取得し、
前記制御部は、
前記ノイズ関連情報として示される前記振動のレベル、前記走行速度のレベル、及び前記生体信号に含まれるノイズのレベルのうちのいずれか１のレベルが所定閾値より小さいときには、心電図を含む第１種別の生体情報を取得する第１の検出モードに前記生体情報検出部を設定し、
前記１のレベルが前記所定閾値以上であるときには、前記心電図を含まない第２種別の生体情報を取得する第２の検出モードに前記生体情報検出部を設定することを特徴とする請求項１に記載の生体情報取得装置。
前記制御部は、
前記生体情報検出部を前記第１の検出モードに設定する場合には前記第２の検出モードに設定する場合よりも前記指定帯域の幅を広げることを特徴とする請求項５に記載の生体情報取得装置。
前記制御部は、前記ノイズ関連情報として示される前記レベルが大きいほど、前記指定帯域の幅を狭めることを特徴とする請求項２～６のいずれか１に記載の生体情報取得装置。
前記第１種別の生体情報は前記心電図を示し、前記第２種別の生体情報は心拍数、又はＲＲＩを示すことを特徴とする請求項５に記載の生体情報取得装置。
前記信号取得部は、前記車両のハンドルに設けられている電極から前記入力信号を取得することを特徴とする請求項１～８のいずれか１に記載の生体情報取得装置。
前記車両及び前記生体情報検出部各々の種類を示すデバイス情報を記憶するメモリと、
前記生体情報検出部で前記生体情報が検出されたときに、その検出時点での前記車両の現在位置、天気、及び時刻を示す情報を取得し、当該取得した情報、前記デバイス情報及び前記生体情報をインターネットを介して特定のサーバに送信する情報処理部と、を有することを特徴とする請求項１～８のいずれか１に記載の生体情報取得装置。