JPH05261071A - 車載用心拍検出装置 - Google Patents
車載用心拍検出装置Info
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- JPH05261071A JPH05261071A JP6300492A JP6300492A JPH05261071A JP H05261071 A JPH05261071 A JP H05261071A JP 6300492 A JP6300492 A JP 6300492A JP 6300492 A JP6300492 A JP 6300492A JP H05261071 A JPH05261071 A JP H05261071A
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- Japan
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 車体のノイズを除去して搭乗者の心拍数を正
確に検出する。 【構成】 座席に埋設された生体情報検出手段１の信号
から、この生体情報検出手段１とは異なる位置で検出さ
れた感震手段６の信号を除くことにより、正確な生体情
報が得られる。そしてこの生体情報から自己相関係数を
用いて基本周期を求め、単位時間当たりのサイクル数に
環算して心拍情報を検出する。
確に検出する。 【構成】 座席に埋設された生体情報検出手段１の信号
から、この生体情報検出手段１とは異なる位置で検出さ
れた感震手段６の信号を除くことにより、正確な生体情
報が得られる。そしてこの生体情報から自己相関係数を
用いて基本周期を求め、単位時間当たりのサイクル数に
環算して心拍情報を検出する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、移動体の搭乗者の心拍
数の検出技術に関するものである。
数の検出技術に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、搭乗者の心拍を検出するための技
術としては、例えば実開平２−２１３３２５号公報に見
られるように被測定部位にバンドにて装着できるように
した腕時計型の心拍検出装置があった。
術としては、例えば実開平２−２１３３２５号公報に見
られるように被測定部位にバンドにて装着できるように
した腕時計型の心拍検出装置があった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
の方法においては、心拍を検出するとき腕部に本体をバ
ンドで固定せねばならず、利用者にとっては大変煩わし
いものであった。
の方法においては、心拍を検出するとき腕部に本体をバ
ンドで固定せねばならず、利用者にとっては大変煩わし
いものであった。
【０００４】また、自動車等の移動体に於いて非接触で
心拍を検出しようとする際には、寝床内で検出する場合
には存在しないような情報、例えばノッキングや路面の
凹凸等によって発生し、心拍とは異なる情報をノイズと
して検知してしまうという課題があった。そしてこの
時、ノッキングや路面の凹凸などが心拍に近い周期で規
則的に持続すると、これが心拍数として誤って算出され
るという課題があった。
心拍を検出しようとする際には、寝床内で検出する場合
には存在しないような情報、例えばノッキングや路面の
凹凸等によって発生し、心拍とは異なる情報をノイズと
して検知してしまうという課題があった。そしてこの
時、ノッキングや路面の凹凸などが心拍に近い周期で規
則的に持続すると、これが心拍数として誤って算出され
るという課題があった。
【０００５】本発明は上記課題を解決するもので、その
第１の目的は、心拍情報以外のノイズ成分を取り除くこ
とによって、心拍の検出精度を向上させることにある。
第１の目的は、心拍情報以外のノイズ成分を取り除くこ
とによって、心拍の検出精度を向上させることにある。
【０００６】また第２の目的は、ノイズ成分が完全に取
り除けなかった場合でも正確な心拍数を算出することに
ある。
り除けなかった場合でも正確な心拍数を算出することに
ある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
本発明の車載用心拍検出装置は、車内の座席に埋設した
生体情報検出手段とは異なる位置に設置された感震手段
と、前記生体情報検出手段の出力信号から前記感震手段
の出力信号を減算する減算手段と、前記減算手段からの
出力信号より座席に座っている人の心拍情報を検出する
心拍情報検出手段とを設けたものである。
本発明の車載用心拍検出装置は、車内の座席に埋設した
生体情報検出手段とは異なる位置に設置された感震手段
と、前記生体情報検出手段の出力信号から前記感震手段
の出力信号を減算する減算手段と、前記減算手段からの
出力信号より座席に座っている人の心拍情報を検出する
心拍情報検出手段とを設けたものである。
【０００８】また、心拍情報検出手段は入力信号に対す
る自己相関係数を算出する自己相関係数算出手段と、前
記自己相関係数算出手段の算出結果より基本周期を算出
する基本周期算出手段と、前記基本周期より単位時間時
間当たりのサイクルを求める演算手段とを設けたもので
ある。
る自己相関係数を算出する自己相関係数算出手段と、前
記自己相関係数算出手段の算出結果より基本周期を算出
する基本周期算出手段と、前記基本周期より単位時間時
間当たりのサイクルを求める演算手段とを設けたもので
ある。
【０００９】
【作用】上記構成によって、座席にセンサ部を埋設した
生体情報検出手段は、乗客と座席の接触面において生じ
る圧変化を生体情報検出手段が検知し電気信号に変換す
る。この圧変化には搭乗者の心拍によるものも含まれて
いる。感震手段は車体が受ける振動を電気信号に変換し
て出力する。減算手段は生体情報検出手段の出力信号か
ら感震手段の出力信号を減算する。心拍情報検出手段は
減算手段が出力する電気信号の基本周波数等から心拍情
報を検出する。
生体情報検出手段は、乗客と座席の接触面において生じ
る圧変化を生体情報検出手段が検知し電気信号に変換す
る。この圧変化には搭乗者の心拍によるものも含まれて
いる。感震手段は車体が受ける振動を電気信号に変換し
て出力する。減算手段は生体情報検出手段の出力信号か
ら感震手段の出力信号を減算する。心拍情報検出手段は
減算手段が出力する電気信号の基本周波数等から心拍情
報を検出する。
【００１０】心拍情報検出手段において自己相関係数算
出手段は入力信号についての自己相関係数を算出する。
基本周期算出手段は、自己相関係数より入力信号の基本
周期を算出する。演算手段は得られた基本周期より単位
時間当たりのサイクル数を算出する。
出手段は入力信号についての自己相関係数を算出する。
基本周期算出手段は、自己相関係数より入力信号の基本
周期を算出する。演算手段は得られた基本周期より単位
時間当たりのサイクル数を算出する。
【００１１】
【実施例】以下本発明の実施例を図面を参照して説明す
る。図１は本発明の第１の実施例の構成図である。生体
情報検出手段１はセンサ部として圧電素子２、また回路
部としてフィルタ回路３、増幅回路４、平滑化回路５よ
り構成されている。感震手段６も同様に、圧電素子７、
フィルタ回路８、増幅回路９、平滑化回路１０より構成
されている。生体情報検出手段１と感震手段６は、とも
に減算手段１１に接続されている。減算手段１１は、心
拍情報検出手段１２に接続されている。
る。図１は本発明の第１の実施例の構成図である。生体
情報検出手段１はセンサ部として圧電素子２、また回路
部としてフィルタ回路３、増幅回路４、平滑化回路５よ
り構成されている。感震手段６も同様に、圧電素子７、
フィルタ回路８、増幅回路９、平滑化回路１０より構成
されている。生体情報検出手段１と感震手段６は、とも
に減算手段１１に接続されている。減算手段１１は、心
拍情報検出手段１２に接続されている。
【００１２】なお圧電素子２は、例えば座席の背もたれ
部の搭乗者の心臓に近い部分に埋設されている。また圧
電素子７は、例えば座席の取付金具の付近に配設されて
いる。圧電素子２および圧電素子７としては、薄膜加工
したポリフッ化ビニリデン等が用いられる。
部の搭乗者の心臓に近い部分に埋設されている。また圧
電素子７は、例えば座席の取付金具の付近に配設されて
いる。圧電素子２および圧電素子７としては、薄膜加工
したポリフッ化ビニリデン等が用いられる。
【００１３】つぎに、本第１の実施例における作用につ
いて述べる。生体情報検出手段１に於いて圧電素子２
は、搭乗者の心拍等の埋設部分に加えられる様々な圧変
化を、電気信号に変換する。次にフィルタ回路３が心拍
に対応する周波数帯域の信号をろ波する。自動車等の場
合、エンジンの振動が座席に伝わるため少なくとも８〜
１０Hz以上の周波数の信号はカットされる。増幅回路４
はフィルタ回路３を通過した電気信号を増幅する。平滑
化回路５は増幅された信号を整流、積分する。
いて述べる。生体情報検出手段１に於いて圧電素子２
は、搭乗者の心拍等の埋設部分に加えられる様々な圧変
化を、電気信号に変換する。次にフィルタ回路３が心拍
に対応する周波数帯域の信号をろ波する。自動車等の場
合、エンジンの振動が座席に伝わるため少なくとも８〜
１０Hz以上の周波数の信号はカットされる。増幅回路４
はフィルタ回路３を通過した電気信号を増幅する。平滑
化回路５は増幅された信号を整流、積分する。
【００１４】感震手段６において、圧電素子７は搭乗者
の生体情報以外の振動を電気信号に変換する。フィルタ
回路８、増幅回路９、平滑化回路１０はそれぞれフィル
タ回路３、増幅回路４、平滑化回路５と同様に作用す
る。
の生体情報以外の振動を電気信号に変換する。フィルタ
回路８、増幅回路９、平滑化回路１０はそれぞれフィル
タ回路３、増幅回路４、平滑化回路５と同様に作用す
る。
【００１５】減算手段１１は、生体情報検出手段１が出
力した信号から感震手段６が出力した信号を減ずる。圧
電素子２には、生体情報の他に車体が重なっているがこ
れにより、生体情報のみを抽出することが出来る。図２
は減算処理により生体情報以外のノイズが取り除かれる
ことを示したグラフである。
力した信号から感震手段６が出力した信号を減ずる。圧
電素子２には、生体情報の他に車体が重なっているがこ
れにより、生体情報のみを抽出することが出来る。図２
は減算処理により生体情報以外のノイズが取り除かれる
ことを示したグラフである。
【００１６】心拍情報検出手段１２は、減算手段１１が
出力する信号に含まれる心拍情報を検出する。減算手段
１１が出力する信号は本実施例では心拍信号であるの
で、単位時間を１分とすると１分当たりの心拍数が算出
できる。
出力する信号に含まれる心拍情報を検出する。減算手段
１１が出力する信号は本実施例では心拍信号であるの
で、単位時間を１分とすると１分当たりの心拍数が算出
できる。
【００１７】次に、本発明の第２の実施例について説明
する。図３は本第２の実施例の構成を示すブロック図で
ある。心拍情報検出手段１２は、自己相関係数算出手段
１３、基本周期算出手段１４、演算手段１５より構成さ
れている。自己相関係数算出手段１３は、Ａ／Ｄ変換回
路とマイコンなどで実現することが出来る。同様に、基
本周期算出手段１４及び演算手段１５における算出・演
算処理もマイコンのソフトウェアとして組み込むことが
可能である。
する。図３は本第２の実施例の構成を示すブロック図で
ある。心拍情報検出手段１２は、自己相関係数算出手段
１３、基本周期算出手段１４、演算手段１５より構成さ
れている。自己相関係数算出手段１３は、Ａ／Ｄ変換回
路とマイコンなどで実現することが出来る。同様に、基
本周期算出手段１４及び演算手段１５における算出・演
算処理もマイコンのソフトウェアとして組み込むことが
可能である。
【００１８】図４は自己相関係数を用いた基本周波数の
算出アルゴリズムを表すフローチャートである。自己相
関係数を求める場合にはまず自己相関関数を求める。自
己相関関数はある時点の値とそこから任意の時間τ（ラ
グと呼ばれている）だけ離れた時点の値との相関を表す
関数である。本実施例では２０Hzのサンプリングレート
により離散データをＡ／Ｄ変換回路６より得ているもの
とする。従ってτはｐ・Δｔと表すことが出来る。ｐは
サンプリングデータの個数、Δｔはサンプリング周期を
表す。ラグの最大値τｍａｘはＮ・Δｔを超えない範囲
で設定しなければならない。Ｍ＝Ｎ−τｍａｘとしたと
き、一般に自己相関関数Ｃ（ｐ）は、
算出アルゴリズムを表すフローチャートである。自己相
関係数を求める場合にはまず自己相関関数を求める。自
己相関関数はある時点の値とそこから任意の時間τ（ラ
グと呼ばれている）だけ離れた時点の値との相関を表す
関数である。本実施例では２０Hzのサンプリングレート
により離散データをＡ／Ｄ変換回路６より得ているもの
とする。従ってτはｐ・Δｔと表すことが出来る。ｐは
サンプリングデータの個数、Δｔはサンプリング周期を
表す。ラグの最大値τｍａｘはＮ・Δｔを超えない範囲
で設定しなければならない。Ｍ＝Ｎ−τｍａｘとしたと
き、一般に自己相関関数Ｃ（ｐ）は、
【００１９】
【数１】
【００２０】で求められる。しかし本実施例では原波形
に対し平滑化回路５および平滑化回路１０において整流
及び積分処理が施されているため、ｄａｔａ（ｉ）には
直流成分
に対し平滑化回路５および平滑化回路１０において整流
及び積分処理が施されているため、ｄａｔａ（ｉ）には
直流成分
【００２１】
【外１】
【００２２】が含まれているとみることが出来るから、
Ｃ（ｐ）は以下のようにして求める方がよい。
Ｃ（ｐ）は以下のようにして求める方がよい。
【００２３】
【数２】
【００２４】
【数３】
【００２５】自己相関係数Ｒ（ｐ）は以下の式で得られ
る。 Ｒ（ｐ）＝Ｃ（ｐ）／Ｃ（０） 図５は求められた自己相関係数をグラフにしたものであ
る。自己相関係数は理論的にはτが基本周期分である時
に極大値をとる。そこでまず極大点となる点を求める。
図５では極大点として点ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅがあるが、
誤差により偶然極大点となった点も含まれているから閾
値関数を設定しこれを超える点のみを極大点として扱
う。ここでは点ｃ，ｄ，ｅが極大点集合の要素となる。
次にこの内の最大値ｅに対応する周期を仮の基本周期と
する。これは、真の基本周期の整数倍である可能性があ
るため、その整数分の１の周期の近傍に第２の極大点集
合の要素があるかを探索する。本第３の実施例では点ｃ
がそれにあたるので、点ｃに対応する周期を基本周期Ｔ
とする。
る。 Ｒ（ｐ）＝Ｃ（ｐ）／Ｃ（０） 図５は求められた自己相関係数をグラフにしたものであ
る。自己相関係数は理論的にはτが基本周期分である時
に極大値をとる。そこでまず極大点となる点を求める。
図５では極大点として点ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅがあるが、
誤差により偶然極大点となった点も含まれているから閾
値関数を設定しこれを超える点のみを極大点として扱
う。ここでは点ｃ，ｄ，ｅが極大点集合の要素となる。
次にこの内の最大値ｅに対応する周期を仮の基本周期と
する。これは、真の基本周期の整数倍である可能性があ
るため、その整数分の１の周期の近傍に第２の極大点集
合の要素があるかを探索する。本第３の実施例では点ｃ
がそれにあたるので、点ｃに対応する周期を基本周期Ｔ
とする。
【００２６】基本周期Ｔが得られると、単位時間あたり
の心拍数が算出できる。１分あたりの心拍数ＨＲは、 ＨＲ＝６０・サンプリング周波数／Ｔ で得られる。
の心拍数が算出できる。１分あたりの心拍数ＨＲは、 ＨＲ＝６０・サンプリング周波数／Ｔ で得られる。
【００２７】なお、本発明ではフィルタの値を例えば0.
１〜0.３Hzに設定して、呼吸を検出するようにすること
も可能である。
１〜0.３Hzに設定して、呼吸を検出するようにすること
も可能である。
【００２８】
【発明の効果】以上説明したように本発明の車載用心拍
検出装置は、以下の効果を有する。 (1) 車体の振動ノイズを除くことが出来るため、車内に
おいてもより正確に心拍を検出することが出来る。 (2) 自己相関係数により基本周期を算出しているため、
若干のノイズが含まれていても正確に心拍数を算出でき
る。
検出装置は、以下の効果を有する。 (1) 車体の振動ノイズを除くことが出来るため、車内に
おいてもより正確に心拍を検出することが出来る。 (2) 自己相関係数により基本周期を算出しているため、
若干のノイズが含まれていても正確に心拍数を算出でき
る。
【図１】本発明の第１の実施例における車載用心拍検出
装置の構成を示すブロック図
装置の構成を示すブロック図
【図２】同装置における減算手段の作用を説明する模式
図
図
【図３】本発明の第２の実施例における心拍情報検出手
段の構成を示すブロック図
段の構成を示すブロック図
【図４】同装置における心拍数算出のフローチャート
【図５】同装置における自己相関係数のグラフ
１ 生体情報検出手段 ６ 感震手段 １１ 減算手段 １２ 心拍情報検出手段 １３ 自己相関係数算出手段 １４ 基本周期算出手段 １５ 演算手段
Claims (2)
- 【請求項１】 車内の座席に埋設した生体情報検出手段
と、前記生体情報検出手段が埋設している位置とは異な
る位置に設けられた感震手段と、前記生体情報検出手段
の出力信号から前記感震手段の出力信号を減算する減算
手段と、前記減算手段からの出力信号より前記座席にい
る人の心拍情報を検出する心拍情報検出手段とを備えた
車載用心拍検出装置。 - 【請求項２】 心拍情報検出手段は入力信号に対する自
己相関係数を算出する自己相関係数算出手段と、前記自
己相関係数算出手段の算出結果より基本周期を算出する
基本周期算出手段と、前記基本周期より単位時間時間当
たりのサイクルを求める演算手段とを有する請求項１記
載の車載用心拍検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6300492A JP3098843B2 (ja) | 1992-03-19 | 1992-03-19 | 車載用心拍検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6300492A JP3098843B2 (ja) | 1992-03-19 | 1992-03-19 | 車載用心拍検出装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05261071A true JPH05261071A (ja) | 1993-10-12 |
| JP3098843B2 JP3098843B2 (ja) | 2000-10-16 |
Family
ID=13216746
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6300492A Expired - Fee Related JP3098843B2 (ja) | 1992-03-19 | 1992-03-19 | 車載用心拍検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3098843B2 (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH08140950A (ja) * | 1994-11-16 | 1996-06-04 | Pioneer Electron Corp | 心拍測定装置 |
| WO2000013582A1 (en) * | 1998-09-02 | 2000-03-16 | Med-Dev Limited | Method and apparatus for subject monitoring |
| JP2006014765A (ja) * | 2004-06-30 | 2006-01-19 | Yokogawa Electric Corp | 生体情報検出装置 |
| JP2007524466A (ja) * | 2003-06-27 | 2007-08-30 | カーディアック・ペースメーカーズ・インコーポレーテッド | 曲率パラメータに基づく頻拍性不整脈検出と識別 |
| JPWO2006057313A1 (ja) * | 2004-11-25 | 2008-06-05 | 株式会社デルタツーリング | 生体信号検出装置 |
| US7488293B2 (en) | 2003-04-23 | 2009-02-10 | Zoll Medical Corporation | Processing pulse signal in conjunction with accelerometer signal in cardiac resuscitation |
| US7797043B1 (en) | 2001-05-01 | 2010-09-14 | Zoll Medical Corporation | Pulse sensors |
| WO2015146592A1 (ja) * | 2014-03-28 | 2015-10-01 | アルプス電気株式会社 | 拍検出装置 |
Families Citing this family (2)
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|---|---|---|---|---|
| EP1661511A1 (en) * | 2003-09-02 | 2006-05-31 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Biological sensor and support system using the same |
| JP4120537B2 (ja) * | 2003-09-02 | 2008-07-16 | 松下電器産業株式会社 | 生体情報検出装置 |
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|---|---|---|---|---|
| JPH03272744A (ja) * | 1990-02-22 | 1991-12-04 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 体動検出装置 |
| JPH045950A (ja) * | 1990-04-24 | 1992-01-09 | Toyota Central Res & Dev Lab Inc | 心拍計 |
| JPH043709U (ja) * | 1990-04-24 | 1992-01-14 |
-
1992
- 1992-03-19 JP JP6300492A patent/JP3098843B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| JPWO2006057313A1 (ja) * | 2004-11-25 | 2008-06-05 | 株式会社デルタツーリング | 生体信号検出装置 |
| WO2015146592A1 (ja) * | 2014-03-28 | 2015-10-01 | アルプス電気株式会社 | 拍検出装置 |
| JP2015188603A (ja) * | 2014-03-28 | 2015-11-02 | アルプス電気株式会社 | 拍検出装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3098843B2 (ja) | 2000-10-16 |
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