特開2018-202130IP Force 特許公報全文掲載

技術分野

状態推定装置、情報処理装置、及び、状態推定システム

要約特許出願時に添付された[要約書]

【課題】対象者の状態の推定精度が向上された状態推定装置を提供する。
【解決手段】対象者の状態を推定する状態推定装置20であって、対象者から心拍に関する信号を取得するセンサとのインタフェースと、信号から心電図のR波とR波の間隔に相当するRRI信号を取得するRRI取得手段と、RRI信号を解析して心拍揺らぎ高周波成分と心拍揺らぎ低周波成分を算出する周波数成分検出手段と、高周波成分と前記低周波成分の和、及び、和に対する高周波成分の比を算出する算出手段と、和と比に基づいて対象者の状態を推定する状態推定手段と、を有する。
【選択図】図9

発明が解決しようとする課題[発明の詳細な説明]から抜粋

しかしながら、HFとLFを用いた従来の判断方法では、必ずしも眠気の判断精度が高くないという問題がある。図1、図2を用いて説明する。 図1(a)は、LF/HFと眠気レベルの時間的な推移を示す図である。眠気レベルは1〜5の5段階(値が大きいほど眠気が大きい)であり、被験者が自己申告した値である。眠気レベルは時間と共に増大しているが、LF/HFの値は150秒以降で低下している。したがって、LF/HFの値に着目するだけでは、被験者の眠気が大きい場合に眠気が大きいことを検出できないおそれがある。 図1(b)はHFとLFを所定のアルゴリズムに入力して得られる眠気レベルの時間的な推移を示す図である。なお、このアルゴリズムは公開されておらず特許文献1に記載のものとは同じでない。図1(b)においても図1(a)の眠気レベルが正しい判断結果である。しかし、図1(b)の眠気レベルと図1(a)の眠気レベルを比較すると、誤り率は85%を超えており、眠気の判断精度が高くないことが分かる。 図2は、HFとLFという2つの値にのみ着目することが必ずしも妥当でないことを説明する図の一例である。図2(a)〜(c)において横軸はLF,縦軸はHFである。図2からは明らかでないが図2はHFとLFに対する眠気レベル1〜5の散布図である。被験者のRRI信号から算出されたHFとLFに対し自己申告による眠気レベル1〜5のいくつかの組が得られている。図2では更に、適切な機械学習により眠気レベル1〜5の識別境界が描画されており、同じ眠気レベルの領域には同じ濃度(実際はカラーなので同じ色)が付されている。濃度が濃いほど眠気レベルが高いことを示す。 図2(a)〜(c)はそれぞれ3人の異なる被験者の実験結果を示す。図2(a)の被験者にとってエリアAR1は眠気が小さいことを示すが、図2(b)の被験者のエリアAR1は、眠気が大きいことを示している。同様に、図2(a)の被験者にとってエリアAR2は眠気が小さいことを示すが、図2(c)の被験者のエリアAR2は、眠気が大きいことを示している。また、図2(a)の被験者にとってエリアAR3は眠気が大きいことを示すが、図2(c)の被験者のエリアAR3は、眠気が小さいことが示している。 図2の実験結果からHFとLFという2つの値に着目しても、汎用性のある識別器18が得られないことが分かる。換言すると、被験者ごとの学習データを使って学習装置が学習を行えばHFとLFという2つの値にのみ着目しても眠気を検出することが可能になる可能性があるが、任意のユーザの眠気を判断することは困難になる。 本発明は、課題に鑑み、対象者の状態の推定精度が向上された状態推定装置を提供することを目的とする。

課題を解決するための手段[発明の詳細な説明]から抜粋

本発明は、対象者の状態を推定する状態推定装置であって、前記対象者から心拍に関する信号を取得するセンサとのインタフェースと、前記信号から心電図のR波とR波の間隔に相当するRRI信号を取得するRRI取得手段と、 前記RRI信号を解析して心拍揺らぎ高周波成分と心拍揺らぎ低周波成分を算出する周波数成分検出手段と、前記高周波成分と前記低周波成分の和、及び、前記和に対する前記高周波成分の比を算出する算出・・・ 続きを知財ポータルサイト IP Force にログインして見る
【発明の効果】
本発明によれば、対象者の状態の推定精度が向上された状態推定装置を提供することができる。

この発明についての権利主張の範囲[特許請求の範囲]

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この特許公報に記載されている図面[図面の簡単な説明]から抜粋

【図1】LF/HFと眠気レベルの時間的な推移、及び、HFとLFを所定のアルゴリズムに入力して得られる眠気レベルの一例を示す図である。

【図2】HFとLFという2つの値にのみ着目することが必ずしも妥当でないことを説明する図の一例である。

【図3】状態推定装置の概略的な動作を説明する図の一例である。

【図4】状態推定装置が利用されるシーンの一例を示す図である。

【図5】学習装置の機能をブロック状に示す機能ブロック図の一例である。

【図6】RRI信号について説明する図の一例である。

【図7】RRI信号にFFTが施されて得られた周波数分布スペクトルの一例を示す図である。

【図8】学習のモデルの一例であるニューラルネットワークと呼ばれるモデルを示す図である。

【図9】単体型の状態推定装置の機能をブロック状に示す機能ブロック図の一例である。

【図10】クライアントサーバ型の状態推定システムの機能をブロック状に示す機能ブロック図の一例である。

【図11】状態推定装置又は状態推定システムが眠気レベルを推定する手順を示すフローチャート図の一例である。

【図12】HFr及びHF+LFと識別器が算出する眠気レベルの対応を説明する図の一例である。

【図13】各分析手法の眠気レベルと自己申告の眠気レベルの平均二乗誤差(MSE)を示す図である

【図14】HFr及びHF+LFと、識別器が出力する眠気レベルの関係を三次元のグラフで示す図である。

【図15】HFr及びHF+LFと閾値の関係を説明する図の一例である。

【図16】状態推定装置又は状態推定システムが眠気の有無を推定する手順を示すフローチャート図の一例である。

【図17】ある被験者の午前(AM)と午後(PM)のHFr及びHF+LFの分布範囲の一例を示す図である。

【図18】単体型の状態推定装置の機能をブロック状に示す機能ブロック図の一例である(実施例2)。

【図19】ある被験者のRRIレンジごとのHFrとLH+HFの一例を示す図である。

【図20】RRI信号とLF、及び、RRI信号とHFの関係を説明する図の一例である。

【図21】状態推定装置が眠気レベルを推定する手順を示すフローチャート図の一例である。

【図22】状態推定装置が出力する眠気レベルの精度と従来技術の精度との比較結果を示す図である(実施例2)。

【図23】クライアントサーバ型の状態推定システムの機能をブロック状に示す機能ブロック図の一例である(実施例2)。

【図24】状態推定装置と指標分布作成サーバの機能をブロック状に示す機能ブロック図の一例である。

【図25】指標分布作成サーバが指標分布DBを作成する手順を示すフローチャート図の一例である。

選択図 図9出願人が指定した本件の代表的な図

10 ナビゲーション装置   11 RRIセンサ   14a 周波数解析部   14b 指標算出部   15 眠気レベル受付部   17 学習部   18 識別器   20 状態推定装置   100 状態推定システム

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