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公開番号2025154364
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-10-10
出願番号2024057309
出願日2024-03-29
発明の名称生体情報検出装置
出願人株式会社アイシン
代理人弁理士法人酒井国際特許事務所
主分類A61B 5/0245 20060101AFI20251002BHJP(医学または獣医学;衛生学)
要約【課題】生体情報を高精度に検出すること。
【解決手段】生体情報検出装置は、人の体動に関する情報を検出するセンサと、前記センサによる前記体動に関する情報の検出信号を周波数解析する周波数解析部と、周波数解析の結果に基づいたフィルタを生成し、生成されたフィルタを前記検出信号に対して適用するフィルタ処理部と、前記フィルタの適用後の検出信号のピークに対応する前記フィルタの適用前の検出信号に基づいて、心拍の間隔である生体情報を検出する検出部と、を備える。
【選択図】図4
特許請求の範囲【請求項１】
人の体動に関する情報を検出するセンサと、
前記センサによる前記体動に関する情報の検出信号を周波数解析する周波数解析部と、
周波数解析の結果に基づいたフィルタを生成し、生成されたフィルタを前記検出信号に対して適用するフィルタ処理部と、
前記フィルタの適用後の検出信号のピークに対応する前記フィルタの適用前の検出信号に基づいて、心拍の間隔である生体情報を検出する検出部と、
を備える生体情報検出装置。
続きを表示（約 1,700 文字）【請求項２】
前記体動の基本周波数を推定する推定部、をさらに備え、
前記フィルタ処理部は、推定された前記基本周波数に基づく帯域である基本周波数帯域と、前記基本周波数帯域より高い周波数の帯域である高調波帯域における所定範囲の帯域と、を通過帯域とする前記フィルタを生成し、前記検出信号に対して、生成された前記フィルタを適用する、
請求項１に記載の生体情報検出装置。
【請求項３】
前記フィルタ処理部は、前記基本周波数帯域および前記高調波帯域ごとに、前記検出信号の信号雑音比を求め、前記信号雑音比が第１の閾値以上である帯域のみを前記通過帯域とする前記フィルタを生成する、
請求項２に記載の生体情報検出装置。
【請求項４】
前記フィルタ処理部は、前記基本周波数帯域と、前記高調波帯域のうち、前記センサの周波数応答特性に応じた帯域と、を前記通過帯域とする前記フィルタを生成する、
請求項２に記載の生体情報検出装置。
【請求項５】
前記推定部は、前記基本周波数が存在すると想定される帯域である想定心拍基本周波数帯域における前記検出信号の信号雑音比が、第２の閾値未満である場合に、前記基本周波数より高い周波数が存在すると想定される帯域である想定心拍高調波帯域で、前記検出信号の周波数領域信号のピークを検出し、前記想定心拍高調波帯域で検出されたピークの周波数に基づいて、前記基本周波数を推定する、
をさらに備える請求項２に記載の生体情報検出装置。
【請求項６】
前記推定部は、前記想定心拍高調波帯域として、前記想定心拍基本周波数帯域の整数倍の帯域で、前記検出信号の周波数領域信号のピークを検出し、前記想定心拍高調波帯域で検出されたピークの周波数の差から逆算して前記基本周波数を推定する、
請求項５に記載の生体情報検出装置。
【請求項７】
前記推定部は、前記検出信号の周波数領域信号から呼吸による体動を呼吸体動情報として検出し、検出された前記呼吸体動情報と、前記想定心拍基本周波数帯域または前記想定心拍高調波帯域で検出されたピークの周波数と、に基づいて、前記体動の基本周波数を推定する、
請求項５に記載の生体情報検出装置。
【請求項８】
前記推定部は、前記呼吸体動情報として、呼吸の基本周波数を検出し、検出された前記呼吸の基本周波数及び前記呼吸の基本周波数に対する呼吸高調波と、前記想定心拍基本周波数帯域で検出されたピークの周波数と、が重なるか否かを判断し、重ならない場合に、前記想定心拍基本周波数帯域で検出されたピークの周波数を、前記検出信号の基本周波数として推定し、重なる場合に、前記想定心拍基本周波数帯域から、前記呼吸の基本周波数および前記呼吸高調波と重ならないピークの周波数を検出し前記体動の基本周波数として推定する、
請求項７に記載の生体情報検出装置。
【請求項９】
前記検出部は、前記フィルタの適用後の検出信号におけるピークである第１のピークのそれぞれに対して、前記フィルタの適用前の検出信号における、前記第１のピークの時刻の直前のピークである第２のピークと、前記フィルタの適用前の検出信号における、前記第１のピークの時刻の直後におけるピークである第３のピークと、のそれぞれの位置に応じて、前記検出信号のピークの配列を前記生体情報として検出する、
請求項２に記載の生体情報検出装置。
【請求項１０】
前記検出部は、前記第１のピークのそれぞれにおいて、前記第１のピークの位置が、前記第２のピークと前記第３のピークとの間隔の中央位置から所定距離より離れている場合に、前記第２のピークと前記第３のピークのうち前記第１のピークに最も近いピークを前記検出信号のピークとし、前記検出信号のピークの配列を前記生体情報として検出する、
請求項９に記載の生体情報検出装置。
（【請求項１１】以降は省略されています）
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。
続きを表示（約 1,800 文字）【背景技術】
【０００２】
従来から、人の体動を取得して生体情報を検出する技術が知られている。例えば、特許文献１には、周波数変換により、０．５～２Ｈｚの区間で最大のピークを基本周波数とし、基本周波数の４倍の周波数である４倍波までの高調波帯域を通過帯域とするフィルタを用いて、当該通過帯域の心拍信号の逆変換により心拍の波形を抽出する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２００９－２２６３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、この従来技術では、高調波帯域にちょうど雑音が重畳する場合や、体質やセンサの接触によって特定の高調波成分の信号の強度が不十分である場合において、フィルタ適用後の後の信号波形の信号雑音比が劣化してしまう。また、この従来技術では、基本周波数の近傍に雑音が重畳した場合、正しく基本周波数を推定できない。このため、従来技術では、心拍等の生体情報を高精度に検出することが困難な場合があった。
【０００５】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、生体情報を高精度に検出することができる生体情報検出装置および生体情報検出方法を提供することを目的の一つとする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る生体情報検出装置は、人の体動に関する情報を検出するセンサと、前記センサによる前記体動に関する情報の検出信号を周波数解析する周波数解析部と、周波数解析の結果に基づいたフィルタを生成し、生成されたフィルタを前記検出信号に対して適用するフィルタ処理部と、前記フィルタの適用後の検出信号のピークに対応する前記フィルタの適用前の検出信号に基づいて、心拍の間隔である生体情報を検出する検出部と、を備える。
【発明の効果】
【０００７】
本発明に係る生体情報検出装置によれば、生体情報を高精度に検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
図１は、第１実施形態に係る車両の構成の一例を示す図である。
図２は、第１の実施形態に係る空圧センサの構成の一例を示す図である。
図３は、第１実施形態に係る生体情報検出システムのシステム構成及びハードウェア構成の一例を示すブロック図である。
図４は、第１実施形態の生体情報検出装置の機能構成の一例を示す図である。
図５は、第１の実施形態に係る生体情報検出処理の手順の一例を示すフローチャートである。
図６は、第１の実施形態に係る周波数解析結果の波形の一例を示す図である。
図７は、第１の実施形態に係る基本周波数推定処理の手順の一例を示すフローチャートである。
図８は、第１の実施形態に係るフィルタ処理の手順の一例を示すフローチャートである。
図９は、第１の実施形態に係るピーク検出処理の手順の一例を示すフローチャートである。
図１０は、第１の実施形態に係るフィルタ適用前の検出信号とフィルタ適用後の検出信号とを対比して示す図である。
図１１は、第１の実施形態に係るピーク補正処理の手順の一例を示すフローチャートである。
図１２は、第２の実施形態に係る生体情報検出処理の手順の一例を示すフローチャートである。
図１３は、第２の実施形態に係る基本周波数推定処理の手順の一例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の例示的な実施形態が開示される。以下に示される実施形態の構成、並びに当該構成によってもたらされる作用、結果及び効果は、一例である。本発明は、以下の実施形態に開示される構成以外によっても実現可能であるとともに、基本的な構成に基づく種々の効果や、派生的な効果のうち、少なくとも一つを得ることが可能である。
【００１０】
（第１実施形態）
図１は、第１実施形態に係る車両１の構成の一例を示す図である。車両１は、生体情報検出装置が搭載される移動体の一例である。本実施形態に係る生体情報検出装置は、車両１を運転している運転者２と運転者２以外を含む乗員の状態を推定する。図１の例では、運転者２の状態を検出する例を示している。
（【００１１】以降は省略されています）

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