利用脑电波信号的控制装置 【技术领域】
本发明涉及利用脑电波信号来控制被控装置的控制装置。
背景技术
控制装置中设有引导车辆或船舶等移动物行走的导航装置。而有一种方案是在这种导航装置上利用脑电波信号。例如，在驾驶中想要进行危险行为时，能够在该行为之前检测出危险并通知使用者，从而提高驾驶的安全性的附危险操作通知功能的导航装置。
依据这种方案的结构，在通过GPS天线部分由GPS信号判定当前位置，且基于该当前位置由CD存取部分读出在CD-ROM上的信息并显示的导航装置中，通过CD存取部分得到由GPS天线部分得到地当前位置为中心的地图信息后，通过道路检测部分预先获取今后有可能要走的道路。由脑电波检测部分得到的今后动向为基础，通过安全性评价部分推定这些将要走的道路，且评价其安全性，并根据该结果由通知部分进行通知(例如，参照日本专利文献特开平7-182595号公报(段落号“0007”、“0008”、“0009”))。
但是，在利用脑电波信号的导航装置的方案中，通过检测的脑电波信号察知驾驶员的今后动向，能够通知行走的安全性，但不能通过脑电波信号积极地控制导航装置或其它车辆装置。
并且，在上述方案中，不能实现利用脑电波信号通知车辆失盗的安全功能。
【发明内容】
本发明旨在解决上述课题，提供利用脑电波信号能够控制各种被控装置的控制装置。
并且，本发明另一目的在于：提供能够实现利用脑电波信号自动通知车辆失盗的安全功能的控制装置。
本发明的利用脑电波信号的控制装置中设有：预先存储对被控装置执行的多种操作内容以及分别对应于这些操作内容的多个脑电波图案的第一存储装置；预先存储用于分别由被控装置执行存储在第一存储装置中的多种操作内容所指定的操作的多个控制数据的第二存储装置；检测脑电波信号的脑电波检测装置；基于由脑电波检测装置检测的脑电波信号生成脑电波图案的脑电波图案生成装置；将由脑电波图案生成装置中生成的脑电波图案与存储在第一存储装置的脑电波图案相比较，有一致的脑电波图案时，指定与该脑电波图案对应的操作内容的脑电波图案比较装置；以及从第二存储装置读出与由脑电波图案比较装置指定的操作内容对应的控制数据然后发送的信号处理装置。
本发明的利用脑电波信号的控制装置中设有：检测脑电波信号的脑电波检测装置；检测移动物的状态变化的移动物信息检测装置；以及由脑电波检测装置未能检测出脑电波信号的场合，通过移动物信息检测装置检测出移动物的状态变化时，发送失盗通知信息的电波的安全性判断装置。
【附图说明】
图1是表示本发明的利用脑电波信号的控制装置的实施例1的车辆的控制装置的系统结构的方框图。
图2是表示本发明实施例1的脑电波处理部分的内部结构等的方框图。
图3是表示本发明实施例1的控制装置和车辆装置之间关系的概念图。
图4是由实施例1的运算处理部分执行的主流程图。
图5是图4的步骤ST3中的脑电波登记处理的流程图。
图6是在图5的脑电波登记处理中显示的操作内容的图像的一例示图。
图7是图4的步骤ST4中的脑电波信号检测处理的流程图。
图8是表示本发明实施例2的利用脑电波信号的控制装置的系统结构的方框图。
图9是表示本发明实施例2的脑电波处理部分的内部结构等的方框图。
图10是本发明实施例2的脑电波信号检测处理的流程图。
图11是图10中的步骤ST214的安全性判断处理的流程图。
符号说明
1 键入部分；2 脑电波检测部分(脑电波检测装置)；3脑电波接口部分；4 控制处理部分；5 数据存储部分(第二存储装置)；6 运算处理部分；7 车辆装置控制部分；8 显示部分；9 车辆装置(被控装置)；10 车辆信息检测部分(移动物信息检测装置)；11 安全性判断部分(安全性判断装置)；12 天线；41 脑电波处理部分；42 信号处理部分(信号处理装置)；43 对照判断部分；81 脑电波信号的图案存储部分(脑电波图案生成装置)；82 操作内容对脑电波图案存储部分(第一存储装置)；83 比较处理判断部分(脑电波图案比较装置)。
【具体实施方式】
一般，人的脑电波有0Hz到数百Hz的波段。依据田垣内博一氏的论文“按照情绪的软件的可利用性评价”(UNISYS TECHNOLOGYREVIEW第64号，FEB.2000)，用情绪频谱分析法，能够按5～8Hz的θ波、8～13Hz的α波、13～20Hz的β波测量脑电波。在这种情绪频谱分析法中，采用使10个电极与头部相接触，将其中任意两个电极对的电位作为脑电波信号检测，并放大该脑电波信号加以测量的结构。
因此，能够选择45种电极对。通过这些电极对和三个波段的θ波、α波及β波等，共求得135个相关系数的值。从中，通过捕捉与人的四种情绪要素即“愤怒/紧张”、“喜悦”、“悲伤”、“松弛”相关的特征量得540个系数，从而进行脑电波的分析。
以下，基于上述论文或其它已公开的脑电波研究，就利用脑电波信号的控制装置的实施例1、2进行说明。
实施例1
图1是表示本发明实施例1的、利用脑电波信号的车辆用控制装置的系统结构的方框图。图中，键入部分1按照用户的操作输入用户指令。脑电波检测部分(脑电波检测装置)2，从与驾驶员的头部相接触的多个电极检测出脑电波并将脑电波信号输出。脑电波接口部分3，对由脑电波检测部分2输出的脑电波信号进行放大、电平调整等信号处理。控制处理部分4，基于由脑电波接口部分3输入的脑电波信号进行各式各样的控制处理。
控制处理部分4由数据存储部分5、运算处理部分6以及车载装置控制部分7构成。在这种控制处理部分4上，连接了显示部分8与车载装置9。显示部分8，基于由控制处理部分4输出的图像数据进行屏幕显示。车载装置(被控装置)9由通过来自控制处理部分4的控制信号控制的各种装置构成。数据存储部分(第二存储装置)5存储与对车载装置9实施的各操作的内容对应的控制数据。运算处理部分6，基于由脑电波接口部分3输入的脑电波信号进行运算处理。车载装置控制部分7输出驱动车载装置9的控制信号。
运算处理部分6由脑电波处理部分41、信号处理部分42以及对照判断部分43构成。脑电波处理部分41处理从脑电波接口部分3输入的脑电波信号。信号处理部分(信号处理装置)42，基于从脑电波处理部分41得到的数据进行信号处理。对照判断部分43对照从信号处理部分42得到的数据和存储在数据存储部分5的数据。
图2是表示脑电波处理部分41的内部结构和信号处理部分42、对照判断部分43、数据存储部分5以及车载装置控制部分7之间关系的方框图。如图2所示，脑电波处理部分41由脑电波图案存储部分81、操作内容对脑电波图案存储部分82以及比较处理判断部分83构成。脑电波图案存储部分(脑电波图案生成装置)81，基于通过脑电波接口部分3从脑电波检测部分2输入的脑电波信号生成脑电波图案后暂时存储。操作内容对脑电波图案存储部分(第一存储装置)82具有学习功能，且通过脑电波登记处理存储与车载装置9的操作内容对应的脑电波图案。比较处理判断部分(脑电波图案比较装置)83比较暂时存储在脑电波信号的图案存储部分81的脑电波图案和存储在操作内容对脑电波图案存储部分82的脑电波图案，判定两脑电波图案的一致性。
图3是表示实施例1的控制装置和被控装置即车载装置间的关系的概念图。车载装置有门锁装置、窗户开关装置、前灯驱动装置等。控制装置向车载装置输出指示与驾驶员的脑电波信号对应的操作内容的执行的控制信号(如后述说明)。对于车载装置的控制信号按每个车辆决定。因此，数据存储部分5由ROM等非易失存储器构成。另一方面，由于被存储的脑电波图案随用户变化，操作内容对脑电波图案存储部分82由RAM等可重写的存储器构成。
下面，就操作进行说明。
图4是通过运算处理部分6执行的主流程图。在显示初始画面(步骤ST1)后，重复步骤ST2到步骤ST5的循环处理。在循环处理中，首先，判别键入部分1的用户登记键是否导通(步骤ST2)。当该键导通时，执行脑电波登记处理(步骤ST3)。当该键未导通时，或脑电波登记处理结束后，执行脑电波信号检测处理(步骤ST4)以及其它处理(步骤ST5)，接着回到步骤ST2。
图5是图4的主流程中的步骤ST3的脑电波登记处理的流程图。在该流程中，运算处理部分6显示用以识别用户ID(识别数据)的输入画面(步骤ST101)，并判别是否从键入部分1输入了用户ID(步骤ST102)。当输入了用户ID时，运算处理部分6在操作内容对脑电波图案存储部分82上设定与用户ID对应的存储区(步骤ST103)。接着，将用以指定相对车载装置9的多种操作内容之一的指针i与表示用户键入的次数的指针n，均设为“1”(步骤ST104)，在增加i与n值的同时执行从步骤ST105到步骤ST112的处理。
在步骤ST105中，运算处理部分6显示表示由指针指定的操作内容(i)的名称的画面。图6(A)～图6(C)是学习以脑电波登记方式登记的用户的脑电波图案，在登记与操作内容对应的用户的脑电波图案时显示部分8上显示的、一例操作内容的名称51的显示画面图。图6(A)是显示名称51为“门锁开”的操作内容的显示画面。图6(B)是显示名称51为“打开副司机座位窗户”的操作内容的显示画面。图6(C)是显示名称51为“关前灯”的操作内容的显示画面。运算处理部分6能够显示表示其它各式各样操作内容的显示画面(未作图示)。例如，可以显示名称为“驾驶开始”的操作内容的显示画面。运算处理部分6除了表示各操作内容的名称51外，还在显示部分8上显示：当用户希望车载装置9进行对应的操作(在脑电波登记方式中实际上不会执行)时选择的图标“OK”键52和在存储了脑电波图案时点亮的指示器53。
在图5的步骤ST105中显示与操作内容(i)相关的画面后，运算处理部分6判别是否检测出脑电波信号(步骤ST106)。当检测出脑电波信号时，还判别“OK”键输入是否导通(步骤ST107)。当输入了“OK”键时，将指针n值仅增加“1”(步骤ST108)。接着，判别n值是否超出预定次数(例如，3～5次)(步骤ST109)。当n值不大于预定次数时，重复步骤ST106到步骤ST109的处理。当n值超出预定次数时，即，当表示在步骤ST106得到的脑电波图案与在步骤ST105显示的操作内容(i)对应的情形的用户的“OK”键输入达到预定次数时，使此时的操作内容和脑电波图案相对应，并存储在操作内容对脑电波图案存储部分82的用户ID的存储区中(步骤ST110)。此时，将指示器53点亮。
此时，运算处理部分6将步骤ST106重复n次后使检测、学习的n个脑电波图案平均，能够将这种平均的脑电波图案存储在与操作内容对脑电波图案存储部分82对应的存储区上。或者，运算处理部分6也可对n个已检测的脑电波图案中的任意一个求出电平的绝对值超过阈值的部分的波形图案，并存储在与操作内容对脑电波图案存储部分82对应的存储区上。并且，可在平均n个脑电波图案而求得平均脑电波图案后，求出电平的绝对值超过某阈值的部分的波形图案。另外，从检测、学习的n个脑电波图案求出与操作内容(i)相对应地存储在与操作内容对脑电波图案存储部分82对应的存储区上的脑电波图案的方法，并不限于上述方法。
接着，将指针i值仅增加“1”(步骤ST111)。然后，判别i值是否超过最大值(步骤ST112)。就是说，判别对于车载装置的所有操作内容的脑电波图案的存储处理是否结束。在i值未超过最大值，且有未被存储的操作内容时，移到步骤ST105，显示表示下一操作内容名称的画面。此时，关闭点亮的指示器53。然后，重复直到步骤ST112的处理。当i值超过最大值时，结束这种流程而回到主流程上。
图7是主流程中的步骤ST4的脑电波检测处理的流程图。判别是否检测出脑电波信号(步骤ST201)，且在检测出时，基于该脑电波信号生成脑电波图案，并暂时存储在脑电波图案存储部分81上(步骤ST202)。接着，判别用户标记是否为“1”(步骤ST203)。当已登记的用户认定该车辆正在驾驶中时，运算处理部分6将用户标记设定为“1”，在尚未认定时，将将用户标记设定为“0”。
用户标记为“0”时，判别驾驶员是否为登记用户ID的人物(步骤ST204)。例如，从键入部分1输入了用户ID时，或者，自动检测出驾驶员的“驾驶开始”的脑电波图案时，可判别驾驶员为登记用户ID的人物。当认定驾驶员为登记用户ID的人物时，将用户标记设为“1”(步骤ST205)。将用户标记设为“1”后，即使再进入该流程的情况下，也不会进行登记用户ID的判别处理(步骤ST204、205)。
接着，将指定存储在操作内容对脑电波图案存储部分82的多种操作内容之一的指针i设为“1”(步骤ST206)。然后，增加i值，同时将基于已检测的脑电波信号生成的脑电波图案相一致的脑电波图案，从操作内容对脑电波图案存储部分82之中搜索。就是说，在步骤ST207中，比较已生成的脑电波图案和被存储的脑电波图案(i)。然后，判别两图案实际上是否一致(步骤ST208)。当不一致时，将i值仅增加“1”(步骤ST209)。此时，判别i值是否超过最大值(步骤ST210)，当未超过最大值时，移到步骤ST207，与下一脑电波图案(i)进行比较。当两图案相一致时，基于与该脑电波图案对应的操作内容进行信号处理(步骤ST211)。
参照图2，就这种信号处理进行说明。若信号处理部分42接受了来自比较处理判断部分83的两脑电波图案相一致的判断结果，则从操作内容对脑电波图案存储部分82读出对应于该脑电波图案的操作内容后向对照判断部分43输入。对照判断部分43对照存储在数据存储部分5的多种控制数据和已输入的操作内容，并读出与该操作内容对应的控制数据后向信号处理部分42输出。经由车载装置控制部分7，信号处理部分42将该控制数据转换为控制信号，向车载装置9输出。
在图7的步骤ST204中，判别出驾驶员不是登记用户ID的人物时，进行出错处理(步骤ST213)。这时，驾驶员通过手动操作进行车载装置9的控制。并且，步骤ST210中，指针i值超过最大值时，在操作内容对脑电波图案存储部分82上不存在基于已输入的脑电波信号形成的脑电波图案相一致的脑电波图案。例如，用户在思考不是车载装置9的装置的操作时，即使检测这种思考的脑电波信号，也由于没有存储与生成的脑电波图案相一致的脑电波图案而进行出错处理(步骤ST213)。在步骤ST212中输出了控制信号后，或者，在步骤ST213中进行了出错处理后，回到主流程上。
如上所述，依据实施例1的控制装置中设有控制处理部分4和运算处理部分6。该控制处理部分4预先存储分别与施加在车载装置9的多个操作内容对应的多个脑电波图案，同时预先存储用以执行各由操作内容指定的操作的多个控制数据。该运算处理部分6，基于驾驶员的脑电波信号生成脑电波图案，并将该脑电波图案与已存储的脑电波图案进行比较，有一致的脑电波图案时，指定与该一致的脑电波图案对应的操作内容，读出与该操作内容对应的控制数据，从控制数据生成执行与车载装置9对应的操作的控制信号，并发送。因此，得到能够利用脑电波信号控制车载装置9的效果。
另外，在上述实施例1中，利用脑电波信号控制了车载装置，但适用本发明的被控制对象并不限于车载装置。对于其它各式各样的被控对象的装置，也能利用脑电波信号进行控制。
实施例2
图8是表示本发明的利用脑电波信号的控制装置的实施例2的系统结构的方框图。图中，与图1所示的实施例1的构成要素大致相同部分采用相同符号表示，省略与实施例1重复的说明。图8中，车辆信息检测部分(移动物信息检测装置)10，通过发动机起动检测传感器、GPS接收机、回转仪、速度传感器等检测发动机的起动、车辆的当前位置、方位、速度等车辆的信息。安全性判断部分(安全性判断装置)11判定车辆的失盗，发送失盗通知信息的电波。天线12发射在安全性判断部分11中生成的失盗通知信息的电波。图9是表示脑电波处理部分41的内部结构和信号处理部分42、对照判断部分43、数据存储部分5、车载装置控制部分7以及安全性判断部分11之间关系的方框图。
接着，就操作进行说明。
在实施例2中，通过运算处理部分6执行的主流程和主流程中的脑电波登记处理分别与图4和图5所示的实施例1的主流程图和脑电波登记处理相同。而且，对于主流程图中的实施例2的脑电波信号检测处理，除了局部处理外，与实施例1的脑电波信号检测处理相同。因此，在实施例的操作中，省略与实施例1重复的说明。
图10是实施例2的脑电波信号检测处理的流程图。该流程中，步骤ST201到步骤ST213的处理与图7所示的实施例1的处理相同。但与实施例1不同的是：在步骤ST201中不检测脑电波信号时，或者，在步骤ST204中不认定登记用户ID时，运算处理部分6进入步骤ST214，判定安全性标记是否设定为“1”。若安全性标记设定为1，则在步骤ST215中执行安全性判断处理。
通过在停止车辆驾驶且远离车辆时选择在显示部分(未作图示)上显示的画面上的预定图标等，驾驶员能够将安全性标记设定为“1”。另外，在发动机停止的场合等，可以使运算处理部分6自动将安全性标记设定为“1”。并且，通过在开始车辆驾驶时选择在显示部分上显示的画面上的预定的图标等，驾驶员可将安全性标记设为“0”。另外，如驾驶员被认为登记用户ID的人物且将用户标记设为“1”的场合，可以使处理部分6自动将安全性标记设为“0”。
图11是图10的流程中的步骤ST214的安全性判断处理的流程图。安全性判断部分11，通过来自信号处理部分42的信息，判别用户标记是否为“0”(步骤ST301)。该用户标记为“1”时，由于已登记的用户在驾驶中不发出脑电波信号，判断为安全上没问题，从而结束该流程。另一方面，用户标记为“0”时，判别自从安全性判断处理开始后是否经过了预定时间(步骤ST302)。
经过了预定时间(例如，数分钟～数十分钟)时，通过GPS信号从车辆信息检测部分10取得当前位置的数据(步骤ST303)。然后，判别在前取得的位置和这次取得的位置之间有没有变化(步骤ST304)。无位置变化时，判断为没有失盗而结束该流程。另一方面，有位置变化时，判断为失盗而向预定的管理中心发送失盗通知信息的电波(步骤ST305)。在步骤ST302中未经过预定时间时，通过车辆信息检测部分10判别发动机是否起动(步骤ST306)，发动机起动了的场合，判断为失盗，发送失盗通知信息(步骤ST305)。发动机未起动的场合，判断为未失盗而结束该流程。另外，可以通过来自车速传感器的信息来检测车辆是否移动的结构来取代发动机起动的检测。
如上所述，依据实施例2，在未能检测出脑电波信号的场合，检测出车辆状态的变化时，发送失盗通知信息的电波，因此，能够得到实现利用脑电波信号自动将车辆的失盗通知的安全功能的效果。
另外，在上述实施例2中，可采用登记了用户的通信终端取代预定的管理中心，向通信终端发送失盗通知信息的电波。或者，除了预定的管理中心外，也可以向登记了用户的通信终端发送失盗通知信息的电波。而且，可以采用使发送的失盗通知信息含有当前位置信息的结构。在这种情况下，失盗后也能追踪车辆。再有，在上述实施例2中，采用判断车辆安全性的结构，但也可以作为判断车辆外的船舶等移动物的安全性的结构。
发明效果
如上所述，依据本发明，其中设有：预先存储对被控装置执行的多种操作内容以及分别对应于这些操作内容的多个脑电波图案的第一存储装置；预先存储用于分别执行由存储在第一存储装置中的多种操作内容指定的操作的多个控制数据的第二存储装置；检测脑电波信号的脑电波检测装置；基于由脑电波检测装置检测的脑电波信号生成脑电波图案的脑电波图案生成装置；将由脑电波图案生成装置中生成的脑电波图案与存储在第一存储装置的脑电波图案相比较，在有一致的脑电波图案时，指定与该一致的脑电波图案对应的操作内容的脑电波图案比较装置；以及从第二存储装置读出与由脑电波图案比较装置指定的操作内容对应的控制数据，从控制数据生成控制信号然后发送的信号处理装置。从而，具有利用脑电波信号能够控制各种被控装置的效果。
依据本发明，其中设有：检测脑电波信号的脑电波检测装置；检测移动物的状态变化的移动物信息检测装置；以及在由脑电波检测装置未能检测出脑电波信号的场合，通过移动物信息检测装置检测出移动物的状态变化时，发送失盗通知信息的电波的安全性判断装置。从而，具有利用脑电波信号能够实现自动通知车辆或船舶等移动物失盗的效果。