心跳测量装置、心跳测量方法以及驾驶者监测系统的制作方法
【专利说明】心跳测量装置、心跳测量方法以及驾驶者监测系统
[0001]相关申请的交叉参考
[0002]本申请基于并要求2013年12月18日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请第10-2013-0158473号的优先权权益，其全部内容并入本文以供参考。
技术领域
[0003]本公开内容涉及一种用于测量心跳而无需接触受试者的非接触式心跳测量装置、心跳测量方法以及使用其监测驾驶者的驾驶者监测系统。
【背景技术】
[0004]为了测量心脏状态，通常使用其中电极接触身体以测量心电图的方法。然而，测量心电图的方法的缺点在于，应将电极与身体连接，并且对于不具有专业知识的普通人员而言难以使用测量心电图的方法。
[0005]为了解决上述问题，还开发出使用从心脏反射的雷达测量心跳的方法。然而，使用反射波的方法基于雷达收发器终端与心脏之间的距离变化，其可能受受试者运动的影响。
【发明内容】
[0006]本公开内容制作成解决在使用现有技术时出现的上述问题，同时由现有技术实现的优点保持不变。
[0007]本公开内容的一方面提供一种能够测量心跳而不论受试者如何运动的心跳测量装置、心跳测量方法以及驾驶者监测系统。
[0008]本公开内容的一方面涉及包括接收器和测量器的心跳测量装置。接收器配置成接收穿过受试者的超宽带(UWB)信号。测量器配置成使用所接收的UWB信号的中心频率和振幅中的至少一者测量受试者的心跳。
[0009]测量器可以包括配置成在所接收的UWB信号中检测穿过受试者的心脏的UWB信号的信号检测器，配置成分析所检测的UWB信号的中心频率和振幅中的至少一者的变化的信号分析器，以及配置成通过监测该变化来测量受试者的心跳的心跳测量器。
[0010]测量器可以包括配置成在所接收的UWB信号中检测穿过受试者的心脏的UWB信号的信号检测器，配置成分析所检测的UWB信号的中心频率和振幅中的至少一者的信号分析器，以及配置成通过监测中心频率和振幅中的至少一者来测量受试者的心跳的心跳测量器。
[0011]测量器可以配置成通过监测所接收的UWB信号的中心频率和振幅中的至少一者来确定受试者的心脏是收缩的还是舒张的。
[0012]本公开内容的另一方面包括驾驶者监测系统，其包括信号发生装置和心跳测量装置。信号发生装置配置成产生和传送超宽带(UWB)信号。心跳测量装置配置成接收穿过受试者的UVB信号并且使用所接收的UWB信号的中心频率和振幅中的至少一者测量受试者的心跳。
[0013]心跳测量装置关于受试者可以与信号发生装置相对地安置。
[0014]驾驶者监测系统还可以包括呼吸测量装置，其配置成接收从受试者反射的UWB信号并且使用所接收的UWB信号的时间延迟量测量受试者的呼吸或运动。
[0015]心跳测量装置可以配置成通过监测所接收的UWB信号的中心频率和振幅中的至少一者来确定受试者的心脏是收缩的还是舒张的。
[0016]本公开内容的又一方面涉及心跳测量方法，其包括接收穿过受试者的超宽带(UffB)信号。使用所接收的UWB信号的中心频率和振幅中的至少一者测量受试者的心跳。
[0017]在测量心跳的过程中，可以在所接收的UWB信号中检测穿过受试者的心脏的UWB信号，可以分析所检测的UWB信号的中心频率和振幅中的至少一者的变化，并且可以通过监测该变化来测量受试者的心跳。
[0018]在测量心跳的过程中，可以在所接收的UWB信号中检测穿过受试者的心脏的UWB信号，可以分析所检测的UWB信号的中心频率和振幅中的至少一者，并且可以通过监测所检测的UWB信号的中心频率和振幅中的至少一者来测量受试者的心跳。
[0019]在测量受试者的心跳的过程中，可以通过监测所接收的UWB信号的中心频率和振幅中的至少一者来确定受试者的心脏是收缩的还是舒张的。
【附图说明】
[0020]本公开内容的上述和其他目的、特征和优点根据以下【具体实施方式】并结合附图将更加清楚。
[0021]图1是示出根据本发明构思的示例性实施方式的驾驶者监测系统的配置的图。
[0022]图2是示出根据本发明构思的示例性实施方式的心跳测量装置的配置的框图。
[0023]图3是示出根据本发明构思的示例性实施方式的测量器的详细配置的框图。
[0024]图4A和图4B是用于说明根据本发明构思的示例性实施方式的信号检测原理的图。
[0025]图5是用于说明穿过受试者的心脏的信号的中心频率的变化的图。
[0026]图6是用于说明穿过受试者的心脏的信号的振幅变化的图。
[0027]图7是用于说明根据本发明构思的示例性实施方式的心跳测量方法的流程图。
[0028]附图中各个元件的附图标记
[0029]100:信号发生装置
[0030]200:心跳测量装置
[0031]210:接收器
[0032]220:测量器
[0033]221:信号检测器
[0034]222:信号分析器
[0035]223:心跳测量器
[0036]300:呼吸测量装置
【具体实施方式】
[0037]在下文中，将参考附图详细描述本发明构思的示例性实施方式。
[0038]图1是示出根据本发明构思的示例性实施方式的驾驶者监测系统的配置的图。
[0039]参考图1，驾驶者监测系统1000可以包括信号发生装置100、心跳测量装置200和呼吸测量装置300。
[0040]信号发生装置100可以产生并传送信号。信号发生装置100可产生具有预定的信号特性(例如，中心频率、振幅等)的信号，并且将信号连续发射到周围环境。例如，信号发生装置100可以以I?5ms的周期传送信号。具体地，信号发生装置100可以产生超宽带(UffB)信号。
[0041]同时，信号发生装置100可以以嵌sea入车辆的方向盘或驾驶者的座板(seatsheet)的形式实施。
[0042]心跳测量装置200可以接收穿过受试者的信号并测量受试者的心跳。特别地，心跳测量装置200可以接收穿过受试者的信号并使用所接收信号的中心频率和振幅中的至少一者的变化测量受试者的心跳。
[0043]心跳测量装置200可以基于受试者位于与信号发生装置100相反的方向。例如，心跳测量装置200可以关于受试者与信号发生装置100相对地安置。原因是心跳测量装置200可以使用穿过驾驶者的心脏的信号测量驾驶者的心跳。例如，当信号发生装置100位于方向盘中时，心跳测量装置200可以以嵌入驾驶者的座板的形式实施。作为另一个例子，当信号发生装置100位于驾驶者的座板中时，心跳测量装置200可以以嵌入方向盘或驾驶者的座板的形式实施。作为另一个例子，在信号发生装置100和心跳测量装置200的配置中，仅传送信号的配置和接收信号的配置可以位于彼此相反的方向(例如，关于受试者彼此相对地安置)。在这种情况下，信号发生装置100和心跳测量装置200的其余配置可以以物理上单一的形式来实施。
[0044]呼吸测量装置300可接收从受试者反射的信号并且测量受试者的呼吸或运动。呼吸测量装置300可以使用从受试者反射的信号的时间延迟量测量受试者的呼吸或运动。呼吸测量装置300可以将接收所反射的信号的时间与从信号发生装置100传送信号的时间进行比较以测量时间延迟量。呼吸测量装置300可连接到信号发生装置100以测量时间延迟量，并且可以接收从信号发生装置100传送信号的时间。此外，呼吸测量装置300可以通过监测时间延迟量来测量受试者的呼吸或运动。
[0045]也就是说，当受试者吸气时，受试者的胸部扩张，使得从信号发生装置100传送的信号从受试者反射然后由呼吸测量装置300接收的距离变短。结果，所接收信号的时间延迟量可以减少。此外，当受试者呼气时，受试者的胸部收缩，使得从信号发生装置100传送的信号从受试者反射然后由呼吸测量装置300接收的距离变长。结果，所接收信号的时间延迟量可以增加。呼吸测量装置300可以通过连续监测所接收信号的时间延迟量来测量受试者的呼吸或运动。
[0046]同时，驾驶者监测系统1000的配置中的呼吸测量装置300可以根据本发明构思的示例性实施方式而被省略。
[0047]图2是示出根据本发明构思的示例性实施方式的心跳测量装置的配置的框图。
[0048]参考图2，心跳测量装置200可包括接收器210和测量器220。
[0049]接收器210可以在从信号发生装置100传送的信号中接收穿过受试者的信号。接收器210可包括用于放大所接收信号的低噪声放大器。
[0050]测量器220可以使用由接收器210接收的信号的中心频率和振幅中的至少一者的变化来测量受试者的心跳。将参考图3至图6详细描述测量器220。
[0051]图3是示出根据本发明构思的示例性实施方式的测量器的详细配置的框图。
[0052]参考图3，测量器220可以包括信号检测器221、信号分析器222和心跳测量器223。
[0053]信号检测器221可以在由接收器210接收的信号中检测穿过受试者的心脏的信号。作为信号检测的一个例子，将参考图4A和图4B说明使用信号的衰减量的方法。
[0054]图4A和图4B是用于说明根据本发明构思的示例性实施方式的信号检测原理的图。
[0055]参考图4A，当信号穿过身体时，其可以通过两条路径穿过身体。第一路径(路径I)是穿过心脏的路径并且第二路径(路径2)是穿过肺的路径。因为心脏填充有液体并且肺填充有气体，因此当信号穿过两个路径时，信号的衰减特性可以不同。
[0056]图4B中的表显示出当信号分别穿过第一路径和第二路径时信号的衰减特性。