JP2014525305A - ベッド退出監視装置 - Google Patents
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Abstract
Description
前述のように、ユーザの基準フレームに関するデバイス4及び加速度計6の正確な方向は未知であるため、加速度計6からの測定値がユーザの基準フレームに変換可能なように、デバイス4を較正することを含む較正ステップを実行することが望ましい。これにより、デバイス4の高さの変化及び/又はユーザの姿勢を更に正確に判定するために測定値が使用されることが可能になる。
- for d=1:3, iz(d)=mean(accNormalized(kSup0:kSup1,d)); end
- accSz=norm(iz,2);
- iz=iz/accSz;
ただし、accNormalizedは各サンプルが正規化された(3D)加速度計の信号であり、kSup0:kSup1はサンプルの範囲(ブロック56を通過した(最後の)期間)を示し、dは次元(x,y,z)であり、izは結果の3次元平均(3つの成分のベクトル)である。accSzによる除算は、このizを正規化する。iyも同様に計算される(しかし、izをiyで置換し、kSup0:kSup1をkUpr0:kUpr1(見つかった直立した期間からのサンプル)で置換する)。ixはベクトルのクロス乗積iyxizから得られる(ブロック64)。
好ましい実施例では、姿勢を推定するステップ109は、図7にブロック形式で示すアルゴリズムを使用して実行される。アルゴリズムは、加速度計の信号においてベッド退出中に生じる3つの主な姿勢(すなわち、仰向けに寝る、横向きに寝る、直立する)の存在を判定することを目的とする。
前述のように、デバイス4の高さは、Appendix 1に記載のように加速度計の信号から推定されてもよい。前述のように、高さの変化はまた、空気圧センサ30からの測定値を使用して計算されてもよい。
図5のステップ111において、推定された高さの変化がベッド退出中に生じると予想される姿勢と一致するか否かが判定される。ステップ111を実行する例示的な方法は、図9に示されている。
前述のように、デバイス4が加速度計6に加えてセンサを含まない場合、例えば、“Estimating velocity in a horizontal or vertical direction from acceleration measurements”という題名でKoninklijke Philips Electronics N.V.の名前で61/524813(米国特許出願)で出願された欧州特許出願第61/524813号(米国特許出願)に記載のように、デバイス4の高さ又は高さの変化は、加速度計の測定値のみから判定されてもよい。この特許出願に記載の速度及び高さ又は高さの変化を推定する技術は、以下に示され、添付図面の図11〜21に示されている。この技術は、ユーザによる転倒中に生じ得る高さ又は高さの変化の測定に関して主に提示されているが、ユーザがベッドから離れるときに生じる高さの変化を判定することにも同様に適用可能であることが分かる。
前述のように、本発明の好ましい実施例では、ここでは‘subMedian’フィルタと呼ばれるフィルタが、その信号の重力成分を推定するために、処理ブロック1022により出力された垂直の加速度の推定に適用される。或いは、subMedianフィルタは、加速度計6から受信した3次元の信号における重力による3次元の加速度を推定するために使用されてもよい。
acc_poly[p,k]=acc_LPF[p+subRatio*k] (A1)
ステップ1139において、メジアンフィルタ1074は、位相p毎にダウンサンプリングされた信号に適用される。これは、acc_poly_filt[p,k]で示される一式の信号を与える。この例では、メジアンフィルタ1074の半ウィンドウサイズは1.6秒であるが、他の値が使用されてもよいことが分かる。
前述のように、好ましい実装では、ここでは‘適応メジアン’フィルタと呼ばれるフィルタが、信号のオフセット及びドリフトを推定するために、積分ロジック1028により出力された垂直の速度の推定に適用される。
Claims (15)
- ユーザを監視し、前記ユーザがベッドから離れたときを判定するベッド退出監視装置であって、
前記ユーザに取り付けられたデバイスに作用する3次元の加速度の測定値を受信し、
前記ユーザがベッドから離れたか否かを判定するために前記測定値を処理するように構成されたプロセッサを有するベッド退出監視装置。 - 前記プロセッサは、或る時間にわたって前記ユーザの姿勢を推定するために前記測定値を処理し、前記推定された姿勢が寝ている姿勢又は座っている姿勢から直立した姿勢に変化した場合、前記ユーザがベッドから離れたと判定するように構成される、請求項1に記載のベッド退出監視装置。
- 前記プロセッサは、前記加速度の測定値から或る時間にわたって前記デバイスの高さの変化を推定するために前記測定値を処理し、前記デバイスの高さの変化が閾値を超えた場合、前記ユーザがベッドから離れたと判定するように構成される、請求項1に記載のベッド退出監視装置。
- 前記プロセッサは、
前記加速度の測定値から或る時間にわたって前記デバイスの高さの変化を判定し、
或る時間にわたって前記ユーザの姿勢を推定し、
推定された寝ている姿勢又は座っている姿勢と推定された直立した姿勢との間に生じる閾値より大きい高さの変化が存在する場合、前記ユーザがベッドから離れたと判定することにより、
前記ユーザがベッドから離れたか否かを判定するために前記測定値を処理するように構成される、請求項1に記載のベッド退出監視装置。 - 前記プロセッサは、前記デバイスの空気圧の測定値を受信するように更に構成され、
前記プロセッサは、
或る時間にわたって前記デバイスの高さの変化を判定するために前記空気圧の測定値を処理し、
或る時間にわたって前記ユーザの姿勢を推定するために前記加速度の測定値を処理し、
推定された寝ている姿勢又は座っている姿勢と推定された直立した姿勢との間に生じる閾値より大きい高さの変化が存在する場合、前記ユーザがベッドから離れたと判定することにより、
前記ユーザがベッドから離れたか否かを判定するように構成される、請求項1に記載のベッド退出監視装置。 - 前記プロセッサは、前記デバイスの方向の測定値を受信し、
或る時間にわたって前記ユーザの姿勢を推定するために前記加速度の測定値と共に前記デバイスの方向の測定値を使用するように更に構成される、請求項2ないし5のうちいずれか1項に記載のベッド退出監視装置。 - 前記プロセッサは、
前記ユーザの基準フレームの軸に対応する1つ以上の基準ベクトル及び前記加速度の測定値から導かれた加速度ベクトルの方向の対応関係の指標を判定することにより、
或る時間にわたって前記ユーザの姿勢を推定するために前記加速度の測定値を処理するように更に構成され、
各基準ベクトル及び前記加速度ベクトルの方向の前記対応関係の指標の絶対値又は大きさは、前記ユーザの特定の姿勢に対する前記加速度の測定値の対応関係を示す、請求項1ないし6のうちいずれか1項に記載のベッド退出監視装置。 - 前記基準ベクトルは、後前方向にある前記ユーザの前記基準フレームのz軸と、下から上に垂直にある前記ユーザの前記基準フレームのy軸と、内側外側方向にある前記ユーザの前記基準フレームのx軸とにそれぞれ対応し、
前記ユーザの前記基準フレームの前記z軸の前記基準ベクトル及び前記加速度ベクトルの方向の前記対応関係の指標は、前記ユーザのうつぶせの姿勢又は仰向けの姿勢への前記加速度の測定値の対応関係を示し、
前記ユーザの前記基準フレームの前記y軸の前記基準ベクトル及び前記加速度ベクトルの方向の前記対応関係の指標は、前記ユーザの直立した姿勢への前記加速度の測定値の対応関係を示し、
前記ユーザの前記基準フレームの前記x軸の前記基準ベクトル及び前記加速度ベクトルの方向の前記対応関係の指標は、前記ユーザが横向きに寝ている姿勢への前記加速度の測定値の対応関係を示す、請求項7に記載のベッド退出監視装置。 - 前記プロセッサは、前記ユーザがベッドから離れたか否かを判定する前に、前記ユーザの前記基準フレームの軸に対応する基準ベクトルが判定される際の較正手順を実行するように更に構成され、
前記較正手順は、
前記ユーザが第1の姿勢にある第1の期間及び前記ユーザが第2の異なる姿勢にある第2の期間に前記加速度の測定値から導かれた一式の加速度ベクトルを検索し、
前記第1及び第2の期間のそれぞれの第1及び第2の平均ベクトルを与えるために前記第1及び第2の期間のそれぞれの前記加速度ベクトルを平均し、ただし、前記第1及び第2のベクトルはそれぞれ前記ユーザの前記基準フレームの第1及び第2の軸の基準ベクトルであると考えられ、
前記第1及び第2のベクトルに直交するベクトルとしての前記ユーザの前記基準フレームの第3の軸の基準ベクトルとして使用するために第3のベクトルを判定することを有することを有する、請求項7又は8に記載のベッド退出監視装置。 - 前記プロセッサは、加速度の特定の成分が閾値を超えた期間に前記一式の加速度ベクトルを検索するように構成される、請求項9に記載のベッド退出監視装置。
- 前記プロセッサは、前記閾値の値を、前記加速度の特定の成分が前記閾値を超えた前に識別された期間の特定の成分の平均値に設定するように更に構成される、請求項10に記載のベッド退出監視装置。
- ユーザにより装着されるように構成されたデバイスであって、
3次元において前記デバイスに作用する加速度を測定する加速度計と、
請求項1ないし11のうちいずれか1項に記載の装置と
を有するデバイス。 - ユーザにより装着されるように構成されたデバイスであり、
3次元において前記デバイスに作用する加速度を測定する加速度計と、
前記デバイスと通信するように構成されたベースユニットと、
請求項1ないし11のうちいずれか1項に記載の装置と
を有するデバイスを有するベッド退出監視システム。 - ユーザを監視し、前記ユーザがベッドから離れたときを判定する方法であって、
前記ユーザに取り付けられたデバイスに作用する3次元の加速度を測定値するステップと、
前記ユーザがベッドから離れたか否かを判定するために前記測定値を処理するステップと
を有する方法。 - コンピュータプログラムコードを具現したコンピュータ可読媒体を有するコンピュータプログラムであって、
前記コンピュータプログラムコードは、コンピュータ又はプロセッサにより実行された場合、前記コンピュータ又はプロセッサが請求項14に記載の方法を実行するように構成されるコンピュータプログラム。
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