JP5350721B2 - 居住者監視システムおよび居住者監視方法 - Google Patents
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Description
また、近年ではマイクロ波センサにより居住者の動きや呼吸、心拍を計測し監視するシステムも検討されている。(例えば、特許文献1または2参照)。基礎技術としては、医用としてマイクロ波による心拍計測や、災害時の埋没者の呼吸を電波によって検知することが可能であることが分っている(例えば、非特許文献1または2参照)。
上記本原理を利用して遠隔地の居住者の動作、呼吸、心拍を監視するためには、監視住居に対してセンサと処理装置を複数台設置することが必要なために、検出結果を伝送するための配線等の大規模な工事が必要となる。また、ペット等の動物がいる場合には誤検出してしまう。
また、各部屋の行動推移を把握することが難しく、生活空間毎の動向把握が難しいことと、監視領域にペットなどの動物や動くものが存在する場合には誤検出する場合があった。
また、監視対象の人とペットなどの動物との識別が可能である精度の高い居住者監視システムを提供することを目的とする。
図1は、この発明の実施の形態1に係る居住者監視システムの構成を示すブロック図である。
この発明の実施の形態1に係る居住者監視システムは、複数の監視領域をそれぞれ監視する複数のセンサ部10a〜10nと、複数のセンサ部10a〜10nと信号処理部40とを接続するネットワークを構成する通信部20と、複数のセンサ部10a〜10nから受信した検出信号から居住者またはペット等の動物の現在位置、動き、呼吸数および心拍数を測定し判定する信号処理部40と、信号処理部40で測定し判定された結果を表示する情報表示部30と、信号処理部40で測定し判定された結果を外部へ出力する情報出力部50と、複数のセンサ部10a〜10nが監視している監視領域から遠隔地への情報伝送を行う通信網60と、遠隔地で情報出力部50から通信網60経由で測定し判定結果を受信し表示または通報する遠隔監視部70とを備える。
電波センサ1は、800MHz〜80GHzの電波のうちの1つの周波を用いた1周波レーダーによるセンサ、800MHz〜80GHzの電波のうちの2つの周波を用いた2周波レーダーによるセンサ、また、超広帯域(Ultra Wide Band)レーダーによるセンサである。
センサ部10a〜10nは、上述のいずれかの電波センサ1を備える携帯電話、PHSまたはPDAなどの携帯情報端末またはパーソナルコンピュータである。そして、通信部20は、携帯情報端末またはパーソナルコンピュータ間はアドホックネットワークにより構築されている。
そして、通信網60は、インターネット通信網、携帯電話回線、また、PHS回線である。
複数のセンサ部10a〜10nに内蔵される電波センサ1は、発射した電波の反射波を受信して受信信号として検出部2へ出力する。
検出部2は、電波センサ1からの受信信号の振幅および位相を検出し、検出した振幅または位相の変化を検出し、通信部20を経由して検出信号S1として信号処理部40へ出力する。
信号処理部40は、センサ部10a〜10nからの検出信号S1から居住者または動物の現在位置を検出する。また、信号処理部40は、現在位置の変化を調べることにより居住者または動物が静止しているかまたは動いているかを判定する。そして、位置情報および動向推移として記録する。この位置情報および動向推移により居住者が一定以上設定された位置に留まることによって行動異常を検出する。
また、居住者または動物の呼吸数および心拍数を測定し、人であるか動物であるかも判定する。この測定した呼吸数および心拍数によって居住者が正常であるか異常であるかも判定する。
ステップ101で、複数のセンサ部10a〜10nから振幅および位相の検出信号を取り込む。
次に、ステップ102で、検出信号の位相または振幅が変動しているか否かを判定する。位相または振幅が変動していないときステップ103に進み、位相または振幅が変動しているときステップ104に進む。
ステップ104で、位相または振幅が変動しているセンサ部10a〜10nが監視している領域を特定し、対象の位置を検出する。
ステップ105で、対象の位置の情報を検出位置記録として蓄積する。
次に、ステップ106で、ステップ104で検出した対象の位置の情報、すなわち現在の検出位置記録とN秒前の検出位置記録とを比較する。
ステップ107で、対象の位置変化から対象の動きの推移を判定し位置情報を出力する。
ステップ108で、検出された対象のそれぞれの位置情報を記録する。
ステップ109で、それぞれの対象の推移から設定された一定の時間同じ領域に居るかを判断し、一定の時間同じ領域に居ない場合にはステップ101に戻り、一定の時間同じ領域に居る場合にはステップ110に進む。
ステップ110で、対象が設定された一定の時間同じ領域に居る場合には、その対象からの検出信号の周波数解析を行う。
ステップ112で、最もレベルの高い周波数成分が4Hz以上の場合には、対象が同じ領域に居るものの動いているものとして継続して再度対象の動きの推移を判定するためにステップ101に戻る。
ステップ113で、最もレベルの高い周波数成分が4Hz未満の場合には、各対象の呼吸数および心拍数を計測する。
ステップ115で、対象の心拍数が60〜90回/分ではない、または呼吸数が15〜40回/分ではない場合には、その対象は動物であると判定する。
ステップ116で、動物と判定された対象の情報は、それぞれの対象の位置情報記録と統合し記録し、ステップ101に戻る。
ステップ117で、人であると判定した対象については、計測した呼吸数および心拍数の値を記録するために対象の位置情報記録へ出力する。
ステップ118で、人であると判定した対象の呼吸数および心拍数の値は、それぞれの対象の位置情報記録と統合し記録する。
ステップ120で、呼吸数または心拍数の値または呼吸数または心拍数の推移が異常と判定された場合には異常信号を出力する。
ステップ121で、人であると判定された居住者の位置情報記録から、その居住者がたとえば風呂、トイレ等のあらかじめ設定された位置に一定時間以上留まっているかを判定する。設定された位置に一定時間以上留まっていない場合にはステップ101に戻り、設定された位置に一定時間以上留まっている場合にはステップ122に進む。
ステップ122で、設定された位置に一定以上留まっている場合には居住者の行動異常として異常信号を出力する。
ステップ124で、それぞれの対象の位置と動向推移による位置記録情報と呼吸数および心拍数の記録情報を含んだ情報を出力する。
ステップ125で、居住者の異常通報信号と対象の位置記録情報および呼吸数および心拍数の記録情報を外部の情報表示部30および情報出力部50へ出力する。
また、電波には透過性があるためセンサ部10a〜10nを壁や天井または家具の中などに格納することで居住者が監視されているという精神的負担も軽減することが出来る。
また、UWBレーダーの特徴である距離とドップラ測定の機能により居住者またはペット等の動物の詳細位置と動きを測定することが出来る。
図3は、この発明の実施の形態2に係る居住者監視システムの構成を示すブロック図である。図1と同一の符号は、同一の構成要素を表している。
図3に示すように、この発明の実施の形態2に係る居住者監視システムでは、通信部20は一般住居やビルに設置されている商用電源のアウトレット間の電力線を用いた電力線通信ネットワークを用いている。
このように、居住者監視システムの通信部を一般住居やビルに設置されている商用電源のアウトレット間の電力線を用いた電力線通信ネットワークを用いることで、各部屋間のケーブル配線工事を要しないで複数部屋を監視することが可能な居住者監視システムを容易に設置することが出来る。
Claims (10)
- 反射波を受信する電波センサ、および上記電波センサが受信する信号の振幅および位相を検出して検出信号を得る検出部を有し、電波を放射することで、上記電波センサで反射波を受信し、上記検出部で検出した上記検出信号を出力するセンサ部を複数含んで構成された複数のセンサ部と、
複数の監視領域に個別に設置された、上記複数のセンサ部のそれぞれから受信する検出信号から、居住者または動物の現在位置、呼吸数および心拍数を測定して居住者または動物の存在の有無を判定する信号処理部と、
上記複数のセンサ部と上記信号処理部とを接続するネットワークを構成する通信部と、 上記信号処理部で測定および判定された結果を表示する情報表示部と、
上記信号処理部で測定および判定された結果を外部へ出力する情報出力部と、
遠隔地で上記情報出力部からの測定または判定結果を受信し表示または通報する遠隔監視部と
を備え、
上記信号処理部は、
測定した上記呼吸数および上記心拍数から測定対象が居住者であるか動物であるかを識別し、
上記居住者に対して測定された上記現在位置の時間推移から居住者の位置動向が正常であるか否かを判定し、上記居住者があらかじめ設定された位置に一定時間以上留まっている場合には行動異常と判断し、
上記居住者に対して測定された上記呼吸数または上記心拍数の時間推移から、上記呼吸数または上記心拍数があらかじめ設定された値を逸脱した場合に居住者の状態異常と判断する
ことを特徴とする居住者監視システム。 - 上記通信部は、各部屋の商用電源が供給されるアウトレット間で通信する電力線通信ネットワークにより構成されることを特徴とする請求項1に記載の居住者監視システム。
- 上記通信部は、無線アドホックネットワークにより構成されることを特徴とする請求項1に記載の居住者監視システム。
- 上記電波センサは、800MHz〜80GHzの電波のうちの1周波を用いた1周波センサであることを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の居住者監視システム。
- 上記電波センサは、800MHz〜80GHzの電波のうちの2周波を用いた2周波レーダーであることを特徴とする請求項1乃至3のいずれに記載の居住者監視システム。
- 上記電波センサは、超広帯域レーダーであることを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の居住者監視システム。
- 上記センサ部は、請求項4乃至6のいずれかの電波センサを備えた携帯電話、PHSまたはPDAの携帯情報端末またはパーソナルコンピュータであることを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の居住者監視システム。
- 上記情報出力部は、インターネット通信網を用いて上記遠隔監視部へ測定または判定結果を出力することを特徴とする請求項1乃至7のいずれかに記載の居住者監視システム。
- 上記情報出力部は、携帯電話回線またはPHSの無線通信網を用いて上記遠隔監視部へ測定または判定結果を出力することを特徴とする請求項1乃至7のいずれかに記載の居住者監視システム。
- 放射される電波の反射波として受信される受信信号の振幅および位相を検出して得る検出信号を処理して居住者を監視する居住者監視方法において、
複数の監視領域に個別に設置されたそれぞれのセンサ部から受信する上記検出信号から居住者または動物の現在位置、呼吸数および心拍数を測定して居住者または動物の存在の有無を判定する信号処理ステップを備え、
前記信号処理ステップは、
測定した上記呼吸数および上記心拍数から測定対象が居住者であるか動物であるかを識別するステップと、
上記居住者に対して測定された上記現在位置の時間推移から居住者の位置動向が正常であるか否かを判定し、上記居住者があらかじめ設定された監視領域に一定時間以上留まっている場合には行動異常と判断するステップと、
上記居住者に対して測定された上記呼吸数または上記心拍数の時間推移から、上記呼吸数または上記心拍数があらかじめ設定された値を逸脱した場合に居住者の状態異常と判断するステップと
を含むことを特徴とする居住者監視方法。
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