JP5771778B2 - 監視装置、プログラム - Google Patents
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Description
ψ=(A0−A2)/(A1−A3)
変調信号の周波数は一定であるから、位相差ψを投光から受光までの時間差に換算することができ、光速は既知であるから、時間差が求まれば物体までの距離を求めることができる。
X1=u1・d/R
Y1=v1・d/R
Z1=f・d/R
ただし、
u1=su(u−uc)
v1=sv(v−vc)
R=(u12+v12+f2)1/2
ここでは、説明を簡単にするために、受光光学系16の光学歪みの影響は省略している。ただし、光学中心からの距離Rを補正する歪み補正式を用いることにより、光学歪みを補正することができる。
X=X1・cos(90°−θ)+Z1・sin(90°−θ)
Y=Y1
Z=−X1・sin(90°−θ)+Z1・cos(90°−θ)
座標軸別画像は、グローバル座標系にマッピングを行った画像そのものではなく、距離画像の各画素の座標位置(u,v)にX値とY値とZ値とをそれぞれ個別に対応付けた画像である。すなわち、各座標位置(u,v)に、X(u,v)、Y(u,v)、Z(u,v)をそれぞれ対応付けた画像であり、1枚の極座標系の距離画像に対して3枚の座標軸別画像が生成される。極座標系の距離画像から座標軸別画像を得るには、上述の計算を行ってもよいが、極座標系の距離画像から座標値(X,Y,Z)に変換するテーブルを用意しておけば、処理負荷を軽減することができる。
Xmax−Xs≧Mgx1
Xi−Xmin≧Mgx2
Ymax−Ys≧Mgy1
Yi−Ymin≧Mgy2
ここに、Xmaxは視野領域のX方向におけるX値の最大値、Xminは視野領域のX方向におけるX値の最小値、Ymaxは視野領域のY方向におけるY値の最大値、Yminは視野領域のY方向におけるY値の最小値である。また、ベッド30の周囲に設定したい余裕寸法をMgx1,Mgx2,Mgy1,Mgy2である。この場合、余裕寸法Mgx1,Mgx2,Mgy1,Mgy2は、室内におけるベッド30の配置やベッド30に対する距離画像センサ30の配置によって異なる値になるから、図示しない設定手段により設定可能であることが望ましい。なお、本実施形態の場合、距離画像センサ10を設けたスタンド31をベッド30のヘッドボードと壁面との間に配置しているから(図1参照)、ヘッドボード側の余裕寸法Mg2は必ずしも用いなくてもよい。
20 行動監視処理部
21 ベッド認識部
22 人認識部
23 動作判定部
231 特定動作検知部
24 報知部
241 画像記憶部
242 通信処理部
243 着目画像記憶部
25 ベッドサイド端末
30 ベッド
37 分割領域
41 物体
42 マスク領域
52 床面
Pd 臥床検知面
Pr 起き上がり検知面
Ps 起立検知面
Claims (29)
- 画素値が物体までの距離値である距離画像を生成するとともに視野領域に監視対象であるベッドの全体が含まれる距離画像センサと、前記距離画像を用いて前記ベッドの位置を抽出するベッド認識部と、前記距離画像のうち前記ベッド認識部により認識した前記ベッドの範囲内と範囲外とにおいて人が占有する領域を検出する人認識部と、前記ベッド認識部により検出した前記ベッドと前記人認識部により検出した人の領域との組み合わせにより前記ベッドに対する人の動作を判別する動作判定部と、動作判定部による判定結果を報知する報知部とを備えることを特徴とする監視装置。
- 前記ベッド認識部は、前記ベッドを置いた床面に対して適宜高さ以上である高さの度数分布を前記ベッドの長手方向および短手方向においてそれぞれ求め、度数が適宜の閾値を横切る位置を、前記ベッドの長手方向および短手方向における端部の位置として検出することを特徴とする請求項1記載の監視装置。
- 前記ベッド認識部は、前記ベッドの長手方向および短手方向における端部に囲まれた矩形の範囲内を前記ベッドの範囲内とし、前記ベッドの範囲内の領域を前記ベッドの長手方向において複数の分割領域に分割し、前記分割領域ごとに高さに関する代表値を求め、さらに前記代表値から所定のオフセット値を減算した値を、前記ベッドに関して前記分割領域ごとの基準の高さに用いることを特徴とする請求項2記載の監視装置。
- 前記ベッド認識部は、前記分割領域の前記代表値として、前記分割領域ごとの高さの平均値と最頻値との一方を用いることを特徴とする請求項3記載の監視装置。
- 前記ベッド認識部は、前記分割領域の前記代表値に上限値を設けてあり、前記代表値が前記上限値を超える場合はこの代表値を採用しないことを特徴とする請求項3又は4記載の監視装置。
- 前記ベッド認識部は、前記分割領域の前記代表値に対する高さ閾値を設けてあり、所定個数以上の前記分割領域において前記代表値が前記高さ閾値を超える場合に、前記ベッドの位置が異常であると判断することを特徴とする請求項3又は4記載の監視装置。
- 前記ベッド認識部は、前記ベッドの位置を抽出した直後に、前記ベッドの範囲内であって前記分割領域の基準の高さに対して規定の除外閾値よりも上方に位置する物体の存在範囲を、前記人認識部において前記人を検出する領域から除外するマスク領域として記憶することを特徴とする請求項3又は4記載の監視装置。
- 前記人認識部は、前記ベッド認識部が検出した前記分割領域ごとの基準の高さに対して上方に所定距離だけ離れた検知面を少なくとも1個設定し、前記検知面を横切る物体が検出されると当該検知面について規定した前記ベッドの範囲内での前記人の動作であると判定することを特徴とする請求項3〜7のいずれか1項に記載の監視装置。
- 前記人認識部は、前記ベッド認識部が検出した前記ベッドの範囲外において前記ベッドを置いた床から所定高さの倒れ閾値を設定し、前記ベッドの範囲外において前記倒れ閾値より高い位置に物体が検出されると前記ベッドの範囲外に前記人が存在すると判定することを特徴とする請求項3〜8のいずれか1項に記載の監視装置。
- 前記人認識部は、前記ベッド認識部が検出した前記ベッドの範囲外における背景画像を記憶し、その後に得られる画像について前記背景画像に対する変化が生じた領域の面積が規定の閾値であるときに前記ベッドの範囲外に前記人が存在すると判定することを特徴とする請求項3〜8のいずれか1項に記載の監視装置。
- 前記人認識部は、前記検知面として、前記人の前記ベッドの上での臥床の状態を検知する臥床検知面と、前記人が前記ベッドの上での起き上がりの状態を検知する起き上がり検知面とを有し、前記人が前記臥床検知面と前記起き上がり検知面とを横切るときに、前記臥床検知面が切り取る面積に対して前記起き上がり検知面が切り取る面積の比率を求め、この比率が所定の閾値以上であるときに起き上がりの状態と判定することを特徴とする請求項8記載の監視装置。
- 前記人認識部は、前記検知面として、前記人の前記ベッドの上での臥床の状態を検知する臥床検知面と、前記人が前記ベッドの上での立ち上がりの状態を検知する起立検知面とを有し、前記人が前記臥床検知面と前記起立検知面とを横切るときに、前記臥床検知面が切り取る面積に対して前記起立検知面が切り取る面積の比率を求め、この比率が所定の閾値以上であるときに立ち上がりの状態と判定することを特徴とする請求項8記載の監視装置。
- 前記動作判定部は、前記ベッドの長手方向および短手方向の端部に対して前記人が占める領域が交差しているときに、前記ベッドに前記人が腰を掛けている状態と判定することを特徴とする請求項3〜12のいずれか1項に記載の監視装置。
- 前記動作判定部は、前記ベッドの長手方向および短手方向の端部において前記人が占める領域が前記ベッドの範囲内と範囲外とにまたがっており、かつ前記人が占める領域の面積に対して前記ベッドの範囲外において前記人が占める領域の面積の比率が規定した基準範囲内であれば、前記ベッドに前記人が腰を掛けている状態と判定することを特徴とする請求項3〜12のいずれか1項に記載の監視装置。
- 前記動作判定部は、前記ベッドに落下防止のための柵を設けている場合に、柵の位置をあらかじめ指定可能であり、前記柵に対して前記人が占める領域が交差しているときに、前記柵を前記人が乗り越えている状態と判定することを特徴とする請求項3〜12のいずれか1項に記載の監視装置。
- 前記動作判定部は、前記ベッドに落下防止のための柵を設けている場合に、柵の位置をあらかじめ指定可能であり、前記人が占める領域が前記柵に対して前記ベッドの範囲内と範囲外とにまたがっており、かつ前記人が占める領域の面積に対して前記ベッドの範囲外において前記人が占める領域の面積の比率が規定した基準範囲を超えているときに、前記柵を前記人が乗り越えている状態と判定することを特徴とする請求項3〜12のいずれか1項に記載の監視装置。
- 前記動作判定部は、前記ベッドの範囲内と範囲外とにおいて前記人が占める領域の面積に対して前記ベッドの範囲外において前記人が占める領域の面積の比率が規定した基準範囲を超えるときに離床を開始したと判定することを特徴とする請求項3〜16のいずれか1項に記載の監視装置。
- 前記動作判定部は、前記ベッドの範囲外において前記ベッドを置いた床面に対して規定の高さ以下の物体が検出される状態が規定の判定時間継続するときに、前記人が転倒している状態と判定することを特徴とする請求項3〜17のいずれか1項に記載の監視装置。
- 前記動作判定部は、前記ベッドの範囲内と範囲外とにおいて検出される前記人の代表点の位置を追跡し、位置の移動が不連続であるときには前記人の移動と判定しないことを特徴とする請求項3〜18のいずれか1項に記載の監視装置。
- 前記動作判定部は、前記人の前記代表点の位置を追跡する際に、前記ベッドの範囲内を起点とする場合に前記人の行動と判定し、前記ベッドの範囲外を起点とする場合であって前記ベッドの範囲内に移動した後に前記ベッドの範囲内である状態の継続時間が規定時間に達すると追跡の起点を前記ベッドの範囲内に更新することを特徴とする請求項19記載の監視装置。
- 前記距離画像センサは、距離画像について規定された座標系を前記ベッドを置いた空間の座標系に変換する機能を備えることを特徴とする請求項1〜20のいずれか1項に記載の監視装置。
- 前記報知部は、前記人の動作と報知内容とを対応付ける機能を備えることを特徴とする請求項1〜21のいずれか1項に記載の監視装置。
- 前記報知部は、別に設けた受信装置に報知内容を通知する通信機能を備えることを特徴とする請求項1〜22のいずれか1項に記載の監視装置。
- 前記報知部は、前記動作判定部の判定結果に加えて人が操作する操作装置からの入力を受け付け、前記動作判定部による判定結果と前記操作装置による入力との組み合わせにより、前記動作判定部による判定結果の報知の有無を切り換えることを特徴とする請求項1〜23のいずれか1項に記載の監視装置。
- 前記距離画像センサは、距離画像とともに濃淡画像を生成する機能を有し、前記報知部は前記人の動作の報知後に距離画像と濃淡画像との少なくとも一方を出力することを特徴とする請求項1〜24のいずれか1項に記載の監視装置。
- 前記動作判定部は、前記人の特定の動作を検知する特定動作検知部を備え、前記報知部は、前記距離画像センサが生成した距離画像と濃淡画像との少なくとも一方を記憶する画像記憶部と、前記特定動作検知部が人の特定の動作を検知した時点の前後の所定期間における前記距離画像と前記濃淡画像との少なくとも一方を前記画像記憶部および前記距離画像センサから他装置に伝送する通信処理部とを備えることを特徴とする請求項25記載の監視装置。
- 前記動作判定部は、前記人の特定の動作を検知する特定動作検知部を備え、前記報知部は、前記距離画像センサが生成した距離画像と濃淡画像との少なくとも一方を記憶する画像記憶部と、前記特定動作検知部が人の特定の動作を検知した時点の前後の所定期間における前記距離画像と前記濃淡画像との少なくとも一方を記憶する着目画像記憶部とを備えることを特徴とする請求項25記載の監視装置。
- 前記動作判定部は、前記人の特定の動作を検知する特定動作検知部を備え、前記報知部は、前記距離画像センサが生成した距離画像と濃淡画像との少なくとも一方を記憶する画像記憶部と、前記特定動作検知部が人の特定の動作を検知した時点の前後の所定期間における前記距離画像と前記濃淡画像との少なくとも一方を記憶する着目画像記憶部と、前記特定動作検知部が人の特定の動作を検知したことを他装置に通知する通信処理部とを備えることを特徴とする請求項25記載の監視装置。
- コンピュータを、画素値が物体までの距離値である距離画像を生成するとともに視野領域に監視対象であるベッドの全体が含まれる距離画像センサから得られた前記距離画像を用いて前記ベッドの位置を抽出するベッド認識部と、前記距離画像のうち前記ベッド認識部により認識した前記ベッドの範囲内と範囲外とにおいて人が占有する領域を検出する人認識部と、前記ベッド認識部により検出した前記ベッドと前記人認識部により検出した人の領域との組み合わせにより前記ベッドに対する人の動作を判別する動作判定部と、動作判定部による判定結果を報知する報知部として機能させるためのプログラム。
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