JP6563662B2

JP6563662B2 - 転倒検知端末およびプログラム

Info

Publication number: JP6563662B2
Application number: JP2015056039A
Authority: JP
Inventors: 古田　展康; 展康古田; 政雄小峰; 宏幸小嶋
Original assignee: Secom Co Ltd
Current assignee: Secom Co Ltd
Priority date: 2015-03-19
Filing date: 2015-03-19
Publication date: 2019-08-21
Anticipated expiration: 2035-03-19
Also published as: JP2016177437A

Description

本発明は、利用者（携帯者）の転倒を検知する機能を有する転倒検知端末に関する。

従来、人の体動（動き）をセンサで検出し、その検出データから転倒検出を行う装置が知られている（例えば特許文献１参照）。そして、転倒検出後に体動が検出された場合には、通報の必要がないため、転倒検出をキャンセルする技術も提案されている。

特開２００２−３６０５２２号公報

しかしながら、転倒の態様は多種多様であり、従来の方法では、転倒検出を誤ってキャンセルしてしまう場合もあり得る。例えば、転倒した人が痙攣（ひきつけ）を起こした場合、痙攣による身体の動きを検出して、転倒検出を誤って自動キャンセルしてしまうおそれがある。

本発明は、上記の課題に鑑みてなされたもので、転倒後の痙攣を考慮した適切な自動キャンセルを行うことのできる転倒検知端末を提供することを目的とする。

本発明の転倒検知端末は、利用者により携帯され、当該利用者の転倒を検知する転倒検知端末において、前記転倒検知端末の動きを検出して動きデータを出力する動きセンサと、前記動きデータから前記利用者の転倒を検出し、前記利用者の転倒異常を判定する転倒判定手段と、前記動きデータから前記利用者の体動を検出し、前記転倒判定手段による転倒検出の後の所定のキャンセル判定時間内に所定の体動が検出された場合には前記転倒検出をキャンセルする取消処理手段と、を備え、前記取消処理手段は、前記キャンセル判定時間における体動のパターンが痙攣による体動を示す特定パターンに合致する場合には、前記キャンセルを禁止する。

この構成により、動きセンサにより利用者の動きを示す動きデータが取得され、その動きデータから利用者の転倒が検出されて利用者が転倒したか否かが判定される。そして、動きデータから利用者の体動が検出され、転倒検出の後のキャンセル判定時間内に体動が検出された場合には転倒検出が自動的にキャンセルされる。このとき、キャンセル判定時間における体動のパターンが痙攣による体動を示すパターン（特定パターン）に合致する場合には、転倒検出のキャンセルが禁止される。したがって、転倒検出後に体動が検出された場合であっても、それが痙攣らしい小刻みな体動である場合には、自動キャンセルが行われず、転倒異常が確定される。このように、転倒検出のキャンセルを行う場合に、転倒後の痙攣を考慮して適切な自動キャンセルを行うことができる。

また、本発明の転倒検知端末では、前記取消処理手段は、所定基準以上の体動が所定の基準頻度を超える頻度で検出された場合に、前記特定パターンに合致すると判定してもよい。

この構成により、所定基準以上の体動が所定の基準頻度を超える頻度で検出された場合に特定パターン（痙攣による体動を示すパターン）に合致すると判定され、転倒検出のキャンセルが適切に禁止される。

また、本発明の転倒検知端末では、前記取消処理手段は、所定の時間的な区間ごとに前記所定基準以上の体動の有無を検出し、前記所定基準以上の体動が検出された区間が前記キャンセル判定時間内に所定数以上ある場合に、前記特定パターンに合致すると判定してもよい。

この構成により、所定基準以上の体動が検出された区間がキャンセル判定時間内に所定数以上ある場合に特定パターン（痙攣による体動を示すパターン）に合致すると判定され、転倒検出のキャンセルが適切に禁止される。

また、本発明の転倒検知端末では、前記転倒検知端末は、さらに、高度を検出する高度センサを備え、前記取消処理手段は、前記キャンセル判定時間における体動のパターンが前記特定パターンに合致し、かつ、前記キャンセル判定時間における高度変化が所定未満である場合に、前記キャンセルを禁止してもよい。

この構成により、キャンセル判定時間における体動のパターンが特定パターン（痙攣による体動を示すパターン）に合致し、かつ、キャンセル判定時間における高度変化が所定未満である場合に、転倒検出のキャンセルが禁止される。転倒後の痙攣の場合には、高度変化がほとんどないと考えられる。したがって、高度変化を基準として用いることにより、転倒後の痙攣を考慮した適切な自動キャンセルを行うことができる。

本発明のプログラムは、利用者の転倒を検知する転倒検知端末で実行されるプログラムであって、前記転倒検知端末には、当該端末の動きを検出して動きデータを出力する動きセンサが備えられており、前記プログラムは、コンピュータに、前記動きデータから前記利用者の転倒を検出し、前記利用者の転倒異常を判定する処理と、前記動きデータから前記利用者の体動を検出し、前記転倒異常判定を行う処理による転倒検出の後の所定のキャンセル判定時間内に所定の体動が検出された場合には前記転倒検出をキャンセルする処理と、を実行させ、前記キャンセルする処理では、前記キャンセル判定時間における体動のパターンが痙攣による体動を示す特定パターンに合致する場合には、前記キャンセルを禁止する。

このプログラムによっても、上記の端末と同様、動きセンサにより利用者の動きを示す動きデータが取得され、その動きデータから利用者の転倒が検出されて利用者が転倒したか否かが判定される。そして、動きデータから利用者の体動が検出され、転倒検出の後のキャンセル判定時間内に体動が検出された場合には転倒検出が自動的にキャンセルされる。このとき、キャンセル判定時間における体動のパターンが痙攣による体動を示すパターン（特定パターン）に合致する場合には、転倒検出のキャンセルが禁止される。したがって、転倒検出後に体動が検出された場合であっても、それが痙攣らしい小刻みな体動である場合には、自動キャンセルが行われない。このように、転倒検出のキャンセルを行う場合に、転倒後の痙攣を考慮して適切な自動キャンセルを行うことができる。

本発明によれば、転倒後の痙攣を考慮した適切な自動キャンセルを行うことができる。

本発明の実施の形態における転倒検知端末のブロック図である。転倒検出を説明するための加速度データの一例を示す図である。転倒後に痙攣を起こした場合の加速度データの一例を示す図である。本発明の実施の形態における転倒検知端末の動作説明のためのフロー図である。

以下、本発明の実施の形態の転倒検知端末について、図面を用いて説明する。本実施の形態では、高齢者の転倒を検知する監視システム等に用いられる転倒検知端末の場合を例示する。この転倒検知端末の機能（転倒検知機能）は、端末のメモリ等に格納されたプログラムによって実現することができる。

転倒検知端末は、利用者（高齢者など）に携帯される端末装置である。例えば、転倒検知端末は、リストバンド型（腕時計型）のウェアラブル端末で構成され、利用者（高齢者など）が手首や腕に装着される。転倒検知端末は、首からぶら下げるペンダント型であってもよく、頭や耳に装着するタイプの頭部装着型でもよく、また、ベルトタイプなどの腰装着型であってもよい。

まず、本実施の形態の転倒検知端末の構成を、図面を参照して説明する。図１は、本実施の形態の転倒検知端末の構成を示すブロック図である。図１に示すように、転倒検知端末１は、加速度センサ２、装着センサ３、高度センサ４、救急ボタン５を備えている。また、この転倒検知端末１は、操作表示部６、振動部７、電源部８、無線通信部９、監視制御部１０を備えている。

加速度センサ２は、利用者の動きを検出し、利用者の動きを示す動きデータ（加速度データ）を出力する機能を備えたセンサであり、例えば３軸加速度センサで構成される。加速度センサ２は、所定のサンプリング周期で検出した加速度データを出力する。装着センサ３は、人体（腕）への装着状態（装着されているか否か）を検出する機能を備えたセンサであり、例えば静電容量方式センサなど、人体の装着部位の接触や近接を電気的に検出可能なセンサで構成される。高度センサ４は、気圧変化等を利用して端末の高さの変化を検出する機能を備えたセンサであり、例えば気圧センサで構成される。救急ボタン５は、利用者が非常時に救急通報するための操作部（救急操作部）である。

操作表示部６は、例えばタッチパネルディスプレイで構成され、異常報知などの各種の情報表示をする機能（情報表示機能）と、キャンセル操作などの各種の入力操作をする機能（入力操作機能）を備えている。振動部７は、バイブレーション装置などで構成され、振動による刺激で利用者へ異常や操作受付などを報知する機能を備えている。電源部８は、電池などのバッテリなどで構成される。無線通信部９は、例えば携帯通信網を介して遠隔の監視センタ１１に設置されたセキュリティ端末１２と無線通信を行う機能を備えている。また、無線通信部９は、ブルートゥース（登録商標）や特定小電力無線などで、宅内に設置されたセキュリティ端末（図示せず）と無線通信を行う機能を備えている。

監視制御部１０は、各センサ（加速度センサ２、装着センサ３、高度センサ４）や操作部（救急ボタン５、操作表示部６）からの入力に基づいて、救急監視を行う機能を有する救急監視部１３と、生活監視を行う機能を有する生活監視部１４と、転倒監視を行う機能を有する転倒監視部１５を備えている。また、この監視制御部１０は、転倒検知端末１の各部を制御する機能を備えている。

救急監視部１３は、利用者が救急対応を求めて救急ボタン５を操作した際に、監視センタ１１に救急通報を行う機能を備えている。例えば、救急ボタン５が２秒間押され続けると、救急異常と判定し、救急異常を監視センタ１１に通報するとともに、異常確定したことを振動・画面・音・光などで周囲に報知する。救急異常は、意識的な操作による異常であるため、キャンセル操作は受け付けない。なお、生活異常や転倒異常（後述する）の発生中でも、救急異常が発生した場合は、救急異常が優先される。

生活監視部１４は、加速度センサ２の出力に基づき、利用者（携帯者、装着者）が日常生活で生じる程度に動いているかを監視し、急病などにより動けない状態が継続していることを通報する機能を備えている。生活監視部１４は、装着状態（装着された状態）のときに生活監視を実行する。例えば、加速度センサ２の出力から利用者の動き（体動）を検出し、日常生活レベルの体動が一定期間（例えば１時間）継続して生じていないと、生活異常と判定する。生活異常と判定すると、その旨を利用者に振動・画面・音・光などにより報知する。この生活監視部１４は、生活異常と判定・報知した後、所定のキャンセル時間（例えば１０秒）の間に体動が検出されるか、またはキャンセル操作が入力された場合、生活異常を取り消す（異常通報しない）処理を行う。体動の検出処理については、転倒監視における処理と同様（後述する）である。

ここで、転倒検知の基本的なロジックについて説明する。転倒監視部１５は、加速度センサ２の出力（加速度データ）に基づいて、加速度の変化を分析し、そして、転倒らしい特徴が現れた転倒事象を抽出することにより、転倒を検出する。転倒監視部１５は、様々な転倒判定（転倒検出）を行う機能を備えている。転倒監視部１５は、そのための構成として転倒判定部１６を備えている。

図２には、転倒検出を説明するための加速度データの一例が示される。転倒判定部１６は、加速度センサ２の出力から「衝撃」を検出し、その検出結果（評価値）に基づいて転倒を検出してもよい。この場合、転倒判定部１６は、転倒判定の処理対象となる加速度データから、所定の閾値（例えば３０ｍ／ｓｅｃ²）以上の加速度のピークを検出する。そして、その加速度のピーク時点を含む一定期間（例えば１００ｍｓｅｃ、ピークの前後５０ｍｓｅｃずつ）を対象に加速度変化量Ｈ（加速度変化の積算値）を求める。転倒判定部１６は、加速度変化量Ｈが所定の転倒基準値（例えば５０ｍ／ｓｅｃ²）以上であれば、利用者が転倒したと判定する。すなわち、転倒事象が検出される。

例えば、以下の式１を用いることにより、所定期間（例えば１００ｍｓｅｃ）内の加速度データ（スカラー化された加速度データａ１、ａ２、・・・、ａ５）について、直前の加速度との差分絶対値を求め、この期間にわたって積算することにより、加速度変化量Ｈが算出される。なお、加速度変化量Ｈは、加速度センサーの３軸の各軸（Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸）ごとに算出し、３軸の合計や平均として算出してもよい。
Ｈ＝｜ａ１−ａ２｜＋｜ａ２−ａ３｜＋・・・＋｜ａ４−ａ５｜（式１）

なお、転倒判定部１６は、加速度ピークにおける加速度の値（ピーク値Ｐ）に基づいて、転倒判定（転倒検出）を行ってもよい。また、転倒判定部１６は、加速度変化量Ｈとピーク値Ｐとの比率Ｈ／Ｐに基づいて、転倒判定（転倒検出）を行ってもよい。また、転倒判定部１６は、加速度ピーク前後の一定期間を対象に加速度変化量Ｈを求めるのではなく、順次入力される加速度データについて前後一定期間の加速度変化量Ｈを求め、あるいは、一定期間ごとにその期間内の加速度変化量Ｈを求め、転倒判定（転倒検出）を行ってもよい。また、転倒判定部１６は、加速度センサ２の出力から「自由落下特性」を検出し、その検出結果（評価値）に基づいて転倒を検出してもよい。あるいは、転倒判定部１６は、加速度センサ２の出力から「衝撃」と「自由落下特性」を検出し、それぞれの検出結果（評価値）に基づいて転倒を検出してもよい。

また、転倒監視部１５は、転倒検出を自動キャンセルする機能を備えている。転倒監視部１５は、そのための構成として取消処理部１７を備えている。取消処理部１７では、体動検出による自動キャンセル処理が行われる。すなわち、転倒が検出された場合であっても、その後に体動が検出されれば利用者は危険な状態ではないと考えられるため、取消処理部１７は、転倒検出を自動キャンセルする。この体動検出（自動キャンセル処理）では、転倒検出した時点（またはピークの時点）から、所定の遅延時間（例えば３秒）の体動は無視し、それ以降のキャンセル判定時間（例えば１５秒）の間の体動の有無を判定する。体動の有無の判定は、加速度のピーク値または変化量の観測により行う。例えば、所定の閾値（例えば１２ｍ／ｓｅｃ²）以上のピーク値が所定回数検出されたとき、または、このピーク値の合計が一定値を超えたときに、体動を検出する。あるいは、所的期間（例えば数秒間）または体動判定時間における加速度の変化量の合計が一定値を超えたとき、または、単位時間当たりの加速度の変化量が一定値を超えたときに、体動を検出する。転倒検出後、キャンセル判定時間の経過時までに体動が検出されなければ、転倒判定部１６は転倒異常を確定する。

また、この取消処理部１７では、転倒後の痙攣を考慮した自動キャンセル処理が行われる。具体的には、取消処理部１７は、自動キャンセル処理が行われるような体動が検出される場合であっても、その体動が痙攣による体動である場合には、自動キャンセル処理を実行しない。

すなわち、転倒検出後のキャンセル判定時間の間、自動キャンセル処理の対象となる体動を検出するための処理（体動検出処理）を実行するとともに、それと併行して、自動キャンセル処理の対象から除外すべき痙攣による体動を判定するための処理（痙攣判定処理）を実行する。例えば、加速度変化が高頻度に（すなわち高周波数で）生じている場合、あるいは、比較的小さい加速度ピークが高頻度に生じている場合には、痙攣らしい体動と判定される。

この場合、高度センサ４の出力から高度変化の有無（所定の高度差以上の高度変化があったか否か）を確認してもよい。加速度変化が痙攣らしい体動を示し、かつ、転倒検出時（またはキャンセル判定時間開始時）とキャンセル判定時間経過後との間で高度差がほとんどない場合には、痙攣による体動であると判定される。

このようにして、取消処理部１７は、キャンセル判定時間が経過したときに、自動キャンセル処理の対象となる体動が検出されていたとしても、痙攣による体動（自動キャンセル処理から除外すべき体動）であると判定された場合には、自動キャンセル処理を禁止する。

図３は、転倒後に痙攣が起きた場合の加速度データの一例を示す図である。例えば、ある時間的な区間（例えば１秒の区間）について、所定値（例えば１２ｍ／ｓｅｃ²）以上の加速度のピークをカウントし、そのようなピークが所定数（例えば３個）以上である場合に、フラグをＯＮにする。同様の処理を、キャンセル判定時間に含まれるすべての区間（例えば区間１、区間２、・・・、区間ｎ）について実行する。そして、キャンセル判定時間が経過したときに、フラグの数が所定数（例えば１０個）以上であり、かつ、高度差が所定値（例えば０．５ｍ）未満である場合に、痙攣による体動であると判定する。痙攣による体動であると判定されると、取消処理部１７は自動キャンセル処理を行わず、転倒判定部１６は転倒異常を確定する。

なお、高度差の条件は省略してもよい。すなわち、キャンセル判定時間が経過したときに、フラグの数が所定数（例えば１０個）以上である場合に、痙攣による体動であると判定してもよい。また、キャンセル判定時間の経過を待たずに、痙攣による体動であると判定された時点で、転倒判定部１６が転倒異常を確定してもよい。

このように、取消処理部１７は、キャンセル判定時間における体動のパターンが痙攣による体動を示すパターン（特定パターン）に合致する場合には、転倒検知の自動キャンセルを禁止する。また、取消処理部１７は、キャンセル判定時間における体動のパターンが特定パターンに合致し、かつ、キャンセル判定時間における高度変化が所定未満（例えば０．５ｍ未満）である場合に、転倒検知の自動キャンセルを禁止してもよい。

この場合、取消処理部１７は、所定基準（例えば１２ｍ／ｓｅｃ²）以上の体動が所定の基準頻度を超える頻度で検出された場合に、特定パターンに合致すると判定する。具体的には、取消処理部１７は、所定の時間的な区間（例えば１秒区間）ごとに所定基準（例えば１２ｍ／ｓｅｃ²）以上の体動の有無を検出し、所定基準以上の体動が検出された区間がキャンセル判定時間内に所定数（例えば１０個）以上ある場合に、特定パターンに合致すると判定する。

つぎに、本実施の形態の転倒検知端末１の動作を、図４のフロー図を参照して説明する。本実施の形態の転倒検知端末１では、まず、加速度データから利用者の転倒を検出する転倒検出処理が行われる（Ｓ１）。そして、転倒と判定された場合には（Ｓ２）、転倒フラグをＯＮにする（Ｓ３）。つぎに、加速度データから利用者の体動を検出する体動検出処理が行われる（Ｓ４）。また、加速度データから利用者の体動が痙攣による体動であるか否かを判定する痙攣判定処理が行われる（Ｓ５）。キャンセル時間が経過するまで上記の処理（ステップＳ４およびＳ５）を繰り返す（Ｓ６）。

そして、利用者の体動が検出されたか否かの判定が行われる（Ｓ７）。体動が検出されなかった場合には、自動キャンセル処理を行わずに、転倒異常を確定する（Ｓ８）。体動が検出された場合には、それが痙攣による体動であるか否かの判定が行われる（Ｓ９）。痙攣による体動でないと判定された場合には、自動キャンセル処理を行って、転倒フラグをＯＦＦにする（Ｓ１０）。一方、痙攣による体動であると判定された場合には、自動キャンセル処理を行わずに、転倒異常を確定する（Ｓ８）。

このような本実施の形態の転倒検知端末１によれば、動きセンサにより利用者の動きを示す動きデータが取得され、その動きデータから利用者の転倒が検出されて利用者が転倒したか否かが判定される。そして、動きデータから利用者の体動が検出され、転倒検出の後のキャンセル判定時間内に体動が検出された場合には転倒検出が自動的にキャンセルされる。このとき、キャンセル判定時間における体動のパターンが痙攣による体動を示すパターン（特定パターン）に合致する場合には、転倒検出のキャンセルが禁止される。したがって、転倒検出後に体動が検出された場合であっても、それが痙攣らしい小刻みな体動である場合には、自動キャンセルが行われない。このように、転倒検出のキャンセルを行う場合に、転倒後の痙攣を考慮して適切な自動キャンセルを行うことができる。

また、本実施の形態では、所定基準以上の体動が所定の基準頻度を超える頻度で検出された場合に特定パターン（痙攣による体動を示すパターン）に合致すると判定され、転倒検出のキャンセルが適切に禁止される。

また、本実施の形態では、所定基準以上の体動が検出された区間がキャンセル判定時間内に所定数以上ある場合に特定パターン（痙攣による体動を示すパターン）に合致すると判定され、転倒検出のキャンセルが適切に禁止される。

また、本実施の形態では、キャンセル判定時間における体動のパターンが特定パターン（痙攣による体動を示すパターン）に合致し、かつ、キャンセル判定時間における高度変化が所定未満である場合に、転倒検出のキャンセルが禁止される。転倒後の痙攣の場合には、高度変化がほとんどないと考えられる。したがって、高度変化を基準として用いることにより、転倒後の痙攣を考慮した適切な自動キャンセルを行うことができる。

以上、本発明の実施の形態を例示により説明したが、本発明の範囲はこれらに限定されるものではなく、請求項に記載された範囲内において目的に応じて変更・変形することが可能である。

以上のように、本発明にかかる転倒検知端末は、転倒後の痙攣を考慮した適切な自動キャンセルを行うことができるという効果を有し、高齢者の転倒を検知する監視システム等に用いられ、有用である。

１転倒検知端末
２加速度センサ
３装着センサ
４高度センサ
５救急ボタン
６操作表示部
７振動部
８電源部
９無線通信部
１０監視制御部
１１監視センタ
１２セキュリティ端末
１３救急監視部
１４生活監視部
１５転倒監視部
１６転倒判定部（転倒判定手段）
１７取消処理部（取消処理手段）

Claims

利用者により携帯され、当該利用者の転倒を検知する転倒検知端末において、
前記転倒検知端末の動きを検出して動きデータを出力する動きセンサと、
前記動きデータから前記利用者の転倒を検出し、前記利用者の転倒異常を判定する転倒判定手段と、
前記動きデータから前記利用者の体動を検出し、前記転倒判定手段による転倒検出の後の所定のキャンセル判定時間内に所定の体動が検出された場合には前記転倒検出をキャンセルする取消処理手段と、
を備え、
前記取消処理手段は、所定の時間的な区間ごとに所定基準以上の体動の有無を検出し、前記所定基準以上の体動が検出された区間が前記キャンセル判定時間内に所定数以上ある場合に、前記キャンセル判定時間における体動のパターンが痙攣による体動を示す特定パターンに合致すると判定し、前記キャンセルを禁止することを特徴とする転倒検知端末。
前記転倒検知端末は、さらに、高度を検出する高度センサを備え、
前記取消処理手段は、前記キャンセル判定時間における体動のパターンが前記特定パターンに合致し、かつ、前記キャンセル判定時間における高度変化が所定未満である場合に、前記キャンセルを禁止する、請求項１に記載の転倒検知端末。
利用者の転倒を検知する転倒検知端末で実行されるプログラムであって、
前記転倒検知端末には、前記転倒検知端末の動きを検出して動きデータを出力する動きセンサが備えられており、
前記プログラムは、コンピュータに
前記動きデータから前記利用者の転倒を検出し、前記利用者の転倒異常を判定する処理と、
前記動きデータから前記利用者の体動を検出し、前記転倒異常判定を行う処理による転倒検出の後の所定のキャンセル判定時間内に所定の体動が検出された場合には前記転倒検出をキャンセルする処理と、
を実行させ、
前記キャンセルする処理では、
所定の時間的な区間ごとに所定基準以上の体動の有無を検出し、前記所定基準以上の体動が検出された区間が前記キャンセル判定時間内に所定数以上ある場合に、前記キャンセル判定時間における体動のパターンが痙攣による体動を示す特定パターンに合致すると判定し、前記キャンセルを禁止することを特徴とするプログラム。