JP3928352B2

JP3928352B2 - Human body anomaly detector

Info

Publication number: JP3928352B2
Application number: JP2000360355A
Authority: JP
Inventors: 竹ノ内利春; 亮森本; 英喜河原
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 2000-11-27
Filing date: 2000-11-27
Publication date: 2007-06-13
Anticipated expiration: 2020-11-27
Also published as: JP2002159453A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ベットや布団に就床する検知対象者に異常が発生したのを検知する人体異常検知器に関し、特に、患者や一人暮らしの老人等がベッドや布団に入った後に、病気や事故により異常状態に陥ったときに、これを検知して報知する人体異常検知器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ベットや布団に就床している患者や一人暮らしの老人等の検知対象者が、異常を感じたときに、その異常を報知する異常報知システムとして、例えば、呼出用のスイッチ等が提案されている。
【０００３】
また、前述の検知対象者が、異常状態になっていることを検知する方法として、テレビカメラ等を設置して、検知対象者を常時監視し、リアルタイムで検知対象者の異常状態を検知する異常報知システムが考えられる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記した従来の異常報知システムのうち、呼出用のスイッチ等にあっては、容態が急変してスイッチを操作できなくなる場合には対応できず、また、夜間等の暗闇ではスイッチが見付からなく恐れが考えられる。
【０００５】
また、上記した従来の異常報知システムのうち、テレビカメラ等を設置して、検知対象者を常時監視する方法を用いるものにあっては、検知対象者をリアルタイムで監視できるために、夜間や容態急変時に対応できるという面はあるものの、検知対象者のプライバシーを侵害する恐れがある。
【０００６】
このような問題点を解決するために、特開２０００−１０２５１５号公報により開示された身体状態検出具１００が存在する。このものは、電磁波送受信センサ１００ａを用いて被験者の身体状態を検出可能とする身体状態検出具１００であって、電磁波送受信センサＳが被験者のための寝具（ベッド）２００に内蔵されてなるものである。
【０００７】
このものでは、プライバシーを侵害することなく、検知対象者の異常をリアルタイムで検知することができるものの、電磁波送受信センサ１００ａを寝具（ベッド）２００に内蔵しなくてはならず、さらに、電磁波送受信センサ１００ａを内蔵して特別に用意した寝具（ベッド）２００を配置するスペースを確保しなくてはならないという問題がある。
【０００８】
上記した特開２０００−１０２５１５号公報により開示された身体状態検出具１００の他に、ベッド等の寝床に重畳センサや加圧センサ等を設置して、それらのセンサにより異常動作を検知したり、体温・脈拍・呼吸数等をそれぞれ温度センサ・脈拍計・呼吸検知用のゴムチューブを利用して異常値を検知したりする方法を用いた異常報知システムが考えられている。
【０００９】
しかしながら、このような異常報知システムであっても、重畳センサや加圧センサというような比較的大掛かりなセンサを設置したベッド等を特別に用意しなければならず、さらには、そのような特別に用意したベッド等を配置するスペースを確保しなくてはならないというような問題がある。
【００１０】
本発明は、上記の点に着目してなされたもので、その目的とするところは、プライバシーを侵害することなく、検知対象者の異常をリアルタイムで検知することができる人体異常検知器を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記した課題を解決するために、請求項１記載の人体異常検知器は、検知エリアに向かって送波信号を送波し、検知エリア内の検知対象者により反射された反射波を受波し、その受波した受波信号の送波信号に対する周波数偏移に基づいて検知対象者を検知するドップラー式センサ部を備え、ドップラー式センサ部による検知出力のうち所定の閾値以上のものを判断に有効な信号とし、その信号が所定期間内に検知された場合に、信号の検知間隔が、予めそれぞれ設定された高限界値以下かつ低限界値以上の正常範囲にあるときを正常状態であり得ると判断し、正常範囲にないときを異常状態であり得ると判断する人体異常検知器であって、予め定められた閾値調整設定期間において前記検知出力の信号における山の頂点の値のうち初期設定された前記閾値以上の値を検出し、これら検出した山の頂点の値の最小値に基づいて前記閾値を再設定する構成にしている。
請求項２記載の人体異常検知器は、検知エリアに向かって送波信号を送波し、検知エリア内の検知対象者により反射された反射波を受波し、その受波した受波信号の送波信号に対する周波数偏移に基づいて検知対象者を検知するドップラー式センサ部を備え、ドップラー式センサ部による検知出力のうち所定の閾値以上のものを判断に有効な信号とし、その信号が所定期間内に検知された場合に、信号の検知間隔が、所定の高限界値以下かつ低限界値以上の正常範囲にあるときを正常状態であり得ると判断し、正常範囲にないときを異常状態であり得ると判断する人体異常検知器であって、予め定められた限界値調整設定期間において、前記検知出力の信号における前記閾値以上の山の頂点の値の時間間隔を複数検出し、これら複数の時間間隔における最小の値を前記低限界値に設定するとともに最大の値を前記高限界値として設定する構成にしている。
請求項３記載の人体異常検知器は、請求項２に記載の人体異常検知器において、予め定められた閾値調整設定期間において前記検知出力の信号における山の頂点の値のうち初期設定された前記閾値以上の値を検出し、これら検出した山の頂点の値の最小値に基づいて前記閾値を再設定する構成にしている。
【００１４】
請求項４記載の人体異常検知器は、請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の人体異常検知器において、前記検知間隔が前記高限界値よりも大きいときを、呼吸数が減少している異常状態であり得ると判断する構成にしている。
【００１５】
請求項５記載の人体異常検知器は、請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の人体異常検知器において、前記検知間隔が前記低限界値よりも小さいときを、呼吸数が増加しているか又は変位が多い異常状態であり得ると判断する構成にしている。
【００１６】
請求項６記載の人体異常検知器は、請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の人体異常検知器において、複数の前記信号が前記所定期間内に検知された場合に、前記検知間隔が前記正常範囲に含まれる前記信号が、予め設定された個数又は割合であるときに、正常状態であると判断する構成にしている。
【００１７】
請求項７記載の人体異常検知器は、請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の人体異常検知器において、複数の前記信号が前記所定期間内に検知された場合に、前記検知間隔が前記正常範囲に含まれる前記信号の平均値が、予め設定された所定範囲にあるときに、正常状態であると判断する構成にしている。
【００２２】
請求項８記載の人体異常検知器は、検知エリアに向かって送波信号を送波し、検知エリア内の検知対象者により反射された反射波を受波し、その受波した受波信号の送波信号に対する周波数偏移に基づいて検知対象者を検知するドップラー式センサ部を備え、ドップラー式センサ部による検知出力のうち所定の閾値以上のものを判断に有効な信号とし、その信号が所定期間内に検知されない場合に、無呼吸状態の異常状態であるか又は前記検知対象者の不在状態と判断する人体異常検知器において、過去の状態履歴を保持し、その過去の状態履歴に基づいて、無呼吸状態の異常状態又は前記検知対象者の不在状態のいずれかであるかを判断する構成にしている。
請求項９記載の人体異常検知器は、請求項１から請求項８のいずれか一項に記載の人体異常検知器において、前記送波信号と前記受波信号とのミキシングにより、前記検知エリアまでの検知距離を限定した構成にしている。
【００２４】
【発明の実施の形態】
本発明の人体異常検知器の一実施形態を図１乃至図９に基づいて以下に説明する。
【００２５】
１は電源回路部で、この人体異常検知器１０の各部に給電するためのものである。２はマイクロ波ドップラー式センサ部で、マイクロ波を発振するＭＷ波発振器２ａ、マイクロ波を送波するための送信アンテナ２ｂ、検知対象者２０等により反射されたマイクロ波の反射波を受波する受信アンテナ２ｃ、受波された反射波を送波したマイクロ波にミキシングしてミキサ信号を出力するミキサ２ｄより構成される。このマイクロ波ドップラー式センサ部２は、受波した受波信号の送波信号に対する周波数偏移に基づいて検知対象者２０を検知する。
【００２６】
３は増幅回路部で、ミキサ２ｃから出力されたミキサ信号を増幅する。４は比較回路部で、増幅回路部３から出力されたアナログ信号をデジタル信号に変換する。なお、この比較回路部４は、アナログ出力のままで、検知対象者２０が正常状態又は異常状態のいずれであるかを判断するときは、図２に示すように、設けられなくてもよい。
【００２７】
５は信号処理部で、比較回路部４からデジタルのミキサ信号が入力され、そのミキサ信号、すなわち、マイクロ波ドップラー式センサ部２からの検知出力と検知対象者２０の呼吸等に伴う変位とを対応付けて、検知対象者２０が正常状態であるか又は異常状態であるか判断するための信号処理を行う。６は出力回路部で、信号処理部５による信号処理結果を外部に出力する。７は切替設定スイッチで、信号処理部５による信号処理の条件を設定するよう、後述する閾値並びに高限界値及び低限界値を設定する。
【００２８】
この人体異常検知器１０は、加圧センサや重畳センサと比較して、小型のものとなっており、例えば、図３（ａ）に示すように、検知対象者２０が就床するベッドの底面に設置される。なお、同図（ｂ）に示すように、天井等のベッド上方に設置してもよく、また、同図（ｃ）に示すように、マイクロ波の送波方向を横方向として設置してもよく、さらには、同図（ｄ）に示すように、壁や天井等に取り付けてマイクロ波の送波方向を斜め方向として設置してもよい。
【００２９】
ただし、同図（ａ）乃至（ｄ）のいずれであっても、検知対象者２０とこの人体異常検知器１０との間の障害物の有無や検知距離等の環境に応じて、切替設定スイッチ７により後述する閾値を下げる設定をしたり、増幅回路部３による増幅用のゲインを上げる調整をする等の処置は必要である。
【００３０】
なお、同図（ａ）乃至（ｄ）のいずれでも、この人体異常検知器１０のマイクロ波の送波方向が、ベッドの長手方向中央、すなわち検知対象者２０の中央に向かっているが、例えば、十分に検知可能であれば、この人体異常検知器１０のマイクロ波の送波方向が、ベッドの長手方向中央でなくてもよい。
【００３１】
次に、この人体異常検知器１０による信号処理について、図４乃至図７に基づいて以下に説明する。図４（ａ）は、検知対象者２０の呼吸が正常状態である場合の増幅回路部３からのアナログ出力を示し、同図（ｂ）は、同図（ａ）に示したアナログ出力を比較回路部４によりデジタル信号としたものである。
【００３２】
このものの人体異常検知器１０の信号処理部５では、同図（ａ）に示したアナログ出力のうち閾値以上であって判断に有効とされる出力信号の周期である検知間隔ｔ、すなわち、アナログ出力が比較回路部４の有するコンパレータにより「Ｈ」又は「Ｌ」とされる同図（ｂ）に示したパルス信号の周期である検知間隔ｔを、予め設定された所定期間内で検知し、その検知間隔ｔが、予め設定された高限界値以下であり、かつ、予め設定された低限界値以上の正常範囲にあるか否かを判定する。その結果、上記した正常範囲にある場合を正常状態であり得ると判断し、正常範囲にないときを異常状態であり得ると判断する。
【００３３】
前述した同図（ａ）及び同図（ｂ）は、検知対象者２０の呼吸が正常状態である場合を示しているのであるから、当然のことながら、検知間隔ｔが正常範囲にある。
【００３４】
上記したように、検知間隔ｔが正常範囲にあるか又は否かでもって、検知対象者２０が正常状態であるか又は異常状態であるかを判断するのは、ドップラー方式において重要な周波数値がそれぞれ有する類似の傾向を掴むことができ、また、周波数値そのものを算出するよりも、計算が簡略であるからである。なお、パルス信号のパルス幅でもって、検知対象者２０が正常状態であるか又は異常状態であるかを判断するようにしてもよい。
【００３５】
これに対して、図５（ａ）は、検知対象者２０の呼吸が少ない異常状態である場合の増幅回路部３からのアナログ出力を示し、同図（ｂ）は、同図（ａ）に示したアナログ出力を比較回路部４によりデジタル信号としたものである。同図（ａ）及び同図（ｂ）では、検知間隔ｔは、予め設定された高限界値より大きくなっており、検知対象者２０の呼吸が少ない異常状態に対応したものとなっている。この場合では、アナログ出力のレベルも低下しているために、アナログ出力のうち有効出力と判断されて検知される割合も低下するので、そのことでも、検知間隔ｔが大きくなる。
【００３６】
また、図６（ａ）は、検知対象者２０が激しく動作している異常状態、すなわち、呼吸が激しくなっている状態や、痙攣状態である場合の増幅回路部３からのアナログ出力を示し、同図（ｂ）は、同図（ａ）に示したアナログ出力を比較回路部４によりデジタル信号としたものである。同図（ａ）及び同図（ｂ）では、検知間隔ｔは、予め設定された低限界値より小さくなっており、検知対象者２０の呼吸が多かったり検知対象者２０の変位が激しくなっている異常状態に対応したものとなっている。
【００３７】
さらに、図７（ａ）は、例えば、検知対象者２０が正常の呼吸動作を行いながら、通常の寝返りを行うというような、検知対象者２０が正常状態でありながら、異常状態ともとれるノイズが混じっている場合の増幅回路部３からのアナログ出力を示し、同図（ｂ）は、同図（ａ）に示したアナログ出力を比較回路部４によりデジタル信号としたものである。
【００３８】
この場合、検知間隔ｔは、基本的には、図４（ａ）及び（ｂ）の場合と同様に、正常範囲にありながら、一時的に、低限界値よりも小さい値をとることになる。従って、予め設定された所定期間内で検知された検知間隔ｔのうち、正常範囲にあるものが、予め設定された個数以上、例えば３個以上が検知されるか、又は、予め設定された割合以上、例えば、６０％以上のものが、正常範囲にあるときに、正常状態と判断される。
【００３９】
ここで、図４（ａ）及び（ｂ）に示すように明らかに正常範囲にある場合の検知間隔ｔを検知間隔ｔ１とし、図５（ａ）及び（ｂ）に示すように検知対象者２０の呼吸が少ない異常状態であって予め設定された高限界値より大きい検知間隔ｔを検知間隔ｔ２とし、図６（ａ）及び（ｂ）に示すように検知対象者２０の呼吸が多い異常状態であって予め設定された高限界値より小さい検知間隔ｔを検知間隔ｔ３とし、図７（ａ）及び（ｂ）に示すように検知対象者２０が正常状態であるが異常状態ともとれるノイズが混じっている場合の検知間隔ｔを検知間隔ｔ４とする。これらの検知間隔ｔ１〜検知間隔４を図８（ａ）に示す。これらの検知間隔ｔ１〜検知間隔４に基づいて、以下に示すアルゴリズムにより、検知対象者２０が正常状態又は異常状態であるかを判断することができる。ただし、Ｔ１＝ｔ０±ｔｇとする。ｔ０は、例えば、３秒等の基準値である。また、ｔｇは、例えば、０．５秒等のばらつき値である。
【００４０】
また、ｔ０−ｔｇ≦検知間隔ｔ１≦ｔ０＋ｔｇとすると、例えば、所定期間が１分であるとき、所定期間内で検知された検知間隔ｔが次に示す関係、すなわち、検知間隔ｔ＞ｔ０＋ｔｇであるか、検知間隔ｔ＜ｔ０−ｔｇであるか、又は、検知間隔ｔ≦ｔ０＋ｔｇであって検知間隔ｔ＜ｔ０−ｔｇもとるかによって、明らかな正常状態、検知対象者２０の呼吸が少ない異常状態、検知対象者２０の呼吸が多いは検知対象者２０の変位が多い異常状態、又は、正常状態であるが異常状態ともとれるノイズが混じっている状態のいずれかであるかを判断することができる。
【００４１】
さらに、上記した４通りの状態のいずれかであるかを判断する考え方として、次に示すものがある。これは、予め設定された所定期間内で検知された検知間隔ｔの平均値（ｔＡＶＲ）により、上記した４通りの状態のいずれかであるかを判断するものである。
【００４２】
これは、ｔ３（ＡＶＲ）＜ｔ４（ＡＶＲ）＜ｔ１（ＡＶＲ）＜ｔ２（ＡＶＲ）であることに着目した考え方であって、予め、ｔ３（ＡＶＲ）、ｔ４（ＡＶＲ）、ｔ１（ＡＶＲ）及びｔ２（ＡＶＲ）を求めておいて、検知された検知間隔ｔの平均値（ｔＡＶＲ）が、ｔ３（ＡＶＲ）、ｔ４（ＡＶＲ）、ｔ１（ＡＶＲ）又はｔ２（ＡＶＲ）のいずれに該当するかを判定して、上記した４通りの状態のいずれかであるかを判断するのである。
【００４３】
また、検知された検知間隔ｔの検知間隔ｔ１に対するばらつき（偏差）に応じて、上記した４通りの状態のいずれかであるかを判断するも可能である。
【００４４】
これ以外に、検知対象者２０の呼吸が少ない異常状態であって、例えば、図８（ｂ）に示すように、検知間隔ｔ＜ｔ０＋ｔｇとなることも考えられるが、このときは、検知間隔ｔ＜ｔ０＋ｔｇとして検知された検知間隔ｔの個数が、予め設定された個数以上であるかどうかを判定することにより、検知対象者２０の呼吸が少ない異常状態であると判断することができる。
【００４５】
また、検知対象者２０の存又は不在を判断することもできる。すなわち、検知対象者２０を検知できない場合は、不在とすればよいのである。もっとも、検知対象者２０が無呼吸状態の異常状態のときも、検知対象者２０が変位しなくなるために、検知できなくなるわけではあるが、過去の状態履歴を保持しておいて、その過去の状態履歴に基づいて、検知対象者２０が不在であるか、又は検知対象者２０が無呼吸状態の異常状態であるかを、判断することができる。
【００４６】
これまで述べてきた所定期間は、予め設定された所定の時間をそれぞれ有するよう、予め区切られたものでもよいし、リアルタイムで、随時シフトしていくものでもよい。
【００４７】
ここで、検知対象者２０が不在となった場合、所定の時間を有した所定期間をリアルタイムで随時シフトしていくときに、アナログ出力値又はパルス信号の一周期の終了時点が検知されないことになるので、終了時点が検知されていたら相当大きい値として検知されるはずの検知間隔ｔを検出できなくなる。
【００４８】
しかしながら、過去の履歴情報を保持させておくことにより判断が可能である。すなわち、一周期の終了時点が検知されないことに起因して検知間隔ｔとして検知されずに一周期の開始時点から起算されて徐々に増大している時間が、ｔ０＋ｔｇよりも大きくなったときに、それまでの増大カーブの勾配が、例えば、過去の履歴情報により得られた所定勾配よりも大きいか否かを判定することにより、検知対象者２０が不在となった場合を検知することができるのである。
【００４９】
また、一周期の開始時点から起算されて徐々に増大している時間がｔ０＋ｔｇよりも大きくなってから一定時間、例えば、３０秒を予備異常期間とし、その予備異常期間に、一周期の終了時点が検知されるか否かを判断することにより、検知対象者２０が不在となっているかどうかを判断してもよい。
【００５０】
このような予備異常期間を設定することにより、前述した４通りの状態に遷移する過程での判断を、より確実にすることができる。
【００５１】
また、これまで述べてきた閾値は、前述したように、切替設定スイッチ７により切替設定する他に、例えば、増幅回路部３による増幅のゲイン調整のための抵抗調整スイッチ（図示せず）、アナログ出力のままで検知対象者２０が正常状態又は異常状態であるかを判断する場合に予め幾通りか設定した閾値を変更するために設けた外部スイッチ（図示せず）、比較回路部４の有したコンパレータの閾値を設定する抵抗を調整するためのボリューム（図示せず）を使用して、検知対象者２０や環境に応じて、設定し直すことが可能である。
【００５２】
また、前述したように、正常範囲、すなわち高限界値及び低限界値も、前述したように、切替設定スイッチ７により切替設定することが可能となっている。
【００５３】
さらに、学習機能を付与して、閾値及び正常範囲を自動設定することができる。以下に、その自動設定について説明する。
【００５４】
初めに、信号処理部５に調整設定期間を設定しておき、例えば、電源投入後の限定期間経過後又は自動設定用に設けた調整設定ボタン（図示せず）等の押圧操作後に、例えば１時間の調整設定期間、検知対象者２０の正常状態を測定させる。なお、閾値は初期設定されている。
【００５５】
この自動設定の第１ステップとして、例えば、調整設定期間の前半３０分間に、アナログ出力の山の頂点値を全て測定する。この段階では、アナログ出力の山の頂点のうち、初期設定の閾値以上のものを対象とし、例えば、所定値を１００ｍｓとして、所定値未満のものを無効として扱う。これは、調整設定期間であっても、寝返りやノイズ等による特殊波形が混ざる恐れがあるため、その特殊波形を除去するためのものである。また、そのような特殊波形は、検知対象者２０の正常状態動作の波形のタイミングと無関係に発生するので、その特殊波形を含む前後の周期も除去するのが望ましい。
【００５６】
次に、この自動設定の第２ステップとして、調整設定期間の前半３０分間に測定された有功波形の各山の頂点値から最小値を算出する。ただし、定常ノイズである０．１Ｖに３倍余裕をみた０．３Ｖ以上のものを選択する等、ノイズを含まないように、あるレベル以上のものを選択する。
【００５７】
次に、この自動設定の第３ステップとして、先に算出した最小値に少し余裕をみた値、例えば、最小値×０．９を閾値として設定し直す。
【００５８】
次に、この自動設定の第４ステップとして、例えば、調整設定期間の後半３０分間に、設定し直した閾値以上のアナログ出力の山の周期を測定する。ただし、ここでも、例えば、所定値を１００ｍｓとして、所定値未満のものを無効として扱い、寝返りやノイズ等による特殊波形を含む前後の周期も無効とする。
【００５９】
次に、この自動設定の第５ステップとして、設定し直した閾値以上のアナログ出力の山の周期を、正常状態での検知間隔ｔ１とする。ここで、この正常状態での検知間隔ｔ１のうち、最小値が低限界値ｔ０−ｔｇに相当し、最大値が高限界値ｔ０＋ｔｇに相当する。
【００６０】
以上説明したステップにより、閾値及び正常範囲、すなわち、閾値並びに低限界値及び高限界値を自動設定することができるのである。
【００６１】
次に、このものによる検知エリア１０ａまでの検知距離の限定について、図９及び図１０に基づいて以下に説明する。なお、検知エリア１０ａまでの検知距離の限定についての説明の都合上、歩行者を検知対象者２０としている。
【００６２】
図９に示すように、人体異常検知器１０による検知エリア１０ａ外、すなわち同図におけるＢの位置を歩行者が歩行している場合、図１０（ａ）に示したマイクロ波よりなる送波信号がＢの位置の歩行者により反射されてなる反射信号は、同図（ｂ）に示すように、送波信号の送信が終了するまでに、人体異常検知器１０に帰ってこないために、送波信号と反射信号、すなわち送波信号と受波信号とがミキシングされてなるミキサ信号が形成されない。
【００６３】
これに対して、図９に示すように、人体異常検知器１０による検知エリア１０ａ内、すなわち同図におけるＡの位置を歩行者が歩行している場合、図１０（ａ）に示したマイクロ波よりなる送波信号がＡの位置の歩行者により反射されてなる反射信号は、同図（ｂ）に示すように、送波信号の送信が終了するまでに、人体異常検知器１０に帰ってくるために、送波信号と反射信号とがミキシングされてなるミキサ信号が形成されることになる。
【００６４】
すなわち、人体異常検出器から検知対象者２０までの検知距離が長いと、ミキサ信号が形成されず、これに対して、人体異常検出器から検知対象者２０までの検知距離が短いと、ミキサ信号が形成されるのである。このように、ミキサ信号が形成されるか否かにより、人体異常検出器１０から検知対象者２０までの検知距離を限定できるのである。
【００６５】
これまで述べてきたように、この人体異常検知器１０により、検知対象者２０が正常状態又は異常状態であるかを判断することができ、その判断結果を出力回路部から出力することにより、集中監視室や病院等の遠隔地に報知することができる。また、ブザー等による音声出力での警報や、ワイヤレス装置や回線を用いた通信も可能である。
【００６６】
また、異常状態がどのような異常であるか、すなわち、検知対象者２０の呼吸が少ない異常状態、検知対象者２０の呼吸が多い異常状態、無呼吸状態の異常状態のいずれかであるかを判別して、各異常状態毎に異なる警報やメッセージを出力させることも可能である。さらに、前述した予備異常期間は、異常状態とは異なる出力、例えば、ＬＥＤの点滅表示等も可能である。
【００６７】
かかる人体異常検知器にあっては、マイクロ波ドップラー式センサ部２による検知出力と検知対象者２０の呼吸に伴う変位とを対応付けて、検知対象者２０が正常状態であるか又は異常状態であるか判断するのであるから、プライバシーを侵害することなく、検知対象者２０の異常をリアルタイムで検知することができる。
【００６８】
また、ドップラー式センサ部による検知出力と検知対象者の変位とを対応付けて、検知対象者が正常状態であるか又は異常状態であるかを非接触式で検知するのであるから、例えば、体温・脈拍・呼吸数等をそれぞれ温度センサ・脈拍計・呼吸検知用のゴムチューブを利用して、検知対象者が正常状態であるか又は異常状態であるかを接触式で検知する場合に比較して、外れたり、意図的に外されたり、付け忘れられたり、人体との接触不良が生じたり、不快感・不潔感を感じさせることはなく、さらには、呼吸検知用のゴムチューブのように通常呼吸に支障のない人には使用しないものを利用しているわけではないから、検知対象者の容態によらずに、正常状態であるか又は異常状態であるかを検知することができる。
【００６９】
また、送波信号と受波信号とのミキシングにより、検知エリア１０ａまでの検知距離を限定するのであるから、例えば、検知対象者２０の近くに、マイクロ波ドップラー式センサ部２により誤って検知対象者２０として認識され得る濡れた洗濯物がある場合でも、その濡れた洗濯物が検知エリア１０ａに入らずに、かつ、検知対象者２０が検知エリア１０ａに入るように、検知距離を限定することにより、検知対象者２０の異常状態を確実に検知することができる。
【００７０】
また、判断に有効な信号の検知間隔が、予めそれぞれ設定された高限界値以下かつ低限界値以上であるときを、検知対象者２０の呼吸数が特に少なくもなく又は特に多くもない正常状態に対応付けるとともに、判断に有効な信号の検知間隔が、高限界値よりも大きいとき又は低限界値よりも小さいときを、検知対象者２０の呼吸数が特に多いか又は特に少ない異常状態に対応付けて、正常状態又は異常状態を判断するのであるから、検知対象者２０の異常状態の検知精度を高くすることができる。
【００７１】
また、判断に有効な信号の検知間隔が、高限界値よりも大きいときを、検知対象者２０の呼吸数が特に少ない異常状態に対応付けるのであるから、検知対象護者がどのような異常状態にあるかを検知することができる。
【００７２】
また、判断に有効な信号の検知間隔が、高限界値よりも小さいときを、検知対象者２０の呼吸数が特に多いか又は変位が多い異常状態に対応付けるのであるから、検知対象者２０がどのような異常状態にあるかを検知することができる。
【００７３】
また、判断に有効とされる信号であり検知間隔が正常範囲に含まれる信号が、予め設定された個数又は割合であるときに、正常状態であると判断するのであるから、判断に有効とされる信号であり検知間隔が正常範囲に含まれる信号が突発的に発生した場合に、その突発的に発生した信号に基づいて正常状態又は異常状態を判断せずに、突発的に発生した信号をノイズとして扱うことができ、検知対象者２０の異常状態の検知精度を高くすることができるという効果をさらに奏することができる。
【００７４】
また、判断に有効とされる信号であり検知間隔が正常範囲に含まれる信号の平均値が、予め設定された所定範囲にあるときに、正常状態であると判断するのであるから、判断に有効とされる信号であり検知間隔が正常範囲に含まれる信号が突発的に発生した場合に、その突発的に発生した信号に基づいて正常状態又は異常状態を判断せずに、突発的に発生した信号をノイズとして扱うことができ、検知対象者２０の異常状態の検知精度を高くすることができるという効果をさらに奏することができる。
【００７５】
また、閾値を切替設定可能としているのであるから、使用状況に応じて、閾値を適宜切替設定することにより、検知対象者２０の異常状態の検知精度を高くすることができるという効果をさらに奏することができる。
【００７６】
また、学習機能が付与され、閾値を最適設定可能としているのであるから、学習を積ませて閾値を最適設定することにより、検知対象者２０の異常状態の検知精度を高くすることができるという効果をさらに奏することができる。
【００７７】
また、高限界値及び低限界値を切替設定可能としているのであるから、使用状況に応じて、高限界値又は低限界値の少なくとも一方を適宜切替設定することにより、検知対象者２０の異常状態の検知精度を高くすることができるという効果をさらに奏することができる。
【００７８】
また、学習機能が付与され、高限界値及び低限界値を最適設定可能としているのであるから、学習を積ませて高限界値及び低限界値を最適設定することにより、検知対象者２０の異常状態の検知精度を高くすることができるという効果をさらに奏することができる。
【００７９】
また、判断に有効な信号の検知間隔が、所定期間内に検知されない場合を、呼吸が検知されない状態に対応付けて、無呼吸状態の異常状態であるか又は検知対象者２０の不在状態と判断するのであるから、少なくとも正常状態ではない検知対象者２０の状態を検知することができる。
【００８０】
また、過去の状態履歴を保持し、その過去の状態履歴に基づいて、無呼吸状態の異常状態又は検知対象者２０の不在状態のいずれかであるかを判断するのであるから、少なくとも正常状態ではない検知対象者２０の状態を、より詳細に検知することができる。
【００８１】
【発明の効果】
請求項１記載の人体異常検知器は、ドップラー式センサ部による検知出力と検知対象者の呼吸に伴う変位とを対応付けて、検知対象者が正常状態であるか又は異常状態であるか判断するのであるから、プライバシーを侵害することなく、検知対象者の異常をリアルタイムで検知することができる。また、判断に有効な信号の検知間隔が、予めそれぞれ設定された高限界値以下かつ低限界値以上であるときを、検知対象者の呼吸数が特に少なくもなく又は特に多くもない正常状態に対応付けるとともに、判断に有効な信号の検知間隔が、高限界値よりも大きいとき又は低限界値よりも小さいときを、検知対象者の呼吸数が特に多いか又は特に少ない異常状態に対応付けて、正常状態又は異常状態を判断するのであるから、検知対象者の異常状態の検知精度を高くすることができる。更に、学習機能が付与され、閾値を自動設定可能としているのであるから、学習を積ませて閾値を最適設定することにより、検知対象者の異常状態の検知精度を高くすることができるという効果を奏することができる。
請求項２記載の人体異常検知器は、ドップラー式センサ部による検知出力と検知対象者の呼吸に伴う変位とを対応付けて、検知対象者が正常状態であるか又は異常状態であるか判断するのであるから、プライバシーを侵害することなく、検知対象者の異常をリアルタイムで検知することができる。また、判断に有効な信号の検知間隔が、予めそれぞれ設定された高限界値以下かつ低限界値以上であるときを、検知対象者の呼吸数が特に少なくもなく又は特に多くもない正常状態に対応付けるとともに、判断に有効な信号の検知間隔が、高限界値よりも大きいとき又は低限界値よりも小さいときを、検知対象者の呼吸数が特に多いか又は特に少ない異常状態に対応付けて、正常状態又は異常状態を判断するのであるから、検知対象者の異常状態の検知精度を高くすることができる。更に、学習機能が付与され、高限界値及び低限界値を自動設定可能としているのであるから、学習を積ませて高限界値及び低限界値を最適設定することにより、検知対象者の異常状態の検知精度を高くすることができるという効果を奏することができる。
請求項３記載の人体異常検知器は、請求項２に記載の人体異常検知器の効果に加えて、学習機能が付与され、閾値を自動設定可能としているのであるから、学習を積ませて閾値を最適設定することにより、検知対象者の異常状態の検知精度を高くすることができるという効果を奏することができる。
【００８４】
請求項４記載の人体異常検知器は、請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の人体異常検知器の効果に加えて、判断に有効な信号の検知間隔が、高限界値よりも大きいときを、検知対象者の呼吸数が特に少ない異常状態に対応付けるのであるから、検知対象者がどのような異常状態にあるかを検知することができる。
【００８５】
請求項５記載の人体異常検知器は、請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の人体異常検知器の効果に加えて、判断に有効な信号の検知間隔が、高限界値よりも小さいときを、検知対象者の呼吸数が特に多いか又は変位が多い異常状態に対応付けるのであるから、検知対象者がどのような異常状態にあるかを検知することができる。
【００８６】
請求項６記載の人体異常検知器は、判断に有効とされる信号であり検知間隔が正常範囲に含まれる信号が、予め設定された個数又は割合であるときに、正常状態であると判断するのであるから、判断に有効とされる信号であり検知間隔が正常範囲に含まれる信号が突発的に発生した場合に、その突発的に発生した信号に基づいて正常状態又は異常状態を判断せずに、突発的に発生した信号をノイズとして扱うことができ、検知対象者の異常状態の検知精度を高くすることができるという請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の人体異常検知器の効果をさらに奏することができる。
【００８７】
請求項７記載の人体異常検知器は、判断に有効とされる信号であり検知間隔が正常範囲に含まれる信号の平均値が、予め設定された所定範囲にあるときに、正常状態であると判断するのであるから、判断に有効とされる信号であって検知間隔が正常範囲に含まれる信号が突発的に発生した場合に、その突発的に発生した信号に基づいて正常状態又は異常状態を判断せずに、突発的に発生した信号をノイズとして扱うことができ、検知対象者の異常状態の検知精度を高くすることができるという請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の人体異常検知器の効果をさらに奏することができる。
【００９２】
請求項８記載の人体異常検知器は、ドップラー式センサ部による検知出力と検知対象者の呼吸に伴う変位とを対応付けて、検知対象者が正常状態であるか又は異常状態であるか判断するのであるから、プライバシーを侵害することなく、検知対象者の異常をリアルタイムで検知することができる。また、判断に有効とされる信号が所定期間内に検知されない場合を、過去の状態履歴に基づいて、無呼吸状態の異常状態又は検知対象者の不在状態のいずれかであるかを判断するのであるから、少なくとも正常状態ではない検知対象者の状態を、より詳細に検知することができる。
請求項９記載の人体異常検知器は、請求項１から請求項８のいずれか一項に記載の人体異常検知器の効果に加えて、送波信号と受波信号とのミキシングにより、検知エリアまでの検知距離を限定するのであるから、例えば、検知対象者の近くに、ドップラー式センサ部により誤って検知対象者として認識され得る濡れた洗濯物がある場合でも、その濡れた洗濯物が検知エリアに入らずに、かつ、検知対象者が検知エリアに入るように、検知距離を限定することにより、検知対象者の異常状態を確実に検知することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態のブロック図である。
【図２】アナログ出力値のままで正常状態又は異常状態のいずれかであることを検知するもののブロック図である。
【図３】同上の設置状態の説明図である。
【図４】同上により検知対象者が正常状態であることが示された検知出力図である。
【図５】同上により検知対象者が呼吸数の少ない異常状態であることが示された検知出力図である。
【図６】同上により検知対象者が呼吸数の多い異常状態であることが示された検知出力図である。
【図７】同上により検知対象者が正常状態であることが示されノイズを含む検知出力図である。
【図８】所定期間内に取り得る判断に有効な信号の検知間隔を示す説明図である。
【図９】検知エリアまでの検知距離の限定を説明する説明図である。
【図１０】検知エリアまでの検知距離の限定を説明するタイムチャートである。
【図１１】特開２０００−１０２５１５号公報により開示された身体状態検出具の斜視図である。
【符号の説明】
２マイクロ波ドップラー式センサ部
１０ａ検知エリア
１０人体異常検出器
２０検知対象者[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a human anomaly detector that detects that an abnormality has occurred in a person to be detected who goes to bed or a futon, and in particular, after a patient or an elderly person living alone enters a bed or futon, The present invention relates to a human body abnormality detector that detects and notifies when an abnormal state occurs.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, for example, a call switch has been proposed as an anomaly notification system for notifying an abnormality of a detection target person such as a patient lying in a bed or a futon or an elderly person living alone who feels an abnormality. ing.
[0003]
In addition, as a method of detecting that the above-mentioned detection target person is in an abnormal state, an abnormality that installs a TV camera, etc., constantly monitors the detection target person and detects the abnormal state of the detection target person in real time A notification system is conceivable.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
Among the above-described conventional alarm notification systems, a call switch or the like cannot cope with a sudden change of state and the switch cannot be operated, and there is a fear that the switch cannot be found in the dark such as at night. Conceivable.
[0005]
In addition, among the conventional abnormality notification systems described above, in the case of using a method in which a TV camera or the like is installed and the person to be detected is constantly monitored, the person to be detected can be monitored in real time. Although it can cope with sudden changes, it may infringe on the privacy of the person being detected.
[0006]
In order to solve such problems, there is a body condition detector 100 disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 2000-102515. This is a body condition detector 100 that can detect the body condition of a subject using an electromagnetic wave transmission / reception sensor 100a, and the electromagnetic wave transmission / reception sensor S is built in a bedding (bed) 200 for the subject. is there.
[0007]
In this device, although an abnormality of the person to be detected can be detected in real time without infringing on the privacy, the electromagnetic wave transmission / reception sensor 100a must be built in the bedding (bed) 200, and the electromagnetic wave transmission / reception sensor. There is a problem that a space for placing a specially prepared bedding (bed) 200 with a built-in 100a must be secured.
[0008]
In addition to the body condition detector 100 disclosed in the above Japanese Patent Laid-Open No. 2000-102515, a superposition sensor, a pressure sensor or the like is installed on a bed such as a bed, and abnormal motion is detected by these sensors. An abnormality notification system using a method of detecting an abnormal value of a body temperature, a pulse rate, a respiration rate, etc. by using a temperature sensor, a pulse meter, and a rubber tube for respiration detection has been considered.
[0009]
However, even in such an abnormality notification system, a bed or the like on which a relatively large sensor such as a superposition sensor or a pressure sensor is installed must be specially prepared. There is a problem that a space for arranging the prepared bed or the like must be secured.
[0010]
The present invention has been made paying attention to the above points, and an object of the present invention is to provide a human body abnormality detector that can detect an abnormality of a person to be detected in real time without infringing on privacy. There is.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-described problem, the human body abnormality detector according to claim 1 transmits a transmission signal toward the detection area and receives a reflected wave reflected by the detection target person in the detection area. , Including a Doppler-type sensor unit that detects a person to be detected based on the frequency shift of the received received signal with respect to the transmitted signal,The detection output by the Doppler type sensor unit is a signal that is effective for judgment when the output is greater than or equal to a predetermined threshold value, and when the signal is detected within a predetermined period, the signal detection interval is set to a preset high limit value. A human body anomaly detector that judges that it can be in a normal state when it is in the normal range below and below the low limit value, and judges that it can be in an abnormal state when it is not in the normal range, with a predetermined threshold adjustment In the setting period, a value equal to or higher than the initially set threshold value is detected among the peak value in the detection output signal, and the threshold value is reset based on the minimum value of the detected peak value.It has a configuration.
The human body abnormality detector according to claim 2 transmits a transmission signal toward the detection area, receives a reflected wave reflected by a detection target person in the detection area, and receives the received signal. A Doppler-type sensor unit that detects a person to be detected based on a frequency shift with respect to a transmission signal is provided, and a detection signal output by the Doppler-type sensor unit that is equal to or higher than a predetermined threshold is determined as an effective signal. When it is detected within the period, it is judged that the signal detection interval is in the normal range below the predetermined high limit value and above the low limit value. A plurality of time intervals of peak values equal to or greater than the threshold value in the detection output signal in a predetermined limit value adjustment setting period, For hours Has a maximum value in the configuration to be set as the high limit value sets the minimum value to the low limit value in.
The human body anomaly detector according to claim 3 is the human body anomaly detector according to claim 2, wherein the initial value is set among the peak values of the detection output signal in a predetermined threshold adjustment setting period. A value equal to or greater than the threshold value is detected, and the threshold value is reset based on the minimum value of the detected peak values of the peaks.
[0014]
  The human body abnormality detector according to claim 4,The method according to any one of claims 1 to 3.In this human body abnormality detector, when the detection interval is larger than the high limit value, it is determined that it may be an abnormal state in which the respiratory rate is decreasing.
[0015]
  The human body abnormality detector according to claim 5,The method according to any one of claims 1 to 4.In the human body abnormality detector, when the detection interval is smaller than the low limit value, it is determined that an abnormal state in which the respiratory rate is increasing or the displacement is large may be determined.
[0016]
  The human body abnormality detector according to claim 6,6. The method according to any one of claims 1 to 5.In the human anomaly detector, when a plurality of the signals are detected within the predetermined period, the detection interval is normal when the signals included in the normal range are a preset number or ratio. It is configured to determine that it is in a state.
[0017]
  The human body abnormality detector according to claim 7,6. The method according to any one of claims 1 to 5.In the human body abnormality detector, when a plurality of the signals are detected within the predetermined period, the average value of the signals whose detection interval is included in the normal range is in a predetermined range set in advance. In this configuration, it is determined that the state is normal.
[0022]
  Claim 8The human body abnormality detector described isTransmits a transmission signal toward the detection area, receives a reflected wave reflected by the detection target person in the detection area, and detects based on a frequency shift of the received reception signal with respect to the transmission signal When a Doppler type sensor unit that detects the subject is provided, and the detected output from the Doppler type sensor unit is a signal that is effective for the determination, the apnea state is detected when the signal is not detected within the predetermined period. In the human anomaly detector that determines that the detection target person is absent or the absence of the detection target person, the past state history is retained, and the abnormal state of the apnea state or the detection target is determined based on the past state history. To determine whether the person is absentIt has a configuration.
The human body abnormality detector according to claim 9 is the human body abnormality detector according to any one of claims 1 to 8, wherein the detection area is obtained by mixing the transmission signal and the reception signal. The detection distance is limited.
[0024]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
An embodiment of the human body abnormality detector of the present invention will be described below with reference to FIGS.
[0025]
  Reference numeral 1 denotes a power supply circuit unit for supplying power to each part of the human body abnormality detector 10. A microwave Doppler sensor unit 2 receives a microwave reflected wave reflected by the MW wave oscillator 2a that oscillates the microwave, the transmission antenna 2b that transmits the microwave, the detection subject 20, and the like. The receiving antenna 2c mixes the received reflected wave with the transmitted microwave and outputs a mixer signal.Mixer 2dConsists of. The microwave Doppler sensor unit 2 detects the detection target person 20 based on the frequency shift of the received received signal with respect to the transmitted signal.
[0026]
Reference numeral 3 denotes an amplifier circuit unit that amplifies the mixer signal output from the mixer 2c. A comparison circuit unit 4 converts the analog signal output from the amplification circuit unit 3 into a digital signal. Note that the comparison circuit unit 4 does not need to be provided as shown in FIG. 2 when determining whether the detection target person 20 is in a normal state or an abnormal state while maintaining an analog output.
[0027]
A signal processing unit 5 receives a digital mixer signal from the comparison circuit unit 4, and outputs the mixer signal, that is, the detection output from the microwave Doppler sensor unit 2 and the displacement of the detection subject 20 due to respiration. Correspondingly, signal processing for determining whether the detection target person 20 is in a normal state or an abnormal state is performed. Reference numeral 6 denotes an output circuit unit that outputs a signal processing result by the signal processing unit 5 to the outside. Reference numeral 7 denotes a switch setting switch, which sets a threshold value, a high limit value, and a low limit value, which will be described later, so as to set conditions for signal processing by the signal processing unit 5.
[0028]
The human body abnormality detector 10 is smaller than a pressure sensor or a superimposition sensor. For example, as shown in FIG. Installed. In addition, as shown in the figure (b), it may be installed above the bed such as the ceiling, and as shown in the figure (c), the microwave transmission direction may be set as the horizontal direction. In addition, as shown in FIG. 4D, the microwaves may be installed on a wall or a ceiling so that the microwave transmission direction is an oblique direction.
[0029]
However, in any one of (a) to (d) in the figure, the changeover setting switch is selected according to the environment such as the presence or absence of an obstacle between the detection target person 20 and the human body abnormality detector 10 and the detection distance. It is necessary to take a measure such as setting the threshold value to be described later by 7 or adjusting the gain for amplification by the amplifier circuit unit 3.
[0030]
In any of FIGS. 3A to 3D, the microwave transmission direction of the human body abnormality detector 10 is directed toward the center of the bed in the longitudinal direction, that is, the center of the detection target 20, for example. If sufficient detection is possible, the microwave transmission direction of the human body abnormality detector 10 may not be the center in the longitudinal direction of the bed.
[0031]
Next, signal processing by the human body abnormality detector 10 will be described below with reference to FIGS. FIG. 4A shows an analog output from the amplification circuit unit 3 when the detection subject 20 is breathing normally, and FIG. 4B compares the analog output shown in FIG. The digital signal is generated by the circuit unit 4.
[0032]
In the signal processing unit 5 of the human body abnormality detector 10, the detection interval t, which is the period of the output signal that is equal to or greater than the threshold value and is effective for the determination among the analog outputs shown in FIG. The detection interval t, which is the cycle of the pulse signal shown in FIG. 5B where the output is set to “H” or “L” by the comparator of the comparison circuit unit 4, is detected within a predetermined period, It is determined whether the detection interval t is equal to or less than a preset high limit value and is in a normal range equal to or greater than a preset low limit value. As a result, when it is in the normal range, it is determined that it can be a normal state, and when it is not within the normal range, it is determined that it can be an abnormal state.
[0033]
The above-described FIGS. 7A and 7B show the case where the detection subject 20 is in the normal state of breathing, so that the detection interval t is naturally within the normal range.
[0034]
As described above, whether the detection target 20 is in a normal state or an abnormal state based on whether or not the detection interval t is in a normal range is determined by an important frequency value in the Doppler method. This is because similar tendencies can be grasped, and the calculation is simpler than calculating the frequency value itself. Note that it may be determined whether the detection subject 20 is in a normal state or an abnormal state based on the pulse width of the pulse signal.
[0035]
On the other hand, FIG. 5A shows an analog output from the amplifier circuit unit 3 when the detection target person 20 is in an abnormal state with little respiration, and FIG. 5B shows the analog output from FIG. The analog output shown is converted into a digital signal by the comparison circuit unit 4. In FIGS. 9A and 9B, the detection interval t is larger than a preset high limit value, and corresponds to an abnormal state in which the detection target person 20 has little respiration. In this case, since the level of the analog output is also reduced, the ratio of the analog output that is determined to be valid output is also reduced, so that the detection interval t is also increased.
[0036]
Also,FIG.(A) shows an analog output from the amplification circuit unit 3 in the abnormal state in which the detection subject 20 is operating violently, that is, in the state where breathing is intense or in the state of convulsions. The analog output shown in FIG. 6A is converted into a digital signal by the comparison circuit unit 4. In FIGS. 6A and 6B, the detection interval t is smaller than a preset low limit value, and the detection target person 20 has a lot of breathing or the detection target person 20 has a large displacement. It corresponds to the abnormal state.
[0037]
  further,FIG.(A) is, for example, when the detection target person 20 is performing a normal breathing motion and performing a normal turn over, but the detection target person 20 is in a normal state and noise that can be taken into an abnormal state is mixed The analog output from the amplifying circuit unit 3 is shown, and FIG. 4B shows the analog output shown in FIG.
[0038]
  In this case, the detection interval t is basicallyFIG.As in the cases of (a) and (b), a value smaller than the low limit value is temporarily taken while in the normal range. Accordingly, among the detection intervals t detected within a predetermined period set in advance, those in the normal range are detected in a predetermined number or more, for example, three or more, or a preset ratio As described above, for example, when 60% or more is in the normal range, it is determined as the normal state.
[0039]
Here, as shown in FIGS. 4 (a) and 4 (b), the detection interval t when clearly in the normal range is set as the detection interval t1, and as shown in FIGS. 5 (a) and 5 (b), the detection subject 20 6 is an abnormal state in which the detection target person 20 has a large amount of respiration as shown in FIGS. 6 (a) and 6 (b). The detection interval t that is smaller than the preset high limit value is set as the detection interval t3. As shown in FIGS. 7A and 7B, the detection target person 20 is in the normal state but the noise that can be in the abnormal state is generated. The detection interval t in the case of being mixed is set as a detection interval t4. These detection intervals t1 to 4 are shown in FIG. Based on these detection intervals t <b> 1 to 4, it is possible to determine whether the detection target person 20 is in a normal state or an abnormal state by an algorithm described below. However, T1 = t0 ± tg. t0 is a reference value such as 3 seconds, for example. Also, tg is a variation value such as 0.5 seconds.
[0040]
Further, when t0−tg ≦ detection interval t1 ≦ t0 + tg, for example, when the predetermined period is 1 minute, the detection interval t detected within the predetermined period is the following relationship, that is, the detection interval t> t0 + tg. Depending on whether the detection interval t <t0-tg, or whether the detection interval t ≦ t0 + tg and the detection interval t <t0-tg, and an abnormal state in which the detection subject 20 has little respiration It is possible to determine whether the detection target person 20 has a lot of respiration, an abnormal state in which the detection target person 20 has a large displacement, or a normal state but a state in which noise that can be taken as an abnormal state is mixed. .
[0041]
Furthermore, as a way of judging whether one of the above four states is present, there is the following. This is based on the average value (tAVR) of the detection intervals t detected within a predetermined period set in advance, and it is determined whether one of the four states described above is in effect.
[0042]
This is an idea that pays attention to t3 (AVR) <t4 (AVR) <t1 (AVR) <t2 (AVR), and in advance, t3 (AVR), t4 (AVR), t1 (AVR) and t2 (AVR) is calculated, and whether the average value (tAVR) of the detected detection interval t corresponds to t3 (AVR), t4 (AVR), t1 (AVR) or t2 (AVR). A determination is made to determine whether the state is one of the four states described above.
[0043]
It is also possible to determine whether the state is one of the above four states according to the variation (deviation) of the detected detection interval t with respect to the detection interval t1.
[0044]
In addition to this, the detection target person 20 may be in an abnormal state in which the breathing is low, and for example, as shown in FIG. 8B, the detection interval t <t0 + tg may be considered, but at this time, the detection interval t By determining whether or not the number of detection intervals t detected as <t0 + tg is greater than or equal to a preset number, it is possible to determine that the detection target person 20 is in an abnormal state with little respiration.
[0045]
In addition, the presence or absence of the detection target person 20 can be determined. In other words, if the person 20 to be detected cannot be detected, it may be absent. Of course, even when the detection target person 20 is in an apnea abnormal state, the detection target person 20 is not displaced, and thus cannot be detected. Based on the state history, it can be determined whether the detection target person 20 is absent or whether the detection target person 20 is in an abnormal state of apnea.
[0046]
The predetermined period described so far may be divided in advance so as to have a predetermined time set in advance, or may be shifted as needed in real time.
[0047]
Here, when the person 20 to be detected is absent, the end point of one cycle of the analog output value or the pulse signal is not detected when a predetermined period having a predetermined time is shifted as needed in real time. Therefore, if the end point is detected, the detection interval t that should be detected as a considerably large value cannot be detected.
[0048]
However, determination can be made by holding past history information. That is, when the end time of one cycle is not detected, and the time gradually increasing from the start time of one cycle without being detected as the detection interval t becomes larger than t0 + tg, Since it is possible to detect a case where the detection target person 20 is absent, for example, by determining whether or not the gradient of the increase curve until then is larger than a predetermined gradient obtained from past history information. is there.
[0049]
In addition, a certain time, for example, 30 seconds, is set as a preliminary abnormal period after the time gradually increased from t0 + tg calculated from the start time of one cycle, and the end point of one cycle is set in the preliminary abnormal period. It may be determined whether or not the detection target person 20 is absent by determining whether or not is detected.
[0050]
By setting such a preliminary abnormal period, the determination in the process of transitioning to the four states described above can be made more reliable.
[0051]
Further, as described above, the threshold value described so far is set by the changeover setting switch 7 as well as, for example, a resistance adjustment switch (not shown) for gain adjustment of amplification by the amplifier circuit unit 3, analog Existence of an external switch (not shown) and a comparison circuit unit 4 provided to change some preset threshold values when determining whether the detection target person 20 is in a normal state or an abnormal state with the output unchanged. By using a volume (not shown) for adjusting the resistance for setting the threshold value of the comparator, it is possible to reset it according to the detection target person 20 and the environment.
[0052]
Further, as described above, the normal range, that is, the high limit value and the low limit value can also be switched by the change setting switch 7 as described above.
[0053]
Furthermore, a threshold value and a normal range can be automatically set by adding a learning function. The automatic setting will be described below.
[0054]
First, an adjustment setting period is set in the signal processing unit 5, for example, after a limited period after the power is turned on or after a pressing operation such as an adjustment setting button (not shown) provided for automatic setting, for example, 1 The normal state of the detection subject 20 is measured during the time adjustment setting period. The threshold value is initially set.
[0055]
As the first step of this automatic setting, for example, all the peak values of the analog output peaks are measured during the first 30 minutes of the adjustment setting period. At this stage, among the peaks of the analog output peaks, those that are equal to or higher than the initial threshold value are targeted. For example, a predetermined value is set to 100 ms, and a peak less than the predetermined value is treated as invalid. This is for removing the special waveform because there is a possibility that the special waveform due to turning over or noise may be mixed even during the adjustment setting period. In addition, since such a special waveform is generated regardless of the timing of the waveform of the normal state operation of the person to be detected 20, it is desirable to remove the periods before and after the special waveform.
[0056]
Next, as a second step of this automatic setting, a minimum value is calculated from the peak value of each peak of the effective waveform measured in the first half 30 minutes of the adjustment setting period. However, a noise level higher than a certain level is selected so as not to include noise, for example, a noise level of 0.3V or more with a margin of 3 times the 0.1V steady noise.
[0057]
Next, as a third step of this automatic setting, a value with a little margin in the previously calculated minimum value, for example, a minimum value × 0.9 is reset as a threshold value.
[0058]
Next, as a fourth step of this automatic setting, for example, in the latter half 30 minutes of the adjustment setting period, the period of the peak of the analog output equal to or higher than the reset threshold is measured. However, here, for example, a predetermined value is set to 100 ms, a value less than the predetermined value is treated as invalid, and the period before and after including a special waveform due to turning over or noise is also invalidated.
[0059]
Next, as a fifth step of this automatic setting, the period of the peak of the analog output equal to or higher than the reset threshold is set as a detection interval t1 in a normal state. Here, in the detection interval t1 in the normal state, the minimum value corresponds to the low limit value t0-tg, and the maximum value corresponds to the high limit value t0 + tg.
[0060]
By the steps described above, the threshold value and the normal range, that is, the threshold value, the low limit value, and the high limit value can be automatically set.
[0061]
Next, the limitation of the detection distance to the detection area 10a by this will be described below with reference to FIGS. In addition, the pedestrian is made into the detection target person 20 on account of description about limitation of the detection distance to the detection area 10a.
[0062]
As shown in FIG. 9, when a pedestrian is walking outside the detection area 10 a by the human body abnormality detector 10, that is, at the position B in FIG. 9, the transmission signal composed of the microwave shown in FIG. Since the reflected signal reflected by the pedestrian at position B does not return to the human anomaly detector 10 until the transmission of the transmission signal is completed, as shown in FIG. A mixer signal formed by mixing a wave signal and a reflected signal, that is, a transmission signal and a reception signal, is not formed.
[0063]
On the other hand, as shown in FIG. 9, when the pedestrian is walking in the detection area 10a by the human body abnormality detector 10, that is, the position A in the figure, the microwave shown in FIG. The reflected signal obtained by reflecting the transmitted signal by the pedestrian at the position A returns to the human anomaly detector 10 until the transmission of the transmitted signal is completed, as shown in FIG. Therefore, a mixer signal is formed by mixing the transmitted signal and the reflected signal.
[0064]
That is, if the detection distance from the human body abnormality detector to the detection target person 20 is long, a mixer signal is not formed. On the other hand, if the detection distance from the human body abnormality detector to the detection target person 20 is short, the mixer signal is Is formed. Thus, the detection distance from the human body abnormality detector 10 to the detection target person 20 can be limited depending on whether or not the mixer signal is formed.
[0065]
As described so far, the human body abnormality detector 10 can determine whether the detection target person 20 is in a normal state or an abnormal state, and outputs the determination result from the output circuit unit, thereby concentrating. Information can be sent to remote locations such as monitoring rooms and hospitals. In addition, an alarm by sound output by a buzzer or the like, or communication using a wireless device or a line is possible.
[0066]
In addition, what kind of abnormal state the abnormal state is, that is, an abnormal state in which the detection target person 20 has a low respiration, an abnormal state in which the detection target person 20 has a high respiration, or an abnormal state in an apnea state. It is also possible to output a different alarm or message for each abnormal state. Furthermore, during the preliminary abnormal period described above, an output different from the abnormal state, for example, blinking display of an LED or the like is possible.
[0067]
In such a human body abnormality detector, the detection output by the microwave Doppler sensor unit 2 is associated with the displacement associated with the respiration of the detection target person 20, and the detection target person 20 is in a normal state or in an abnormal state. Since it is judged whether it exists, the abnormality of the detection subject 20 can be detected in real time without infringing on privacy.
[0068]
In addition, since the detection output by the Doppler sensor unit and the displacement of the detection target person are associated with each other and whether the detection target person is in a normal state or an abnormal state is detected in a non-contact manner, for example, body temperature・ Compared to contact type detection of whether the person to be detected is normal or abnormal using the temperature sensor, pulse meter, and rubber tube for breath detection, respectively Can be removed, intentionally removed, forgotten to be attached, poor contact with the human body, uncomfortable or filthy, and moreover like a rubber tube for breath detection Since a person who does not normally have trouble with breathing does not use what is not used, it is possible to detect whether the subject is normal or abnormal regardless of the condition of the person to be detected.
[0069]
In addition, since the detection distance to the detection area 10a is limited by mixing the transmission signal and the reception signal, for example, the detection target is erroneously detected by the microwave Doppler sensor unit 2 near the detection target 20. Even if there is wet laundry that can be recognized as the person 20, the detection distance is limited so that the wet laundry does not enter the detection area 10a and the detection target person 20 enters the detection area 10a. Thus, the abnormal state of the person 20 to be detected can be reliably detected.
[0070]
In addition, when the detection interval of the signal effective for the determination is equal to or less than a preset high limit value and equal to or less than the low limit value, a normal state in which the detection subject 20 has no particularly low or particularly high respiration rate And when the detection interval of the signal effective for determination is larger than the high limit value or smaller than the low limit value, the detection target person 20 has a particularly high or particularly low respiratory rate. Thus, since the normal state or the abnormal state is determined, the detection accuracy of the abnormal state of the detection target person 20 can be increased.
[0071]
In addition, when the detection interval of the signal effective for the determination is larger than the high limit value, the detection target person 20 is associated with an abnormal state in which the respiratory rate is particularly low. It can be detected.
[0072]
In addition, when the detection interval of the signal effective for the determination is smaller than the high limit value, the detection target person 20 is associated with an abnormal state in which the respiratory rate of the detection target person 20 is particularly large or the displacement is large. It is possible to detect whether there is such an abnormal state.
[0073]
In addition, when the number of signals or signals that are valid for determination and whose detection interval is within the normal range is a preset number or ratio, it is determined that the signal is in a normal state. When a signal with a detection interval within the normal range is suddenly generated, the suddenly generated signal is not judged based on the suddenly generated signal without determining the normal state or the abnormal state. It can be handled as noise, and the effect that the detection accuracy of the abnormal state of the detection target person 20 can be increased can be further exhibited.
[0074]
In addition, since the signal valid for the determination and the average value of the signals in which the detection interval is included in the normal range is within the predetermined range set in advance, it is determined that the signal is in the normal state. When a signal with a detection interval that falls within the normal range occurs unexpectedly, it occurred suddenly without judging the normal state or abnormal state based on the suddenly generated signal. The signal can be handled as noise, and the effect that the detection accuracy of the abnormal state of the detection target person 20 can be increased can be further exhibited.
[0075]
Further, since the threshold value can be switched and set, the detection accuracy of the abnormal state of the detection target person 20 can be further increased by appropriately switching and setting the threshold value according to the use situation. Can do.
[0076]
Moreover, since the learning function is provided and the threshold value can be optimally set, the detection accuracy of the abnormal state of the detection target person 20 can be increased by accumulating learning and optimally setting the threshold value. Can be further played.
[0077]
Further, since the high limit value and the low limit value can be switched and set, depending on the use situation, the abnormal state of the detection target person 20 can be set by appropriately switching and setting at least one of the high limit value and the low limit value. The effect that the detection accuracy can be increased can be further exhibited.
[0078]
In addition, since a learning function is provided so that the high limit value and the low limit value can be optimally set, an abnormality of the detection target person 20 can be achieved by performing learning and optimally setting the high limit value and the low limit value. The effect that the state detection accuracy can be increased can be further achieved.
[0079]
Further, when the detection interval of the signal effective for the determination is not detected within the predetermined period, it is determined that the state is the abnormal state of the apnea state or the absence state of the detection target person 20 in association with the state where the respiration is not detected. Therefore, at least the state of the detection subject 20 that is not in a normal state can be detected.
[0080]
In addition, since the past state history is retained, and based on the past state history, it is determined whether it is an abnormal state of the apnea state or the absence state of the detection target person 20, so at least in the normal state The state of the non-detection target person 20 can be detected in more detail.
[0081]
【The invention's effect】
The human body abnormality detector according to claim 1 determines whether the detection target person is in a normal state or an abnormal state by associating the detection output by the Doppler sensor unit with the displacement accompanying the breath of the detection target person. Therefore, it is possible to detect the abnormality of the detection target person in real time without infringing on the privacy.In addition, when the detection interval of the signal effective for the determination is not more than the preset high limit value and not less than the low limit value, the detection target person's respiratory rate is not particularly low or not particularly high. Correspondingly, when the detection interval of the signal effective for judgment is larger than the high limit value or smaller than the low limit value, it is associated with an abnormal state in which the respiratory rate of the detection target person is particularly high or particularly low, Since the normal state or the abnormal state is determined, the detection target person's abnormal state detection accuracy can be increased. Furthermore, since the learning function is provided and the threshold value can be automatically set, it is possible to increase the detection accuracy of the abnormal state of the detection target person by accumulating learning and optimally setting the threshold value. Can play.
The human body abnormality detector according to claim 2 determines whether the detection target person is in a normal state or an abnormal state by associating the detection output by the Doppler sensor unit with the displacement accompanying the breath of the detection target person. Therefore, it is possible to detect the abnormality of the detection target person in real time without infringing on the privacy. In addition, when the detection interval of the signal effective for the determination is not more than the preset high limit value and not less than the low limit value, the detection target person's respiratory rate is not particularly low or not particularly high. Correspondingly, when the detection interval of the signal effective for judgment is larger than the high limit value or smaller than the low limit value, it is associated with an abnormal state in which the respiratory rate of the detection target person is particularly high or particularly low, Since the normal state or the abnormal state is determined, the detection target person's abnormal state detection accuracy can be increased. Furthermore, since the learning function is added and the high limit value and the low limit value can be automatically set, the abnormal state of the detection target person can be determined by accumulating learning and optimally setting the high limit value and the low limit value. There is an effect that the detection accuracy can be increased.
Since the human body abnormality detector according to claim 3 is provided with a learning function in addition to the effect of the human body abnormality detector according to claim 2, the threshold value can be automatically set. By optimizing the setting, it is possible to increase the detection accuracy of the abnormal state of the detection target person.
[0084]
  The human body abnormality detector according to claim 4,The method according to any one of claims 1 to 3.In addition to the effects of the human anomaly detector, when the detection interval of the signal effective for judgment is larger than the high limit value, it is associated with an abnormal state in which the detection subject's respiratory rate is particularly low. It is possible to detect what kind of abnormal state is.
[0085]
  The human body abnormality detector according to claim 5,The method according to any one of claims 1 to 4.In addition to the effect of the human body abnormality detector, when the detection interval of the signal effective for the determination is smaller than the high limit value, it is associated with an abnormal state in which the detection target person has a particularly high respiration rate or a large displacement. Therefore, it is possible to detect what abnormal state the detection target person is in.
[0086]
  The human body anomaly detector according to claim 6 is judged to be in a normal state when a signal that is valid for judgment and a signal whose detection interval is included in a normal range is a preset number or ratio. Therefore, when a signal that is valid for the determination and a signal whose detection interval is within the normal range is suddenly generated, the normal state or abnormal state is not determined based on the suddenly generated signal. In addition, suddenly generated signals can be treated as noise, and the detection accuracy of the abnormal state of the detection target can be increased.6. The method according to any one of claims 1 to 5.The effects of the human body abnormality detector can be further exhibited.
[0087]
  The human body abnormality detector according to claim 7 is in a normal state when an average value of signals that are valid for determination and whose detection interval is included in a normal range is within a predetermined range set in advance. Therefore, when a signal that is valid for the determination and the detection interval is within the normal range occurs suddenly, the normal state or abnormal state is determined based on the suddenly generated signal. It is possible to treat a suddenly generated signal as noise without making a judgment, and to increase the detection accuracy of the abnormal state of the detection target person6. The method according to any one of claims 1 to 5.The effects of the human body abnormality detector can be further exhibited.
[0092]
  The human body abnormality detector according to claim 8 determines whether the detection target person is in a normal state or an abnormal state by associating the detection output by the Doppler sensor unit with the displacement accompanying the breath of the detection target person. Therefore, it is possible to detect the abnormality of the detection target person in real time without infringing on the privacy. In addition, when a signal that is valid for determination is not detected within a predetermined period, it is determined whether it is either an abnormal state of an apnea state or an absence state of a detection target person based on a past state history. Therefore, at least the state of the detection target person who is not in the normal state can be detected in more detail.
In addition to the effects of the human body abnormality detector according to any one of claims 1 to 8, the human body abnormality detector according to claim 9 has a detection area by mixing a transmission signal and a reception signal. For example, even if there is wet laundry that can be erroneously recognized as a detection target by the Doppler sensor unit near the detection target, the wet laundry is detected. By limiting the detection distance so that the detection target person enters the detection area without entering the area, the abnormal state of the detection target person can be reliably detected.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram of an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a block diagram of what detects whether the analog output value remains normal or abnormal.
FIG. 3 is an explanatory view of the installation state of the above.
FIG. 4 is a detection output diagram showing that the person to be detected is in a normal state as described above.
FIG. 5 is a detection output diagram showing that the person to be detected is in an abnormal state with a low respiratory rate.
FIG. 6 is a detection output diagram showing that the person to be detected is in an abnormal state with a high respiration rate.
FIG. 7 is a detection output diagram including noise indicating that the detection target person is in a normal state.
FIG. 8 is an explanatory diagram showing signal detection intervals effective for determination that can be made within a predetermined period.
FIG. 9 is an explanatory diagram illustrating limitation of a detection distance to a detection area.
FIG. 10 is a time chart for explaining the limitation of the detection distance to the detection area.
FIG. 11 is a perspective view of a body condition detector disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 2000-102515.
[Explanation of symbols]
2 Microwave Doppler sensor unit
10a Detection area
10 Human body abnormality detector
20 Target people

Claims

Transmits a transmission signal toward the detection area, receives a reflected wave reflected by the detection target person in the detection area, and detects based on a frequency shift of the received reception signal with respect to the transmission signal A Doppler-type sensor unit that detects a target person, a signal that is equal to or higher than a predetermined threshold among detection outputs by the Doppler-type sensor unit is determined as a valid signal, and when the signal is detected within a predetermined period, A human body abnormality that determines that the detection interval can be in a normal state when it is in a normal range that is less than or equal to a preset high limit value and that is above a low limit value, and that it is in an abnormal state when it is not in the normal range A detector,
Detecting a value equal to or higher than the initially set threshold value among the peak value of the peak in the detection output signal in a predetermined threshold adjustment setting period, and based on the minimum value of the detected peak value of the peak A human body anomaly detector characterized by resetting a threshold value .

Transmits a transmission signal toward the detection area, receives a reflected wave reflected by the detection target person in the detection area, and detects based on a frequency shift of the received reception signal with respect to the transmission signal A Doppler-type sensor unit that detects a target person, a signal that is equal to or higher than a predetermined threshold among detection outputs by the Doppler-type sensor unit is determined as a valid signal, and when the signal is detected within a predetermined period, A human body anomaly detector that judges that the detection interval can be in a normal state when it is in a normal range that is less than or equal to a predetermined high limit value and that is above a low limit value, and that it is in an abnormal state when it is not in a normal range There,
In a predetermined limit value adjustment setting period, a plurality of time intervals of peak values above the threshold in the detection output signal are detected, and the minimum value in the plurality of time intervals is set as the low limit value And a maximum value is set as the high limit value.

Detecting a value equal to or higher than the initially set threshold value among the peak value of the peak in the detection output signal in a predetermined threshold adjustment setting period, and based on the minimum value of the detected peak value of the peak The human body abnormality detector according to claim 2, wherein a threshold value is reset.

The human body abnormality detector according to any one of claims 1 to 3, wherein when the detection interval is larger than the high limit value, it is determined that an abnormal state in which a respiratory rate is decreasing may be detected.

The human body abnormality according to any one of claims 1 to 4, wherein when the detection interval is smaller than the low limit value, it is determined that there may be an abnormal state in which the respiratory rate is increasing or the displacement is large. Detector.

When a plurality of the signal is detected within the predetermined time period, the signal which the sensing interval is included in the normal range, when a number or percentage is set in advance, it is determined that the normal state according The human body abnormality detector according to any one of claims 1 to 5 .

When a plurality of the signals are detected within the predetermined period, it is determined that the detection interval is in a normal state when an average value of the signals whose detection interval is included in the normal range is within a predetermined range. The human body abnormality detector according to any one of claims 1 to 5 .

Transmits a transmission signal toward the detection area, receives a reflected wave reflected by the detection target person in the detection area, and detects based on a frequency shift of the received reception signal with respect to the transmission signal When a Doppler type sensor unit that detects the subject is provided, and the detected output from the Doppler type sensor unit is a signal that is effective for the determination, the apnea state is detected when the signal is not detected within the predetermined period. In the human anomaly detector that determines whether the detection target person is absent or is in an abnormal state,
A human body abnormality detector, characterized in that it retains a past state history and determines whether it is an abnormal state of an apnea state or an absence state of the person to be detected based on the past state history.

The human body abnormality detector according to claim 1, wherein a detection distance to the detection area is limited by mixing the transmission signal and the reception signal.