CN106575464A - 检测要被监测的对象的运动和/或位置 - Google Patents

检测要被监测的对象的运动和/或位置 Download PDF

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Abstract

本发明涉及对要被监测的对象(1)的运动和/或位置的检测。辐射光的至少一个标记(2)被布置在所述对象(1)的区域中，使得当所述对象(1)处在第一位置时，相机(4)能够捕获标记(2)的图像。使得图像处理单元(6)能够响应于确定在所述图像的一幅或多幅图像中不能够检测所述标记(2)的至少部分，来检测所述图像中的标记(2)并且检测所述对象(1)的运动和/或第二位置。所述对象(1)可以特别地是躺在床上的人，并且所述标记(2)可以被布置在所述床的躺卧区域(3)附近，使得所述系统能够检测所述人离开床并且通知护理人员或急救中心。

Description

检测要被监测的对象的运动和/或位置
技术领域
本发明涉及一种用于检测要被监测的对象的运动和/或位置的系统、方法和计算机程序。
背景技术
对于对象的运动和/或位置的检测在卫生部门中是特别重要的。此处，在没有辅助安全的情况下使不安全地移动的躺卧的患者免于由于从床上掉下所造成的伤害并且确保有时被用于防止跌落的装置(诸如，例如床栏杆)的正确定位是特别重要的。此外，必须确保被附接到患者的医学设备(诸如，例如身体传感器、呼吸面罩等)被正确地定位以便于其恰当地工作。
为了解决这些问题，可以由护理人员频繁地监测患者。然而，这对健康护理设施的护理人员强加巨大的工作负担。此外，对于在其家中的患者(特别当其单独居住时)通常不能够保证足够频繁的监测。
因此，存在对于自动化监测的需要。此外，这样的自动化监测应当在最大可能的程度上避免对患者的干扰。
US 2006/0171560涉及一种用于使用相机阵列来定位和跟踪对象(特别是患者)的系统。在该系统中，对象被提供有标记，所述标记经由相机阵列记录并且其从所述记录中提取以便监测其位置。该系统基于标记的位置来确定对象的空间位置。因此，该系统特别地允许对于对象的自动化监测。然而，该系统跟踪导致标记的运动的对象的所有运动。因此，在对象为患者的情况下，该系统可能影响患者的隐私。
发明内容
因此，本发明的目标是允许以无干扰方式对对象的运动和/或位置的自动化检测。
在本发明的第一方面中，提出了一种用于检测要被监测的对象的运动和/或位置的系统。所述系统包括用于捕获图像的相机，所述相机对在预定波长范围中的光敏感。此外，所述系统包括辐射在所述预定波长范围中的光的至少一个标记，所述标记以这样的方式被定位在所述对象的区域中：当所述对象处在第一位置中时，所述相机能够捕获所述标记的图像。此外，所述系统包括被使得能够检测所述图像中的标记的图像处理单元，所述图像处理单元被配置为响应于确定在所述图像中的一幅或多幅图像中不能够检测到所述标记的至少部分，来检测所述对象的运动和/或第二位置。
由于当在一幅或多幅图像中不能够检测到所述标记的至少部分时基于一幅或多幅捕获的图像来检测所述对象的运动和/或所述第二位置，因而所述系统允许对所述对象的无干扰监测。此外，所述检测依赖于能够容易并且可靠地确认的所捕获的图像中的标记或者所述标记的部分的可见性。
此外，所述系统不要求对所述图像中的所述对象和/或其运动的直接识别。而是，仅所述标记需要在所述图像中被检测，并且仅当改变所述标记的可见性时检测所述对象的运动。任何其他运动对于所述系统而言是“不可见的”。这特别是在所述对象是人的情况下保护了隐私。
在该方面中，所述标记的可见性或者所述标记的可见性的改变指示所述对象的运动和/或位置，因为所述标记以这样的方式被布置在所述对象的区域中：当所述对象处在所述第一位置中时，所述相机能够捕获所述标记的图像。这特别地意味着所述标记被布置在所述对象附近或者被附接到所述对象。并且，对所述标记进行布置，使得当所述对象移动和/或处在所述第二位置中时，其从所述相机的视野被遮蔽，使得处在所述第二位置中的所述设备的运动和/或定位导致相机图像中的所述标记的能检测的缺失。因此，特别地，应当理解，所述系统未直接地确定所述对象的第二位置。而是，所述系统确定所述对象不处在所述第一位置中。因此，所述对象在原则上能够处在与所述第一位置不同的任何特定位置中。
优选地，所述相机基本上仅在所述预定波长范围中是敏感的。出于该目的，所述相机可以被提供有仅所述预定波长范围中的光能够通过的光学滤波器。因此，能够增加由所述相机捕获的所述图像中的所述标记与任何背景之间的对比度。这通过所述图像处理单元简化对所述标记的检测。
所述标记被配置为辐射在所述预定波长范围中的光。这特别地意味着标记被配置为反射光或者主动地发射光。在一个实施例中，所述标记被配置为被动辐射设备。在该实施例中，所述系统还包括发射在所述预定波长范围中的光的光源并且所述标记反射由所述光源所发射的光。这样的配置通常比主动发射标记的使用成本更低。然而，同样可能的是，所述标记被配置为主动地发射在所述预定波长范围中的光。在这种情况下，能够免除所述光源。
优选地，所述光源或所述标记发射基本上仅在所述预定波长范围中的光。
在另一实施例中，所述预定波长范围未被包含在对人眼不可见的谱的部分中。特别地，所述预定波长范围可以被包含在红外谱中。因此，特别地在所述光源或标记基本上仅发射在所述预定波长范围中的光的情况下，能够降低人的干扰，所述人可以是监测的对象或者可以停留在要被监测的对象附近。
一个实施例提供了：所述标记被定位为邻近所述对象，并且所述图像处理单元被配置为当确定一系列捕获图像中的标记的至少部分的可见性中断时，来检测所述对象的运动。此处，所述术语中断涉及在该系列图像中将标记的可见性改变为不可见“状态”。在所述可见性的该改变之后，所述标记在稍后捕获的其他图像中可以是再次可见的或者可以是不再可见的。该实施例的一个优点在于，所述对象自身不必被提供有标记。在要被监测的对象是人的情况下，这特别地防止由所述标记引起的任何不方便。此外，根据该实施例被配置的所述系统仅响应于使所述标记从所述相机的视野遮蔽的所述对象的运动。未对所述对象的其他运动进行配准，使得在要被监测的所述对象是人的情况下，防止任何隐私问题。
在相关实施例中，多个标记被彼此相邻地布置。在该实施例中，当在图像中不能够检测到每个标记的至少部分时，可以仅检测所述对象的运动。因此，能够增加运动检测的可靠性。
此外，多个标记的使用允许确定对象的运动的方向。在该方面，相关实施例提供了：所述图像处理单元被配置为基于所确定的系列捕获图像中的所述标记的至少部分的可见性的中断的顺序，来确定所述对象的运动的方向。
另外地或作为备选，多个标记的使用允许确定对象的运动的速度。在该方面中，另一相关实施例提供了：所述图像处理单元被配置为基于系列捕获图像中的第一标记的至少部分的可见性的所确定的中断的时间点与所述系列捕获图像中的第二标记的至少部分的可见性的所确定的中断的时间点之间的差，来确定所述对象的运动的速度。
包括被布置为邻近所述对象的一个或多个标记的所述实施例特别地允许检测要被监测的对象的运动。在一个应用中，所述对象可以是躺在床上的人，并且所述一个或多个标记被布置在所述床的躺卧区域中或者被布置为邻近所述床的躺卧区域。
在所述系统所检测的人的运动可以特别地指示所述人的无意的离床或跌落。因此，所述系统能够被用于检测这样的无意的离床。
在所述系统检测到人的运动的情况下，可以检测到这样的离床。当考虑运动的所确定的方向和/或所述运动的估计的速度时，对无意的离床的更可靠的检测是可能的。因此，基于运动的所确定的方向来区分离开床和进入床的运动是可能的。此外，基于所述人的运动的估计的速度，可以将跌落与有意的离床进行区分。因此，所述系统可以响应于在离开所述床的方向上的所述人的运动的检测和/或利用大于预定阈值的估计的速度来指示无意的离床。
在另一实施例中，所述标记被附接到要被监测的对象。在该实施例中，所述系统特别地能够检测所述对象是否处在两个或更多个可能位置中的一个位置处。
根据相关实施例，要被监测的所述对象能够处在所述第一位置或第二位置中，并且所述标记以这样的方式被附接到所述对象：当所述对象处在所述第二位置时，所述相机不能够捕获所述标记的图像。因此，所述系统能够在当所述对象处在所述第二位置时归因于所述标记从所述相机的视野被遮蔽造成的在一个或多个相机图像中的标记的缺失的情况下，来检测所述对象的所述第二位置。
在该配置中，所述对象特别可以是从去激活位置到激活位置的可折叠的床轨，并且所述系统可能能够监测对所述床轨的定位，其中，第一位置对应于所述激活位置，并且第二位置对应于所述去激活位置。
类似地，所述系统能够检测其他对象的位置。这样的其他对象特别地包括附接到人的所述身体的医学设备。这些对象当其被恰当地附接到所述人的身体时处在前述第一位置中。对应于所述系统中的可检测的位置的前述第二位置对应于这样的位置：在该位置中，所述对象以所述标记从所述相机的视野被遮蔽的这样的方式从其恰当的位置位移。
在另一实施例中，所述系统被配置为响应于对要被监测的对象的运动和/或第二位置的检测，来发起警报例程。在其中所述对象是人、床轨或附接到人的医学设备的前述特定实施方式的情况下，所述警报例程可以包括在警报的情况下能够提供帮助的护理人员和/或急救中心的通知。
此外，所述系统可以被配置为：检测具有与所述标记不同的形状并且辐射所述图像中的所述预定波长范围中的光的标志；并且响应于对所述图像的一幅图像中的所述标志的检测，来去激活所述警报例程的发起。这样的标志可以由护理者携带。因此，对于所述系统而言，检测护理者的存在并且在护理者存在的情况下对不必要的所述警报例程的所述发起进行去激活是可能的。
在本发明的另一方面中，提出了一种用于检测要被监测的对象的运动和/或位置的方法，其中，所述方法包括：
-使用相机捕获图像，所述相机对在预定波长范围中的光敏感，其中，至少一个标记以这样的方式被布置在所述对象的区域中：当所述对象处在第一位置中时，所述相机能够捕获所述标记的图像，所述标记辐射在所述预定波长范围中的光；
-在图像处理单元中评价所述图像，所述图像处理单元被使得能够检测所述图像中的标记；并且
-响应于确定在所述图像的一幅或多幅图像中不能够检测到所述标记的至少部分，来检测所述对象的运动和/或第二位置。
在本发明的另一方面中，提出了一种计算机程序，所述计算机程序在根据本发明和其实施例的系统的图像处理单元中是能执行的。所述计算机程序包括程序代码单元，当所述计算机程序被运行在所述图像处理单元中时，程序代码单元用于令所述图像处理单元：评价使用所述相机捕获的图像；并且响应于确定在所述图像的一幅或多幅图像中不能够检测到所述标记的至少部分，来检测所述对象的运动和/或第二位置。
应当理解，根据权利要求1所述的系统、根据权利要求14所述的方法和根据权利要求15所述的计算机程序具有类似和/或相同的实施例，特别地，如从属权利要求中所限定的。
应当理解，本发明的实施例还能够是所述从属权利要求或以上实施例与所述相应的独立权利要求的任何组合。
本发明的这些和其他方面将根据在下文中所描述的实施例而显而易见并且参考在下文中所描述的实施例得以阐述。
附图说明
在如下附图中：
图1示意性并且示范性示出了用于检测离开床的躺卧区域的人的运动的系统的实施例；
图2a示意性并且示范性示出了在第一时间点处在系统中所捕获的图像中的一个标记的遮蔽；
图2b示意性并且示范性示出了在第二时间点处在系统中所捕获的另一图像中的第一标记和第二标记的遮蔽；
图3示意性并且示范性示出了相对于一个配置中的床的躺卧区域的标记的布置；
图4示出了示意性并且示范性图示用于检测人的无意的离床的方法的一个实施例的步骤的流程图；
图5示意性并且示范性示出了能够检测在被监测的人的附近的护理者的存在的系统的实施例；并且
图6示意性并且示范性示出了用于检测一个或多个床轨的去激活位置的系统的实施例。
具体实施方式
图1示意性并且示范性示出了用于检测要被监测的对象的运动的系统。在该示例性实施例中，所述系统被操作为检测从床当中人1的跌落或人1的其他无意的离床的床位占用率监视器，其在该实施例中构成要被监测的对象。人1可以特别地是针对其存在无意的离床的增加的风险或者基于这样的无意的离床伤害的增加的风险的老年人、病人或受伤人。
根据该实施例配置的系统可以在医院、护理家庭或者类似健康护理设施中操作，或者其可以在家中监测人。一旦已经检测到无意的离床，则所述系统可以发起警报例程。该警报例程可以包括操作所述系统的健康护理设施的护理人员的通知，或者——特别地当在人的家中操作所述系统时——警报例程可以包括对急救中心的自动化急救呼叫。
在图1中所示的实施例中，用于检测人1的运动的系统包括标记2，标记2被定位在人1的床的躺卧区域3的一侧或多侧附近。标记2可以被配置为沿着躺卧区域3的相关联侧延伸的连续的条带。然而，其他图案，诸如，例如不连续的条带，是同样可能的。
优选地，标记2被布置在躺卧区域3的所有敞开侧处，即，在未提供有床轨或用于防止人1离开床的类似装置的那些侧处。敞开侧通常包括躺卧区域3的纵向侧，使得这些侧可以被分别地提供有至少一个标记2。另外，躺卧区域3的横向侧可以被提供有如在图1中所示的至少一个标记，特别当其是敞开侧时。
在一个配置中，确切地一个标记2被提供在床的躺卧区域3的每个相关侧处。优选地，该标记2基本上沿着躺卧区域3的相应侧的完整长度延伸。借助于该标记2，所述系统能够经由躺卧区域3的相关联的边缘来检测人3的离床。
任选地，超过一个标记2可以被提供在关于躺卧区域3的纵向侧的如在图1中所示的一侧或多侧处。任选的附加标记2使得系统能够确定离开床的人的运动的速度和/或运动的方向。此外，这样的附加标记2能够促进确定在其中人1将跨过躺卧区域3的边缘的躺卧区域3(例如，躺卧区域3的头或脚区域3)的部分。
为了将标记2附接到躺卧区域3的其相关联的边缘附近，存在若干选项。例如，标记2能够被附接到躺卧区域3周围的区域中的床的框架。该配置具有标记2相对于躺卧区域3被固定地附接的优点。然而，还能够以任何其他适合的方式来附接标记2。因此，例如，其还能够被附接到床附近的地板。
此外，标记2可以借助于任何适合的固定单元被附接在其相应的位置处。在一个实施例中，标记2可以被配置为胶合在床框架或另一支架上的粘合带。作为备选，标记2可以由应用到床框架或另一支撑体的油漆形成，或者其可以例如被拧入在位。
标记2辐射借助于视频相机4收集的光。在一个配置中，标记2辐射基本上仅在预定义波长范围中的光。这意味着标记2较少或不辐射其他波长范围中的光。优选地，预定义波长范围在可见电磁谱之外。特别地，波长范围能够在红外谱内。因此，由标记2辐射的光对于人2是不可见的，并且因此，所辐射的光不干扰人1。特别地，这使得能够在不必可见地照射在其中使用标记2的房间的情况下在夜晚操作所述系统。
标记2可以被配置为被动辐射设备，其反射由光源5所发射的光。在这种情况下，标记2可以具有预定波长范围内的高反射率。在其他波长区域中，标记2优选具有比预定波长范围中更低的反射率。为了实现该性质，标记2可以包括反射预定波长范围中的光并且吸收其他波长区域中的光的材料。仅反射红外谱中的波长范围中的光的这样的材料的一个范例是由Brosi I.D.Systems of New Richmond，Wisconsin制造的Warrior GloTape。
光源5优选仅发射在预定波长范围中的光。除该性质之外，能够使用本领域的技术人员已知的任何适合的光源5。此外，光源5以这样的方式被定位和被对齐：标记2直接被由光源5所发射的光照射。出于该目的，光源5可以被定位——在垂直方向上——在比床的躺卧区域3更大的高度处。在水平面中，光源5可以被定位在躺卧区域3之上或者其附近，例如，在横向侧之一的区域中。为了将光源5安装在这样的位置处，光源5可以被附接到被定位在床附近的墙，或者其可以借助于连接光源5和床的框架的适合的固定单元固定地被附接到床框架。
在备选实施例中，标记2被配置为主动辐射设备。在该实施例中，标记2自身被配置为发射在预定波长范围中的光的主动光源。光优选沿着标记2的完整纵向延伸发射。因此，标记2可以被配置为主动发射发光条带。在该备选实施例中，可以免除被用于照射无源标记2的光源5。
相机4可以被配置为以特定图像率连续地捕获图像序列的数字视频相机。相机4能够是现成的数字相机，其允许系统的低成本实施。优选地，相机4基本上仅对在预定波长范围内的光是敏感的。这可以借助被定位在相机物镜前或者在相机光学器件内的适合的光学滤波器来实现。以这样的方式对该滤波器进行配置：当其他波长范围内的光被滤波器阻挡时，预定波长范围内的光可以穿过滤波器。相机4在预定波长范围中的这样的选择性敏感特别地增强了所捕获的图像中的标记与任何背景之间的对比度，因为阻挡了其他波长区域中的任何背景光。
优选地，以这样的方式对相机4进行定位和对齐：所捕获的图像完整地包含标记2。出于该目的，相机4可以被定位于在垂直方向上在比躺卧区域3更大的高度处。在水平面中，相机4可以被定位在躺卧区域3之上或者其附近，例如，在横向侧之一处。在这样的位置中，可以适合地对齐相机4以完整地捕获包括标记2的图像。与光源5类似，相机4可以被附接到被定位在床附近的墙，或者其可以借助于将相机4与床框架连接的适合的固定装置固定地附接到床框架。
当系统包括光源5时，即，当标记2被配置为被动辐射设备时，优选地以这样的方式定位光源5：命中标记5的光的入射角与朝向相机4的方向上的出射角之间的差是尽可能小的。因此，能够确保在朝向相机4的方向上反射命中标记2的光的高百分比。为了实现光源5与相机4的这样的相对布置，光源5和相机4可以例如被安装在近似相同高度并且近似与躺卧区域3相同距离的躺卧区域3的相对横向侧处。
在连接到相机4的图像处理单元6中处理借助相机4捕获的图像。图像处理单元6适于自动地识别由相机4所捕获的图像中的标记2。此外，图像处理单元4能够配准标记2的遮蔽并且基于一个或多个标记2的所检测的遮蔽来检测离床时刻。
图像处理单元6可以被配置为计算设备，诸如个人计算机等。为了处理由相机4捕获的图像，图像处理单元6可以特别地包括适合的图像识别算法。该算法可以识别图像中的标记2，并且其可以检测标记2的遮蔽。该算法可以被包括在被运行在形成图像处理单元6的计算设备上的软件程序中。另外，图像处理单元6还包括用于响应于对一个或多个标记2的遮蔽的检测而执行下面在本文中待描述的特定动作的功能。该功能可以同样地由适合的软件程序提供。
在一个实施例中，以这样的方式对相机4进行配置：能够对相机的感测区域的部分进行去激活，使得相机4不仅感测命中感测区域的剩余的主动部分的光。在该实施例中，可以对相机4进行控制，使得当去激活感测区域的剩余的部分时，仅对收集由标记2辐射的光的感测区域的部分进行激活。当以这样的方式操作相机4时，由相机4捕获的图像不包括人1，只要人1不跨过标记2中的一个标记。因此，还能够改进对人的隐私的保护。
如上所述，在一个实施例中，所述系统可以包括确切地在床的躺卧区域3的一侧或多侧处的一个标记，其现在将被更详细地描述。
在该实施例中，当人1躺在躺卧区域3中时，可以开始对人的运动的监测。在操作者已经确保人1被定位在躺卧区域3中之后，可以通过监测系统的操作者(诸如护士)手动地做出对监测的对应的发起。
在监测过程期间，图像处理单元6基本上连续地评价由相机4捕获的图像。这意味着评价每幅图像或者在规则间隔内(例如，针对每幅第二、第三或第四图像)做出评价。对于每幅所评价的图像，图像处理单元6可以确定是否能够检测现有标记2并且在图像中是否完整地示出这些标记2。基于图像与在完全示出所有标记2时期望存在于图像中的参考图案的比较，可以做出该确定。
在开始对人的运动的监测之前，可以从完整地示出标记的参考图像自动或半自动地导出参考图案。特别地，在由在其中标记未由人1或任何其他对象覆盖的情况中的操作者给出对应的命令时，可以捕获参考图像。所述参考图像然后可以在自动或半自动(即，操作者辅助的)学习过程中由图像处理单元6评价，以便从图像导出参考图案。于是，所导出的参考图案可以被存储在图像处理单元6中，以用于执行与在对人的运动的监测期间的相机图像的前述比较。
当图像处理单元6确定标记2中的一个标记至少部分地未示出在一幅经评价图像中时，其可以检测离床时刻。这归因于以下事实：图像中的标记2的遮蔽可能由跨过标记2的人的身体的运动所引起。并且，由于人在遮蔽发生之前将躺在躺卧区域3中，因而人可能在该运动期间离床。
在另一配置中，图像处理单元6可以额外地估计相关标记2的被遮蔽部分的大小并且可以仅在估计大小大于预定最小大小时检测离床时刻。因此，能够防止在人1伸出她的臂或腿时可能发生的标记的仅小部分的遮蔽例如被错误地检测为离床时刻。
响应于离床时刻的检测，图像处理单元6可以发起警报例程。如上所述，该警报例程可以包括护理人员和/或急救中心的通知。
在监测系统的另一实施例中，在床的躺卧区域3的至少一侧处提供超过一个标记2。优选地，当人1将在大多数情况下经由这样的侧面离床时，躺卧区域3的至少敞开纵向侧被提供有超过一个标记2。使用躺卧区域3的特定侧处的多个标记2，所述系统能够确定跨过标记2的人的运动的方向和/或速度。
基于关于运动的方向的信息，所述系统能够在进入躺卧区域3的运动与离开躺卧区域3的运动之间进行区分。因此，所述系统能够在离床和进床之间进行区分。因此，所述系统不要求在其中在监测过程的发起处人躺在躺卧区域3中的明确的“初始状态”。而是，不管人1的位置，能够任意地开始由所述系统进行的监测。
在下文中，关于被提供有多个标记2的躺卧区域3的一侧的方向上的人1的运动的监测来描述该实施例中的系统的操作。
在监测过程期间，如结合使用单个标记2的前述实施例所描述的，图像处理单元6基本上连续地评价由相机4捕获的图像。对每幅图像的评价包括确定是否能够检测到躺卧区域3的相关侧处的多个标记2以及在图像中是否完整地示出这些标记2。基于对应于图像中所检测的标记2的图案与包括所有标记2的参考图案的比较，可以再次做出所述确定。可以以上文所描述的实施例中类似的方式来确定该参考图案。
基于对在其中一个接一个地遮蔽标记2的一系列图像的评价，检测进或出躺卧区域3的人1的运动。在这样的一系列图像中，图像处理单元6确定标记被遮蔽的顺序。当确定最外的标记2(即，与躺卧区域3具有最大距离的标记)首先被遮蔽并且最内的标记(即，与躺卧区域3具有最小距离的标记)是最后被遮蔽的标记2时，图像处理单元6检测人1进入躺卧区域3的运动。在这种情况下，不可以发起其他动作。特别地，在这种情况下，图像处理单元6可以不发起警报例程。
如果处理单元6确定在最内的标记2之后遮蔽最外的标记2，则其检测到离床时刻。这归因于以下事实：当在最内的标记2之后遮蔽最外的标记2时，人跨过从躺卧区域3内部到躺卧区域3外部的方向上的标记2。响应于离床时刻的检测，图像处理单元6可以发起警报例程，如上文所描述的。
另外地或者作为对运动的方向的确定的备选，在检测到离床时刻的情况下，图像处理单元6可以估计人的运动的速度。如下面在本文中所描述的，还可以使用被布置在人1将离床所经由的床的躺卧区域3的一侧处的多个标记2来做出该估计。基于对运动的速度的估计，可以仅当所估计的速度大于预定阈值时发起警报例程。如果所估计的速度低于阈值，则图像处理单元6可以不发起警报例程。
可以以这样的方式选择阈值：低于阈值的低速度对应于在人1故意离床时的运动的典型速度。无意离床(诸如跌落)通常包含较高的速度。因此，能够通过将运动的所估计的速度与阈值相比较以在故意离床与无意离床之间进行区分。
为了估计运动的速度，图像处理单元6可以确定标记2的所检测的遮蔽相应地开始的时间点之间的时间差。基于该时间差和标记之间的距离，图像处理单元6计算运动的所估计的速度。
示意性地，这在图2a和图2b中被进一步图示。这两个附图示意性示出了由包含躺卧区域3的部分的相机4所捕获的图像的摘录以及与人将离床所经由的躺卧区域3的一侧相关联的两个标记2和2'。如在图2a中所示的，图像处理单元6可以在时间t1处所捕获的图像中检测内部标记2的遮蔽(标记2和2'的遮蔽部分被示出为图2a和图2b中的虚线)。于是，图像处理单元6还检测到时间t2处所捕获的图像中的标记2'的遮蔽。标记2与标记2'之间的距离d可以被存储为图像处理单元6中的参数。根据时间t1和t2以及距离d，图像处理单元6可以使用关系v＝(t2–t1)/d来计算人的运动的所估计的速度v。
在另一实施例中，图像处理单元6确定在所检测的离床时刻的情况下在哪个区域中人将首先离开躺卧区域3以便在故意离床与跌落之间进行区分。特别地，图像处理单元6可以确定人是否首先离开躺卧区域3的头区域中或躺卧区域3的脚区域中的躺卧区域3。当人首先离开头区域中的躺卧区域3时或者当人同时离开头和脚区域中的躺卧区域3时，可以仅检测到无意离床。然而，在确定人首先离开脚区域中的躺卧区域3的情况下，图像处理单元6可能未检测到无意离床或跌落。这归因于以下事实：人通常在其故意希望离开床的躺卧区域3时开始将其脚移动离开床。
另外地或者作为对运动的速度的估计的备选，可以做出在哪个部分中人首先离开躺卧区域3的确定。特别地，在原理上，也能够仅使用在躺卧区域3的特定侧处的单个标记2检测离床时刻来做出在其中人首先离开实施例中的躺卧区域3的确定。
为了能够识别人首先离开的躺卧区域3的区域，处理单元6使用关于躺卧区域3相对于相机4的相对取向的信息。基于该信息，图像处理单元1将标记2的所检测到的遮蔽与躺卧区域3的头或脚区域相关联。
关于躺卧区域3相对于相机4的相对取向的信息可以被预存储在图像处理单元6中。特别地，如果在躺卧区域3与相机4之间存在固定的相对取向，则该信息可以被预存储在图像处理单元6中。当相机被固定地附接到床时，尤其可能是这样的情况。在另一配置中，当通过监测系统发起对人的监测时，所述系统的操作者可以输入关于躺卧区域3与相机4之间的相对取向的信息。
此外，在所述系统的一个配置中，图像处理单元6能够自动地检测躺卧区域3与相机4之间的相对取向。在该配置中，标记2可以被布置在躺卧区域3的头区域和脚区域中的不同的图案中。特别地，可以存在可以仅存在于躺卧区域3的脚或头区域中的至少一个标记2'。如在图3中所示，除被布置在躺卧区域3的相同边缘处的一个或多个其他标记2之外，可以提供辅助对躺卧区域3的取向的确定的标记2″。通过范例的方式，图3示出了仅存在于躺卧区域3的纵向侧处的脚区域中的这样的标记2″。当评价由相机4所捕获的图像时，图像处理单元6能够检测缩短的标记2″，并且取决于标记2″被定位在何处，能够关联其中这样的标记2″与躺卧区域3的头或脚区域一起被定位在的区域。
图4示意性图示了用于检测上文所描述的系统的实施例中的无意的离床的方法的步骤。
在步骤401中，图像由相机4捕获并且被传递到图像处理单元6。于是，在图像处理单元6中评价图像。在该评价期间，图像处理单元在步骤402中确定至少一个标记是否完全或部分地存在于图像中，即，至少一个标记2是否被完全或部分地遮蔽。如果情况不是这样，则未检测到无意的离床并且图像处理单元6可以继续进行对由相机4所捕获的下一图像的评价。如果图像处理单元6在步骤402中确定在图像中遮蔽一个标记2的至少部分，则其可以检测无意的离床。如上文所描述的，这可以特别地是在仅一个标记存在时的情况。
任选地，图像处理单元6可以不在该阶段处做出关于无意离床的发生的判断。而是，图像处理单元6可以以上文所描述的方式继续进行在步骤403中对人的运动的方向的确定。然后，在步骤404中，图像处理单元6判断人1是否进入或离开躺卧区域3。如果判断人将进入躺卧区域3，则可以不做出另一动作，并且可以评价下一相机图像。
如果在步骤404中判断人移动离开躺卧区域3，则图像处理单元6还可以以上文所描述的方式在步骤405中估计人的运动的速度v。然后，在步骤406中，其可以将所估计的速度v与预定阈值vth相比较。如果所估计的速度v小于阈值vth，则可能未检测到无意离床并且可以评价下一图像。
如果所估计的速度v大于预定阈值，则在步骤407中，图像处理单元6可以继续进行对在哪个区域中人1首先离开躺卧区域3的确定。特别地，图像处理单元6可以确定人是否首先离开头或脚区域中的躺卧区域3。如果确定人首先将离开脚区域中的躺卧区域，则可以未检测到无意离床或跌落，并且图像处理单元6可以继续进行对下一图像的评价。否则，即，如果确定人首先离开头区域中的躺卧区域3或者同时地离开头和脚区域中的躺卧区域3，则在步骤409中，图像处理单元可以检测到无意离床并且可以发起警报例程。
应当理解，在步骤403中对人的运动的方向的确定、在步骤405中对人的运动的速度的估计以及在步骤407中对人的哪部分首先离开躺卧区域3的确定是方法的可选步骤。如上文已经解释的，在方法的实施例中，还可以免除这些步骤中的一个或多个。此外，本发明不限于图4中所示的这些步骤的顺序。而是，如果提供的话，可以以任何顺序做出前述步骤。
如上文已经解释的，在检测到人1的无意离床的情况下，所述监测系统可以发起警报例程。在一个实施例中，系统还被配置为检测人1或躺卧区域3的附近的护理者7的存在。并且，如果检测到护理者的存在，则可以去激活警报例程的发起。在该方面，所述系统可以根据可以仅在检测到无意离床的情况下阻挡警报例程的发起的无意的离床，来评价所捕获的相机图像。然而，可以同样地假设系统在护理者7的存在期间不执行该评价。
基于由相机4所捕获的图像，可以特别地检测护理者7的存在。出于该目的，护理者7可以被提供有标志8，其可以以这样的方式被附接到其身体：当护理者7处在如图5中所示的相机的视野内时，标志8对于相机而言是可见的。
与标记2类似，标志8可以辐射在其中相机4敏感的预定波长范围内的光。如标记2，标志7可以被配置为反射由光源5所发射的光的被动辐射设备，或者其可以是发射在预定波长范围中的光的主动辐射设备。此外，标志8具有与标记2不同的形状。例如，当标记2被配置为条带时，标志8可以具有圆形形状。基于其形状，图像处理单元6可以将标志8与由相机4所捕获的图像中的标记2区分开。
为了确定护理者7是否存在，图像处理单元6在相机图像的评价期间检查这些图像是否包括标志8。为了能够检测相机图像中的标志8，图像处理单元6处理可以在图像处理单元6中预分类的关于标志8的形状的信息。基于该信息，图像处理单元6可以确定具有标志8的形状的图案是否存在于图像中。在图像处理单元6以这样的方式检测一幅或多幅图像中的标志8的存在的情况下，其可以禁止警报例程，如上文所描述的。
尽管在上文所描述的实施例中，检测到跨过床的躺卧区域3的边缘的人1的运动，但是在其他实施例中，所述系统可以同样地被配置为检测被定位在床的躺卧区域3上的人的其他运动。
具体而言，标记2可以以适合的图案被布置在床的躺卧区域3上，以便在检测到一个或多个标记2的至少部分的存在的中断的情况下，来检测躺卧区域内的人的运动。在这样的配置的一个范例中，标记2可以被布置在婴儿床的躺卧区域3上。此处，标记2可以以预定义的距离跨完整的躺卧区域3分布。特别地，标记2可以以规则的距离跨躺卧区域3分布。在该范例中，所述系统可以被用于借助于远程终端设备，诸如可以由婴儿的父母或另一操作者保持的婴儿电话，来监测婴儿的运动。出于该目的，图像处理单元6可以每次在其检测到一个标记2的至少部分的存在的中断时，将对应的通知发送给终端设备。此外，图像处理单元6可以基于所捕获的图像来确定在躺卧区域3的哪个位置处标记2的遮蔽发生并且可以将关于该位置的信息包括到通知中。因此，能够从远程位置监测婴儿的运动。
作为被布置在躺卧区域3上的若干标记2的使用的备选，能够为躺卧区域3提供完全地辐射在预定波长范围内的光的表面。此处，光辐射表面对应于一个标记2，并且当由躺在其上的婴儿所遮蔽的躺卧区域3的区域改变时(即，当中断对应于标记2的表面的特定部分的可见性时)，检测到婴儿的运动。因此，图像处理单元6分析在由相机4所捕获的图像中可见的光辐射表面的空间区域的一致性，并且当确定该空间区域改变时检测到婴儿的运动。
所述监测系统的其他实施例与前述实施例不同，因为取代对象的运动，监测一个或多个对象的(多个)位置。
在图6中示意性图示的实施例中，监测其位置的对象是从去激活位置可折叠到激活垂直位置中的床轨9，其中，其放置躺在床10上的人从床10当中跌落。当人1具有从床10当中跌落的增加的风险时，床轨9必须被折叠到激活位置中。在医院和其他医疗机构中，这通常由护士完成。如果不使床轨9进到入其激活位置中——例如，如果忘记将床轨9折叠到激活位置中——则人1处在受伤的严重风险中。因此，在该实施例中，所述监测系统被用于检测在其中床轨9不在其激活位置中的情况。
出于该目的，以与上文结合对运动的监测所描述的实施例类似的方式对系统进行配置。然而，标记2以这样的方式被附接到床轨9：当床轨9处在如在图6中所示的激活位置中时，其仅被包含在由相机4拍摄的图像中。因此，当相机4被定位在比激活床轨9的上边缘更大的高度处时，标记2可以被附接到床轨9的这些上边缘。除此之外，能够以与上文结合对人1的运动的检测所描述的系统的实施例中相同的方式对标记2进行配置。同样地，能够以与这些实施例中相同的方式对相机4进行配置。此外，能够以与上文所描述的方式类似的方式对连接到相机4的图像处理单元6进行配置。
为了检测在其中床轨9未被折叠到激活位置中的情况，图像处理单元6连续地评价借助相机4所捕获的图像。在该评价期间，图像处理单元6确定被附接到床轨9的标记2是否存在于相机图像中。基于相机图像与当床轨9在激活位置中时期望的图案的比较，能够做出该确定。如果图像处理单元6不能够检测在经评价的图像中的一幅图像中的至少一个床轨9的存在，则判断该床轨9不处在激活位置中。
在做出这样的判断的情况下，图像处理单元6可以再次发起警报例程。该警报例程可以再次包括护理人员和/或急救中心的通知。此外，在该实施例中，在所述系统以上已经描述的方式检测到床10附近的护理者7的存在的情况下，可以禁止警报例程。
与对床轨9的位置的监测类似，在其他实施例中，所述系统能够监测其他对象的位置。这样的其他对象的范例特别地包括被附接到人的身体的医学设备，诸如，例如身体传感器、呼吸面罩等。这样的医学设备可以被提供有标记2，其可以以这样的方式被附接到医学设备：当医学设备被适当地被附接到人的身体时，其处在相机的视野中。然后，在在相机图像中不再能够检测到标记2的情况下，所述系统可以检测医学设备的位移。在这种情况下，所述系统可以再次发起警报例程。
尽管前述实施例特别地涉及对躺在床上的人1的运动的监测以及对躺在床上的人附近的对象的监测，但是本发明不限于此。而是，本发明可以被用于监测任何其他位置(例如，坐在椅子上、站立等)的人1。此外，本发明不限于卫生部门中的应用和/或人的监测。而是，根据本发明的系统还可以被用于以类似的方式监测除上文所提到的那些对象之外的对象。
通过研究附图、说明书和随附的权利要求书，本领域的技术人员在实践所主张的本发明时可以理解和实现所公开的实施例的其他变型。
在权利要求中，词语“包括”不排除其他元件或者步骤，并且不定冠词“一”或“一个”不排除多个。
单个单元或设备可以实现权利要求中记载的若干项的功能。互不相同的从属权利要求中记载了特定措施的仅有事实并不指示不能有利地使用这些措施的组合。
计算机程序可以存储/分布在诸如连同其他硬件或者作为其一部分提供的光学存储介质或固态介质的适合的介质上，而且可以以诸如经由因特网或其他有线或无线电信系统的其他形式分布。
权利要求中的任何附图标记不得被解释为对范围的限制。

Claims (15)

1.一种用于检测要被监测的对象(1；9)的运动和/或位置的系统，其中，所述系统包括：
-相机(4)，其用于捕获图像，所述相机对在预定波长范围中的光敏感；
-至少一个标记(2)，其辐射在所述预定波长范围中的光，所述标记(2)以这样的方式被布置在所述对象(1；9)的区域中：当所述对象(1；9)处在第一位置中时，所述相机(4)能够捕获所述标记(2)的图像，
-图像处理单元(6)，其被使得能够检测所述图像中的所述标记(2)，所述图像处理单元(6)被配置为响应于确定在所述图像的一幅或多幅图像中不能够检测到所述标记(2)的至少部分，来检测所述对象(1；9)的运动和/或第二位置。
2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述预定波长范围被包含在对人眼不可见的谱的部分中，特别是被包含在红外谱中。
3.根据权利要求1所述的系统，其中，所述系统还包括发射在所述预定波长范围中的光的光源(5)，并且其中，所述标记(2)反射由所述光源(5)发射的所述光。
4.根据权利要求1所述的系统，其中，所述标记(2)被定位为邻近所述对象(1)，并且其中，所述图像处理单元(6)被配置为：当确定在一系列捕获图像中的所述标记(2)的所述至少部分的可见性的中断时，来检测所述对象(1)的运动。
5.根据权利要求4所述的系统，其中，多个标记(2)被布置为邻近彼此。
6.根据权利要求5所述的系统，其中，所述图像处理单元(6)被配置为：基于所确定的所述系列捕获图像中的所述标记(2)的所述至少部分的所述可见性的中断的顺序，来确定所述对象(1)的所述运动的方向。
7.根据权利要求5或6所述的系统，其中，所述图像处理单元(6)被配置为：基于所述系列捕获图像中的第一标记(2)的至少部分的可见性的确定的中断的时间点与所述系列捕获图像中的第二标记(2)的至少部分的可见性的确定的中断的时间点之间的差，来确定所述对象(1)的所述运动的速度。
8.根据权利要求1所述的系统，其中，要被监测的所述对象是躺卧在床上的人(1)，并且其中，所述标记(2)被布置在所述床的躺卧区域(3)中和/或被布置为邻近所述床的躺卧区域(3)。
9.根据权利要求1所述的系统，其中，所述标记(2)被附接到要被监测的所述对象(9)。
10.根据权利要求9所述的系统，其中，要被监测的所述对象(9)能够处在第一位置和第二位置中，并且其中，所述标记(2)以这样的方式被附接到所述对象(9)：当所述对象(9)处在所述第二位置中时，所述相机(4)不能够捕获所述标记(2)的图像。
11.根据权利要求10所述的系统，其中，待监测的所述对象是能够从去激活位置折叠到激活位置中的床轨(9)，并且其中，所述第一位置对应于所述激活位置，并且所述第二位置对应于所述去激活位置。
12.根据权利要求1所述的系统，被配置为响应于检测到要被监测的所述对象(1；9)的运动和/或所述第二位置，来发起警报例程。
13.根据权利要求1所述的系统，其中，所述系统被配置为：检测具有与所述标记(1)不同的形状的标志(8)；并且辐射在所述图像中的所述预定波长范围中的光；并且响应于对所述图像的一幅图像中的所述标志(8)的检测，来去激活对所述警报例程的所述发起。
14.一种用于检测要被监测的对象(1；9)的运动和/或位置的方法，其中，所述方法包括：
-使用相机(4)捕获图像，所述相机(4)对在预定波长范围中的光敏感，其中，至少一个标记(2)以这样的方式被布置在所述对象(1；9)的区域中：当所述对象(1；9)处在第一位置中时，所述相机(4)能够捕获所述标记(2)的图像，所述标记辐射在所述预定波长范围中的光；
-在图像处理单元(6)中评价所述图像，所述图像处理单元(6)被使得能够检测在所述图像中的所述标记(2)；并且
-响应于确定在所述图像的一幅或多幅图像中不能够检测到所述标记(2)的至少部分，来检测所述对象(1；9)的运动和/或第二位置。
15.一种在根据权利要求1所述的系统的图像处理单元中能运行的计算机程序，所述计算机程序包括程序代码单元，当所述计算机程序在所述图像处理单元(6)中被运行时，所述程序代码单元用于令所述图像处理单元(6)：评价使用所述相机(4)捕获的所述图像；并且响应于确定在所述图像的一幅或多幅图像中不能够检测到所述标记(2)的至少部分，来检测所述对象(1；9)的运动和/或所述第二位置。
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