CN109770910A - 健康照护监控系统 - Google Patents
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Abstract
本发明有关于一种健康照护监控系统，是一种使用影像视觉侦测光学图样的形状变化以判断受护者移动或存在的健康照护与空间监控系统，本发明包括一光源单元、一影像撷取单元、一图像处理单元，以及一警示单元；藉此，本发明藉由影像撷取单元撷取架设于躺卧装置周围的光源单元所发射的光学图样的形状变化等机制，有效判断躺卧装置上的受护者除平躺外的起身、翻身或挥手等动作，以及侦测照护人员或闲杂人等于躺卧装置周围的相关活动，确实达到全面监控躺卧装置上受护者的行动与监测躺卧装置周围的状况等主要优势。
Description
技术领域
本发明是有关于一种健康照护监控系统，尤其是指一种使用影像视觉侦测光学图样的形状变化以判断受护者移动或存在的健康照护与空间监控系统。
背景技术
按，随着社会人口老化以及医疗技术与器材的进步，过去许多需要到医疗院所进行的医疗照护行为，现今都可以在老年人或病患等受护者的自家环境中完成，这也使得居家照护的相关领域与产业得以蓬勃发展的主要原因之一；虽然，目前许多的居家照护或是赡养中心都会聘雇相关的照护人员来照顾受护者，但社会各角落还是存在有许多未患病的老年人常常需要一个人独自在家，或是整个居家环境中只有其一人的独居老人等，而这些未患病的老人或是独居老人并不需要雇用照护人员协助照护；然而，这些未患病的老人或是独居老人因为年老色衰，以及健康状况不佳而导致行动不便的缘故，总是会在不知不觉的情况下发生跌倒等常见的居家事件，亦或是更严重的例如晕倒或心肌梗塞等严重事件。
目前已有相关研究用以解决上述问题，例如一些老人照护系统是在老年人身上配戴倾斜传感器，可在老年人跌倒时感测倾斜讯号，并发送相关警示讯息到亲人的行动通讯装置中以提醒亲人能够及时进行救护；然而，如果老年人忘记配戴倾斜传感器或倾斜传感器从老年人身上掉落，便无法有效针对老年人跌倒事件进行监控；中国台湾地区专利第M549405号的“侦测器及包含此侦测器的老人照护系统”即被研发以解决上述问题，此专利包含感测模块、处理模块及无线传输模块，感测模块感测前方是否有物体经过；处理模块与感测模块连接；无线传输模块与处理模块连接，其中当感测模块在预定时间间隔之间未侦测到前方有物体经过时，处理模块可产生警示讯号，并可透过无线传输模块传送警示讯号；此专利主要是利用红外线感测的方式感测前方是否有物体经过，以驱动处理模块开始照明，提供类似夜灯的功能而有效防止老年人夜间因光线不足而跌倒的意外情况，若红外线感测模块在预定时间间隔之间无法侦测到前方有物体经过时，则驱动处理模块产生警示讯号，并透过云端服务器传送至亲人所持有的行动通讯装置，以警示亲人实时救援；然而，以红外线态样呈现的感测装置仅能针对某些固定动作且于固定的位置进行侦测，由于无影像辅助观察，老年人没有经过红外线侦测区域并不代表发生问题，此时的警示讯号即变成了误动作；因此，如何有效藉由创新的硬件设计，有效判断受护者于床上除平躺外的起身、翻身或挥手等动作，更能侦测照护人员或闲杂人等于病床周围的相关活动，仍是健康照护监控系统等相关产业开发业者与相关研究人员需持续努力克服与解决的课题。
发明内容
今，发明人即是鉴于传统健康照护系统于实际实施时仍存在有诸多缺失，于是乃一本孜孜不倦的精神，并藉由其丰富的专业知识及多年的实务经验所辅佐，而加以改善，并据此研创出本发明。
本发明主要目的为提供一种健康照护监控系统，尤其是指一种使用影像视觉侦测光学图样的形状变化以判断受护者移动或存在的健康照护与空间监控系统，主要是藉由影像撷取单元撷取架设于躺卧装置周围的光源单元所发射的光学图样的形状变化等机制，有效判断躺卧装置上的受护者除平躺外的起身、翻身或挥手等动作，以及侦测照护人员或闲杂人等于躺卧装置周围的相关活动，以解决传统使用红外线收发器或重力传感器进行照护监控却只能针对某些固定动作进行侦测，以及使用穿戴式传感器却只能分析受护者生理讯号等缺点，确实达到全面监控躺卧装置上受护者的行动与监测躺卧装置周围的状况等主要优势。
为了达到上述实施目的，本发明人提出一种健康照护监控系统，至少包括有一光源单元、一影像撷取单元、一图像处理单元，以及一警示单元；光源单元设置于一躺卧装置的一侧部，光源单元朝向躺卧装置发射一包括有至少一光学图样的光束，其中光学图样因照射于至少一对象上而产生变化；影像撷取单元设置于光源单元的一侧部，影像撷取单元包括有一光学镜头，以及一与光学镜头连接的感光组件，其中光学镜头连续撷取对象与光学图样的多个影像于感光组件上成像；图像处理单元电性连接影像撷取单元，图像处理单元包括有一接收模块，以及一电性连接接收模块的判断模块，接收模块接收影像撷取单元撷取的多个影像，并将一时间所撷取的影像定义为一初始影像，判断模块将后续时间所撷取的影像与初始影像进行比对，当比对结果不一致时，判断模块发出一讯号；警示单元接收判断模块发出的讯号，并发出一警示讯号。
如上所述的健康照护监控系统，其中健康照护监控系统可进一步设置有一储存单元，储存单元电性连接影像撷取单元，以储存影像撷取单元撷取的多个影像。
如上所述的健康照护监控系统，其中躺卧装置为居家床、医疗床、电动床、照护床、平板床、日式床铺、气垫床、沙发床、婴儿床、沙发或长板凳等其中的一种装置。
如上所述的健康照护监控系统，其中光源单元为发光二极管、雷射二极管或用以输出一光束的发光组件等其中的一种装置。
如上所述的健康照护监控系统，其中光束的波长在800纳米以上，优选的，为符合生物组织光学窗口的1000纳米～1500纳米之间。
如上所述的健康照护监控系统，其中光学图样为网格、直线、十字型、规则排列点或不规则排列点等其中的一种态样。
如上所述的健康照护监控系统，其中对象包括动态对象或静止对象等其中的一种态样或两者的组合。
如上所述的健康照护监控系统，其中光学镜头为鱼眼镜头、广角镜头或标准镜头等其中的一种装置。
如上所述的健康照护监控系统，其中感光组件为光电耦合组件(Charge CoupledDevice，CCD)或互补金属氧化物半导体(Complementary Metal-Oxide-Semiconductor，CMOS)等其中的一种装置。
如上所述的健康照护监控系统，其中警示单元为警报器、显示器或行动通讯装置等其中的一种装置。
如上所述的健康照护监控系统，其中警示讯号以声鸣、光线、影像或震动等其中的一种型式或两者以上的组合于警示单元上呈现。
如上所述的健康照护监控系统，其中健康照护监控系统系可进一步设置有一云端服务器，而判断模块、云端服务器，以及警示单元藉由一无线传输技术而相互连接。
如上所述的健康照护监控系统，其中无线传输技术为蓝牙(Bluetooth)通讯、红外线(Infrared，IR)通讯、近场通讯(Near Field Communication，NFC)、无线局域网络(Wireless Local Area Network，WLAN)、无线千兆联盟(Wireless Gigabit Alliance，WiGig)、紫蜂(ZigBee)、无线通用串行总线(Wireless USB)、超宽带 (Ultra Wide Band，UWB)或无线保真(Wi-Fi)等其中的一种协议或两者以上的组合。
如上所述的健康照护监控系统，其中光源单元可进一步为一闪烁式光源，闪烁式光源的闪烁速率相同于影像撷取单元撷取影像的频率。
如上所述的健康照护监控系统，其中图像处理单元可进一步比对影像撷取单元撷取的前后影像的差异，以判断光学图样的变化。
藉此，本发明的健康照护监控系统主要藉由影像撷取单元撷取架设于躺卧装置周围的光源单元所发射的光学图样的形状变化等机制，有效判断躺卧装置上的受护者除平躺外的起身、翻身、离床或挥手等动作，以及侦测躺卧装置周围区域的照护人员或闲杂人等的相关活动，确实达到全面监控躺卧装置上受护者的行动、监测躺卧装置周围的状况，以及减少设置成本等主要优势；此外，本发明的健康照护监控系统主要藉由光学图样的形状变化等态样，有效解决传统使用红外线收发器或重力传感器进行照护监控却只能针对某些固定动作进行侦测，以及使用穿戴式传感器却只能分析受护者生理讯号等缺点，确实达到大范围监控空间中的所有动态对象的动作与状况与监控无误差的优势；最后，本发明的健康照护监控系统主要藉由架设可发射红外光的光学图样的光源单元的硬件设计，于半夜无光源照射的环境下提供影像撷取单元有效的光源，以透过影像视觉的方式撷取光学图样形状改变的态样，确实达到全天候监控受护者的行动与状态，以及全天候执行空间中的安全监控等优势。
附图说明
图1为本发明健康照护监控系统其一较佳实施例的系统结构方块图；
图2为本发明健康照护监控系统其一较佳实施例的系统设置示意图。
附图标记说明：
1-健康照护监控系统，11-光源单元，111-光束，1111-光学图样，12-影像撷取单元，121-光学镜头，122-感光组件，13-图像处理单元，131-接收模块， 132-判断模块，14-警示单元，2-躺卧装置，3-对象。
具体实施方式
为利于本领域技术人员了解本发明的技术特征、内容、优点，以及其所能达成的功效，兹将本发明配合附图，并以实施例的表达形式详细说明如下，而其中所使用的图式，其主旨仅为示意及辅助说明书之用，未必为本发明实施后的真实比例与精准配置，故不应就所附图式的比例与配置关系解读、局限本发明于实际实施上的权利范围，合先叙明。
首先，请参阅图1与图2所示，为本发明健康照护监控系统其一较佳实施例的系统结构方块图，以及系统设置示意图，其中本发明的健康照护监控系统 1至少包括有：
一光源单元11，设置于一躺卧装置2的一侧部，光源单元11朝向躺卧装置2发射一包括有至少一光学图样1111的光束111，其中光学图样1111因照射于至少一对象3上而产生变化；此外，躺卧装置2为居家床、医疗床、电动床、照护床、平板床、日式床铺、气垫床、沙发床、婴儿床、沙发或长板凳等其中的一种装置；再者，光源单元11为发光二极管、雷射二极管或用以输出一光束的发光组件等其中的一种装置；此外，光束111的波长介于800纳米至900纳米之间；再者，光学图样1111为网格、直线、十字型、规则排列点或不规则排列点等其中的一种态样；此外，对象3包括动态对象或静止对象等其中的一种态样或两者的组合；在本发明其一较佳实施例中，设置于以照护床态样呈现的躺卧装置2前端部且以发光二极管LED态样呈现的光源单元11发射包含有以规则排列点态样呈现的光学图样1111的光束111于照护床的床面与周围区域，其中光束111的波长介于800nm～900nm之间，最佳为840nm，且躺卧在照护床上的老年人的动态对象可造成投射在照护床上的光学图样1111 的形状变化，其中躺卧装置2的前端部即为老年人头部的位置；然而必须注意的是，上述光源单元11设置的位置、光学图样1111的组成态样、形状或数量，以及躺卧装置2的种类，是为了说明方便起见，而非以本发明所举为限，且熟知此技艺者当知道不同的光源单元11的架设位置，以及光学图样1111组成的态样、形状与数量，只要可以让影像视觉辨识其形状的改变，以及不同的躺卧装置2的种类，只要可以提供对象3的躺卧使用，并不会影响本发明的实际实施。
一影像撷取单元12，设置于光源单元11的一侧部，影像撷取单元12包括有一光学镜头121，以及一与光学镜头121连接的感光组件122，其中光学镜头121连续撷取对象3与光学图样1111的多个影像于感光组件122上成像；此外，光学镜头121为鱼眼镜头、广角镜头或标准镜头等其中的一种装置；再者，感光组件122为光电耦合组件CCD或互补金属氧化物半导体CMOS等其中的一种装置；在本发明其一较佳实施例中，影像撷取单元12与光源单元11同样设置于照护床的前端部，且影像撷取单元12与光源单元11相距一适当的距离，其中以鱼眼态样呈现的光学镜头121撷取照护床的床面与周围区域的对象3与光学图样1111的多个影像于以互补金属氧化物半导体CMOS态样呈现的感光组件122上成像，其中对象3可例如但不限定为躺卧在照护床上的老年人或于照护床的周围区域的照护人员或无端闯入的外来人士等其中的一种对象3或两者以上的组合；
一图像处理单元13，电性连接影像撷取单元12，图像处理单元13包括有一接收模块131，以及一电性连接接收模块131的判断模块132，接收模块131 接收影像撷取单元12撷取的多个影像，并将一时间所撷取的影像定义为一初始影像P0，判断模块132将后续时间所撷取的影像与初始影像P0进行比对，当比对结果不一致时，判断模块132发出一讯号；在本发明其一较佳实施例中，内建于图像处理单元13的接收模块131接收影像撷取单元12所撷取的多个影像，并传送至判断模块132，其中接收模块131将影像中的一时间T0所撷取的影像定义为初始影像P0，而判断模块132再将后续的时间T1所撷取的影像 P1与初始影像P0进行比对，当比对结果不一致时，判断模块132发出一讯号，亦即判断模块132将该时间T0后的另一时间T1所撷取到的影像P1与初始影像P0进行影像差异化的比对，当比对影像P1与初始影像P0之间存在有差异时，则判断模块132传递出一个讯号；以及
一警示单元14，接收判断模块132发出的讯号，并发出一警示讯号；此外，警示单元14为警报器、显示器或行动通讯装置等其中的一种装置；再者，该警示讯号以声鸣、光线、影像或震动等其中的一种型式或两者以上的组合于警示单元14上呈现；此外，健康照护监控系统1可进一步设置有一云端服务器(图式未标示)，而判断模块132、云端服务器，以及警示单元14藉由一无线传输技术而相互连接，其中无线传输技术为蓝牙通讯、红外线通讯、近场通讯 NFC、无线局域网络WLAN、无线千兆联盟WiGig、紫蜂ZigBee、无线通用串行总线Wireless USB、超宽带UWB或无线保真Wi-Fi等其中的一种协议或两者以上的组合；在本发明其一较佳实施例中，判断模块132藉由无线局域网络WLAN的无线传输技术与云端服务器电性连接，而云端服务器亦藉由无线局域网络WLAN与以行动通讯装置态样呈现的警示单元14电性连接，当判断模块132比对影像P1与初始影像P0之间的影像差异后发出的讯号经由云端服务器的连接而传递至行动通讯装置时，行动通讯装置即以声鸣或影像方式通知行动装置的持有人关于老年人的状态，其中判断模块132亦会传递有差异的影像至行动通讯装置。
此外，健康照护监控系统1可进一步设置有一储存单元，储存单元电性连接影像撷取单元12，以储存影像撷取单元12撷取的多个影像；在本发明其一较佳实施例中，储存单元与影像撷取单元12相互电信连接，影像撷取单元12 所撷取的影像储存于储存单元中，以利于本发明的健康照护监控系统1的用户使用。
再者，光源单元11可进一步为一闪烁式光源，闪烁式光源的闪烁速率相同于影像撷取单元12撷取影像的频率，其中图像处理单元13可进一步比对影像撷取单元12撷取的前后影像的差异，以判断光学图样1111的变化；在本发明另一较佳实施例中，光源单元11为一种呈现一亮一灭态样的闪烁式光源，而其闪烁的频率与影像撷取单元12撷取影像的频率相同，也就是说，当光源单元11发射具有光学图样1111的光束111亮起时，则影像撷取单元12撷取对象3与光学图样1111的影像并传送至图像处理单元13，而当下一时间的光源单元11熄灭后，影像撷取单元12再撷取一次对象3的影像并传送至图像处理单元13，图像处理单元13则将两个前后时间撷取的影像相减以进行比对的动作，由于前后两个影像的差别仅在于有无光学图样1111的存在，故前后两个影像相减后即可单独留下光学图样1111的影像，则图像处理单元13可更容易地判断光学图样1111的形状变化的态样，以确定对象3造成光学图样1111 的形状变化的态样。
接着，为使本领域技术人员能进一步了解本发明的目的、特征，以及所欲达成的功效，以下兹举本发明健康照护监控系统1的具体实际实施例，进一步证明本发明的健康照护监控系统1可实际应用的范围，但不意欲以任何形式限制本发明的范围；当一受护者独自一人在家并躺卧在一躺卧装置2的照护床上时，其家属或照护人员可使用本发明的健康照护监控系统1，以藉由一影像撷取单元12撷取架设于躺卧装置2周围的光源单元11所发射的光学图样1111 的形状变化等机制，有效判断躺卧装置2上的受护者除平躺外的起身、翻身或挥手等动作，以及侦测照护人员或闲杂人等于躺卧装置2周围的相关活动，以解决传统使用红外线收发器或重力传感器进行照护监控却只能针对某些固定动作进行侦测，以及使用穿戴式传感器却只能分析受护者的生理讯号等缺点，确实达到全面监控躺卧装置2上受护者的行动与监测躺卧装置2周围的状况等主要优势；首先，准备一光源单元11，其中光源单元11设置于一躺卧装置2 的一侧部，光源单元11朝向躺卧装置2发射一包括有至少一光学图样1111的光束111，其中光学图样1111因照射于至少一对象3上而产生变化；接着，准备一影像撷取单元12，其中影像撷取单元12设置于光源单元11的一侧部，影像撷取单元12包括有一光学镜头121，以及一与光学镜头121连接的感光组件122，其中光学镜头121连续撷取对象3与光学图样1111的多个影像于感光组件122上成像；接续，准备一图像处理单元13，其中图像处理单元13 电性连接影像撷取单元12，图像处理单元13包括有一接收模块131，以及一电性连接接收模块131的判断模块132，接收模块131接收影像撷取单元12 撷取的多个影像，并将一时间所撷取的影像定义为一初始影像P0，判断模块 132将后续时间所撷取的影像与初始影像P0进行比对，当比对结果不一致时，判断模块132发出一讯号；最后，准备一警示单元14，其中警示单元14接收判断模块132发出的讯号，并发出一警示讯号；于本发明健康照护监控系统1 的硬件设置完成后，光学镜头121撷取躺卧于照护床上的受护者、周围区域的对象3与光学图样1111等多个影像于感光组件122上成像并传递至图像处理单元13的接收模块131，接收模块131在一时间T0所撷取的影像定义为初始影像P0，亦即初始影像P0为受护者躺卧在躺卧装置2上的影像，而判断模块 132再将后续的时间T1所撷取的影像P1与初始影像P0进行比对，其中影像 P1可例如但不限定为受护者挥手、起身或离床等动作的影像，而此等动作会造成照射在受护者身上的光学图样1111的变化，当判断模块132比对影像P1 与初始影像P0的结果不一致时，判断模块132发出一讯号至以行动通讯装置态样呈现的警示单元14上，并于行动通讯装置即以声鸣或影像方式通知行动装置的持有人关于老年人的状态，其中判断模块132亦会传递有差异的影像至行动通讯装置；此外，由于本发明的光学图样1111涵盖躺卧装置2的床面与周围区域，故当有闲杂人等靠近躺卧装置2的床边时，亦会造成光学图样1111 的形状变化，判断模块132判断其变化后，亦可发出一讯号通知相关人等有关闲杂人等侵入的状态。
由上述实施说明可知，本发明的健康照护监控系统与现有技术相较之下，本发明具有以下优点：
1.本发明的健康照护监控系统主要藉由影像撷取单元撷取架设于躺卧装置周围的光源单元所发射的光学图样的形状变化等机制，有效判断躺卧装置上的受护者除平躺外的起身、翻身、离床或挥手等动作，以及侦测躺卧装置周围区域的照护人员或闲杂人等的相关活动，确实达到全面监控躺卧装置上受护者的行动、监测躺卧装置周围的状况，以及减少设置成本等主要优势。
2.本发明的健康照护监控系统主要藉由光学图样的形状变化等态样，有效解决传统使用红外线收发器或重力传感器进行照护监控却只能针对某些固定动作进行侦测，以及使用穿戴式传感器却只能分析受护者生理讯号等缺点，确实达到大范围监控空间中的所有动态对象的动作与状况与监控无误差的优势。
3.本发明的健康照护监控系统主要藉由架设可发射红外光的光学图样的光源单元的硬件设计，于半夜无光源照射的环境下提供影像撷取单元有效的光源，以透过影像视觉的方式撷取光学图样形状改变的态样，确实达到全天候监控受护者的行动与状态，以及全天候执行空间中的安全监控等优势。
综上所述，本发明的健康照护监控系统，的确能通过上述所揭露的实施例， 达到所预期的使用功效。
惟，上述所揭示的图示及说明，仅为本发明的较佳实施例，非为限定本发明的保护范围；大凡熟悉该项技艺的人士，其所依本发明的特征范畴，所作的其它等效变化或修饰，皆应视为不脱离本发明的设计范畴。
Claims (10)
1.一种健康照护监控系统，至少包括有：
一光源单元，设置于一躺卧装置的一侧部，该光源单元朝向该躺卧装置发射一包括有至少一光学图样的光束，其中该光学图样因照射于至少一对象上而产生变化；
一影像撷取单元，设置于该光源单元的一侧部，该影像撷取单元包括有一光学镜头，以及一与该光学镜头连接的感光组件，其中该光学镜头连续撷取该对象与该光学图样的多个影像于该感光组件上成像，该光源单元进一步为一闪烁式光源，该闪烁式光源的闪烁速率相同于该影像撷取单元撷取影像的频率；
一图像处理单元，电性连接该影像撷取单元，该图像处理单元包括有一接收模块，以及一电性连接该接收模块的判断模块，该接收模块接收该影像撷取单元撷取的多个影像，并将一时间所撷取的影像定义为一初始影像，该判断模块将后续时间所撷取的影像与该初始影像进行比对，当比对结果不一致时，该判断模块发出一讯号；以及
一警示单元，接收该判断模块发出的讯号，并发出一警示讯号。
2.根据权利要求1所述的健康照护监控系统，其中该健康照护监控系统系进一步设置有一储存单元，该储存单元电性连接该影像撷取单元，以储存该影像撷取单元撷取的多个影像。
3.根据权利要求1或2所述的健康照护监控系统，其中该光源单元为发光二极管、雷射二极管或用以输出一光束的发光组件其中之一。
4.根据权利要求1或2所述的健康照护监控系统，其中该光束的波长在800纳米以上。
5.根据权利要求1或2所述的健康照护监控系统，其中该光束的波长介于1000纳米到1500纳米之间。
6.根据权利要求4所述的健康照护监控系统，其中该对象包括动态对象或静止对象其中之一或两者的组合。
7.根据权利要求6所述的健康照护监控系统，其中该警示单元为警报器、显示器或行动通讯装置其中之一。
8.根据权利要求5所述的健康照护监控系统，其中该健康照护监控系统进一步设置有一云端服务器，而该判断模块、该云端服务器，以及该警示单元藉由一无线传输技术而相互连接。
9.根据权利要求8所述的健康照护监控系统，其中该无线传输技术为蓝牙通讯、红外线通讯、近场通讯NFC、无线局域网络WLAN、无线千兆联盟WiGig、紫蜂ZigBee、无线通用串行总线Wireless USB、超宽带UWB或无线保真Wi-Fi其中的一协议或两者以上的组合。
10.根据权利要求9所述的健康照护监控系统，其中该图像处理单元进一步比对该影像撷取单元撷取的前后影像的差异，以判断该光学图样的变化。
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