EP4262553A1 - Method, monitoring device and monitoring system for detecting a person getting into and/or out of a bed - Google Patents

Method, monitoring device and monitoring system for detecting a person getting into and/or out of a bed

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Publication number
EP4262553A1
EP4262553A1 EP21835329.0A EP21835329A EP4262553A1 EP 4262553 A1 EP4262553 A1 EP 4262553A1 EP 21835329 A EP21835329 A EP 21835329A EP 4262553 A1 EP4262553 A1 EP 4262553A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
bed
sensors
monitoring device
sensor
sensor signals
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP21835329.0A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Stelios KATSANEVAKIS
David Maria LINK
Serxhio RIRA
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nevisq GmbH
Original Assignee
Nevisq GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nevisq GmbH filed Critical Nevisq GmbH
Publication of EP4262553A1 publication Critical patent/EP4262553A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/103—Detecting, measuring or recording devices for testing the shape, pattern, colour, size or movement of the body or parts thereof, for diagnostic purposes
    • A61B5/11—Measuring movement of the entire body or parts thereof, e.g. head or hand tremor, mobility of a limb
    • A61B5/1113—Local tracking of patients, e.g. in a hospital or private home
    • A61B5/1115—Monitoring leaving of a patient support, e.g. a bed or a wheelchair
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/68—Arrangements of detecting, measuring or recording means, e.g. sensors, in relation to patient
    • A61B5/6887—Arrangements of detecting, measuring or recording means, e.g. sensors, in relation to patient mounted on external non-worn devices, e.g. non-medical devices
    • A61B5/6891—Furniture
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/72—Signal processing specially adapted for physiological signals or for diagnostic purposes
    • A61B5/7271—Specific aspects of physiological measurement analysis
    • A61B5/7282—Event detection, e.g. detecting unique waveforms indicative of a medical condition
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/0059—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons using light, e.g. diagnosis by transillumination, diascopy, fluorescence
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/72—Signal processing specially adapted for physiological signals or for diagnostic purposes
    • A61B5/7235—Details of waveform analysis
    • A61B5/7246—Details of waveform analysis using correlation, e.g. template matching or determination of similarity

Definitions

  • Method, monitoring device and monitoring system for detecting when a person gets into a bed and/or when the person gets out of the bed
  • the invention relates to a method for detecting a person getting into a bed and/or a person getting out of the bed using at least one monitoring device for monitoring a peripheral area of the bed, the monitoring device having at least two sensors for contactless object detection in a detection area of the respective sensor and wherein the detection areas of the sensors relate to the peripheral area of the bed to be monitored jointly.
  • the invention also relates to a corresponding monitoring device and a corresponding monitoring system.
  • the automatic or semi-automatic detection of getting in and/or getting out of a bed is made more difficult by other activities in the peripheral area of the bed, such as hanging out a blanket or another person (for example a nurse) approaching the bed.
  • the perimeter area of the bed it monitors may be part of the total perimeter of the bed or the total perimeter of the bed itself.
  • CN 106994073 A describes a method for detecting when a person gets into a medical bed and/or when a person gets out of the medical bed using a monitoring device for monitoring a peripheral area that completely surrounds the bed, the monitoring device having four sensors for contactless object detection in one Having detection range of the respective sensor and wherein the detection ranges of the sensors relate to the jointly to be monitored peripheral area of the bed.
  • All sensors of the monitoring device are infrared sensors (IR sensors - IR: infrared). Each of these sensors monitors one (longitudinal or transverse) side of the bed or bed frame, ie a respective section of the peripheral area. In other words, the detection areas of the individual sensors complement each other to form the peripheral area to be monitored.
  • the sensor signals from different sensors are combined and the resulting combination is then evaluated.
  • JP 2007020845 A for example, an infrared sensor and a pressure sensor in the mattress of the bed.
  • the signals do not relate to the peripheral areas of the bed.
  • the object is achieved according to the invention by the features of the independent claims.
  • Advantageous refinements of the invention are specified in the dependent claims.
  • entry/exit in the peripheral area of the bed to be monitored is determined by evaluating a signal combination of sensor signals from the sensors of the monitoring device, with the monitoring device at least one sensor of the at least two sensors is designed as a capacitive sensor for contactless object detection.
  • a capacitive sensor is a sensor that works on the basis of the change in the electrical capacitance of an individual capacitor or a capacitor system.
  • the capacitance can be influenced by the variable to be recorded in various ways, which are primarily determined by the intended use.
  • the intended use is contactless object detection.
  • the capacitive sensor has, for example, an electrode (measuring electrode) and an RC oscillator circuit. When an object approaches the electrode, the capacitance increases and thus influences the oscillation amplitude of the RC oscillator. Details on the structure of the monitoring device are described in connection with the description of the monitoring device according to the invention and possible configurations of this monitoring device according to the invention.
  • the sensor signals to be combined do not necessarily have to come from sensors of different sensor types.
  • the combination of the sensor signals from several capacitive sensors for non-contact object detection can, with an appropriate arrangement, lead to sufficient differentiation between getting in and out on the one hand and other scenes and activities in the area around the perimeter of the bed on the other. To do this, only the “viewing angles” of the capacitive sensors supplying the sensor signals to be combined and/or their detection ranges have to differ.
  • At least one other of the sensors is an infrared sensor for contactless object detection.
  • the combination of the sensor signals from infrared sensors and capacitive sensors for contactless object detection has also proven to be beneficial for differentiating between getting in and out on the one hand and other scenes and activities in the area around the bed perimeter on the other.
  • At least one further of the sensors is designed as an acceleration sensor.
  • This is used for contactless object detection by detecting a movement and/or change in movement of the person in/on the bed.
  • the sensor signals from sensors of the sensor types capacitive sensor and acceleration sensor - in addition to the possibility of distinguishing between getting in/out and other scenes and activities in the area of the bed perimeter - it is also possible to reliably distinguish between a person getting in and out of the bed a person can be distinguished from the bed itself.
  • the signal from the acceleration sensor gives an indication of whether the person is in direct contact with the bed in relation to the peripheral area of the bed to be monitored or is at a distance from the bed.
  • the Acceleration sensor is designed in particular as a gyroscope sensor. Acceleration sensors of this type are robust, inexpensive and reliable and have already proven themselves in practice for many applications, for example in mobile phones.
  • a time profile of the sensor signals of the sensors of the monitoring device is created and this time-dependent profile of the sensor signals is combined during the evaluation and the signal combination is then analyzed.
  • the time-dependent progression of the sensor signals in the signal combinations can then be assigned to different scenes and activities in the area around the perimeter of the bed.
  • the detection ranges of at least two of the sensors of the sensor system, whose sensor signals are combined at least partially overlap.
  • the sensor signals from different sensor types are combined.
  • the monitoring device for monitoring a peripheral area of a bed in order to detect when a person gets into the bed and/or when a person gets out of the bed, which has at least two sensors for contactless object detection in a detection area of the respective sensor and an evaluation unit for evaluating sensor signals of the sensors and in which the detection areas of the sensors can be related to the peripheral area of the bed to be monitored jointly, it is provided that the evaluation unit is set up to determine entry and/or exit by evaluating a signal combination of sensor signals from the sensors, wherein in the monitoring device at least one sensor of the at least two sensors is designed as a capacitive sensor for contactless object detection.
  • the monitoring device is preferably a device that can be detachably mounted on the outer circumference of the bed, in particular on the bed frame of the bed, for monitoring a peripheral area of the bed in which it is mounted.
  • This device has the sensors integrally, in particular in a housing.
  • At least one further sensor of the sensors is designed as an infrared sensor for contactless object detection. It turned out that an infrared sensor is a good complement to the capacitive sensor.
  • At least one further of the sensors is designed as an acceleration sensor.
  • This is used for contactless object detection by detecting a movement and/or change in movement of the person in/on the bed.
  • the acceleration sensor is designed in particular as a gyroscope sensor.
  • this is set up to create a time-dependent profile of the sensor signals from its sensors and to combine this time-dependent profile of the sensor signals during the evaluation by the evaluation unit and then to analyze the combination.
  • the detection ranges of at least two of the sensors, whose sensor signals are combined are at least partially overlap.
  • the detection ranges of at least two of the sensors whose sensor signals are combined do not overlap.
  • the monitoring device has a rear side which faces the bed when the monitoring device is installed and an opposite front side which faces away from the bed when the monitoring device is installed.
  • the monitoring device has a housing and fastening elements for fastening the monitoring device to an outside of the bed in such a way that the back of the monitoring device faces the bed when the monitoring device is mounted and the opposite front side of the monitoring device faces away from the bed when the monitoring device is mounted.
  • the at least one capacitive sensor for contactless object detection has an electrode, with a shielding device for shielding the electrode against capacitive influences on the rear being arranged between the electrode and the rear of the monitoring device and/or between the electrode and the front of the monitoring device there is free space.
  • This free space is formed in particular by a gap, preferably an air gap, between the electrode and the front side of the monitoring device.
  • the at least one capacitive sensor for contactless object detection is arranged in the housing and has an electrode, the shielding device for shielding the electrode against capacitive influences on the rear being arranged between the electrode and the rear of the monitoring device and/or the free space between the electrodes and the front of the monitoring device is present in the housing.
  • the at least one acceleration sensor is arranged in particular in/on the evaluation unit. Furthermore, the evaluation unit is preferably set up to recognize, by analyzing the time-dependent profile of the sensor signals, whether a person has got into the bed or got out of the bed.
  • the monitoring system according to the invention for detecting a person getting into a bed and/or a person getting out of the bed has several of the above-mentioned monitoring devices. If appropriate, such a system also has a control and evaluation unit which is superordinate to the monitoring devices and which coordinates and supplements the evaluation of the internal evaluation units of the monitoring devices.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of a bed with a mounted monitoring device according to a preferred embodiment of the invention
  • FIG. 3 shows a sectional view of the assembled monitoring device according to the preferred embodiment of the invention
  • 5 shows a time-dependent representation of the sensor signals of the sensors for contactless object detection when entering the bed.
  • 6 shows a time-dependent representation of the sensor signals of the sensors for contactless object detection when a blanket is hung out of the bed,
  • FIG. 8 shows a schematic representation of a bed with a mounted monitoring device according to a further preferred embodiment of the invention
  • FIG. 1 shows a schematic representation of a bed 10 with a bed frame 12, feet 14 and a railing 16 that delimits the lying surface of the bed 10 in several areas and protects a person lying on the bed 10 from falling out of the bed 10.
  • a peripheral area 18 without railing 16. Only in this peripheral area 18 is it possible to get into bed 10 or get out of bed 10 without difficulty, since railing 16 does this in the other areas with special needs.
  • the bed frame is there 14 a monitoring device 20 for detecting a corresponding entry and/or exit within the peripheral area 18 is mounted.
  • the monitoring device 20 has several (six in this example) sensors 22, 24 for contactless object detection in a respective detection area 26, 28 of the individual sensors 22, 24 and an evaluation unit 30 for evaluating sensor signals from the sensors 22, 24.
  • the evaluation unit 30 is connected in terms of signal technology to each of the sensors 22, 24, but this is not shown in detail.
  • Each of the infrared sensors 24 includes a transmitter (IR transmitter) 32, which is in the corresponding detection area 28 and a receiver (IR receiver) for receiving infrared light from the detection area 28. Details of the capacitive sensors 22 are discussed in connection with FIG.
  • the peripheral area 18 is monitored by means of the monitoring device 20 in order to detect a person getting into the bed 10 and/or a person getting out of the bed 10 .
  • only a single peripheral area 18 is monitored by a single monitoring device 20 since the other peripheral areas of the bed 10 are secured by the railing 16 .
  • the monitoring device 20 has, in addition to the components 22, 24 discussed in connection with FIG. 30 also has a housing 38, the rear side 40 of which faces the bed 10 or bed frame 12.
  • the front side 42 of the housing 38 opposite the rear side 40 accordingly points away from the bed 10 in the installed state of the monitoring device 20 . Since the housing 38 houses the other essential components 22, 24, 30 of the monitoring device 20, the front and rear 40, 42 of the housing 38 are also the front and rear 40, 42 of the monitoring device 20.
  • the capacitive sensors 22 are arranged on one elongated carrier 44 above the infrared sensors 24 on the other elongated carrier 46 in the example.
  • a capacitive sensor 22 is arranged above one of the infrared sensors 24 in each case.
  • An essential component of the capacitive sensors 22 are the electrodes 48 in the form of electrode loops, which are clearly visible here.
  • An infrared window 50 for the infrared radiation from the infrared sensors 24 is located on the front of the monitoring device 20 in front of the infrared sensors 24.
  • Fig. 3 shows a sectional view of the installed monitoring device 20 transverse to the longitudinal extent of the monitoring device 20 or the series arrangements of its sensors 22, 24. While the infrared sensors 24 are placed behind the infrared window 50 close to the front 42, the electrodes 48 that of the capacitive sensors 22 is placed toward the rear 40. Between the electrodes 48 and the front side 40 there is an air gap within the housing 38 which forms a free space 54 between the respective electrode 48 and the front side. A certain (minimum) distance A is ensured between the capacitive sensors 22 on the one hand and the infrared sensors 24 on the other hand.
  • FIGS. 4 to 7 show time-dependent representations of the sensor signals 56, 58 of the sensors 22, 24 for contactless object detection in typical situations at the edge 36 of the bed.
  • the evaluation unit 30 evaluates the signal combination of the sensor signals 56 from the capacitive sensors 22 with the sensor signals 58 from the infrared sensors 24 .
  • this can be done in pairs with the sensors 22, 24 of different sensor types arranged one below the other or with the sum of all sensors 22 of the first sensor type (all capacitive sensors 22) and the sum of all sensors 24 of the second sensor type (here: all infrared sensors 24).
  • a time profile of the sensor signals 56, 58 of the sensors 22, 24 is created and used to evaluate this time-dependent profile Combined sensor signals 56, 58 and then analyzed the combination.
  • FIGS. 4 to 7 now show very typical patterns of these time-dependent signal combinations.
  • Fig. 4 shows a time-dependent representation of the sensor signals 56, 58 of the sensors 22, 24 for contactless object detection when a person gets out of the bed 10. There is first a continuous increase in the sensor signal 58 of the infrared sensors 24, followed by a similar continuous increase in the sensor signal 56 of the capacitive sensors 22 up to a maximum sensor signal.
  • FIG. 5 shows a time-dependent representation of the sensor signals 56, 58 of the sensors 22, 24 for contactless object detection when entering the bed 10.
  • FIG. 6 shows a time-dependent representation of the sensor signals 56, 58 of the sensors 22, 24 for contactless object detection when a blanket (not shown) is hung out of the bed 10.
  • a blanket not shown
  • the sensor signal 56 of the capacitive sensors 22 there is a continuous increase in the sensor signal 58 of the infrared sensors 24, followed by a short and significantly weaker increase in the sensor signal 56 of the capacitive sensors 22.
  • the increase in the sensor signal 56 of the capacitive sensors 22 is so significantly weaker, primarily because of the air gap or free space 54.
  • FIG. 7 shows a time-dependent representation of the sensor signals 56, 58 of the sensors 22, 24 for contactless object detection when there is no action in the monitored peripheral area 18 of the bed 10.
  • the sensor signals 56, 58 remain relatively constant at a low level.
  • the evaluation of the signal combinations of the time-dependent sensor signals 56, 58 of the sensors 22, 24 enables a reliable detection of entry into the bed 10 or exit from the bed 10 and excludes false alarms - for example by people who only approach the bed 10 - largely .
  • Figure 6 shows a strong IR signal 58 due to optical occlusion, but only a slight increase in CAP signal 56 (this increase is significantly less than if a person stepped out of bed 10 - see Figure 4).
  • the air gap or free space 54 does not allow the CAP signal 56 to rise too high.
  • the combination of signals ensures that obscuring objects - such as blankets or clothing - do not trigger a false alarm.
  • the diagonal distance A between the electrode 48 and the IR sensor 24 minimizes the parasitic capacitance caused by the IR sensor system, so that the baseline from the cap sensor 22 is increased only negligibly.
  • FIG. 8 shows, analogously to FIG .
  • a monitoring device 20 on bed frame 14 for detecting a corresponding entry and/or exit within peripheral area 18 assembled.
  • the assembly takes place via fastening elements 60 of the monitoring device 20.
  • These fastening elements 60 are designed here in the example in the form of a fastening hook.
  • the monitoring device 20 has a plurality of sensors 22, 62 (four in this example) for contactless object detection and an evaluation unit 30 for evaluating sensor signals from the sensors 22, 62.
  • the three IR sensors 24 that are optionally available (and are therefore only shown in dashed lines) are not considered further, but only the capacitive sensors 22 (cap sensors) with detection areas 26 and an acceleration sensor 62 with a detection area 64, which essentially covers the bed 10 (and of course also the monitoring device 20 attached thereto).
  • the acceleration sensor 62 is arranged in/on the evaluation unit 30, more precisely on a circuit board of the evaluation unit 30.
  • the evaluation unit 30 is connected to each of the sensors 22, 62 in terms of signals.
  • the monitoring device 20 is set up to create a time profile of the sensor signals 56, 66 (shown in the following figures) from its sensors 22, 62 and to combine this time-dependent profile of the sensor signals 56, 64 during the evaluation by the evaluation unit 30 and to then analyze the combination.
  • the detection areas 26, 28, 64 of all three types of sensors 22, 24, 62 relate to the peripheral area 18 of the bed 10 to be monitored together.
  • the sensors 22, 24 of the capacitive sensor 22 or infrared sensor 24 type monitor the Circumferential area 18 rather the outer area of the bed 10 and the sensor 62 designed as an acceleration sensor rather the inner area of the bed 10 via the recorded vibrations.
  • FIGS. 9 to 11 show time-dependent representations of the sensor signals 56, 58, 66 of the sensors 22, 24, 62 for contactless object detection in typical situations at the edge 36 of the bed.
  • the infrared sensors 24 are optional, the corresponding However, sensor signal 58 of these infrared sensors 24 is shown here for the sake of completeness. It shows:
  • FIG. 9 shows a time-dependent representation of the sensor signals 56, 58, 66 of the sensors 22, 24, 62 when there is no action in the monitored peripheral area 18 of the bed 10.
  • the sensor signals 56, 58, 66 remain relatively constant at a low level.
  • FIG. 10 shows a time-dependent representation of the sensor signals 56, 58, 66 of the sensors 22, 24, 62 for contactless object detection with a blanket hanging out of the bed 10 (not shown).
  • the increase or course of the sensor signal 56 of the capacitive sensors 22 is significantly weaker than that of the infrared sensor 24, primarily because of the air gap or free space 54.
  • the sensor signal 66 of the acceleration sensor 62 remains constantly at the low level, as shown in FIG.
  • phase 11 shows a time-dependent representation of the sensor signals 56, 58, 66 of the sensors 22, 24, 62 for contactless object detection when entering the bed 10.
  • This entry can be roughly divided into three phases: Phase I: no action, phase II: Sitting on the edge of the bed” and Phase III: Lying in bed.
  • the level of sensor signal 58 of infrared sensors 24 changes, with a time delay, followed by a similar level change of sensor signal 56 of capacitive sensors 22 to a respective constant level in phase II. Only in phase III does the level change of the sensor signal 56 of the capacitive sensors 22 followed by a similar level change of the sensor signal 58 of the infrared sensors 24.
  • the sensor signal 66 of the acceleration sensor 62 increases overall when entering the bed 10.
  • phase II there is an increased intermediate level, which correlated with "sitting on the edge of the bed".
  • the biggest level difference occurs in the sensor signal 66 of the acceleration sensor 62 between phase I and phase II. This is an abrupt increase in the level of the sensor signal 66 (abrupt level increase).
  • FIG. 12 shows a time-dependent representation of the sensor signals 56, 58, 66 of the sensors 22, 24, 62 for contactless object detection when a person gets out of the bed 10.
  • This exit can also be roughly divided into the three phases mentioned above: Phase I: no action, phase II: sitting on the edge of the bed and phase III: lying in bed.
  • phase III there is only a change in the level of sensor signal 58 from infrared sensors 24 with a time offset, followed by a similar level change in sensor signal 56 from capacitive sensors 22 to a respective constant level in phase II.
  • phase III a change in the level of the sensor signal 56 of the capacitive sensors 22 followed with a time offset by a similar level change of the sensor signal 58 of the infrared sensors 24.
  • the sensor signal 66 of the acceleration sensor 62 decreases overall when getting out of the bed 10.
  • phase II there is an increased intermediate level, which correlates with "sitting on the edge of the bed".
  • the greatest level difference occurs in the sensor signal 66 of the acceleration sensor 62 between phase II and phase I. This is a sudden drop in the level of the sensor signal 66 (sudden drop in level).
  • a Distance (capacitive sensor - infrared sensor)

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Abstract

The invention relates to a method for detecting a person getting into and/or out of a bed (10) by means of at least one monitoring device (20) for monitoring a peripheral region (18) of the bed (10), wherein the monitoring device (20) has at least two sensors (22, 24, 62) for contactless object detection in a detection range (26, 28, 64) of the respective sensor (22, 24, 62), and wherein the detection ranges (26, 28, 64) of the sensors (22, 24, 62) cover the peripheral region (18) of the bed (10) to be jointly monitored. According to the invention, the fact that a person is getting into/out of bed in the peripheral region (18) of the bed (10) to be monitored is determined by evaluating a signal combination of sensor signals (56, 58, 66) of the sensors (22, 24, 62) of the monitoring device (20), wherein at least one sensor (22) of the at least two sensors (22, 24, 62) in the monitoring device (20) is a capacitive sensor (22) for contactless object detection. The invention furthermore relates to a corresponding monitoring device (20) and to a corresponding monitoring system having a plurality of monitoring devices (20).

Description

Verfahren, Überwachungseinrichtung und Überwachungssystem zum Erkennen eines Einstiegs einer Person in ein Bett und/oder eines Ausstiegs der Person aus dem Bett Method, monitoring device and monitoring system for detecting when a person gets into a bed and/or when the person gets out of the bed
B e s c h r e i b u n g Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erkennen eines Einstiegs einer Person in ein Bett und/oder eines Ausstiegs einer Person aus dem Bett mittels mindestens einer Überwachungseinrichtung zur Überwachung eines Umfangsbereichs des Bettes, wobei die Überwachungseinrichtung zumindest zwei Sensoren zur berührungslosen Objekterfassung in einem Erfassungsbereich des jeweiligen Sensors aufweist und wobei sich die Erfassungsbereiche der Sensoren auf den gemeinsam zu überwachenden Umfangsbereich des Bettes beziehen. The invention relates to a method for detecting a person getting into a bed and/or a person getting out of the bed using at least one monitoring device for monitoring a peripheral area of the bed, the monitoring device having at least two sensors for contactless object detection in a detection area of the respective sensor and wherein the detection areas of the sensors relate to the peripheral area of the bed to be monitored jointly.
Die Erfindung betrifft weiterhin eine entsprechende Überwachungseinrichtung und ein entsprechendes Überwachungssystem. The invention also relates to a corresponding monitoring device and a corresponding monitoring system.
Im Bereich der Krankenversorgung und im Pflegebereich gibt es einen erhöhten Bedarf an einer (teil-)automatisierten Überwachung von mehr oder weniger bettlägerigen Personen in ihrem Bett. Dies schließt unter anderem auch ein teilautomatisches/automatisches Erkennen eines Ausstiegs der Person aus dem Bett bzw. Einstiegs der Person in das Bett ein. In the field of patient care and nursing, there is an increased need for (partially) automated monitoring of more or less bedridden people in their beds. This also includes, among other things, a semi-automatic/automatic detection of a person getting out of bed or getting into bed.
Das automatische bzw. teilautomatische Erkennen eines Ein- und/oder Ausstiegs in/aus einem Bett wird durch andere Aktivitäten im Umfangsbereich des Bettes, wie beispielsweise das Heraushängen einer Decke oder das Herantreten einer weiteren Person (beispielsweise einer Pflegekraft) an das Bett, erschwert. Je nach Ausgestaltung der Überwachungseinrichtung kann der von ihr überwachte Umfangsbereich des Bettes ein Teil des Gesamtumfangs des Bettes oder der Gesamtumfang des Bettes selbst sein. The automatic or semi-automatic detection of getting in and/or getting out of a bed is made more difficult by other activities in the peripheral area of the bed, such as hanging out a blanket or another person (for example a nurse) approaching the bed. Depending on the design of the monitoring device the perimeter area of the bed it monitors may be part of the total perimeter of the bed or the total perimeter of the bed itself.
Die CN 106994073 A beschreibt ein Verfahren zum Erkennen eines Einstiegs einer Person in ein medizinisches Bett und/oder eines Ausstiegs einer Person aus dem medizinischen Bett mittels einer Überwachungseinrichtung zur Überwachung eines das Bett vollumfänglich umgebenden Umfangsbereichs, wobei die Überwachungseinrichtung vier Sensoren zur berührungslosen Objekterfassung in einem Erfassungsbereich des jeweiligen Sensors aufweist und wobei sich die Erfassungsbereiche der Sensoren auf den gemeinsam zu überwachenden Umfangsbereich des Bettes beziehen. Alle Sensoren der Überwachungseinrichtung sind Infrarot- Sensoren (IR-Sensoren - IR: Infrarot). Jeder dieser Sensoren übernimmt die Überwachung einer (Längs- oder Quer-) Seite des Bettes bzw. Bettgestells, also eines jeweiligen Teilabschnitts des Umfangsbereichs. Mit anderen Worten ergänzen sich die Erfassungsbereiche der einzelnen Sensoren zu dem zu überwachenden Umfangsbereich. CN 106994073 A describes a method for detecting when a person gets into a medical bed and/or when a person gets out of the medical bed using a monitoring device for monitoring a peripheral area that completely surrounds the bed, the monitoring device having four sensors for contactless object detection in one Having detection range of the respective sensor and wherein the detection ranges of the sensors relate to the jointly to be monitored peripheral area of the bed. All sensors of the monitoring device are infrared sensors (IR sensors - IR: infrared). Each of these sensors monitors one (longitudinal or transverse) side of the bed or bed frame, ie a respective section of the peripheral area. In other words, the detection areas of the individual sensors complement each other to form the peripheral area to be monitored.
Bei anderen Verfahren zum Erkennen eines Einstiegs einer Person in ein Bett und/oder eines Ausstiegs einer Person aus dem Bett mittels einer Überwachungseinrichtung werden die Sensorsignale unterschiedlicher Sensoren kombiniert und die resultierende Kombination anschließend ausgewertet. Bei der Druckschrift JP 2007020845 A beispielsweise ein Infrarotsensor und ein Drucksensor in der Matratze des Bettes. Dabei beziehen sich die Signale jedoch nicht auf Umfangsbereiche des Bettes. In other methods for detecting when a person gets into a bed and/or when a person gets out of the bed using a monitoring device, the sensor signals from different sensors are combined and the resulting combination is then evaluated. In the publication JP 2007020845 A, for example, an infrared sensor and a pressure sensor in the mattress of the bed. However, the signals do not relate to the peripheral areas of the bed.
Es ist die Aufgabe der Erfindung Maßnahmen zum Erkennen eines Einstiegs einer Person in ein Bett und/oder eines Ausstiegs einer Person aus dem Bett bereitzustellen, mittels derer der Ein- und/oder Ausstieg zuverlässig erkannt werden kann/erkannt wird. It is the object of the invention to provide measures for detecting when a person gets into a bed and/or when a person gets out of the bed, by means of which the getting into and/or out of bed can/is reliably detected.
Die Lösung der Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Erkennen eines Einstiegs einer Person in ein Bett und/oder eines Ausstiegs einer Person aus dem Bett mittels mindestens einer Überwachungseinrichtung zur Überwachung eines Umfangsbereichs des Betts, bei der die Überwachungseinrichtung zumindest zwei Sensoren zur berührungslosen Objekterfassung in einem Erfassungsbereich des jeweiligen Sensors aufweist, wobei sich die Erfassungsbereiche der Sensoren auf den gemeinsam zu überwachenden Umfangsbereich des Bettes beziehen, ist vorgesehen, dass der Einstieg/ Ausstieg in dem zu überwachenden Umfangsbereich des Bettes durch Auswertung einer Signalkombination von Sensorsignalen der Sensoren der Überwachungseinrichtung ermittelt wird, wobei bei der Überwachungseinrichtung zumindest ein Sensor der zumindest zwei Sensoren als ein kapazitiver Sensor zur berührungslosen Objekterfassung ausgebildet ist. Unter einem kapazitiven Sensor ist ein Sensor zu verstehen, welcher auf Basis der Veränderung der elektrischen Kapazität eines einzelnen Kondensators oder eines Kondensatorsystems arbeitet. Die Beeinflussung der Kapazität durch die zu erfassende Größe kann dabei auf verschiedene Arten erfolgen, die primär durch den Verwendungszweck bestimmt sind. Im vorliegenden Fall ist der Verwendungszweck eine berührungslose Objekterfassung. Der kapazitive Sensor weist dazu beispielsweise eine Elektrode (Messelektrode) und eine RC-Oszillatorschaltung auf. Durch die Annäherung eines Objektes an die Elektrode vergrößert sich die Kapazität und beeinflusst so die Schwingungsamplitude des RC-Oszillators. Details zum Aufbau der Überwachungseinrichtung werden im Zusammenhang mit der Beschreibung der erfmdungsgemäßen Überwachungseinrichtung und möglicher Ausgestaltungen dieser erfmdungsgemäßen Überwachungseinrichtung beschrieben. The object is achieved according to the invention by the features of the independent claims. Advantageous refinements of the invention are specified in the dependent claims. In the method according to the invention for detecting a person getting into a bed and/or a person getting out of the bed using at least one monitoring device for monitoring a peripheral area of the bed, in which the monitoring device has at least two sensors for contactless object detection in a detection area of the respective sensor where the detection ranges of the sensors relate to the peripheral area of the bed to be monitored jointly, it is provided that entry/exit in the peripheral area of the bed to be monitored is determined by evaluating a signal combination of sensor signals from the sensors of the monitoring device, with the monitoring device at least one sensor of the at least two sensors is designed as a capacitive sensor for contactless object detection. A capacitive sensor is a sensor that works on the basis of the change in the electrical capacitance of an individual capacitor or a capacitor system. The capacitance can be influenced by the variable to be recorded in various ways, which are primarily determined by the intended use. In the present case, the intended use is contactless object detection. For this purpose, the capacitive sensor has, for example, an electrode (measuring electrode) and an RC oscillator circuit. When an object approaches the electrode, the capacitance increases and thus influences the oscillation amplitude of the RC oscillator. Details on the structure of the monitoring device are described in connection with the description of the monitoring device according to the invention and possible configurations of this monitoring device according to the invention.
Durch die Auswertung der Signalkombination der Sensorsignale mehrerer Sensoren (statt einer Auswertung einzelner Sensorsignale) können Ein- und Ausstieg eindeutiger von anderen typischen Szenen und Aktivitäten im Bereich des Bettumfangs unterschieden werden, insbesondere von einem reinen Herantreten an das Bett, also einen Eintritt in einen Nahbereich vor dem Bett, der jedoch nicht im Zusammenhang mit einem Einstieg in das Bett bzw. Ausstieg aus dem Bett steht. Für die hier vorliegende Anwendung hat sich dabei die Beteiligung mindestens eines kapazitiven Sensors als besonders günstig herausgestellt. Auf diese Weise können aus dem Bett herausragende Objekte oder zusätzliche Objekte im Außenbereich des Bettumfangs gut vom Ein- und Ausstieg einer Person in das Bett/aus dem Bett unterschieden werden. By evaluating the signal combination of the sensor signals from several sensors (instead of evaluating individual sensor signals), getting in and out can be more clearly distinguished from other typical scenes and activities in the area around the bed, in particular from simply approaching the bed, i.e. entering into a close range in front of the bed, which, however, is not related to getting in or out of bed. The involvement of at least one capacitive sensor has proven to be particularly favorable for the present application. on in this way, objects protruding from the bed or additional objects in the outer area of the bed perimeter can be clearly distinguished from a person's entry and exit from the bed.
Dabei müssen die zu kombinierenden Sensorsignale nicht unbedingt von Sensoren unterschiedlichen Sensor-Typs kommen. Auch die Kombination der Sensorsignale von mehreren kapazitiven Sensoren zur berührungslosen Objekterfassung kann bei entsprechender Anordnung zu einer hinreichenden Unterscheidbarkeit von Ein- und Ausstieg einerseits und anderen Szenen und Aktivitäten im Bereich des Bettumfangs andererseits führen. Dazu müssen sich lediglich die „Blickwinkel“ der die zu kombinierenden Sensorsignale liefernden kapazitiven Sensoren und/oder deren Erfassungsbereiche unterscheiden. The sensor signals to be combined do not necessarily have to come from sensors of different sensor types. The combination of the sensor signals from several capacitive sensors for non-contact object detection can, with an appropriate arrangement, lead to sufficient differentiation between getting in and out on the one hand and other scenes and activities in the area around the perimeter of the bed on the other. To do this, only the “viewing angles” of the capacitive sensors supplying the sensor signals to be combined and/or their detection ranges have to differ.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist zumindest ein weiterer der Sensoren ein Infrarot-Sensor zur berührungslosen Objekterfassung. Die Kombination der Sensorsignale von Infrarot- Sensoren und kapazitiven Sensoren zur berührungslosen Objekterfassung hat sich ebenfalls als günstig zur Unterscheidung von Ein- und Ausstieg einerseits und anderen Szenen und Aktivitäten im Bereich des Bettumfangs andererseits herausgestellt. According to a preferred embodiment of the invention, at least one other of the sensors is an infrared sensor for contactless object detection. The combination of the sensor signals from infrared sensors and capacitive sensors for contactless object detection has also proven to be beneficial for differentiating between getting in and out on the one hand and other scenes and activities in the area around the bed perimeter on the other.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist zumindest ein weiterer der Sensoren als ein Beschleunigungssensor ausgebildet. Dieser dient zur berührungslosen Objekterfassung durch Erkennung einer Bewegung und/oder Bewegungsänderung der Person im/am Bett. Durch die Kombination der Sensorsignale von Sensoren der Sensor-Typen kapazitiver Sensor und Beschleunigungssensor kann - neben Möglichkeit einer Unterscheidung zwischen einem Ein-/ Ausstieg und anderen Szenen und Aktivitäten im Bereich des Bettumfangs - auch verlässlich zwischen einem Einstieg einer Person in das Bett und einem Ausstieg einer Person aus dem Bett selbst unterschieden werden. In der Kombination der Sensorsignale gibt das Signal des Beschleunigungssensors einen Hinweis darauf, ob sich die Person bezogen auf den zu überwachenden Umfangsbereich des Bettes in unmittelbarem Kontakt zum Bett befindet oder Abstand zum Bett hat. Der Beschleunigungssensor ist insbesondere als Gyroskopsensor ausgebildet. Derartige Beschleunigungssensoren sind robust, preisgünstig und zuverlässig und haben sich in der Praxis bereits für viele Anwendungen, beispielsweise in Mobiltelefonen, bewährt. According to a further preferred embodiment of the invention, at least one further of the sensors is designed as an acceleration sensor. This is used for contactless object detection by detecting a movement and/or change in movement of the person in/on the bed. By combining the sensor signals from sensors of the sensor types capacitive sensor and acceleration sensor - in addition to the possibility of distinguishing between getting in/out and other scenes and activities in the area of the bed perimeter - it is also possible to reliably distinguish between a person getting in and out of the bed a person can be distinguished from the bed itself. In the combination of the sensor signals, the signal from the acceleration sensor gives an indication of whether the person is in direct contact with the bed in relation to the peripheral area of the bed to be monitored or is at a distance from the bed. Of the Acceleration sensor is designed in particular as a gyroscope sensor. Acceleration sensors of this type are robust, inexpensive and reliable and have already proven themselves in practice for many applications, for example in mobile phones.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass ein zeitlicher Verlauf der Sensorsignale der Sensoren der Überwachungseinrichtung erstellt wird und bei der Auswertung dieser zeitabhängige Verlauf der Sensorsignale kombiniert und die Signalkombination anschließend analysiert wird. Der zeitabhängige Verlauf der Sensorsignale bei den Signalkombinationen, kann dann unterschiedlichen Szenen und Aktivitäten im Bereich des Bettumfangs zugeordnet werden. According to a further preferred embodiment of the invention, it is provided that a time profile of the sensor signals of the sensors of the monitoring device is created and this time-dependent profile of the sensor signals is combined during the evaluation and the signal combination is then analyzed. The time-dependent progression of the sensor signals in the signal combinations can then be assigned to different scenes and activities in the area around the perimeter of the bed.
Gemäß noch einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung überlappen sich die Erfassungsbereiche von zumindest zwei der Sensoren des Sensorsystems, deren Sensorsignale kombiniert werden, zumindest teilweise. Bei dieser Ausführungsform werden beispielsweise die Sensorsignale unterschiedliche Sensorarten kombiniert. Alternativ oder zusätzlich ist mit Vorteil vorgesehen, dass die Erfassungsbereiche von zumindest zwei der Sensoren des Sensorsystems, deren Sensorsignale kombiniert werden, überlappfrei sind. According to yet another preferred embodiment of the invention, the detection ranges of at least two of the sensors of the sensor system, whose sensor signals are combined, at least partially overlap. In this embodiment, for example, the sensor signals from different sensor types are combined. Alternatively or additionally, it is advantageously provided that the detection ranges of at least two of the sensors of the sensor system, whose sensor signals are combined, do not overlap.
Bei der erfindungsgemäßen Überwachungseinrichtung zur Überwachung eines Umfangsbereichs eines Bettes um einen Einstieg einer Person in das Bett und/oder einen Ausstieg einer Person aus dem Bett zu erkennen, welche zumindest zwei Sensoren zur berührungslosen Objekterfassung in einem Erfassungsbereich des jeweiligen Sensors und eine Auswerteeinheit zur Auswertung von Sensorsignalen der Sensoren aufweist und bei der sich die Erfassungsbereiche der Sensoren auf den gemeinsam zu überwachenden Umfangsbereich des Bettes beziehen lassen, ist vorgesehen, dass die Auswerteeinheit eingerichtet ist, den Einstieg und/oder der Ausstieg durch Auswertung einer Signalkombination von Sensorsignalen der Sensoren zu ermitteln, wobei bei der Überwachungseinrichtung zumindest ein Sensor der zumindest zwei Sensoren als ein kapazitiver Sensor zur berührungslosen Objekterfassung ausgebildet ist. Durch derartige Sensoren und eine derartige Auswerteeinheit können Ein- und Ausstieg in das Bett/aus dem Bett eindeutiger von anderen typischen Szenen und Aktivitäten im Bereich des Bettumfangs unterschieden werden. Die Überwachungseinrichtung ist bevorzugt ein am Außenumfang des Bettes, insbesondere am Bettgestell des Bettes, lösbar montierbares Gerät zur Überwachung eines Umfangsbereichs des Bettes in dem es montiert ist. Dieses Gerät weist die Sensoren integral auf, insbesondere in einem Gehäuse. In the monitoring device according to the invention for monitoring a peripheral area of a bed in order to detect when a person gets into the bed and/or when a person gets out of the bed, which has at least two sensors for contactless object detection in a detection area of the respective sensor and an evaluation unit for evaluating sensor signals of the sensors and in which the detection areas of the sensors can be related to the peripheral area of the bed to be monitored jointly, it is provided that the evaluation unit is set up to determine entry and/or exit by evaluating a signal combination of sensor signals from the sensors, wherein in the monitoring device at least one sensor of the at least two sensors is designed as a capacitive sensor for contactless object detection. Such sensors and such an evaluation unit can make getting in and out of bed/out of bed clearer than other typical scenes and activities in the area of bed perimeter can be distinguished. The monitoring device is preferably a device that can be detachably mounted on the outer circumference of the bed, in particular on the bed frame of the bed, for monitoring a peripheral area of the bed in which it is mounted. This device has the sensors integrally, in particular in a housing.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Überwachungseinrichtung ist zumindest ein weiterer Sensor der Sensoren als ein Infrarot- Sensor zur berührungslosen Objekterfassung ausgebildet ist. Es hat sich herausgestellt, dass ein Infrarotsensor eine gute Ergänzung zum kapazitiven Sensor ist. According to a preferred embodiment of the monitoring device according to the invention, at least one further sensor of the sensors is designed as an infrared sensor for contactless object detection. It turned out that an infrared sensor is a good complement to the capacitive sensor.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Überwachungseinrichtung ist zumindest ein weiterer der Sensoren als ein Beschleunigungssensor ausgebildet. Dieser dient zur berührungslosen Objekterfassung durch Erkennung einer Bewegung und/oder Bewegungsänderung der Person im/am Bett. Durch die Kombination der Sensorsignale von Sensoren der Sensor-Typen kapazitiver Sensor und Beschleunigungssensor kann auch verlässlich zwischen einem Einstieg einer Person in das Bett und einem Ausstieg einer Person aus dem Bett unterschieden werden. Der Beschleunigungssensor ist insbesondere als Gyroskopsensor ausgebildet. According to a further preferred embodiment of the monitoring device according to the invention, at least one further of the sensors is designed as an acceleration sensor. This is used for contactless object detection by detecting a movement and/or change in movement of the person in/on the bed. By combining the sensor signals from sensors of the sensor types capacitive sensor and acceleration sensor, it is also possible to reliably distinguish between a person getting into the bed and a person getting out of the bed. The acceleration sensor is designed in particular as a gyroscope sensor.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Überwachungseinrichtung ist diese eingerichtet, einen zeitlichen Verlauf der Sensorsignale ihrer Sensoren zu erstellen und bei der Auswertung durch die Auswerteeinheit diesen zeitabhängigen Verlauf der Sensorsignale zu kombinieren und die Kombination anschließend zu analysieren. According to a further preferred embodiment of the monitoring device according to the invention, this is set up to create a time-dependent profile of the sensor signals from its sensors and to combine this time-dependent profile of the sensor signals during the evaluation by the evaluation unit and then to analyze the combination.
Weiterhin ist insbesondere vorgesehen, dass sich die Erfassungsbereiche von zumindest zwei der Sensoren, deren Sensorsignale kombiniert werden, zumindest teilweise überlappen. Alternativ oder zusätzlich ist mit Vorteil vorgesehen, dass die Erfassungsbereiche von zumindest zwei der Sensoren, deren Sensorsignale kombiniert werden, überlappfrei sind. Gemäß noch einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Überwachungseinrichtung weist diese eine Rückseite auf, die bei montierter Überwachungseinrichtung dem Bett zugewandt ist und eine gegenüberliegende Vorderseite, die bei montierter Überwachungseinrichtung dem Bett abgewandt ist. Insbesondere weist die Überwachungseinrichtung ein Gehäuse und Befestigungselemente zu einer derartigen Befestigung der Überwachungseinrichtung an einer Außenseite des Bettes auf, dass die Rückseite der Überwachungseinrichtung bei montierter Überwachungseinrichtung dem Bett zugewandt ist und die gegenüberliegende Vorderseite der Überwachungseinrichtung bei montierter Überwachungseinrichtung dem Bett abgewandt ist. Furthermore, provision is made in particular for the detection ranges of at least two of the sensors, whose sensor signals are combined, to at least partially overlap. Alternatively or additionally, it is advantageously provided that the detection ranges of at least two of the sensors whose sensor signals are combined do not overlap. According to yet another preferred embodiment of the monitoring device according to the invention, the latter has a rear side which faces the bed when the monitoring device is installed and an opposite front side which faces away from the bed when the monitoring device is installed. In particular, the monitoring device has a housing and fastening elements for fastening the monitoring device to an outside of the bed in such a way that the back of the monitoring device faces the bed when the monitoring device is mounted and the opposite front side of the monitoring device faces away from the bed when the monitoring device is mounted.
Dabei ist bevorzugt vorgesehen, dass der zumindest eine kapazitive Sensor zur berührungslosen Objekterfassung eine Elektrode aufweist, wobei zwischen der Elektrode und der Rückseite der Überwachungseinrichtung eine Abschirmeinrichtung zur Abschirmung der Elektrode gegen rückseitige kapazitive Einflüsse angeordnete ist und/oder zwischen der Elektrode und der Vorderseite der Überwachungseinrichtung ein Freiraum vorhanden ist. Dieser Freiraum wird dabei insbesondere durch einen Spalt, bevorzugt einen Luftspalt, zwischen der Elektrode und der Vorderseite der Überwachungseinrichtung gebildet. Genauer gesagt ist der zumindest eine kapazitive Sensor zur berührungslosen Objekterfassung im Gehäuse angeordnet und weist eine Elektrode auf, wobei, die Abschirmeinrichtung zur Abschirmung der Elektrode gegen rückseitige kapazitive Einflüsse zwischen der Elektrode und der Rückseite der Überwachungseinrichtung angeordnete ist und/oder der Freiraum zwischen der Elektrode und der Vorderseite der Überwachungseinrichtung im Gehäuse vorhanden ist. It is preferably provided that the at least one capacitive sensor for contactless object detection has an electrode, with a shielding device for shielding the electrode against capacitive influences on the rear being arranged between the electrode and the rear of the monitoring device and/or between the electrode and the front of the monitoring device there is free space. This free space is formed in particular by a gap, preferably an air gap, between the electrode and the front side of the monitoring device. More precisely, the at least one capacitive sensor for contactless object detection is arranged in the housing and has an electrode, the shielding device for shielding the electrode against capacitive influences on the rear being arranged between the electrode and the rear of the monitoring device and/or the free space between the electrodes and the front of the monitoring device is present in the housing.
Der zumindest eine Beschleunigungssensor ist insbesondere in/an der Auswerteeinheit angeordnet. Weiterhin ist die Auswerteeinheit bevorzugt dazu eingerichtet, durch die Analyse des zeitabhängigen Verlaufs der Sensorsignale zu erkennen, ob der Einstieg einer Person in das Bett oder der Ausstieg einer Person aus dem Bett vorliegt. The at least one acceleration sensor is arranged in particular in/on the evaluation unit. Furthermore, the evaluation unit is preferably set up to recognize, by analyzing the time-dependent profile of the sensor signals, whether a person has got into the bed or got out of the bed.
Das erfindungsgemäße Überwachungssystem zum Erkennen eines Einstiegs einer Person in ein Bett und/oder eines Ausstiegs einer Person aus dem Bett weist schließlich mehrere der vorstehend genannten Überwachungseinrichtungen auf. Gegebenenfalls weist ein solches System weiterhin eine den Überwachungseinrichtungen übergeordnete Steuerungs- und Auswerteeinheit auf, welche die Auswertung der internen Auswerteeinheiten der Überwachungseinrichtungen koordiniert und ergänzt. Finally, the monitoring system according to the invention for detecting a person getting into a bed and/or a person getting out of the bed has several of the above-mentioned monitoring devices. If appropriate, such a system also has a control and evaluation unit which is superordinate to the monitoring devices and which coordinates and supplements the evaluation of the internal evaluation units of the monitoring devices.
Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen anhand von bevorzugten Ausführungsbeispielen exemplarisch erläutert, wobei die nachfolgend dargestellten Merkmale sowohl jeweils einzeln als auch in Kombination einen Aspekt der Erfindung darstellen können. Es zeigen: In the following, the invention is explained by way of example with reference to the accompanying drawings using preferred exemplary embodiments, with the features presented below being able to represent an aspect of the invention both individually and in combination. Show it:
Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Bettes mit einer montierten Überwachungseinrichtung gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, 1 shows a schematic representation of a bed with a mounted monitoring device according to a preferred embodiment of the invention,
Fig. 2 einen Teil des Bettgestells des Bettes mit Teilen der Überwachungseinrichtung gemäß der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, 2 a part of the bed frame of the bed with parts of the monitoring device according to the preferred embodiment of the invention,
Fig. 3 eine Schnittdarstellung der montierten Überwachungseinrichtung gemäß der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, 3 shows a sectional view of the assembled monitoring device according to the preferred embodiment of the invention,
Fig. 4 eine zeitabhängige Darstellung der Sensorsignale der Sensoren zur berührungslosen Objekterfassung bei einem Ausstieg aus dem Bett. 4 shows a time-dependent representation of the sensor signals of the sensors for contactless object detection when getting out of bed.
Fig. 5 eine zeitabhängige Darstellung der Sensorsignale der Sensoren zur berührungslosen Objekterfassung bei einem Einstieg in das Bett. Fig. 6 eine zeitabhängige Darstellung der Sensorsignale der Sensoren zur berührungslosen Objekterfassung bei einem heraushängen einer Decke aus dem Bett, 5 shows a time-dependent representation of the sensor signals of the sensors for contactless object detection when entering the bed. 6 shows a time-dependent representation of the sensor signals of the sensors for contactless object detection when a blanket is hung out of the bed,
Fig. 7 eine zeitabhängige Darstellung der Sensorsignale der Sensoren zur berührungslosen Objekterfassung bei keiner Aktion im überwachten Umfangsbereich des Bettes, 7 shows a time-dependent representation of the sensor signals of the sensors for contactless object detection with no action in the monitored peripheral area of the bed,
Fig. 8 eine schematische Darstellung eines Bettes mit einer montierten Überwachungseinrichtung gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, 8 shows a schematic representation of a bed with a mounted monitoring device according to a further preferred embodiment of the invention,
Fig. 9 eine zeitabhängige Darstellung der Sensorsignale der Sensoren zur berührungslosen Objekterfassung bei keiner Aktion im überwachten Umfangsbereich des Bettes, 9 shows a time-dependent representation of the sensor signals of the sensors for contactless object detection with no action in the monitored peripheral area of the bed,
Fig. 10 eine zeitabhängige Darstellung der Sensorsignale der Sensoren zur berührungslosen Objekterfassung bei einem heraushängen einer Decke aus dem Bett, 10 shows a time-dependent representation of the sensor signals of the sensors for contactless object detection when a blanket is hung out of the bed,
Fig. 11 eine zeitabhängige Darstellung der Sensorsignale der Sensoren zur berührungslosen Objekterfassung bei einem Einstieg in das Bett und 11 shows a time-dependent representation of the sensor signals of the sensors for contactless object detection when entering the bed and
Fig. 12 eine zeitabhängige Darstellung der Sensorsignale der Sensoren zur berührungslosen Objekterfassung bei einem Ausstieg aus dem Bett. 12 shows a time-dependent representation of the sensor signals of the sensors for contactless object detection when getting out of bed.
Die Fig. 1 zeigt in schematischer Darstellung ein Bett 10 mit Bettrahmen 12, Füßen 14 und einer die Liegefläche des Bettes 10 in mehreren Bereichen umfänglich begrenzenden Reling 16, die eine auf dem Bett 10 liegende Person vor einem Herausfallen aus dem Bett 10 schützt. Zwischen den Bereichen mit Reling 16 gibt es jedoch mindestens einen Umfangsbereich 18 ohne Reling 16. Nur in diesem Umfangsbereich 18 ist ein Einstieg in das Bett 10 bzw. ein Ausstieg aus dem Bett 10 ohne Schwierigkeiten möglich, da die Reling 16 dies in den anderen Bereichen behindert. Um nun zu erkennen, ob eine Person in diesem Umfangsbereich 18 in das Bett 10 einsteigt oder aus dem Bett 10 aussteigt (das Bett 10 verlässt) ist am Bettrahmen 14 eine Überwachungseinrichtung 20 zum Erkennen eines entsprechenden Einstiegs und/oder Ausstiegs innerhalb des Umfangsbereichs 18 montiert. Die Überwachungseinrichtung 20 weist mehrere (hier im Beispiel sechs) Sensoren 22, 24 zur berührungslosen Objekterfassung in einem jeweiligen Erfassungsbereich 26, 28 der einzelnen Sensoren 22, 24 sowie eine Auswerteeinheit 30 zur Auswertung von Sensorsignalen der Sensoren 22, 24 auf. Die Auswerteeinheit 30 ist dazu mit jedem der Sensoren 22, 24 signal technisch verbunden, was im Einzelnen jedoch nicht gezeigt ist. Es gibt zwei Arten (Typen) von Sensoren: kapazitive Sensoren 22 (Cap-Sensoren) mit Erfassungsbereichen 26 und Infrarotsensoren 24 (IR- Sensoren) mit Erfassungsbereichen 28. Jeder der Infrarotsensoren 24 umfasst einen Sender (IR-Sender) 32, der in den entsprechenden Erfassungsbereich 28 hineinstrahlt und einen Empfänger (IR-Empfänger) zum Empfang von Infrarotlicht aus dem Erfassungsbereich 28. Details zu den kapazitiven Sensoren 22 werden im Zusammenhang mit Fig. 2 diskutiert. 1 shows a schematic representation of a bed 10 with a bed frame 12, feet 14 and a railing 16 that delimits the lying surface of the bed 10 in several areas and protects a person lying on the bed 10 from falling out of the bed 10. However, between the areas with railing 16 there is at least one peripheral area 18 without railing 16. Only in this peripheral area 18 is it possible to get into bed 10 or get out of bed 10 without difficulty, since railing 16 does this in the other areas with special needs. In order to recognize whether a person in this peripheral area 18 gets into the bed 10 or gets out of the bed 10 (leaves the bed 10), the bed frame is there 14 a monitoring device 20 for detecting a corresponding entry and/or exit within the peripheral area 18 is mounted. The monitoring device 20 has several (six in this example) sensors 22, 24 for contactless object detection in a respective detection area 26, 28 of the individual sensors 22, 24 and an evaluation unit 30 for evaluating sensor signals from the sensors 22, 24. For this purpose, the evaluation unit 30 is connected in terms of signal technology to each of the sensors 22, 24, but this is not shown in detail. There are two types (types) of sensors: capacitive sensors 22 (cap sensors) with detection areas 26 and infrared sensors 24 (IR sensors) with detection areas 28. Each of the infrared sensors 24 includes a transmitter (IR transmitter) 32, which is in the corresponding detection area 28 and a receiver (IR receiver) for receiving infrared light from the detection area 28. Details of the capacitive sensors 22 are discussed in connection with FIG.
Mittels der Überwachungseinrichtung 20 wird der Umfangsbereich 18 überwacht um einen Einstieg einer Person in das Bett 10 und/oder einen Ausstieg einer Person aus dem Bett 10 zu erkennen. Im hier gezeigten Beispiel wird nur ein einzelner Umfangsbereich 18 mittels einer einzigen Überwachungseinrichtung 20 überwacht, da die weiteren umfänglichen Bereiche des Bettes 10 durch die Reling 16 gesichert sind. The peripheral area 18 is monitored by means of the monitoring device 20 in order to detect a person getting into the bed 10 and/or a person getting out of the bed 10 . In the example shown here, only a single peripheral area 18 is monitored by a single monitoring device 20 since the other peripheral areas of the bed 10 are secured by the railing 16 .
Fig. 2 zeigt einen Teil des Bettrahmens 12 des Bettes 10 mit Teilen der am Bettrahmen 12 unterhalb einer Bettkante 36 des Bettes 10 angebrachten bzw. montierten Überwachungseinrichtung 20. Die Überwachungseinrichtung 20 weist neben den im Zusammenhang mit Fig. 1 diskutierten Komponenten 22, 24, 30 auch ein Gehäuse 38 auf, dessen Rückseite 40 dem Bett 10 bzw. Bettrahmen 12 zugewandt ist. Die der Rückseite 40 gegenüberliegende Vorderseite 42 des Gehäuses 38 weist im montierten Zustand der Überwachungseinrichtung 20 dementsprechend vom Bett 10 weg. Da das Gehäuse 38 die weiteren wesentlichen Komponenten 22, 24, 30 der Überwachungseinrichtung 20 einhaust, sind Vorder- und Rückseite 40, 42 des Gehäuses 38 auch Vorder- und Rückseite 40, 42 der Überwachungseinrichtung 20. Die beiden Arten von Sensoren 22, 24, die hier im Beispiel verwendet werden, nämlich kapazitiver Sensor 22 und Infrarotsensor 24, sind in zwei parallel verlaufenden Serienanordnungen auf je einem Träger 44, 46 untereinander angeordnet. Dazu sind hier im Beispiel die kapazitiven Sensoren 22 auf dem einen langgestreckten Träger 44 oberhalb der Infrarotsensoren 24 auf dem anderen langgestreckten Träger 46 angeordnet. Bei dieser Anordnung ist je ein kapazitiver Sensor 22 oberhalb eines der Infrarotsensoren 24 angeordnet. Wesentlicher Bestandteil der kapazitiven Sensoren 22 sind die hier gut sichtbaren Elektroden 48 in Form von Elektrodenschleifen. An der Vorderseite der Überwachungseinrichtung 20 befindet sich vor den Infrarotsensoren 24 ein Infrarot-Fenster 50 für die Infrarotstrahlung der Infrarotsensoren 24. 2 shows a part of the bed frame 12 of the bed 10 with parts of the monitoring device 20 attached or mounted to the bed frame 12 below a bed edge 36 of the bed 10. The monitoring device 20 has, in addition to the components 22, 24 discussed in connection with FIG. 30 also has a housing 38, the rear side 40 of which faces the bed 10 or bed frame 12. The front side 42 of the housing 38 opposite the rear side 40 accordingly points away from the bed 10 in the installed state of the monitoring device 20 . Since the housing 38 houses the other essential components 22, 24, 30 of the monitoring device 20, the front and rear 40, 42 of the housing 38 are also the front and rear 40, 42 of the monitoring device 20. The two types of sensors 22, 24, which are used here in the example, namely capacitive sensor 22 and infrared sensor 24, are in two parallel running series arrangements each on a carrier 44, 46 arranged one below the other. For this purpose, the capacitive sensors 22 are arranged on one elongated carrier 44 above the infrared sensors 24 on the other elongated carrier 46 in the example. In this arrangement, a capacitive sensor 22 is arranged above one of the infrared sensors 24 in each case. An essential component of the capacitive sensors 22 are the electrodes 48 in the form of electrode loops, which are clearly visible here. An infrared window 50 for the infrared radiation from the infrared sensors 24 is located on the front of the monitoring device 20 in front of the infrared sensors 24.
Die Fig. 3 zeigt eine Schnittdarstellung der montierten Überwachungseinrichtung 20 quer zu der Längserstreckung der Überwachungseinrichtung 20 bzw. der Serienanordnungen ihrer Sensoren 22, 24. Während die Infrarotsensoren 24 hinter dem Infrarot-Fenster 50 nah an der Vorderseite 42 platziert sind, sind die Elektroden 48 der der kapazitiven Sensoren 22 in Richtung der Rückseite 40 platziert. Zwischen den Elektroden 48 und der Vorderseite 40 ist innerhalb des Gehäuses 38 ein Luftspalt, der einen Freiraum 54 zwischen jeweiliger Elektrode 48 und Vorderseite bildet. Zwischen den kapazitiven Sensoren 22 einerseits und den Infrarotsensoren 24 andererseits ist ein gewisser (Mindest-)Abstand A gewährleistet. Fig. 3 shows a sectional view of the installed monitoring device 20 transverse to the longitudinal extent of the monitoring device 20 or the series arrangements of its sensors 22, 24. While the infrared sensors 24 are placed behind the infrared window 50 close to the front 42, the electrodes 48 that of the capacitive sensors 22 is placed toward the rear 40. Between the electrodes 48 and the front side 40 there is an air gap within the housing 38 which forms a free space 54 between the respective electrode 48 and the front side. A certain (minimum) distance A is ensured between the capacitive sensors 22 on the one hand and the infrared sensors 24 on the other hand.
In den Figuren 4 bis 7 sind zeitabhängige Darstellungen der Sensorsignale 56, 58 der Sensoren 22, 24 zur berührungslosen Objekterfassung bei typischen Situationen an der Bettkannte 36 dargestellt. FIGS. 4 to 7 show time-dependent representations of the sensor signals 56, 58 of the sensors 22, 24 for contactless object detection in typical situations at the edge 36 of the bed.
Um nun den Einsti eg/ Ausstieg in dem zu überwachenden Umfangsbereich 18 des Bettes 10 zu erkennen wertet die Auswerteeinheit 30 die Signalkombination der Sensorsignale 56 der kapazitiven Sensoren 22 mit den Sensorsignalen 58 der Infrarotsensoren 24 aus. Dies kann im vorliegenden Beispiel paarweise mit den untereinander angeordneten Sensoren 22, 24 unterschiedlicher Sensorart erfolgen oder mit der Summe aller Sensoren 22 der ersten Sensorart (aller kapazitiven Sensoren 22) und der Summe aller Sensoren 24 der zweiten Sensorart (hier: aller Infrarotsensoren 24). Dabei wird ein zeitlicher Verlauf der Sensorsignale 56, 58 der Sensoren 22, 24 erstellt und zur Auswertung dieser zeitabhängige Verlauf der Sensorsignale 56, 58 kombiniert und die Kombination anschließend analysiert. Die Figuren 4 bis 7 zeigen nun ganz typische Muster dieser zeitabhängigen Signalkombinationen. In order to detect entry/exit in the peripheral area 18 of the bed 10 to be monitored, the evaluation unit 30 evaluates the signal combination of the sensor signals 56 from the capacitive sensors 22 with the sensor signals 58 from the infrared sensors 24 . In the present example, this can be done in pairs with the sensors 22, 24 of different sensor types arranged one below the other or with the sum of all sensors 22 of the first sensor type (all capacitive sensors 22) and the sum of all sensors 24 of the second sensor type (here: all infrared sensors 24). A time profile of the sensor signals 56, 58 of the sensors 22, 24 is created and used to evaluate this time-dependent profile Combined sensor signals 56, 58 and then analyzed the combination. FIGS. 4 to 7 now show very typical patterns of these time-dependent signal combinations.
Die Fig. 4 zeigt eine zeitabhängige Darstellung der Sensorsignale 56, 58 der Sensoren 22, 24 zur berührungslosen Objekterfassung bei einem Ausstieg einer Person aus dem Bett 10. Dabei kommt es erst zu einem kontinuierlichen Anstieg des Sensorsignals 58 der Infrarotsensoren 24, zeitlich versetzt gefolgt von einem ähnlichen kontinuierlichen Anstieg des Sensorsignals 56 der kapazitiven Sensoren 22 bis hin zu einem maximalen Sensorsignal. Fig. 4 shows a time-dependent representation of the sensor signals 56, 58 of the sensors 22, 24 for contactless object detection when a person gets out of the bed 10. There is first a continuous increase in the sensor signal 58 of the infrared sensors 24, followed by a similar continuous increase in the sensor signal 56 of the capacitive sensors 22 up to a maximum sensor signal.
Demgegenüber zeigt die Fig. 5 eine zeitabhängige Darstellung der Sensorsignale 56, 58 der Sensoren 22, 24 zur berührungslosen Objekterfassung bei einem Einstieg in das Bett 10. Hier kommt es erst zu einem zweistufigen Anstieg des Sensorsignals 58 der Infrarotsensoren 24 zeitlich versetzt gefolgt von einem ähnlichen zweistufigen Anstieg des Sensorsignals 56 der kapazitiven Sensoren 22 bis hin zu einem maximalen Sensorsignal. In contrast, FIG. 5 shows a time-dependent representation of the sensor signals 56, 58 of the sensors 22, 24 for contactless object detection when entering the bed 10. Here there is a two-stage increase in the sensor signal 58 of the infrared sensors 24, followed by a similar one, with a time offset two-stage increase in the sensor signal 56 of the capacitive sensors 22 up to a maximum sensor signal.
Die Fig. 6 zeigt eine zeitabhängige Darstellung der Sensorsignale 56, 58 der Sensoren 22, 24 zur berührungslosen Objekterfassung bei einem Heraushängen einer (nicht gezeigten) Decke aus dem Bett 10. Hierbei kommt es erst zu einem kontinuierlichen Anstieg des Sensorsignals 58 der Infrarotsensoren 24, zeitlich versetzt gefolgt von einem kurzen und deutlich schwächeren Anstieg des Sensorsignals 56 der kapazitiven Sensoren 22. Der Anstieg des Sensorsignals 56 der kapazitiven Sensoren 22 ist vor allem wegen des Luftspalts bzw. Freiraums 54 so deutlich schwächer. 6 shows a time-dependent representation of the sensor signals 56, 58 of the sensors 22, 24 for contactless object detection when a blanket (not shown) is hung out of the bed 10. Here, there is a continuous increase in the sensor signal 58 of the infrared sensors 24, followed by a short and significantly weaker increase in the sensor signal 56 of the capacitive sensors 22. The increase in the sensor signal 56 of the capacitive sensors 22 is so significantly weaker, primarily because of the air gap or free space 54.
Schließlich zeigt Fig. 7 eine zeitabhängige Darstellung der Sensorsignale 56, 58 der Sensoren 22, 24 zur berührungslosen Objekterfassung, wenn keinerlei Aktion im überwachten Umfangsbereich 18 des Bettes 10 vorliegt. Hier bleiben die Sensorsignale 56, 58 relativ konstant auf niedrigem Niveau. Finally, FIG. 7 shows a time-dependent representation of the sensor signals 56, 58 of the sensors 22, 24 for contactless object detection when there is no action in the monitored peripheral area 18 of the bed 10. Here the sensor signals 56, 58 remain relatively constant at a low level.
Im Folgenden sollen wesentliche Parameter mit Bezug auf das in den Figuren beschriebene Ausführungsbeispiel noch einmal mit anderen Worten diskutiert werden: Für die Abtastraten der Sensoren 22, 24 ergeben sich folgende geeignete Werte: In the following, essential parameters with reference to the exemplary embodiment described in the figures are to be discussed again in other words: The following suitable values result for the sampling rates of the sensors 22, 24:
Für die Infrarot-Sensoren 24 fünf Messungen pro Sekunde und für die kapazitiven Sensoren 22 (Cap- Sensoren) fünfzig Messungen pro Sekunde. Five measurements per second for the infrared sensors 24 and fifty measurements per second for the capacitive sensors 22 (cap sensors).
Die Auswertung der Signalkombinationen der zeitabhängigen Sensorsignale 56, 58 der Sensoren 22, 24 ermöglicht ein sicheres Erkennen eines Einstiegs in das Bett 10 bzw. Ausstiegs aus dem Bett 10 und schließt Fehlalarme - beispielsweise durch Personen, die sich dem Bett 10 nur nähern - weitgehend aus. The evaluation of the signal combinations of the time-dependent sensor signals 56, 58 of the sensors 22, 24 enables a reliable detection of entry into the bed 10 or exit from the bed 10 and excludes false alarms - for example by people who only approach the bed 10 - largely .
Aus Fig. 5 (Ausstieg aus dem Bett 10) ist ersichtlich, dass das weitreichendere IR-Signal 58 dem kurzreichwei tigeren CAP-Signal 56 vorausgeht. From FIG. 5 (exit from bed 10) it can be seen that the longer range IR signal 58 precedes the shorter range CAP signal 56. FIG.
Die Fig. 6 zeigt ein starkes IR-Signal 58 durch optische Verdeckung, aber nur geringfügige Erhöhung des CAP-Signals 56 (diese Erhöhung ist signifikant geringer, als wenn eine Person aus dem Bett 10 aussteigen würde - vgl. Fig. 4). Der Luftspalt bzw. der Freiraum 54 lässt das CAP-Signal 56 dabei nicht allzu hoch steigen. Durch die Signalkombination wird hier also sichergestellt, dass verdeckende Objekte -wie Decken oder Kleidung - keinen Fehlalarm auslösen. Figure 6 shows a strong IR signal 58 due to optical occlusion, but only a slight increase in CAP signal 56 (this increase is significantly less than if a person stepped out of bed 10 - see Figure 4). The air gap or free space 54 does not allow the CAP signal 56 to rise too high. The combination of signals ensures that obscuring objects - such as blankets or clothing - do not trigger a false alarm.
Der diagonale Abstand A von Elektrode 48 und IR-Sensor 24 minimiert die parasitäre Kapazität verursacht durch die IR-Sensorik, sodass die Baseline vom Cap-Sensor 22 nur vemachlässigbar erhöht wird. The diagonal distance A between the electrode 48 and the IR sensor 24 minimizes the parasitic capacitance caused by the IR sensor system, so that the baseline from the cap sensor 22 is increased only negligibly.
Die Fig. 8 zeigt analog zur Fig. 1 ein Bett 10 mit Bettrahmen 12, Füßen 14 und einer die Liegefläche des Bettes 10 in mehreren Bereichen umfänglich begrenzenden Reling 16, die eine auf dem Bett 10 liegende Person vor einem Herausfallen aus dem Bett 10 schützt. Um zu erkennen, ob eine Person in diesem Umfangsbereich 18 in das Bett 10 einsteigt oder aus dem Bett 10 aussteigt ist am Bettrahmen 14 eine Überwachungseinrichtung 20 zum Erkennen eines entsprechenden Einstiegs und/oder Ausstiegs innerhalb des Umfangsbereichs 18 montiert. Die Montage erfolgt dabei über Befestigungselemente 60 der Überwachungseinrichtung 20. Diese Befestigungselemente 60 sind hier im Beispiel in Art eines Befestigungshakens ausgestaltet. Die Überwachungseinrichtung 20 weist mehrere (hier im Beispiel vier) Sensoren 22, 62 zur berührungslosen Objekterfassung sowie eine Auswerteeinheit 30 zur Auswertung von Sensorsignalen der Sensoren 22, 62 auf. Im Folgenden werden die optional vorhandenen (und daher nur gestrichelt eingezeichneten) drei IR-Sensoren 24 nicht weiter betrachtet, sondern nur die kapazitiven Sensoren 22 (Cap- Sensoren) mit Erfassungsbereichen 26 und ein Beschleunigungssensor 62 mit einem Erfassungsbereich 64, der im Wesentlichen das Bett 10 (und natürlich auch die daran befestigte Überwachungseinrichtung 20) umfasst. Der Beschleunigungssensor 62 ist im Beispiel in/an der Auswerteeinheit 30 angeordnet, genauer gesagt auf einer Platine der Auswerteeinheit 30. Die Auswerteeinheit 30 ist mit jedem der Sensoren 22, 62 signaltechnisch verbunden. 8 shows, analogously to FIG . In order to detect whether a person in this peripheral area 18 is getting into or out of bed 10, there is a monitoring device 20 on bed frame 14 for detecting a corresponding entry and/or exit within peripheral area 18 assembled. The assembly takes place via fastening elements 60 of the monitoring device 20. These fastening elements 60 are designed here in the example in the form of a fastening hook. The monitoring device 20 has a plurality of sensors 22, 62 (four in this example) for contactless object detection and an evaluation unit 30 for evaluating sensor signals from the sensors 22, 62. In the following, the three IR sensors 24 that are optionally available (and are therefore only shown in dashed lines) are not considered further, but only the capacitive sensors 22 (cap sensors) with detection areas 26 and an acceleration sensor 62 with a detection area 64, which essentially covers the bed 10 (and of course also the monitoring device 20 attached thereto). In the example, the acceleration sensor 62 is arranged in/on the evaluation unit 30, more precisely on a circuit board of the evaluation unit 30. The evaluation unit 30 is connected to each of the sensors 22, 62 in terms of signals.
Auch hier ist die Überwachungseinrichtung 20 eingerichtet, einen zeitlichen Verlauf der (in den folgenden Figuren gezeigten) Sensorsignale 56, 66 ihrer Sensoren 22, 62 zu erstellen und bei der Auswertung durch die Auswerteeinheit 30 diesen zeitabhängigen Verlauf der Sensorsignale 56, 64 zu kombinieren und die Kombination anschließend zu analysieren. Here, too, the monitoring device 20 is set up to create a time profile of the sensor signals 56, 66 (shown in the following figures) from its sensors 22, 62 and to combine this time-dependent profile of the sensor signals 56, 64 during the evaluation by the evaluation unit 30 and to then analyze the combination.
Allgemein gilt: die Erfassungsbereiche 26, 28, 64 aller drei Arten von Sensoren 22, 24, 62 beziehen sich auf den gemeinsam zu überwachenden Umfangsbereich 18 des Bettes 10. Dabei Überwachen die Sensoren 22, 24 der Art kapazitiver Sensor 22 bzw. Infrarotsensor 24 am Umfangsbereich 18 eher den Außenraum des Bettes 10 und der als Beschleunigungssensor ausgebildete Sensor 62 über die aufgenommenen Schwingungen eher den Innenbereich des Bettes 10. In general, the following applies: the detection areas 26, 28, 64 of all three types of sensors 22, 24, 62 relate to the peripheral area 18 of the bed 10 to be monitored together. The sensors 22, 24 of the capacitive sensor 22 or infrared sensor 24 type monitor the Circumferential area 18 rather the outer area of the bed 10 and the sensor 62 designed as an acceleration sensor rather the inner area of the bed 10 via the recorded vibrations.
In den Figuren 9 bis 11 sind zeitabhängige Darstellungen der Sensorsignale 56, 58, 66 der Sensoren 22, 24, 62 zur berührungslosen Objekterfassung bei typischen Situationen an der Bettkannte 36 dargestellt. Die Infrarotsensoren 24 sind optional, das entsprechende Sensorsignal 58 dieser Infrarotsensoren 24 ist hier jedoch der Vollständigkeit halber eingezeichnet. Dabei zeigt: FIGS. 9 to 11 show time-dependent representations of the sensor signals 56, 58, 66 of the sensors 22, 24, 62 for contactless object detection in typical situations at the edge 36 of the bed. The infrared sensors 24 are optional, the corresponding However, sensor signal 58 of these infrared sensors 24 is shown here for the sake of completeness. It shows:
Fig. 9 eine zeitabhängige Darstellung der Sensorsignale 56, 58, 66 der Sensoren 22, 24, 62, wenn keinerlei Aktion im überwachten Umfangsbereich 18 des Bettes 10 vorliegt. Hier bleiben die Sensorsignale 56, 58, 66 relativ konstant auf niedrigem Niveau. 9 shows a time-dependent representation of the sensor signals 56, 58, 66 of the sensors 22, 24, 62 when there is no action in the monitored peripheral area 18 of the bed 10. Here the sensor signals 56, 58, 66 remain relatively constant at a low level.
Die Fig. 10 zeigt eine zeitabhängige Darstellung der Sensorsignale 56, 58, 66 der Sensoren 22, 24, 62 zur berührungslosen Objekterfassung bei einer aus dem Bett 10 heraushängenden Decke (nicht gezeigt). Hierbei käme/kommt es zu einem kontinuierlichen Anstieg des Sensorsignals 58 der optional vorhandenen Infrarotsensoren 24, und zu einem deutlich schwächeren Anstieg des Sensorsignals 56 der kapazitiven Sensoren 22 verglichen mit der Situation ohne Aktion im überwachten Umfangsbereich 18. Der Anstieg beziehungsweise Verlauf des Sensorsignals 56 der kapazitiven Sensoren 22 ist vor allem wegen des Luftspalts bzw. Freiraums 54 so deutlich schwächer als der des Infrarotsensors 24. Das Sensorsignal 66 des Beschleunigungssensors 62 bleibt konstant auf dem niedrigen Niveau, wie es bei Fig. 9 gezeigt ist. 10 shows a time-dependent representation of the sensor signals 56, 58, 66 of the sensors 22, 24, 62 for contactless object detection with a blanket hanging out of the bed 10 (not shown). In this case, there would be/is a continuous increase in the sensor signal 58 of the optionally available infrared sensors 24, and a significantly weaker increase in the sensor signal 56 of the capacitive sensors 22 compared to the situation without action in the monitored peripheral area 18. The increase or course of the sensor signal 56 of the capacitive sensors 22 is significantly weaker than that of the infrared sensor 24, primarily because of the air gap or free space 54. The sensor signal 66 of the acceleration sensor 62 remains constantly at the low level, as shown in FIG.
Die Fig. 11 zeigt eine zeitabhängige Darstellung der Sensorsignale 56, 58, 66 der Sensoren 22, 24, 62 zur berührungslosen Objekterfassung bei einem Einstieg in das Bett 10. Diesen Einstieg kann man grob in drei Phasen einteilen: Phase I: keine Aktion, Phase II: Sitzen auf der Bettkannte“ und Phase III: Liegen im Bett. Hier kommt es erst zu einer Änderung des Niveaus des Sensorsignals 58 der Infrarotsensoren 24 zeitlich versetzt gefolgt von einer ähnlichen Niveauänderung des Sensorsignals 56 der kapazitiven Sensoren 22 auf ein jeweiliges konstantes Niveau in Phase II. In Phase III kommt es dann erst zu einer Änderung des Niveaus des Sensorsignals 56 der kapazitiven Sensoren 22 zeitlich versetzt gefolgt von einer ähnlichen Niveauänderung des Sensorsignals 58 der Infrarotsensoren 24. Das Sensorsignal 66 des Beschleunigungssensors 62 erhöht sich insgesamt beim Einstieg in das Bett 10. Dabei kommt es zwischenzeitlich in Phase II zu einem erhöhten Zwischenniveau, welches mit einem „Sitzen auf der Bettkannte“ korreliert. Der größte Niveauunterschied ergibt sich beim Sensorsignal 66 des Beschleunigungssensors 62 zwischen Phase I und Phase II. Dabei handelt es sich um einen sprunghaften Anstieg des Niveaus des Sensorsignals 66 (sprunghafter Niveauanstieg). 11 shows a time-dependent representation of the sensor signals 56, 58, 66 of the sensors 22, 24, 62 for contactless object detection when entering the bed 10. This entry can be roughly divided into three phases: Phase I: no action, phase II: Sitting on the edge of the bed” and Phase III: Lying in bed. Here the level of sensor signal 58 of infrared sensors 24 changes, with a time delay, followed by a similar level change of sensor signal 56 of capacitive sensors 22 to a respective constant level in phase II. Only in phase III does the level change of the sensor signal 56 of the capacitive sensors 22 followed by a similar level change of the sensor signal 58 of the infrared sensors 24. The sensor signal 66 of the acceleration sensor 62 increases overall when entering the bed 10. In the meantime, in phase II, there is an increased intermediate level, which correlated with "sitting on the edge of the bed". The biggest level difference occurs in the sensor signal 66 of the acceleration sensor 62 between phase I and phase II. This is an abrupt increase in the level of the sensor signal 66 (abrupt level increase).
Demgegenüber zeigt die Fig. 12 eine zeitabhängige Darstellung der Sensorsignale 56, 58, 66 der Sensoren 22, 24, 62 zur berührungslosen Objekterfassung bei einem Ausstieg einer Person aus dem Bett 10. Diesen Ausstieg kann man ebenfalls grob in die zuvor genannten drei Phasen einteilen: Phase I: keine Aktion, Phase II: Sitzen auf der Bettkannte“ und Phase III: Liegen im Bett. Hier kommt es in Phase III erst zu einer Änderung des Niveaus des Sensorsignals 58 der Infrarotsensoren 24 zeitlich versetzt gefolgt von einer ähnlichen Niveauänderung des Sensorsignals 56 der kapazitiven Sensoren 22 auf ein j eweiliges konstantes Niveau in Phase II. In Phase III kommt es dann erst zu einer Änderung des Niveaus des Sensorsignals 56 der kapazitiven Sensoren 22 zeitlich versetzt gefolgt von einer ähnlichen Niveauänderung des Sensorsignals 58 der Infrarotsensoren 24. Das Sensorsignal 66 des Beschleunigungssensors 62 erniedrigt sich insgesamt beim Ausstieg aus dem Bett 10.In contrast, FIG. 12 shows a time-dependent representation of the sensor signals 56, 58, 66 of the sensors 22, 24, 62 for contactless object detection when a person gets out of the bed 10. This exit can also be roughly divided into the three phases mentioned above: Phase I: no action, phase II: sitting on the edge of the bed and phase III: lying in bed. Here, in phase III, there is only a change in the level of sensor signal 58 from infrared sensors 24 with a time offset, followed by a similar level change in sensor signal 56 from capacitive sensors 22 to a respective constant level in phase II. This only occurs in phase III a change in the level of the sensor signal 56 of the capacitive sensors 22 followed with a time offset by a similar level change of the sensor signal 58 of the infrared sensors 24. The sensor signal 66 of the acceleration sensor 62 decreases overall when getting out of the bed 10.
Dabei kommt es zwischenzeitlich in Phase II zu einem erhöhten Zwischenniveau, welches mit einem „Sitzen auf der Bettkannte“ korreliert. Der größte Niveauunterschied ergibt sich beim Sensorsignal 66 des Beschleunigungssensors 62 auch hier zwischen Phase II und Phase I. Dabei handelt es sich um ein sprunghaftes Abfallen des Niveaus des Sensorsignals 66 (sprunghafter Niveauabfall). In the meantime, in phase II, there is an increased intermediate level, which correlates with "sitting on the edge of the bed". The greatest level difference occurs in the sensor signal 66 of the acceleration sensor 62 between phase II and phase I. This is a sudden drop in the level of the sensor signal 66 (sudden drop in level).
Es ist also möglich, durch die Analyse des zeitabhängigen Verlaufs der Sensorsignale 56, 66 der kapazitiven Sensoren 22 und des Beschleunigungssensors 62 zu erkennen, ob der Einstieg einer Person in das Bett 10 oder der Ausstieg einer Person aus dem Bett 10 vorliegt. Mit anderen Worten kann man also zwischen Einstieg und Ausstieg unterscheiden. Auf der anderen Seite ist es über das Sensorsignal 56 der kapazitiven Sensoren 22 möglich, den Ein- / Ausstieg von anderen Situationen zu unterscheiden. B e z u g s z e i c h e n It is therefore possible, by analyzing the time-dependent profile of the sensor signals 56, 66 of the capacitive sensors 22 and the acceleration sensor 62, to recognize whether a person is getting into the bed 10 or a person is getting out of the bed 10. In other words, one can distinguish between entry and exit. On the other hand, it is possible via the sensor signal 56 of the capacitive sensors 22 to distinguish entry/exit from other situations. reference sign
10 Bett 10 bed
12 Bettrahmen 14 Fuß (Bett) 12 bed frame 14 feet (bed)
16 Reling 16 railing
18 Umfangsbereich 18 perimeter
20 Überwachungseinrichtung 20 monitoring device
22 kapazitiver Sensor 24 Infrarotsensor 22 capacitive sensor 24 infrared sensor
26 Erfassungsbereich (kapazitiver Sensor) 26 detection area (capacitive sensor)
28 Erfassungsbereich (Infrarotsensor) 28 detection area (infrared sensor)
30 Auswerteeinheit 30 evaluation unit
32 Sender 34 Empfänger 32 transmitters 34 receivers
36 Bettkante 36 edge of bed
38 Gehäuse 38 housing
40 Rückseite 40 back
42 Vorderseite 44 Träger 42 front 44 straps
46 Träger 46 carriers
48 Elektrode 48 electrode
50 Infrarot-Fenster 50 infrared windows
52 Abschirmeinrichtung 54 Freiraum 52 shielding device 54 free space
56 Sensorsignal des kapazitiven Sensors 56 Sensor signal of the capacitive sensor
58 Sensorsignal des Infrarotsensors 58 Sensor signal from the infrared sensor
60 Befestigungselement 60 fastener
62 Beschleunigungssensor 64 Erfassungsbereich 66 Sensorsignal des Beschleunigungssensors62 acceleration sensor 64 detection range 66 Accelerometer sensor signal
A Abstand (kapazitiver Sensor - Infrarotsensor)A Distance (capacitive sensor - infrared sensor)
I-III Phasen I-III phases

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e P atentClaims
1. Verfahren zum Erkennen eines Einstiegs einer Person in ein Bett (10) und/oder eines Ausstiegs einer Person aus dem Bett (10) mittels mindestens einer Überwachungseinrichtung (20) zur Überwachung eines Umfangsbereichs (18) des Bettes (10), wobei die Überwachungseinrichtung (20) zumindest zwei Sensoren (22, 24) zur berührungslosen Objekterfassung in einem Erfassungsbereich (26, 28, 64) des jeweiligen Sensors (22, 24, 62) aufweist und wobei sich die Erfassungsbereiche (26, 28, 64) der Sensoren (22, 24, 62) auf den gemeinsam zu überwachenden Umfangsbereich (18) des Bettes (10) beziehen, dadurch gekennzeichnet, dass der Einstieg/ Ausstieg in dem zu überwachenden Umfangsbereich (18) des Bettes (10) durch Auswertung einer Signalkombination von Sensorsignalen (56, 58, 66) der Sensoren (22, 24, 32) der Überwachungseinrichtung (20) ermittelt wird, wobei bei der Überwachungseinrichtung (20) zumindest ein Sensor (22) der zumindest zwei Sensoren (22, 24, 62) als ein kapazitiver Sensor (22) zur berührungslosen Objekterfassung ausgebildet ist. 1. A method for detecting when a person gets into a bed (10) and/or when a person gets out of the bed (10) by means of at least one monitoring device (20) for monitoring a peripheral area (18) of the bed (10), the Monitoring device (20) has at least two sensors (22, 24) for contactless object detection in a detection area (26, 28, 64) of the respective sensor (22, 24, 62) and the detection areas (26, 28, 64) of the sensors (22, 24, 62) relate to the peripheral area (18) of the bed (10) to be monitored, characterized in that entry/exit in the peripheral area (18) of the bed (10) to be monitored is carried out by evaluating a signal combination of sensor signals (56, 58, 66) of the sensors (22, 24, 32) of the monitoring device (20) is determined, with the monitoring device (20) having at least one sensor (22) of the at least two sensors (22, 24, 62) as a capacitive sensor (22) for b contactless object detection is formed.
2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei bei der Überwachungseinrichtung (20) zumindest ein weiterer Sensor (24) der Sensoren (22,24, 62) als ein Infrarot-Sensor (24) zur berührungslosen Objekterfassung ausgebildet ist. 2. The method as claimed in claim 1, wherein in the monitoring device (20) at least one further sensor (24) of the sensors (22, 24, 62) is designed as an infrared sensor (24) for contactless object detection.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei bei der Überwachungseinrichtung (20) zumindest ein weiterer Sensor (62) der Sensoren (22,24, 62) als ein Beschleunigungssensor (62) ausgebildet ist. 3. The method according to claim 1 or 2, wherein in the monitoring device (20) at least one further sensor (62) of the sensors (22, 24, 62) is designed as an acceleration sensor (62).
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei ein zeitlicher Verlauf der Sensorsignale (56, 58, 66) der Sensoren (22, 24, 64) der Überwachungseinrichtung (20) erstellt wird und bei der Auswertung dieser zeitabhängige Verlauf der Sensorsignale (56, 58, 66) kombiniert und die Kombination anschließend analysiert wird. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei sich die Erfassungsbereiche (26, 28, 64) von zumindest zwei der Sensoren (22, 24, 62) des Sensorsystems (20), deren Sensorsignale (56, 58, 66) kombiniert werden, überlappfrei sind. Überwachungseinrichtung (20) zur Überwachung eines Umfangsbereichs (18) eines Bettes (10) um einen Einstieg einer Person in das Bett (10) und/oder einen Ausstieg einer Person aus dem Bett (10) zu erkennen, mit zumindest zwei Sensoren (22, 24, 62) zur berührungslosen Objekterfassung in einem Erfassungsbereich (26, 28, 64) des jeweiligen Sensors (22, 24, 62) und einer Auswerteeinheit (30) zur Auswertung von Sensorsignalen (56, 58, 66) der Sensoren (22, 24, 62), wobei sich die Erfassungsbereiche (26, 28, 64) der Sensoren (22, 24, 62) auf den gemeinsam zu überwachenden Umfangsbereich (18) des Bettes (10) beziehen lassen, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinheit (30) eingerichtet ist, den Einstieg und/oder der Ausstieg durch Auswertung einer Signalkombination von Sensorsignalen (56, 58, 66) der Sensoren (22, 24, 62) zu ermitteln, wobei bei der Überwachungseinrichtung (20) zumindest ein Sensor (22) der zumindest zwei Sensoren (22, 24, 62) als ein kapazitiver Sensor (22) zur berührungslosen Objekterfassung ausgebildet ist. Überwachungseinrichtung nach Anspruch 6, wobei zumindest ein weiterer Sensor (24) der Sensoren (22,24, 62) als ein Infrarot- Sensor (24) zur berührungslosen Objekterfassung ausgebildet ist. Überwachungseinrichtung nach Anspruch 6 oder 7, wobei zumindest ein weiterer Sensor (62) der Sensoren (22,24, 62) als ein Beschleunigungssensor (62) ausgebildet ist. Überwachungseinrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, wobei diese eingerichtet ist, einen zeitlichen Verlauf der Sensorsignale (56, 58, 66) ihrer Sensoren (22, 24, 62) zu erstellen und bei der Auswertung durch die Auswerteeinheit (30) diesen zeitabhängigen Verlauf der Sensorsignale (56, 58, 66) zu kombinieren und die Kombination anschließend zu analysieren. Überwachungseinrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 9, wobei sich die Erfassungsbereiche (26, 28, 64) von zumindest zwei der Sensoren (22, 24, 62), deren Sensorsignale (56, 58, 66) kombiniert werden, überlappfrei sind. Überwachungseinrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 10, mit einem Gehäuse (38) und Befestigungselementen (60) zu einer derartigen Befestigung der Überwachungseinrichtung (20) an einer Außenseite des Bettes (10), dass sich eine Rückseite (40) der Überwachungseinrichtung (20) ergibt, die bei montierter Überwachungseinrichtung dem Bett (10) zugewandt ist und eine gegenüberliegende Vorderseite (42) der Überwachungseinrichtung (20), die bei montierter Überwachungseinrichtung dem Bett (10) abgewandt ist. Überwachungseinrichtung nach Anspruch 11, wobei der zumindest eine kapazitive Sensor (22) zur berührungslosen Objekterfassung im Gehäuse (38) angeordnet ist und eine Elektrode (48) aufweist und wobei, zwischen der Elektrode (48) und der Rückseite (40) der Überwachungseinrichtung (20) eine Abschirmeinrichtung (52) zur Abschirmung der Elektrode (46) gegen rückseitige kapazitive Einflüsse angeordnete ist und/oder zwischen der Elektrode (48) und der Vorderseite (42) der Überwachungseinrichtung (20) im Gehäuse (38) ein Freiraum (54) vorhanden ist. Überwachungseinrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 12, wobei der zumindest eine Beschleunigungssensor (62) in/an der Auswerteeinheit (30) angeordnet ist. 22 Überwachungseinrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 13, wobei die Auswerteeinheit (30) eingerichtet ist, durch die Analyse des zeitabhängigen Verlaufs der Sensorsignale (56, 66) zu erkennen, ob der Einstieg einer Person in das Bett (10) der Ausstieg einer Person aus dem Bett (10) vorliegt. Überwachungssystem zum Erkennen eines Einstiegs einer Person in ein Bett (10) und/oder eines Ausstiegs einer Person aus dem Bett (10) mit mehreren Überwachungseinrichtungen (20) nach einem der Ansprüche 6 bis 14. 4. The method according to any one of claims 1 to 3, wherein a time profile of the sensor signals (56, 58, 66) of the sensors (22, 24, 64) of the monitoring device (20) is created and during the evaluation of this time-dependent profile Sensor signals (56, 58, 66) combined and the combination is then analyzed. Method according to one of claims 1 to 4, wherein the detection ranges (26, 28, 64) of at least two of the sensors (22, 24, 62) of the sensor system (20), whose sensor signals (56, 58, 66) are combined, are free of overlap. Monitoring device (20) for monitoring a peripheral area (18) of a bed (10) in order to detect a person getting into the bed (10) and/or a person getting out of the bed (10), with at least two sensors (22, 24, 62) for contactless object detection in a detection area (26, 28, 64) of the respective sensor (22, 24, 62) and an evaluation unit (30) for evaluating sensor signals (56, 58, 66) of the sensors (22, 24 , 62), whereby the detection areas (26, 28, 64) of the sensors (22, 24, 62) can be related to the peripheral area (18) of the bed (10) to be monitored together, characterized in that the evaluation unit (30) is set up to determine entry and/or exit by evaluating a signal combination of sensor signals (56, 58, 66) from the sensors (22, 24, 62), with the monitoring device (20) having at least one sensor (22) of the at least two sensors (22, 24, 62) as a capacitive sensor (22) for touching sloser object detection is formed. Monitoring device according to Claim 6, in which at least one further sensor (24) of the sensors (22, 24, 62) is designed as an infrared sensor (24) for contactless object detection. Monitoring device according to claim 6 or 7, wherein at least one further sensor (62) of the sensors (22, 24, 62) is designed as an acceleration sensor (62). Monitoring device according to one of Claims 6 to 8, wherein this is set up to create a time profile of the sensor signals (56, 58, 66) of its sensors (22, 24, 62) and to create this time-dependent profile during the evaluation by the evaluation unit (30). to combine the sensor signals (56, 58, 66) and then to analyze the combination. Monitoring device according to one of claims 6 to 9, wherein the detection ranges (26, 28, 64) of at least two of the sensors (22, 24, 62) whose sensor signals (56, 58, 66) are combined do not overlap. Monitoring device according to one of Claims 6 to 10, having a housing (38) and fastening elements (60) for fastening the monitoring device (20) to an outside of the bed (10) in such a way that a rear side (40) of the monitoring device (20) results, which faces the bed (10) when the monitoring device is mounted, and an opposite front side (42) of the monitoring device (20), which faces away from the bed (10) when the monitoring device is mounted. Monitoring device according to claim 11, wherein the at least one capacitive sensor (22) for contactless object detection is arranged in the housing (38) and has an electrode (48) and wherein, between the electrode (48) and the rear side (40) of the monitoring device (20 ) a shielding device (52) is arranged to shield the electrode (46) against capacitive influences on the back and/or there is a free space (54) between the electrode (48) and the front side (42) of the monitoring device (20) in the housing (38). is. Monitoring device according to one of Claims 8 to 12, the at least one acceleration sensor (62) being arranged in/on the evaluation unit (30). 22 Monitoring device according to one of claims 8 to 13, wherein the evaluation unit (30) is set up to detect by analyzing the time-dependent profile of the sensor signals (56, 66) whether a person getting into the bed (10) or getting out of a person from the bed (10) is present. Monitoring system for detecting a person getting into a bed (10) and/or a person getting out of the bed (10) with a plurality of monitoring devices (20) according to one of Claims 6 to 14.
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