FI122426B - Menetelmä ja järjestely ihmisen, eläimen tai robotin paikan ja liikkeiden indikoimiseksi sisätiloissa - Google Patents

Description

Menetelmä ja järjestely ihmisen, eläimen tai robotin paikan ja liikkeiden indi-koimiseksi sisätiloissa

Keksinnön kohteena on menetelmä kohteen, kuten esimerkiksi ihmisen, eläimen tai autonomisesti liikkuvan koneen, kuten robotin, liikkeiden ja paikan indikoimi-5 seksi. Keksintö kohdistuu myös järjestelyyn liikkeiden indikoimiseksi sekä liikkeiden indikoimisessa käytettävään sensoriyksikköön ja menetelmän toteuttavaan tietokoneohjelmaan.

Vanheneva väestönosa kasvaa teollistuneissa maissa nopeasti. Usein vanheneva henkilö asuu paikassa, jossa omaiset tai ystävät eivät ehdi käymään riittävän 10 usein henkilön terveyden tai toimintakyvyn arvioimiseksi. Tällaisessa tapauksessa omaisten ja ystävien huoli läheisen henkilön selviämisestä arkipäivän rutiineissaan voi olla suuri.

Tällaisen tilanteen poistamiseksi on kehitetty erilaisia tietoteknisiä ratkaisuja, joita 15 käyttämällä voidaan henkilön tai useampien henkilöiden päivittäisiä toimia seurata karkealla tasolla. Henkilön käyttämä huoneisto voidaan esimerkiksi varustaa erilaisilla ovi- tai huonetunnistimilla, jotka ilmaisevat oven käyttöä tai henkilön liikkumista huonetilassa. Tällöin henkilön liikkuminen voidaan saada selville tietyltä ajanjaksolta. Jos tunnistimilta ei saada signaaleja henkilön liikkumisesta joko tiet-20 tynä aikana tai tietyin aikavälein, järjestely aikaansaa tietoverkon kautta välitettävän hälytyksen. Esimerkkejä tällaisista seurantajärjestelmistä on esitetty patenteissa JP 2007299121 ja CN 101324662.

Tunnetaan myös ratkaisuja, joissa henkilöllä on esimerkiksi ranteessaan laite, joka 25 monitoroi elintoimintoja tai jolla voidaan lähettää hälytys ulkopuoliselle henkilölle ti-^ lanteissa, joissa henkilö kokee toimintakykynsä heikenneen. Hälytys voidaan lä- ^ hettää esimerkiksi radioteitse, puhelimitse tai Internetin kautta.

i 00 o Myös lemmikkieläinten omistaminen ja hoitaminen yleistyy kokoajan. Lemmik it 30 kieläinten hoitaminen on kiireiselle ihmiselle kiireen vastapainoa antava elementti. ^ Lemmikkieläimen läsnäolon on todettu myös olevan hyväksi ihmisen mielenter- o veydelle ja jopa alentavan verenpainetta. Lemmikin kanssa puuhailu pitää yllä ° henkilön sekä fyysistä että henkistä kuntoa.

o

(M

35 Tunnetaan erilaisia tietoverkkojen kautta toimivia henkilöiden tai lemmikkien seu ranta- ja ohjausvälineitä. Jäljempänä sekä henkilöä että lemmikkiä kuvataan sa- 2 maila termillä ’’kohde”. Erityisesti Internetin synty ja kehittyminen keskeiseksi tiedonvälityskanavaksi on helpottanut erilaisten kohteen seuranta- ja ohjausjärjestelmien kehittelyä. Tällaisilla seuranta- ja ohjausvälineillä voidaan ajantasaisesti seurata kohteen käyttäytymistä joko videokuvan tai äänilähetteen avulla myös ko-5 din ulkopuolella oltaessa.

Tietoverkon kautta voidaan seurata myös kohteen liikkumista ja oleskelua ajantasaisesti. Kohteen paikannus kotona voidaan toteuttaa esimerkiksi videovalvonnalla, RFID-tunnisteen lukijoilla, GPS:llä, infrapunailmaisimilla, akustisilla paikan-10 nusmenetelmillä, ultraäänipaikannuksella, radiopaikannuksella tai kiihtyvyysmitta-ukseen perustuvalla paikan laskennalla.

Esimerkkejä järjestelmistä, joissa hyödynnetään ultraäänellä tehtävää kohteen paikannusta, on esitetty patenttijulkaisuissa US 4055830 ja US 4980871. Molem-15 missä patenteissa kohteen paikka lasketaan ultraäänipulssin kulkuajan perusteella.

Teknologinen kehitys on tuonut mukanaan myös erilaisia automatisoituja laitteita, jotka voivat omatoimisesti hoitaa erilaisia asioita. Yksi esimerkki tällaisesta lait-20 teestä on robottipölyimuri, joka hoitaa imuroinnin omatoimisesti. Myös näiden laitteiden toimintahäiriöistä on hyvä saada tieto mahdollisimman aikaisessa vaiheessa suurempien vahinkojen välttämiseksi.

Keksinnön tavoitteena on esittää järjestely, jossa voidaan käyttää hyväksi tarkkail-25 tavan kohteen aktiviteettien ja liikkumisen mittausten ajantasaisen seurannan sekä kyseisen kohteen pitkäaikaisseurannan kautta esiin saatavaa tietoa. Vertaani maila lyhytaikaisia seurantatuloksia pitkäaikaisseurannan tuloksiin on saatavissa c3 selville tarkkailtavan kohteen käyttäytymiseen liittyvät muutokset, jotka eivät ilme- i ^ ne pelkästään lyhyen ajan seurantatuloksista.

g 30 x Keksinnön tavoitteet saavutetaan järjestelmällä, jossa kohteen paikan mittauksen lisäksi määritetään kohteen asento. Kohteen paikka- ja asentotietoa verrataan g kohteen vastaaviin pitkäaikaisiin mittaustietoihin mahdollisen kohteen toimintaky- o kyyn liittyvän ongelman havaitsemiseksi.

° 35 CM °°

Keksinnön etuna on se, että tarkkailun kohteen paikka- ja asentotiedon yhdistämisellä saadaan indikoitua tilanne, joka ei ilmene pelkästään tarkkailtavan kohteen paikkatiedoista.

3

Lisäksi keksinnön etuna on, että tietoverkon kautta voidaan ongelman analysointia varten visualisoida tarkkailun kohteen liikkuminen ja asennot huoneistossa tai vastaavassa seuraajan valitsemalla aikavälillä.

5 Edelleen keksinnön etuna on se, että kaikki kohteen liikkumisen aikana todetut muut toiminnot voidaan visualisoida niiden tapahtumapaikoille. Tämä auttaa mittaustietojen tulkinnassa välttämään virheellisiä johtopäätöksiä ja turhia yhteydenottoja. Esimerkiksi, jos seurannan kohde on keskellä päivää pitkän aikaa liikkumatta, mutta seurantajärjestelmä osoittaa hänen olevan omassa sängyssään ja 10 elintoiminnot ovat normaalilla tasolla, voidaan päätellä, että seurannan kohde on päiväunilla. Sen sijaan jos seurannan kohde on liikkumatta jossakin epätavallisessa paikassa ja elintoiminnot ovat kiihtyneet, on syytä ottaa puhelimitse yhteys ja kysyä seurattavan henkilön vointia.

15 Keksinnölle on tunnusomaista se, mitä on esitetty itsenäisissä patenttivaatimuksissa.

Keksinnön eräitä edullisia suoritusmuotoja on esitetty epäitsenäisissä patenttivaatimuksissa.

20

Keksinnön perusajatus on seuraava: tarkkailtava kohde, kuten esimerkiksi henkilö, lemmikki tai liikkumaan pystyvä automatisoitu laite, kuten robotti, varustetaan sen-soriyksiköllä, joka kykenee määrittämään erilaisia kohteen liikkumista ja hetkellistä asentoa kuvaavia tietoja ja välittämään tiedot radioyhteyden kautta erilliselle tie-25 donkäsittelylaitteelle tai tiedonkäsittelyjärjestelmälle. Kohteeseen on liitetty ainakin puolikiinteästi sensoriyksikkö, joka käsittää edullisesti prosessoriyksikön ja siihen ^ yhteydessä olevan muistiyksikön, radiotaajuisen lähetin-vastaanottimen, ultraääni- ™ vastaanottimen, jossa on ainakin kolme ultraäänimikrofonia, ainakin yhden 3D- ^ kiihtyvyysanturin ja mikrofonin. Sensoriyksikkö voi käsittää myös kaiuttimen, RFID- g 30 tagin tai -lukijan, lämpömittarin sekä kohteen eri toimintoja monitoroivia mittausan-x tureita.

CC

CL

g Kohteen paikan ja asennon määrityksessä hyödynnetään kiinteän seinäyksikön o useista ultraääniantureista peräisin olevia ultraäänipulsseja. Kun jokaisen ultraää- ^ 35 nipulssin kulkuaika tiedetään, voidaan yhden ultraäänilähettimen anturin ja yhden ultraäänivastaanottimen mikrofonin välimatka laskea. Näin ollen voidaan trigonometrisiä kaavoja käyttäen laskea sensoriyksikön jokaisen ultraäänimikrofonin paikka kolmessa ulottuvuudessa. Ultraäänimikrofonien paikkatiedon avulla voi 4 daan määrittää sensoriyksikön paikka ja asento kolmessa ulottuvuudessa. Koska sensoriyksikön akseleiden suunta seurattavaan kohteeseen on muuttumaton (puolikiinteä tai kiinteä asennus kohteeseen), voidaan seurattavan kohteen asento määrittää sensoriyksikön asennon avulla.

5

Kohteen liikkuessa sensoriyksikön 3D-liikkeenmittausanturin avulla indikoidaan kohteen liiketila, joka voi edullisesti olla paikallaan, hidas liike tai nopea liike. Eräässä keksinnön edullisessa suoritusmuodossa seurattavan kohteen paikan- ja asennonmittaustiheyttä ohjataan 3D-anturilta saatavilla liiketilatiedoilla.

10

Seurannan kohteena olevassa ympäristössä, kuten esimerkiksi kotona, olevalta PC:ltä tai vastaavalta tiedonkäsittelylaitteelta saadut paikka- ja asentotiedot edullisesti siirretään Internetissä olevalle palvelimelle. Palvelimen kautta voidaan tarjota tarkkailtavan kohteen toimintoja kuvaavaa tietoa ulkopuoliselle henkilölle eli seu-15 raajalle, jolla on lupa ja/tai velvollisuus tarkkailla tarkkailtavan kohteen toimintakykyä, joka on indikoitavissa kohteen paikka- ja asentotiedoista. Palvelimen käsittä-mien tietojen avulla voidaan ulkopuoliselle henkilölle esittää tarkkailtavan kohteen paikka- ja asentotiedot ulkopuolisen henkilön määrittelemänä aikaväliltä. Palvelimen sisältämiä pitkäaikaisseurantatuloksia hyödyntämällä voidaan saada selville 20 tarkkailtavan kohteen toiminnoissa tai käyttäytymisessä tapahtuvia muutoksia, joita ei saada selville pelkästään kohteen ajantasaisesta seurantatiedosta. Kun palvelimessa toimiva sovellusohjelma toteaa kohteen mittaustuloksissa poikkeavan piirteen, se edullisesti lähettää hälytyksen seuraajalle tai muulle määritellylle ulkopuoliselle henkilölle tai taholle.

25 Seuraavassa keksintöä selostetaan yksityiskohtaisesti. Selostuksessa viitataan oheisiin piirustuksiin, joissa δ , kuva 1a esittää esimerkin keksinnön erään suoritusmuodon mukaisesta seuran-

CM

v tajärjestelystä, jossa seurattavana kohteena on lemmikkieläin, 00 0 1 kuva 1b esittää esimerkin kahden ultraäänilähetinantennin ja kahden sensoriyk- 30 sikön ultraäänimikrofonin välisistä ultraäänisignaaleista, § kuva 2 esittää seurantajärjestelyyn kuuluvan, seurattavan kohteen kantaman o sensoriyksikön erään edullisen suoritusmuodon, C\l kuva 3 esittää seurantajärjestelyyn kuuluvan, keksinnön mukaisen seinäyksi-kön erään edullisen suoritusmuodon, 5 kuva 4 esittää seurantajärjestelyyn kuuluvan, keksinnön mukaisen isäntälait-teen erään edullisen suoritusmuodon, kuva 5a esittää esimerkinomaisena vuokaaviona keksinnönmukaisessa seurantamenetelmässä sensoriyksikön paikannus- ja asennon määrityksen 5 päävaiheet, kuva 5b esittää esimerkinomaisena vuokaaviona keksinnönmukaisessa seurantamenetelmässä sensoriyksikön asennon määrityksessä hyödynnettäviä päävaiheita, kuva 6 esittää esimerkinomaisena vuokaaviona kohteen seurantatiedon esit- 10 tämisessä käytettäviä päävaiheita ja kuva 7 esittää esimerkinomaisena vuokaaviona, miten kohteen seurantatietoa hyödynnetään hälytyksen antamiseksi.

Seuraavassa selityksessä olevat suoritusmuodot ovat vain esimerkinomaisia ja alan ammattilainen voi toteuttaa keksinnön perusajatuksen myös jollain muulla 15 kuin selityksessä kuvatulla tavalla. Vaikka selityksessä voidaan viitata erääseen suoritusmuotoon tai suoritusmuotoihin useissa paikoissa, niin tämä ei merkitse sitä, että viittaus kohdistuisi vain yhteen kuvattuun suoritusmuotoon tai että kuvattu piirre olisi käyttökelpoinen vain yhdessä kuvatussa suoritusmuodossa. Kahden tai useamman suoritusmuodon yksittäiset piirteet voidaan yhdistää ja näin aikaan-20 saada uusia keksinnön suoritusmuotoja.

Kuva 1a esittää esimerkin keksinnön mukaisesta kohteen 16 seurantajärjestelystä 10. Seurattava kohde voi olla esimerkiksi ihminen, lemmikki tai robotti. Seuranta-^ järjestely 10 voi olla asennettuna esimerkiksi tarkkailtavan kohteen asuntoon.

^ 25 Myös muissa suljetuissa tiloissa, joissa kohde voi liikkua, voidaan keksintöä sovel- V taa.

OO

o | Kuvassa 1a esitettyyn esimerkinomaiseen huoneistossa tapahtuvaan kohteen ^ seurantajärjestelyyn 10 kuuluu edullisesti tarkkailtavan kohteen 16 kantama langa- o 30 ton sensoriyksikkö 17, johon kuuluvat mikrofonit on merkitty viitenumeroilla 17a ja ? 17b. Sensoriyksikkö 17 voi olla esimerkiksi ihmisen tai lemmikin kaulapanta, πι ο ^ pus, taskuun pantava yksikkö tai kohteen vaatteeseen tai robotin runkoon liitettävä yksikkö.

6

Seurantajärjestely 10 käsittää edelleen edullisesti huoneistokohtaisen isäntälait-teen 11, jokaisessa huonetilassa ainakin yhden kiinteästi asennetun seinäyksikön 12a-12e ultraääniantureineen sekä langattoman tiedonsiirtoverkon 13a, 13c-13e isäntälaitteen 11 ja seinäyksiköiden 12a—12e välillä.

5

Isäntälaite 11 voi olla esimerkiksi PC tai tiedonkäsittelylaite, jossa on välineet tiedonsiirtoyhteyden muodostamiseksi edullisesti ZigBee- tai Bluetooth-yhteyden avulla kaikkiin seinäyksiköihin 12a-12e. Isäntälaite 11 käsittää edullisesti välineet tiedonsiirtoyhteyden 4 luomiseksi Internetin 1 kautta joko palvelimeen 3 tai seu-10 raajan 7 tiedonkäsittelylaitteeseen 2. Tiedonsiirtoyhteys 4 voi olla kiinteä yhteys tai langaton yhteys, kuten esimerkiksi WLAN- tai GPRS-tiedonsiirtoyhteys. Samoin kuvassa 1 a esitetyt tiedonsiirtoyhteydet 5 ja 6 voivat olla joko kiinteitä tiedonsiirtoyhteyksiä tai langattomia tiedonsiirtoyhteyksiä.

15 Kuvassa 1 a esitetyt keksinnön mukaiset, kohteen 16 mukanaan kantamat, ainakin puolikiinteästi kohteeseen kiinnitetyt sensoriyksiköt 17 kytkeytyvät langattoman radiolinkin 14 välityksellä seurantajärjestelyyn 10 kuuluvaan ainakin yhteen sei-näyksikköön 12a-12e. Tämä tiedonsiirtoyhteys on edullisesti ZigBee-radioyhteys. Tiedonsiirtoyhteyden 14 kautta sensoriyksikkö 17 saa seinäyksiköltä mittauskäs-20 kyn, josta ilmenee, missä järjestyksessä ultraäänipulsseja eri ultraääniantureista lähetetään ja kuinka monta pulssia kustakin ultraäänianturista lähetetään.

Kun sensoriyksikkö 17 on saanut paikannuslaskennan valmiiksi, niin se palauttaa paikannustuloksen radioyhteyden 14 avulla ainakin lähimmälle seinäyksikölle 25 12a-12e. Paikannustiedon vastaanottanut seinäyksikkö 12a-12e välittää paikan nustiedon radioyhteyden 13a, 13c-13e kautta isäntälaitteelle 11. Langaton radioni linkki 13a, 13c-13e voi olla esimerkiksi Bluetooth-linkki, ZigBee-linkki, UWB-linkki ° (Ultra WideBand), WLAN-linkki (Wireless Local Area Network) tai jokin solukkoni verkkolinkki.

§ 30 x Keksinnönmukaisen seurantajärjestelyn 10 avulla on aikaansaatavissa tarkkailta- van kohteen etäseuranta. Palvelimella 3 kohteen seurantatiedot prosessoidaan g selaimen yli katsottaviksi raporteiksi. Perusnäkymässä on edullisesti asunnon poh- o japiirros, johon seurattavan kohteen, tai useamman kohteen, paikkakoordinaatit ^ 35 piirtyvät edullisesti ajallisen tuoreuden mukaan värikoodattuna kulku-urana, johon liittyy kohteen päänkuva. Päänkuvan nenän tai kuonon suunta ilmaisee edullisesti kohteen 16 rintamasuunnan mittaushetkellä. Valitulla pään muodolla voidaan edullisesti erottaa esimerkiksi eri ihmisten ja/tai lemmikkien kulkureitit toisistaan.

7

Paikka, jossa henkilö tai lemmikki on äännellyt, voidaan edullisesti ilmaista esimerkiksi sykkivällä kuvalla. Näitä kulkureittejä ja niihin liittyviä aktiviteetteja voidaan seurata lähes reaaliaikaisina (muutaman sekunnin viiveellä) tai niitä voidaan kelata jälkikäteen ajan funktiona, jolloin nähdään, miten eri liikkeet ja/tai aktiviteetit 5 liittyvät toisiinsa ja tapahtumapaikkaan sekä tapahtuman aikaiseen asentoon.

Kolmiulotteisen seurannan ollessa kysymyksessä piirtyvät liikkumisen jäljet edullisesti huoneiston 3D-kuvasta tehdyssä 2D-projektiokuvassa ’’ilmaan”.

10 Eräässä toisessa edullisessa keksinnön suoritusmuodossa huoneisto on mallinnettu kolmiulotteisesti. Tässä edullisessa suoritusmuodossa seurattavalle kohteelle voidaan luoda myös kolmiulotteinen visuaalinen hahmo, ns. avatar. Tässä suoritusmuodossa avatarin kulloinenkin paikka ja asento esitetään kolmiulotteisena 3D-huoneistomallissa.

15

Tarkkailtavan kohteen 16 paikkatieto voidaan edullisesti kalibroida esimerkiksi nukkuma-/lepopaikan avulla. Nukkumispaikka, nukkumisasento tai lepopaikka on usein muuttumaton päivästä toiseen. Kohteen nukkumista tai lepoa indikoi se, että uutta kiihtyvyysdataa ei saada tietyn ajan kuluessa. Kun kohde 16 lopulta lähtee 20 liikkeelle, voidaan määritettyä nukkumapaikkatietoa ja kiihtyvyysmittaustietoa käyttämällä herättää seinäyksikkö 12a-12e mittauksia varten.

Keksinnönmukaisessa seurantajärjestelmässä kohteen 16 liikkumista ja asentoja seurataan ja tallennetaan jatkuvasti. Tämä mahdollistaa sen, että kohteen 16 liik-25 kumista ja asentoja huoneistossa voidaan edullisesti tallentaa pitemmältä ajanjaksolta. Tallennettua tietoa voidaan käsitellä tilastollisesti ja/tai neuroverkkoa hyväksi ^ käyttäen. Tällä tavoin käsiteltyä kohteen liikkumista ja asentoja kuvaavaa tietoa ™ voidaan käyttää hyväksi mahdollisten hälytysten lähettämisessä. Esimerkiksi kohisi teen 16 epätavallisen aktiivinen liikkuminen ja/tai äännehdintä tilanteessa, jossa g 30 tarkkailtava kohde 16 pysyy paikallaan, indikoi kohteen 16 toimintakyvyn syystä tai i toisesta muuttuneen huomattavasti.

tr

CL

S Seurattavan kohteen 16 liikkumisaika voidaan edullisesti koodata erilaisilla väreillä o o tai viivamuodoilla tai se voidaan soveltuvin aikavälein liittää piirrettyyn kulku- g 35 urakuvioon. Esimerkiksi kirkkaan punainen voi kuvata viimeisen 15 minuutin toi- mintahistoriaa, keltainen 15-60 minuutin takaista historiaa, vihreä 1-3 tunnin takaista historiaa jne.

8

Seurantajärjestelmä 10 käsittää edullisesti välineet, joilla voidaan analysoida kohteen 16 kulkureittiä laskemalla korrelaatiota esimerkiksi edellisten päivien reittien kanssa. Viimeisintä tarkkailtavan kohteen 16 kulkureittiä voidaan verrata esimerkiksi kymmenen viimeisen vuorokauden kulkureittien keskiarvoreittiin tiettynä vuo-5 rokauden aikana. Vertailussa käytettäviä tietoja voivat olla esimerkiksi, montako minuuttia tarkkailtava kohde 16 keskimäärin viipyy nukkumapaikalla, ulko-ovella, keittiössä, tarkkailtavan kohteen 16 lepopaikalla jne. Näistä toimintatiedoista saadaan selkeä kuva seurattavan kohteen toimintatilasta.

10 Vaihtoehtoisesti kulkureittien ja asentojen tulkintaan voidaan käyttää neuroverkkoa.

SOM-neuroverkko (Self-Organizing Map) on eräs neuroverkko, jota keksinnössä voidaan hyödyntää. SOM-neuroverkossa tilastolliset yhteydet moniulotteisen si-15 sään syötettävän datajoukon alkioiden välillä muunnetaan yksinkertaisiksi geometrisiksi suhteiksi.

SOM-neuroverkkoa päivitetään seuraavalla algoritmilla (1): 20 ||x(tk)-mi(tk)|| = mini{||x(tk)-mi(tk)||}> (1) missä x(tk) on SOM-neuroverkon vastaanottama moniulotteinen datavektori ja m{tk) on keinotekoinen neuroni eli painovektori. Aika ilmaistaan muuttujalla fo.

25 Painovektorin päivityssääntönä voidaan käyttää kaavoja (2) ja (3): ^ irii(tk+i) = mi(tk) + a(tk)[x(tk) - mi(tk)], ie Nc (2) o

CVJ

™ mi(tk+i) = mi(tk), muulloin. (3) g 30 x Parametri a on "unohdustermi", jonka suuruudesta riippuu, kuinka paljon jää päivi- “ tyksessä vanhasta neuronin arvosta jäljelle. Se myös kontrolloi verkon stabiilisuut- g ta. Nc on topologinen naapurusto eli joukko neuroneita, jotka ovat verkossa lähin- o nä minimioperaation toteuttavaa neuronia, o qc

Kartan päivityssääntö tarkoittaa sitä, että datavektoria x lähimpiä neuroneita itij siirretään kohti datavektoria x. Näin ollen SOM-neuroverkon neuronit oppi-vat/virittyvät vastaanottamiensa tulosuureiden kautta.

9

Keksinnön mukaisessa tarkkailujärjestelmässä SOM-neuroverkko oppii tai opetetaan tuntemaan tarkkailtavan kohteen 16 liikkuminen ja asennot eri vuorokauden aikoina. Mikäli havaittu kulku-ura ja/tai asento ei vastaa SOM-neuroverkon tuntemaa tapausta, niin tässä tapauksessa lähetetään hälytysviesti tarkkailua suoritta-5 valle osapuolelle.

Neuroverkko voidaan edullisesti opettaa antamaan hälytys silloin, kun yksi tai tietty yhdistelmä arviointiparametreille annettuja kynnyksiä ylittyy, alittuu tai niiden yhdistelmä on jokin ei-toivottu kombinaatio. Neuroverkkoa käyttäen voidaan hälytys 10 saada aikaiseksi esimerkiksi silloin, kun tietty yhdistelmä kohteen liikeratoja (tai mittaustietoja) tapahtuu normaalitilanteesta poikkeavasti.

Kuvassa 1b on esitetty x-y-tasossa esimerkki siitä, miten sensoriyksikön 17 ultra-äänivastaanottimeen kuuluvien mikrofonien 17a ja 17b paikka voidaan määrittää 15 2D-tapauksessa (3D-tapaus projisoituna x-y-tasolle).

Seinäyksikön 12e ultraäänilähetin lähettää vuorotellen ultraäänipulsseja ultraääniantureista 12e1 ja 12e2. Koska seinäyksikkö 12e on kiinteä, sen ultraääniantu-reiden paikkakoordinaatit tiedetään kuvatussa x-y-tasossa. Myös sensoriyksikön 20 17 ultraäänimikrofonien 17a ja 17b välinen etäisyys on muuttumaton x-y-tasossa.

Ultraäänianturista 12e1 lähtevät ultraäänipulssit 15a1 ja 15a2 etenevät sensoriyksikön mikrofoneihin 17a ja 17b. Toisena ajankohtana ultraäänianturista 12e2 lähtevät ultraäänipulssit 15b1 ja 15b2 etenevät sensoriyksikön mikrofoneihin 17a ja 25 17b. Eri teitä etenevien ultraäänipulssien kulkema eripitkä matka aiheuttaa sen, että vastaanottimessa voidaan laskea kulkuaikojen eroista (tai matkaerosta), mis-^ sä asennossa sensoriyksikön mikrofonit 17a ja 17b ovat seinäyksikön 12e ultra- ^ ääniantureihin 12e1 ja 12e2 verrattuna x-y-tasossa. Tämän tiedon avulla saadaan £! myös sensoriyksikön 17 mikrofonien 17a ja 17b x-y-koordinaatit määritettyä tri- g 30 gonometriaa käyttämällä. Kun otetaan lisäksi huomioon seurattavan kohteen 16 x viimeisten liikuttujen metrien liikesuunta mittausta edeltävinä hetkinä (olettaen, et- tä kohteen 16 rintamasuunta on liikkeen etenemissuuntaan), voidaan sensoriyksi-g kön mikrofonien 17a ja 17b koordinaattien avulla märittää itse sensoriyksikön 17 o rintamasuunta x-y-tasossa.

δ qr C\l 03

Kuvassa 1b on esitetty vain tasoon projisoitu 2D-tapaus, jotta sensoriyksikön ult raäänimikrofonien paikanmäärityksen periaate olisi selkeä. Yleisessä 3D-tapauk-sessa ultraääniantureita/-mikrofoneja on sekä seinäyksikössä 12e että sensoriyk- 10 sikössä 17 edullisesti ainakin kolme kappaletta, jolloin saadaan määritettyä senso-riyksikön 17 ultraäänimikrofonien paikat x-, y- ja z-akselien suhteen.

Kuvassa 2 on esitetty eräs kohteen 16 kantaman sensoriyksikön 17 tai 20 edulli-5 nen suoritusmuoto. Seuraavassa selityksessä sensoriyksikköön viitataan vain viitenumerolla 20. Sensoriyksikkö 20 käsittää edullisesti energialähteen 26, kuten pariston tai akun. Energialähde 26 on edullisesti ladattavissa esimerkiksi tietokoneen USB-porttiin kytkemällä tai soveliaan laturin avulla myös sähköverkosta. Sensoriyksikön 20 sisältämät sähköiset komponentit saavat toimintaan tarvitse-10 mansa energian tästä energialähteestä 26.

3D-kiihtyvyysantureita 22 on sensoriyksikössä 20 edullisesti ainakin yksi. Kiihtyvyysanturin 22 todetessa kohteen 16 liikkuvan herätetään sensoriyksikkö 20 valmiustilaan. Tämän jälkeen tieto sensoriyksikön 20 valmiustilasta välitetään radio-15 teitse 14 kohteen 16 kanssa samassa huonetilassa olevalle seinäyksikölle 12e, 30.

Kohteen 16 paikannuksessa ja asennon määrityksessä käytettävät ultraäänisig-naalit vastaanotetaan ultraäänivastaanottimen 24 ultraäänimikrofoneilla 24a-24n. 20 Sensoriyksikön ultraäänimikrofonit ottavat vastaan seinäyksikön ultraäänianturei-den lähettämät ultraäänisignaalit, jotka vahvistetaan, suodatetaan ja digitoidaan prosessointiyksikön 21 (CPU, Central Processing Unit) tai mikrokontrollerin käsittelyä varten. Vastaanotetusta signaalista poimitaan seinäyksikön 30 lähettämien ultraäänipulssien tarkat ajankohdat ja verrataan niitä radiosignaalista saatavaan 25 ajoitussignaaliin. Eri ultraäänimikrofoneista vastaanotettujen ultraäänisignaalien vastaanottoaika ja saman ultraäänisignaalin eri ultraääniantureista mitattujen sig-^ naalien saapumisaikaero T-|-T2 määritetään prosessointiyksikössä 21. Muistiin 23 ^ on edullisesti jo aiemmin tallennettu seinäyksikön ilmoittama jokaisen ultraääni- ^ pulssin lähetysaika. Näiden aikatietojen avulla prosessointiyksikkö 21 laskee tri- i g 30 gonometrisia kaavoja käyttäen jokaisen sensoriyksikön ultraäänimikrofonin 24a- x 24n paikan kolmessa ulottuvuudessa. Ultraäänimikrofonien paikkatieto tallenne- taan ainakin väliaikaisesti muistiin 23.

^r

LO

o o Huonetilassa lähetetyt ultraäänisignaalit heijastuvat myös seinistä ja huonetilassa ^ 35 olevista huonekaluista ja esineistä. Jokaisessa pisteessä huonetilassa on vas taanotettavissa paitsi suora primääriultraäänipulssi, myös katosta, seinistä ja lattiasta heijastuneet kaiut, jopa kahdesti heijastuneet, joita voidaan käyttää paikanmäärityksessä apuna. Nämä kaikuelementit ovat luonteeltaan hyvin staattisia, jo- 11 ten niiden aiheuttamat kaiut voidaan helposti hyödyntää. Eräässä keksinnön edullisessa suoritusmuodossa sensoriyksikkö opetetaan tunnistamaan kaikki huonetilassa syntyvät sekundääriset kaikusignaalit huonetilan eri osissa. Käyttämällä tun-temiaan sekundäärisiä kaikuja eri kohteista voi sensoriyksikkö vastaanottamistaan 5 kaiuista ja huoneen geometriasta päätellä, minkä heijastavan kohteen kautta vastaanotettu kaiku tuli, ja siten tarkentaa paikan määritystä.

Muistiin 23 on edullisesti tallennettu myös ultraäänimikrofonien palkanlaskennassa tarvittavat matemaattiset algoritmit tietokoneohjelmana. Muistissa 23 oleva tieto-10 koneohjelma käsittää tietokoneohjelmakäskyjä, joita käyttämällä prosessointiyksikkö 21 laskee sensoriyksikön 20 ultraääni vastaanotti men 24 ultraäänimikrofonien 24a-24n paikat kolmessa ulottuvuudessa. Kun jokaisen ultraäänimikrofonin koordinaatit ovat selvillä, tietokoneohjelma määrittää sensoriyksikön asennon 17 kolmiulotteisessa avaruudessa. Saatu paikkatieto ja asentotieto tallennetaan ai-15 nakin väliaikaisesti muistiin 23 ennen niiden siirtämistä jonkin seinäyksikön 12a-12e kautta isäntälaitteelle 11 tallennettaviksi.

Prosessointiyksikkö 21 on yhteydessä myös tiedonsiirtokomponenttiin 25. Tiedon-siirtokomponentti käsittää myös soveliaan antennin erilaisten radioyhteyksien 20 luomiseksi (ei esitetty kuvassa 2). Tämän tiedonsiirtokomponentin 25 avulla muodostetaan kaksisuuntainen tiedonsiirtoyhteys 14 johonkin seurantajärjestelmään kuuluvaan seinäyksikköön 12a-12e. Tiedonsiirtokomponentti 25 tukee edullisesti ainakin yhtä tiedonsiirtomenetelmää. Eräitä edullisia tiedonsiirrossa hyödynnettäviä menetelmiä ovat esimerkiksi infrapunatekniikka (IR), Bluetooth-tekniikka tai 25 ZigBee-tekniikka. Tiedonsiirtokomponentin kautta sensoriyksikön 20 muistiin 23 tallennetut mittaustiedot siirretään langattoman tiedonsiirtoyhteyden 14 kautta jol-^ lekin seinäyksikölle 12a-12e. Seinäyksiköltä mittaustiedot siirtyvät tiedonsiirtoyh- ^ teyden 13a, 13c-13e kautta järjestelmän isäntälaitteelle 11 tallennettaviksi.

i C\l § 30 Sensoriyksikkö 20 käsittää edullisesti äänitaajuisen mikrofonin 27, jolla voidaan x seurata kohteen 16 ääntelytapaa, kuten äänen voimakkuutta, äänen korkeutta, ääntelyn kestoa, ääntelyn toistuvuutta ja epätavallisia ääntelyjä. Kohteen 16 äänin telystä voidaan edullisesti erotella esimerkiksi puhe, huuto, itku, haukottelu, hengi- o tysäänet ja voihkina. Kohteen ääntelystä voidaan samoin edullisesti erotella esi- ^ 35 merkiksi haukkuminen, naukuminen, murina, kehrääminen, hirnuminen, liikku- misäänet, hengitysäänet, haukottelu ja vinkuminen.

12

Kuvassa 3 on esitetty esimerkki eräästä seinäyksikön 12, 30 edullisesta suoritusmuodosta. Seuraavassa selityksessä seinäyksikköön viitataan vain viitenumerolla 30. Yksi seinäyksikkö 30 voi samanaikaisesti ohjata useita sensoriyksiköitä 20, jotka ovat kiinni eri kohteissa.

5

Seinäyksikkö 30 aktivoituu edullisesti isäntälaitteen 11 käskyllä suorittamaan paikanmäärityksen ultraäänisignaaleja käyttäen. Se lähettää 5-10 ultraäänipulssia (ultraäänen taajuus esimerkiksi 40 tai 70 kHz) sisältävän ultraäänipurskeen vuorotellen jokaisesta, edullisesti ainakin kolmesta, ultraäänianturistaan. Ultraäänipurs-10 keet muodostavat tarkalleen ajoitetun sekvenssin. Samanaikaisesti ensimmäisen ultraäänipurskeen kanssa seinäyksikkö 30 lähettää myös radiosignaalin 14, joka ilmaisee sensoriyksikölle 20 ultraäänipurskeiden lähetyksen tarkan ajoituksen. Kun yksikin sensoriyksiköistä 20 on huonetilassa aktiivitilassa, seinäyksikkö lähettää ultraäänipulsseja edullisesti sekunnin välein.

15

Eräässä toisessa keksinnön edullisessa suoritusmuodossa seinäyksikkö 30 aktivoituu mittaustilaan sensoriyksiköitä 17 tulleen kohteen 16 liikeilmaisun perusteella.

20 Seinäyksikkö 30 myös vastaanottaa mittauksen aikana sensoriyksiköitä 20 tulevat mittaustiedot (paikkakoordinaatit, sensorin suuntatiedot, kohteen ääntelytiedot ja liikeaktiivisuustiedot). Nämä tiedot seinäyksikkö 30 lähettää isäntälaitteelle 11 joko radioyhteyden 13a, 13c-13e tai kiinteän kaapeloinnin kautta. Seinäyksikkö 30 voidaan tarvittaessa varustaa myös videokameralla, jonka kautta kohteen seuraaja 7 25 voi nähdä reaaliaikaista videokuvaa kohteesta.

^ Seinäyksikkö 30 käsittää edullisesti energialähteen 36, kuten pariston tai akun.

^ Eräässä toisessa edullisessa keksinnön suoritusmuodossa energialähde 36 on i yhdistetty kiinteästi paikalliseen sähköverkkoon.

g 30 x Seinäyksikön 30 prosessointiyksikkö 31 määrittää ne ajan hetket, jolloin paikan- “ nusmittaus aloitetaan. Tällöin se sekä lähettää mittauksen aloituskäskyn radiolin- g kin 14 kautta että aloittaa ultraäänipulssien lähetyksen ultraäänilähettimellä 34.

o Mittauksen suorituksessa prosessointiyksikkö 31 hyödyntää muistiin 33 tallennet- ^ 35 tua mittausta ohjaavaa tietokoneohjelmaa.

Prosessointiyksikkö 31 on yhteydessä myös tiedonsiirtokomponenttiin 35. Tiedon-siirtokomponentti käsittää myös soveliaan antennin (ei esitetty kuvassa 3), jonka 13 avulla voidaan luoda tiedonsiirtoyhteydet sekä sensoriyksiköihin 17, 20 että isäntä-laitteeseen 11.

Kohteen 16 paikannuksessa ja asennon määrityksessä käytettävät ultraäänipurs-5 keet lähetetään seinäyksikön 30 ultraäänilähettimen 34 ultraääniantureilla 34a-34n. Ultraäänilähetin 34 saa ultraäänipurskeiden ajoitusohjeet prosessointiyksiköltä 31. Jokaisen ultraäänipurskeen lähetysaika tallennetaan edullisesti seinäyksikön 30 muistiin 33 ainakin väliaikaisesti.

10 Eräässä keksinnön edullisessa suoritusmuodossa kuvien 2 ja 3 esimerkinomaisista suoritusmuodoista poiketen ultraäänianturit ovat osa sensoriyksikköä ja ultra-äänimikrofonit ovat osa seinäyksikköä. Tässä suoritusmuodossa ultraäänipulsseja lähettävänä laitteena toimii kohteen kantama sensoriyksikkö ja ultraäänipulsseja vastaanottavana yksikkönä toimii seinäyksikkö. Tässä suoritusmuodossa määrite-15 tään sensoriyksikössä olevien ultraääniantureiden koordinaatit seinäyksikön kiinteiden ultraäänimikrofonien koordinaatteja käyttäen.

Kuvassa 4 on esitetty esimerkinomainen järjestelmään kuuluva isäntälaite 11,40. Eräässä edullisessa keksinnön suoritusmuodossa isäntälaite 40 on tavanomainen 20 PC. Isäntälaite 40 ylläpitää yhteydet ulkopuoliseen palvelimeen 3 ja kaikkiin sei-näyksiköihin 12a-12e, 30. Isäntälaite 40 tahdistaa sensoriyksiköiden 17, 20 paikka- ja asentotiedon keräyksen eri huonetiloissa ja ottaa vastaan paikka- ja asento-tiedon huonetiloissa olevilta seinäyksiköiltä 12a-12e, 30. Isäntälaite 40 voi edullisesti vastaanottaa myös kohteesta 16 saatavan, kiihtyvyysanturilla 22 mitatun lii-25 ketiedon sekä mikrofonilla 27 taltioidun kohteen ääntelytiedon. Kaikki nämä tiedot isäntälaite 40 voi lähettää palvelimelle 3. Tässä suoritusmuodossa PC sisältää tie-^ tokoneohjelman, jolla voidaan luoda Internet-yhteys 4, 1. Tässä suoritusmuodossa ^ PC:hen on edullisesti kytketty joko langallisesti tai langattomasti myös yksi huone- i kohtainen seinäyksikkö 12b.

g 30 i Eräässä toisessa keksinnön edullisessa suoritusmuodossa Internet-yhteys 4 hoi- “ detaan ilman PC:tä. Tässä suoritusmuodossa isäntälaite 40 käsittää edullisesti g tarvittavan matkapuhelin- tai VVLAN-yhteyden, jonka avulla luodaan yhteys 4 In- o ternetiinl. Tässä suoritusmuodossa isäntälaite 40 käsittää prosessointiyksikön 41, £3 35 muistin 43, energialähteen 46 ja tiedonsiirtokomponentin 45. Tiedonsiirtokompo- nentti 45 käsittää välineet tiedonsiirtoyhteyden luomiseksi sekä huonekohtaisiin seinäyksikköihin 12a-12e, 30 että Internetiin 1. Lisäksi tämän suoritusmuodon 14 mukaiseen isäntälaitteeseen 40 kuuluvat myös ultraäänilähetinvälineet, jotka ovat vastaavat kuin mitkä ovat osa itsenäistä seinäyksikköä.

Isäntälaitteesta 40 on luotavissa tiedonsiirtoyhteys Internetin 1 kautta palvelimeen 5 3, jota edullisesti hyödynnetään seurantatiedon hyödyntämisessä. Tämä järjestely mahdollistaa sensoriyksiköltä 17, 20 saadun mittaustiedon siirtämisen isäntälait-teelta 11, 40 palvelimelle 3 jatko-analysointia ja mahdollista esittämistä varten. Siirretty sensoriyksikön 17, 20 mittausdata tallennetaan palvelimen 3 käytettävissä olevaan tietokantaan.

10

Isäntälaitteen 11,40 muistiin on tallennettu tietokoneohjelma, joka hallinnoi paikallista (huonetilakohtaista) mittaustapahtumaa. Tietokoneohjelmaa käyttäen isäntä-laite 11, 40 lähettää mittauskäskyjä eri seinäyksiköille. Samoin tietokoneohjelmaa hyödyntäen isäntälaite 11, 40 vastaanottaa ja tallentaa seinäyksiköiden välittämät 15 sensoriyksikön 17, 20 paikka- ja asentotiedot ainakin väliaikaisesti muistiin 43.

Kuvassa 5a on esitetty esimerkinomaisena vuokaaviona sensoriyksikön 17 tai 20 suorittamat päätoiminnot seurattavan kohteen 16 seurannan aikana. Seuraavassa selityksessä käytetään sensoriyksiköstä puhuttaessa viitenumeroa 20.

20

Vaiheessa 50 seinäyksikkö 12, 30 aktivoidaan. Seinäyksikkö 30 voidaan aktivoida esimerkiksi isäntälaitteen 11, 40 lähettämällä käskyllä. Vaihtoehtoisesti seinäyksi-kön 30 aktivointisignaali saadaan sensoriyksiköltä 17, 20, kun sensoriyksikön 20 kiihtyvyysanturi 22 on havainnut seurattavan kohteen 16 liikkuvan.

25

Seinäyksikön 20 aktivoinnin jälkeen seinäyksikkö 30 lähettää vaiheessa 51a sille ^ sensoriyksikölle 20, jonka paikka ja rintamasuunta halutaan mitata, käynnistys- c3 käskyn radioteitse 14. Samanaikaisesti vaiheessa 51b seinäyksikkö 30 aloittaa i ^ myös ultraäänipulssien lähetyksen käyttäen ultraäänilähetintä 34. Ultraäänipulsse- i § 30 ja lähetetään ainakin kahdesta seinäyksikön 30 ultraäänianturista 34a, 34n. Ultra- x äänipulssien lähetys eri ultraääniantureista 34a, 34n tehdään vuorotellen. Edulli- sesti ultraäänipurskelähetys toistetaan noin sekunnin välein niin kauan kuin koh- 5> teen 16 todetaan liikkuvan, o

CD

o ^ 35 Vaiheessa 52 sensoriyksikön 20 prosessoriyksikkö 21, kun se on vastaanottanut seinäyksikön 30 lähettämän mittauskäskyn, aktivoi sensoriyksikön 20 ultraääni-vastaanottimen 24.

15

Vaiheessa 53 sensoriyksikön 20 ultraääni vastaanottimeen 24 kuuluvat ultraääni-mikrofonit 24a-24n vastaanottavat seinäyksikön 30 ultraäänilähettimen lähettämät ultraäänipulssit. Ultraäänivastaanotin 24 välittää ultraäänimikrofonikohtaisesti tiedot vastaanotetuista ultraäänipulssien vastaanottoajoista prosessointiyksikölle 21. 5

Vaiheessa 54 sensoriyksikön 20 prosessoriyksikkö 21 laskee vastaanottamiensa ultraäänipulssien vastaanottoajoista seurattavan kohteen 16 paikan ja rintamasuunnan ultraäänipulssien vastaanottohetkellä.

10 Vaiheessa 55 kohteen 16 paikka- ja rintamasuuntatieto siirretään radioyhteyden 14 kautta seinäyksikölle 30.

Tämän jälkeen seinäyksikössä 30 vaiheessa 56 tehdään päätös siitä, toistetaanko paikannusmittaus vai ei. Päätös mittauksen tarpeellisuudesta tehdään edullisesti 15 kohteen liiketilatiedon perusteella, joka saadaan sensoriyksikön 20 kiihtyvyysanturista 22. Jos paikannusmittaus uusitaan, prosessi palaa vaiheisiin 51a ja 51b, jossa seinäyksikkö 30 lähettää sensoriyksikölle 20 uuden mittauskäskyn ja aloittaa samalla ultraäänipulssien lähetyksen.

20 Jos vaiheessa 56 tehdään päätös, että uutta paikannusmittausta ei suoriteta, niin seinäyksikkö 30 ohjaa sensoriyksikön 20 edullisesti lepotilaan sen akkujen 26 säästämiseksi.

Samanaikaisesti vaiheessa 57 seurattavan kohteen 16 paikkatieto ja rintamasuun-25 tatieto välitetään seinäyksiköstä 30 isäntälaitteelle 40, jossa ne edullisesti tallennetaan ainakin väliaikaisesti isäntälaitteen 40 muistiin 43. Edullisesti mittaustulok-^ siä voidaan säilyttää isäntälaitteen 40 muistissa 43 noin 10 sekuntia, ennen kuin c3 tiedot siirretään edelleen palvelimelle 3.

CM

g 30 Kuvassa 5b on esitetty esimerkinomaisena vuokaaviona sensoriyksikön vaiheessa x 54 suorittamat päätoiminnot seurattavan kohteen 16 paikan ja asennon määrityk- sen aikana.

LO

o o Vaiheessa 541 sensoriyksikön prosessoriyksikkö 21 laskee vastaanottamansa ult- ^ 35 raäänipulssin kulkuajan. Kulkuaika määritetään seinäyksikön 30 lähettämään mit tauksen käynnistyskäskyyn sisältyvän tietyn ultraäänipulssin lähetyshetken ja ult-raäänivastaanottimen 24 havaitseman mainitun ultraäänipulssin tuloajan erotuk- 16 sena. Kulkuaika lasketaan jokaiselle sensoriyksikössä 20 olevalle ultraääni mikrofonille 24a-24n erikseen.

Vaiheessa 543 määritetyn kulkuajan avulla lasketaan lähettäneen ultraäänianturin 5 34a-34n ja jokaisen vastaanottaneen ultraäänianturin 24a-24n välinen etäisyys.

Vaiheessa 545 määritetään trigonometrisia kaavoja käyttäen jokaisen sensoriyksi-kön 20 ultraäänianturin 24a-24n koordinaatit. Määrityksessä hyödynnetään kiinteän seinäyksikön ultraääniantureiden 34a-34n tunnettuja koordinaatteja ja vai-10 heessa 543 laskettuja ultraääniantureiden 34a-34n ja ultraäänimikrofonien 24a-24n välisiä etäisyyksiä.

Vaiheessa 547 määritetään kohteen 16 asento sensoriyksikön asennon avulla. Asennon määrityksessä käytetään hyväksi kohteen viimehetkien liikesuuntaa. Ole-15 tusarvoisesti seurattava kohde 16 liikkuu rintamasuunta eteenpäin. Tämän perusteella sensorin 20 asento voidaan määrittää yksikäsitteisesti. Kun tiedetään sensorin 20 kiinnitysasento kohteessa 16, voidaan määrittää myös itse kohteen asento mittaushetkellä.

20 Kuvassa 6 on esitetty esimerkinomaisena vuokaaviona isäntälaitteen 11, 40 ja palvelimen 3 seurantaprosessin päävaiheet kohteen 16 seurannan aikana. Vaiheessa 60 isäntälaitteessa 40 oleva seurantaohjelma aktivoidaan. Aktiivitilassa isäntälaite 40 voi vastaanottaa ja lähettää tietoa joko palvelimelta/palvelimelle 3 tai sein äy ks i kö i 11 e/sei n äyksi köi Itä 12a-12e.

25

Vaiheessa 61 suoritetaan seinäyksikön 30 muistissa 33 olevan mittausdatan siirto ^ isäntälaitteelle 11. Tiedonsiirron voi käynnistää joko isäntälaite 11 tai seinäyksikkö 12a-12e.

i

(M

§ 30 Vaiheessa 62 seinäyksiköiltä 12a-12e vastaanotettu mittausdata tallennetaan x isäntälaitteen 40 muistiin 43. Kun vastaanotettu mittausdata on tallennettu, niin

CC

vaiheessa 63 tarkistetaan, siirretäänkö tallennettu mittausdata palvelimelle 3 vai g ei. Jos tarkistus 63 antaa tuloksen, ettei mittausdataa siirretä tässä vaiheessa pal- o velimelle 3, isäntälaite 40 palaa vaiheeseen 61 odottamaan seuraavaa mittausda- ^ 35 tan siirtoa seinäyksiköiltä 12a-12e.

Jos tarkistus vaiheessa 63 antaa tuloksen, että mittausdatan siirto palvelimelle 3 tulee suorittaa, niin vaiheessa 64 isäntälaite 40 luo tiedonsiirtoyhteyden 4 ja 5 In- 17 ternetin 1 välityksellä palvelimeen 3. Eräs mahdollinen tapa käynnistää tiedonsiirto isäntälaitteelta 40 palvelimelle 3 perustuu aikaan. Tiedonsiirto isäntälaitteelta 40 palvelimelle 3 voidaan aktivoida esimerkiksi noin kymmenen sekunnin välein.

5 Vaiheessa 70 isäntälaite 40 lähettää viimeksi tallennetun mittausdatan palvelimelle 3, joka vastaanottaa mittausdatan. Vaiheessa 71 palvelin 3 tallentaa mittausdatan tietokantaan, johon palvelimella on pääsy. Tämän jälkeen palvelimessa 3 edullisesti tarkistetaan, onko olemassa seurantapyyntö koskien tallennettua mittausdataa. Jos seurantapyyntöä ei ole esitetty, niin palvelinprosessi siirtyy vaiheeseen 10 78, jossa tietokantaan tallennettua mittausdataa ei käsitellä eikä näytetä.

Jos vaiheessa 72 todetaan, että ainakin yksi seurantapyyntö koskien kohteen 16 sensoriyksikköä 17, jolta mittausdata saatiin, on esitetty, niin prosessi siirtyy vaiheeseen 73. Vaiheessa 73 tarkistetaan tai asetetaan mittausdatan käsittelyssä 15 käytettävät arviointiparametrit. Esimerkkejä arviointiparametreista ovat seuranta-aikaväli, paikkatieto ja/tai kohteen rintamasuunta.

Vaiheessa 74 palvelin hakee tietokannasta valittua sensoriyksikköä 17 sekä valittuja arviointiparametreja koskevan mittausdatan. Vaiheessa 75 palvelin 3 käsitte-20 lee mittausdataa soveliaalla tietokoneohjelmalla siten, että mittausdatasta saadaan selville valittuja arviointiparametreja koskeva tieto.

Vaiheessa 76 prosessoitu seurantatieto lähetetään Internetin kautta sille tiedon-käsittelylaitteelle 2, joka on esittänyt hyväksytyn seurantapyynnön. Prosessoitu 25 seurantatieto siirretään valmiissa esitysmuodossa seurantapyynnön esittäneelle tiedonkäsittelylaitteelle 2.

° Kun tiedon prosessointi ja esitys on tehty, niin seuraavaksi vaiheessa 77 tarkisteli taan, onko edelleen voimassa jokin kohteen 16 sensoriyksikköä 17 koskeva seu- § 30 rantapyyntö. Jos vastaamatonta seurantapyyntöä ei ole, prosessi siirtyy vaihee- x seen 78, jossa palvelimen 3 käytössä olevassa tietokannassa olevaa mittausdataa ei sillä hetkellä hyödynnetä.

m o o Kuvassa 7 on esitetty esimerkinomaisena vuokaaviona kuvassa 6 vaiheessa 75 ° 35 palvelimen 3 suorittamat ohjelmalliset päätoiminnot tapauksessa, jossa halutaan vertailla viimeisimpiä kohteesta 16 saatuja mittaustietoja pitkänajan keskiarvotie-toon esimerkiksi hälytyksen aikaansaamiseksi seurattavan kohteen 16 toimintakyvyn perusteella.

18

Vaiheessa 751 tarkistetaan, onko esitetty jonkin arviointiparametrin vertailun tekemistä. Arviointiparametriksi voidaan valita esimerkiksi mittaustietoihin perustuva liikkumis-/asentohistorian seuranta huoneistossa ja/tai fysiologisten mittaustietojen seuranta tai niiden yhdistelmä. Jos vertailu pyyntöä ei ole esitetty, niin vaiheessa 5 752 prosessoidaan tietokannasta noudettu mittausdata tiedonkäsittelylaitteelle 2 soveliaaseen muotoon. Vaiheessa 753 prosessoitu data lähetetään tiedonkäsittelylaitteelle 2 esitettäväksi.

Jos vaiheessa 751 todetaan, että ainakin yksi kohdetta 16 koskeva vertailu pyyntö 10 on esitetty, niin siirrytään vaiheeseen 754. Vaiheessa 754 verrataan valitun arviointiparametrin viimeisintä seurantatietoa esimerkiksi pitkänajan keskiarvoon tai tehdään päätelmiä esimerkiksi neuroverkkoa käyttäen.

Vaiheessa 755 tehdään päätös siitä, aiheuttaako mahdollinen havaittu ero viimei-15 simmän paikka- ja rintamasuuntatiedon sekä pitkäaikaisseurantatiedon välillä hälytyksen vai ei. Jos vertailun lopputuloksena saatu eroarvo täyttää ennalta asetetun kynnysarvon, niin hälytystä ei lähetetä. Kynnysarvo voi täyttyä joko ylittämällä tai alittamalla tietylle arviointiparametrille asetettu kynnysarvo.

20 Hälyttämättömässä tilanteessa prosessi siirtyy vaiheeseen 753, jossa olemassa oleva mittaustieto voidaan lähettää seurantapyynnön esittäneelle tiedonkäsittely-laitteelle 2. Kun mittaustieto on lähetetty, niin prosessi etenee kuvan 6 vaiheeseen 76.

25 Jos vaiheen 755 päätöksenteossa hyödynnetään neuroverkkoa, niin käytettävä neuroverkko voidaan opettaa antamaan vaiheessa 755 hälytys silloin, kun tietty ^ yhdistelmä arviointiparametreille asetettuja kynnysarvoja ei täyty. Kynnysarvon c3 täyttyminen voi tarkoittaa jonkin ennalta asetetun mittausparametrin kynnysarvon i ylittymistä tai alittumista tai mainittujen kynnysarvojen erilaisia yhdistelmiä jossain i § 30 tietyssä vuorovaikutustilanteessa.

CC

“ Jos vertailun lopputuloksena vaiheessa 755 todetaan, että saatu eroarvo ylittää tai g alittaa ainakin yhdelle mittausparametrille asetetun kynnysarvon, niin hälytys ge- o neroidaan. Vaiheessa 756 seurantapyynnön esittäneelle tiedonkäsittelylaitteelle 2 ^ 35 lähetettävään mittaustietoon liitetään tieto siitä, että arviointiparametri ei täytä en nalta määriteltyjä raja-arvoja. Kun hälytys on liitetty lähetettävään mittaustietoon, prosessi etenee kuvan 6 vaiheeseen 76.

19

Eräässä edullisessa keksinnön suoritusmuodossa hälytys vaiheessa 756 aiheuttaa myös sen, että palvelin 3 ohjaa sen huonetilakohtaisen seinäyksikön 12e, jonka vaikutuspiirissä kohteen 16 kantama sensoriyksikkö 17 on, nostamaan kohteen mittaustaajuutta (ts. paikannusmittauksia suoritetaan tiheämmin kuin normaaliti-5 lassa).

Kaikki kuvissa 5-7 esitetyt toiminnan seurannan prosessivaiheet voidaan toteuttaa tietokoneohjelmakäskyillä, jotka suoritetaan soveliaassa yleiskäyttöisessä prosessorissa tai erikoisprosessorissa. Tietokoneohjelmakäskyt voivat olla tallennettuina 10 tietokoneella luettavissa olevalle medialle, kuten datalevylle tai muistiin, josta prosessori voi noutaa mainitut tietokoneohjelmakäskyt ja suorittaa ne. Viittaukset tietokoneella luettavissa olevaan mediaan voivat sisältää esimerkiksi myös erikoiskomponentteja, kuten ohjelmoitavat USB Flash -muistit, logiikkaverkot (FPLA), asiakaskohtaiset integroidut piirit (ASIC) ja signaaliprosessorit (DSP).

15

Edellä on kuvattu eräitä keksinnön mukaisen menetelmän ja laitteen edullisia suoritusmuotoja. Keksintö ei rajoitu juuri kuvattuihin ratkaisuihin, vaan keksinnöllistä ajatusta voidaan soveltaa lukuisilla tavoilla patenttivaatimusten asettamissa rajoissa.

20 δ

CM

CM

00

O

X

cc

CL

LO

O

CD

O

δ

CM

Claims (17)

1. Menetelmä seurattavan kohteen (16) paikan ja asennon indikoimiseksi huonetilassa, jossa menetelmässä -lähetetään (51a) kohteella (16) olevalle sensoriyksikölle (17, 20) kiinteästä sei-5 näyksiköstä (12e, 30) radioteitse mittauksen käynnistyskäsky - vastaanotetaan (52) sensoriyksikössä (17, 20) mittauksen käynnistyskäsky -lähetetään kiinteästä seinäyksiköstä (12e, 30) ultraäänipulsseja (51b) usealla ultraäänianturilla (12e1, 12e2, 34a-34n) -vastaanotetaan (53) sensoriyksikössä (17, 20) lähetetyt ultraäänipulssit useilla 10 ultraäänimikrofoneilla (17a, 17b, 24a-24n) ja - lasketaan (541, 543) ultraäänipulssien kulkuajan perusteella jokaisen lähettävän ultraäänianturin (12e1, 12e2, 34a-34n) sekä jokaisen sensoriyksikön ultraäänimik-rofonin (17a, 17b, 24a-24n) välinen etäisyys ja niiden perusteella kohteen (16) paikka, 15. lasketaan trigonometrisillä kaavoilla (545) jokaisen sensoriyksikön (17, 30) ultra- äänimikrofonin (17a, 17b, 24a-24n) paikkakoordinaatit ainakin kahdessa ulottuvuudessa käyttäen hyväksi kiinteän seinäyksikön (12e, 30) ultraääniantureiden tunnettuja paikkakoordinaatteja ja kiinteän seinäyksikön ultraääniantureiden (12e1, 12e2, 34a-34n) ja sensoriyksikön (17, 20) ultraäänimikrofonien (17a, 17b, 20 24a-24n) väliltä mitattuja etäisyyksiä sekä - määritetään (547) kohteen (16) asento sensoriyksikön (17, 20) ultraäänimikrofonien (17a, 17b, 24a-24n) paikkakoordinaattien ja kohteen (16) liikesuunnan perusteella, tunnettu siitä, että huoneistokohtainen isäntälaite (11, 40) määrää seinäyksikön 25 (12e, 30) lähettämään mittauksen käynnistyskäskyn sensoriyksikölle (17, 20), joka mittauksen käynnistyskäsky käsittää lähetettävien ultraäänipulssien lähetysajan-o kohdat. CM CM oJj

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että huonetilas- 30 sa olevan sensoriyksikön (17, 20) kiihtyvyysanturi (22) määrää huonetilassa ole-£ van seinäyksikön (12e, 30) lähettämään mittauksen käynnistyskäskyn mainitulle j sensoriyksikölle (17, 20), joka mittauksen käynnistyskäsky käsittää lähetettävien S ultraäänipulssien lähetysajankohdat.

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu silta, että seinayksik- kö (12e, 30) lähettää ultraäänipulsseja ainakin kahdella ultraäänianturilla (34a-34n), joiden paikkakoordinaatit tunnetaan. δ CM

4. Patenttivaatimuksen 3 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että seinäyksik-kö (12e, 30) lähettää ultraäänipulsseja ennalta määritetyn sekvenssin mukaan vuorotellen ultraääniantureistaan (34a-34n).

5. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kohteen paikan määrittämiseksi vastaanotetaan myös heijastuneet sekundääriset ultraää-nikaiut ja käytetään niitä kohteen paikantamisessa.

6. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kohteen 10 paikka ja asentotieto välitetään tietoverkon (1) kautta ulkoiselle palvelimelle (3).

7. Kohteen (16) paikan ja asennon indikointijärjestely (10), joka käsittää -ainakin osittain langattoman paikallisen tiedonsiirtoverkon (13a, 13c-13e, 14) - huonetilakohtaisen seinäyksikön (12a-12e), joka käsittää 15 -välineet paikalliseen tiedonsiirtoverkkoon (13a, 13c-13e, 14) kytkeytymi seksi - välineet mittauksen käynnistyskäskyn lähettämiseksi sekä - välineet ultraäänipulssien lähettämiseksi (31, 34, 34a-34n) ainakin kahdella ultraäänianturilla 20 -kohteella (16) olevan sensoriyksikön (17, 20), joka käsittää ainakin kaksi ultra-äänimikrofonia (17a, 17b, 24a-24n) ultraäänipulssin vastaanottamiseksi sekä välineet (21, 23, 24) ultraäänipulssin vastaanottoajan avulla tehtävän etäisyyden määrittämiseksi, sekä -huoneistokohtaisen isäntälaitteen (11, 40), joka käsittää välineet paikalliseen 25 tiedonsiirtoverkkoon (13a, 13c—13e) kytkeytymiseksi sekä välineet kohteen (16) paikka- ja asentotiedon välittämiseksi ulkoisen tiedonsiirtoverkon (1) kautta paik-^ ka- ja asentotiedon tallentavalle palvelimelle (3), c3 tunnettu siitä, että paikan ja asennon indikointijärjestely käsittää lisäksi ^ -välineet sensoriyksikön (17, 20) jokaisen ultraäänimikrofonin (17a, 17b, 24a- i § 30 24n) paikkakoordinaattien laskemiseksi trigonometrisillä kaavoilla ainakin kahdes- x sa ulottuvuudessa käyttäen hyväksi kiinteän seinäyksikön (12e, 30) ultraääniantu- reiden (34a-34n) tunnettuja paikkakoordinaatteja sekä kiinteän seinäyksikön ult-g raääniantureiden (12e1, 12e2, 34a-34n) ja sensoriyksikön (17, 20, 24a-24n) ult- o raäänimikrofonien väliltä mitattuja etäisyyksiä sekä ^ 35 -välineet kohteen (16) asennon määrittämiseksi sensoriyksikön (17, 20) ultraää- nimikrofonien (17a, 17b, 24a-24n) paikkakoordinaattien ja kohteen (16) liikesuunnan perusteella.

8. Patenttivaatimuksen 7 mukainen paikan ja asennon indikointijärjestely, tunnettu siitä, että mittauksen käynnistyskäsky käsittää lähetettävien ultraäänipulssi-en lähetysajankohdat.

9. Patenttivaatimuksen 7 mukainen paikan ja asennon indikointijärjestely, tun nettu siitä, että sensoriyksikkö (17, 20) käsittää välineet (21, 23) sensoriyksikön ultraäänimikrofonien (17a, 17b, 24a-24n) paikkakoordinaattien laskemiseksi ja sensoriyksikön (17, 20) asennon määrittämiseksi niiden avulla.

10. Patenttivaatimuksen 9 mukainen paikan ja asennon indikointijärjestely, tun nettu siitä, että sensoriyksikkö (17, 20) käsittää lisäksi välineet (25) sensoriyksikön (17, 20) paikka-ja asentotiedon lähettämiseksi huonetilakohtaiselle seinäyksi-kölle (12a-12e, 30).

11. Patenttivaatimuksen 7 mukainen paikan ja asennon indikointijärjestely, tun nettu siitä, että -sensoriyksikkö (17, 20) käsittää välineet (25) ultraäänipulssin vastaanottoajoista määritettyjen etäisyyksien lähettämiseksi huonetilakohtaiselle seinäyksikölle (12a-12e, 30) ja että 20. huonetilakohtainen seinäyksikkö (12a-12e, 30) käsittää välineet (31, 33) senso riyksikön (17, 20) ultraäänimikrofonien (17a, 17b, 24a-24n) paikkakoordinaattien laskemiseksi sekä sensoriyksikön (17, 20) asennon määrittämiseksi sensoriyksikön (17, 20) lähettämiä etäisyystietoja käyttäen.

12. Patenttivaatimuksen 7 mukainen paikan ja asennon indikointijärjestely, tun nettu siitä, että huoneistokohtainen isäntälaite (11, 40) käsittää välineet kohteen ^ (16) paikka- ja asentotiedon tallentamiseksi sekä niiden siirtämiseksi ulkoiseen ^ palvelimeen (3). (M g 30

13. Sensoriyksikkö (17, 20), joka käsittää x -välineet huonekohtaisen seinäyksikön (12a-12e, 30) lähettämän paikannusmit- tauksen käynnistyskäskyn vastaanottamiseksi g -välineet huonekohtaisen seinäyksikön (12a-12e, 30) ultraääniantureilla (34a- o 34n) lähettämien ultraäänipulssien vastaanottamiseksi ja ^ 35 -välineet sensoriyksikön (17, 20) paikan määrittämiseksi, jotka välineet (21, 23) on järjestetty laskemaan jokaisen lähettävän ultraäänianturin (12e1, 12e2, 34a-34n) sekä jokaisen sensoriyksikön ultraäänimikrofonin (17a, 17b, 24a-24n) väliset etäisyydet vastaanotettujen ultraäänipulssien kulkuaikojen perusteella, tunnettu siitä, että sensoriyksikkö käsittää lisäksi -välineet sensoriyksikön (17, 20) ultraäänimikrofonin (17a, 17b, 24a-24n) paik-kakoordinaattien laskemiseksi trigonometrisillä kaavoilla ainakin kahdessa ulottuvuudessa käyttäen hyväksi kiinteän seinäyksikön (12e, 30) ultraääniantureiden 5 (34a-34n) tunnettuja paikkakoordinaatteja sekä kiinteän seinäyksikön ultraäänian tureiden (12e1, 12e2, 34a-34n) ja sensoriyksikön (17, 20, 24a-24n) ultraäänimik-rofonien välisiä etäisyyksiä sekä -välineet sensoria (17, 20) kantavan kohteen (16) paikan ja asennon määrittämiseksi sensoriyksikön (17, 20) ultraäänimikrofonien (17a, 17b, 24a-24n) paikka-10 koordinaattien ja kohteen liikesuunnan perusteella.

14. Patenttivaatimuksen 13 mukainen sensoriyksikkö, tunnettu siitä, että se käsittää lisäksi kiihtyvyysanturin (22) kohteen (16) liiketilan indikoimiseksi, joka liiketi-latieto on järjestetty ohjaamaan kohteen (16) paikannustiheyttä. 15

15. Patenttivaatimuksen 13 tai 14 mukainen sensoriyksikkö, tunnettu siitä, että se käsittää lisäksi välineet kohteen (16) paikka- ja asentotiedon sekä liiketilatiedon välittämiseksi radioteitse (14) huonetilakohtaiselle seinäyksikölle (12a-12e, 30).

16. Tietokoneohjelmatuote, joka käsittää tietokoneohjelmakoodivälineet tallen nettuna tietokoneella luettavissa olevalle tallennusvälineelle, jotka koodivälineet on järjestetty suoritettaessa mainittu ohjelma tietokoneessa - vastaanottamaan (52) mittauksen käynnistyskäsky - vastaanottamaan (53) ultraäänipulsseja 25. laskemaan (541, 543) ultraäänipulssien kulkuajan perusteella jokaisen lähettä vän ultraäänianturin (12e1, 12e2, 34a-34n) sekä jokaisen vastaanottavan ultraääni nimikrofonin (17a, 17b, 24a-24n) välinen etäisyys ° -laskemaan trigonometrisillä kaavoilla (545) jokaisen ultraäänimikrofonin (17a, ^ 17b, 24a-24n) paikkakoordinaatit ainakin kahdessa ulottuvuudessa käyttäen hy- i g 30 väksi kiinteiden ultraääniantureiden tunnettuja paikkakoordinaatteja ja kiinteiden x ultraääniantureiden (12e1, 12e2, 34a-34n) ja ultraäänimikrofonien (17a, 17b, 24a-24n) väliltä mitattuja etäisyyksiä sekä g -määrittämään (547) kohteen (16) paikka ja asento ultraäänimikrofonien (17a, o 17b, 24a-24n) paikkakoordinaattien ja kohteen liikesuunnan perusteella, kun ult- ° 35 raäänimikrofonit on kiinnitetty kohteeseen (16), tunnettu siitä, että se käsittää lisäksi koodivälineet, jotka on järjestetty tarkentamaan kohteen (16) paikka käyttäen tunnettujen huonetilaelementtien sekundäärisiä ultraäänikaikuja.

17. Patenttivaatimuksen 16 mukainen tietokoneohjelmatuote, tunnettu siitä, että se käsittää lisäksi koodivälineet, jotka on järjestetty laskemaan ultraäänipulssin kulkuaika lähetettyyn mittauskäskyyn sisältyvän yksittäisen ultraäänipulssin lähe-tyshetken ja vastaanotetun ultraäänipulssin välisestä aikaerosta. 5 δ (M (M 00 o X en CL in o CD o δ (M