JP2015109063A - エッジ検出によるトイレ見守り方法およびこれに用いるトイレ見守り装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 動きが少ないトレイにおいても見守り対象者が正常か異常かを正確に検知することができ、しかも見守り対象者の人権やプライバシーも守ることができるようにする。【解決手段】トイレ内を撮影するＣＣＤ等のカメラ３と、トイレにおける人の入退室を検知する人感センサ４と、トイレ不使用時のトイレ初期画像とトイレ使用時の撮影画像との差分をとって最終的にエッジ検出を行うトイレ画像処理部１１と、使用者に関する見守り用情報の記憶部１０等を備えたトイレ見守り装置１を用いて、予め記憶された使用者情報およびトイレにおけるエッジ位置並びにトイレ入室時間等に基づいて使用者の異常状態を検知する。【選択図】 図４

Description

本発明は、トレイにおいて、老人等の使用者に異常が発生した場合に所定の発報を行うトイレ見守り方法およびこれに用いるトイレ見守り装置に関し、より詳細にはエッジ検出を利用したものである。

従来、例えば室内にいる見守るべき対象者の状態を、平面位置と高さ方向の情報とで検知可能な３次元距離検知手段と、３次元距離検知手段で得られた前記高さ方向情報等を、室内のベッド領域、ベッドサイド領域およびフロア領域におけるそれぞれの比較基準高さと比較して各領域内での対象者の状況を判断するデータ処理手段と、データ処理手段により、外部に対象者の状況通報を行う判断結果出力手段とを備えた見守りシステムが知られている。

また、人等を感知する行動監視センサと、前記行動監視センサが送信するセンサ信号の受信が可能であり、行動監視センサからのセンサ信号の送信の有無から人等が正常か異常かを判定してその判定信号を送信する中央処理装置と、中央処理装置から判定信号を受信する通報装置と、通報装置とネットワークで結ばれた保護者端末と、を含み、前記通報装置が前記判定信号を受信すると、通報装置は前記ネットワークを介して保護者端末に判定信号を送信する行動監視システムも知られている。

特開２００７−２９９１２１号公報 特開２０１１−８６２８６号公報

前述した従来技術のうち、前者の見守りシステムは、主としてベッドが置かれた寝室において、見守り対象者がベッド上にいるのか、ベッドサイドにいるのか、或いはベッドからフロアに転落しているのかといった大まかな状態を検知するものであるため、トレイ内のように見守り対象者の動きが少ない場所での監視には不向きであり、トレイ内で見守り対象者に異常が発生してもこれを正確に検知できないおそれがあった。

また、後者の行動監視システムは、家のリビングやダイニング、或いはペットの餌場等を監視対象として設定し、予め設定した所定時間ごとの移動検知信号の受信の有無によって正常か異常かを判断するものであるため、監視対象が特定の監視エリアを移動している限り、正常と判断される。そのため、例えば監視対象の人やペットの体に異常が発生して苦しんで動いている場合でも、その者が動いている場合には正常と判断してしまうおそれがあり、また逆に監視対象が所定時間を超えて寝ている場合や外出している場合には正常な状態であるにもかかわらず、異常と判断してしまうおそれがあった。そのため、正確な見守り検知が期待できなかった。また、このシステムでは、監視カメラも使用されるが、監視対象が人の場合にはトイレや浴室を使用している状態がそのまま外部の監視者や保護者に映像として送信されてしまう可能性があり、そのため人権やプライバシー上の問題を内在していた。

本発明の目的は、動きが少ないトレイにおいても見守り対象者が正常か異常かを正確に検知することができ、しかも見守り対象者の人権やプライバシーを守ることもできるトイレ見守り方法およびこれに用いるトイレ見守り装置を提供することにある。

請求項１記載の本発明は、トレイ不使用時のトイレ初期画像を撮影して記憶しておくステップと、トイレへの使用者の入退室を検知するステップと、入室した使用者を撮影するステップと、撮影した画像と前記トイレ初期画像との差分をとるステップと、差分後の画像にフィルタをかけて二値化し、エッジを検出するステップと、検出したエッジがトイレ内に予め設定した異常ゾーン内にあるか否かを検知するステップと、該検知結果に基づいて異常状態か否かを判断するステップと、異常状態である場合に異常状態情報を発報するステップを有する、トイレ見守り方法である。

請求項２記載の本発明は、前記請求項１記載のトイレ見守り方法について、トレイにおける使用者の入室時間および／またはエッジの異常ゾーンへの進入時間を計測するステップと、計測した入室時間および／またはエッジの異常ゾーンへの進入時間が予め設定した所定時間を超えた場合に異常状態情報を発報するステップを更に有することを特徴とするものである。

請求項３記載の本発明は、前記請求項２記載のトレイ見守り方法について、トイレ使用者の年齢や性別、持病等の使用者情報を予め記憶しておくステップと、記憶した使用者情報に基づいて使用者の入室時間および／またはエッジの異常ゾーンへの進入時間を設定記憶しておくステップを更に有し、異常状態情報を発報するステップでは、前記設定記憶した時間に達した時点で異常状態情報を発報することを特徴とするものである。

請求項４記載の本発明は、請求項１〜請求項３のうちのいずれか一項記載のトイレ見守り方法について、トイレ使用者を老人としたものである。

請求項５記載の本発明は、請求項１〜請求項４のうちのいずれか一項記載のトイレ見守り方法について、撮影した画像のエッジから使用者の身体サイズを計測するステップと、その計測結果が所定範囲を超えている否かを検知するステップと、所定範囲を超えている場合に異常ゾーンを補正するか、または前記検出したエッジが所定範囲に収まるように補正するステップを更に有することを特徴とするものである。

請求項６記載の本発明は、前記請求項１〜請求項５のうちのいずれか一項記載のトイレ見守り方法について、異常状態情報の発報を受信した携帯端末からの呼びかけを受信するステップと、受信した呼びかけを音声で再生するステップと、前記呼びかけに対して応答があった場合に、その音声を取得するステップと、取得した音声を送信するステップを更に有することを特徴とするものである。

請求項７記載の本発明は、請求項１記載のトイレ見守り方法に使用するトイレ見守り装置であって、トイレ内を撮影するカメラと、トイレの入退室を感知する人感センサと、カメラによる撮影画像を記憶しておく見守り用情報記憶部と、画像処理を行う画像処理部と、画像処理部で処理した情報に基づいてトイレ内の使用者の異常ゾーンへの進入状況を検知する異常ゾーン検知部と、異常ゾーン検知部での検知結果に基づいて異常状態か否かを判断する状況判断部と、状況判断部で異常状態と判断した場合に異常状態情報を発報する発報部を備え、画像処理部は、少なくともトイレ初期画像と使用者の撮影画像との差分をとる差分取得部と差分にフィルタをかけると共に二値化を行ってエッジを検出するエッジ検出部を有することを特徴とするものである。

請求項８記載の本発明は、前記請求項２〜請求項６のうちのいずれか一項記載のトイレ見守り方法に使用するものであって、前記請求項７記載のトイレ見守り装置について、トイレ入室時間および／またはエッジの異常ゾーンへの進入時間を計測するタイマーを更に備えたものである。

請求項９記載の本発明は、前記請求項８記載のトイレ見守り装置について、見守り用情報記憶部がトイレ使用者の年齢や性別、持病等の使用者情報をも記憶するものである。

請求項１０記載の本発明は、カメラの撮影画像のエッジに基づいて使用者の身体サイズを計測する身体計測部と、その計測結果が所定範囲を超えているか否かを検知すると共に、超えている場合に異常ゾーンの補正を行うか、または前記エッジ自体の補正を行う検出補正部を更に有する、請求項７〜請求項９のうちのいずれか一項記載のトイレ見守り装置である。

請求項１１記載の本発明は、異常状態情報を受信した端末等からの呼びかけを受信し、また該呼びかけに対する応答を送信する送受信部と、前記受信した呼びかけを再生するスピーカーと、前記呼びかけに対する応答音声を取得するマイクロフォンを更に有する請求項７〜請求項１０のうちのいずれか一項記載のトイレ見守り装置。

本発明のトイレ見守り方法は、使用者が入室していないトイレ初期画像と使用者が入室した後の撮影画像との差分に基づくエッジの位置によって使用者がトイレ内の異常ゾーンに進入しているか否かを検出し、進入していた場合に異常状態情報を発報するものであるため、従来の異常検知システムに比べて簡単且つ確実にトイレ使用者の異常を把握することができるという格別の利点を有する。

また、本発明のトイレ見守り方法によれば、撮影したトイレ内の画像をそのまま用いるのではなく、画像処理を行って最終的に検出されたエッジを利用してトレイ使用者の異常の有無を検知するものであるため、使用者のトレイ内の画像をそのまま外部で見て異常を判断する必要がないため、使用者のプライバシーや人権を侵害することがなく、適切な見守り保護が実現される。

この他、異常ゾーンへの進入時間やトイレ入室時間、更にはトイレ使用者の性別、年齢および持病等の使用者情報によっても異常状態の検知を総合的に行う本発明のトイレ見守り方法によれば、更に正確な異常状態の検知が行える。

また、本発明の見守り装置は、構造を複雑化させることなく、必要な構成要素を用いてコンパクトに製造できるため、コスト的にも安価に導入することができ、しかもトイレの天井等に簡単に取り付けることができるという利点もある。

本発明の実施形態に係るトイレ見守り装置の天井取付状態を示す斜視図である。 同トイレ見守り装置による検知要領を示すトイレ室内の側面図である。 同トイレ見守り装置の機能ブロック図である。 同トイレ見守り装置による処理の一例を示すフローチャートである。 トレイ未使用時の撮影画像である。 トレイ使用中の撮影画像であって、正常状態を示す。 トレイ使用中の撮影画像であって、異常状態を示す。 トイレ初期画像とトイレ使用中の撮影画像の複合画像であって、正常状態を示す。 トイレ初期画像とトイレ使用中の撮影画像の複合画像であって、異常状態を示す。 トイレ初期画像とトイレ使用中の撮影画像との差分後のフィルタ画像であって、正常状態を示す。 トイレ初期画像とトイレ使用中の撮影画像との差分後のフィルタ画像であって、異常状態を示す。 図１０のエッジ検出画像である。 図１１のエッジ検出画像である。 身体サイズが大きい人のトレイ使用中の撮影画像であって、正常状態を示す。 他の実施形態に係るトイレ見守り装置の機能ブロック図である。 同実施形態のトイレ見守り装置における処理の一例を示すフローチャートである。 更に他の実施形態に係るトイレ見守り装置の機能ブロック図である。

次に、本発明の実施形態を図面にしたがって説明するが、本発明はかかる実施形態に限定されるものではない。

図１および図２に示すように、本実施形態に係るトイレ見守り装置１は、例えばＬＥＤを内蔵した照明器具兼用のものとして利用でき、通常の照明器具と同様、トイレの天井Ｃに取り付けて、トイレ内を照らすと共に、便器Ｂに座った使用者Ｕの状況を見守るものである。

なお、図中１Ａは後述するＬＥＤや見守り装置１等が組み込まれた本体部、１Ｂは本体部１Ａと一体に形成されたカメラ収納部である。

図３に示すように、トイレ見守り装置１は、上記ＬＥＤ２の他、トイレ内を撮影するＣＣＤ等のカメラ３と、人感センサ４と、カメラ３による撮影画像等の検出状況に基づいて正常状態か異常状態かの判別を行って異常状態の場合には所定の発報を行う見守り実行部５等を有するものである。

ＬＥＤ２としては、既知のＬＥＤ電球やＬＥＤ蛍光灯等の一般的なＬＥＤ照明が挙げられる。また、照明はＬＥＤ以外の他の電球や蛍光灯であっても良い。更に、本実施形態の見守り装置は照明器具兼用のものとなっているが、照明機能を持たない見守り専用装置としても良い。

人感センサ４は、本実施形態では、赤外線方式のものであって、例えば検知角が６０°前後の焦電素子を有し、またトイレ入室時間を計測するタイマー６を有するか、或いは該タイマー６を別体構成としても良い。

見守り実行部５は、カメラ３で撮影したトイレ不使用時のトイレ初期画像やトイレ使用者の年齢や性別、持病等の使用者情報を記憶しておく見守り用情報記憶部１０と、トイレ内の画像の処理を行うトイレ画像処理部１１と、トイレ画像処理部１１で処理した情報に基づいてトイレ内の使用者の異常ゾーンＥの進入状況を検知する異常ゾーン検知部９と、異常ゾーン検知部９の検知結果および／またはタイマー６による時間計測等に基づいて正常状態か異常状態かを判断する状況判断部１２と、状況判断部１２で異常状態と判断した際に所定の発報を行う発報部１３等を有するものである。

トイレ画像処理部１１は、少なくともトイレ初期画像と使用者の撮影画像との差分をとる差分取得部７と差分にフィルタをかけると共に二値化を行ってエッジを検出するエッジ検出部８を有するものである。

なお、本実施形態では、カメラ３と人感センサ４とタイマー６は互いに別体のものとしたが、人感センサ４内にカメラ３やタイマー６が一体に組み込まれた構成としても良い。

図４に示すように、本実施形態に係るトイレ見守り装置１による見守り方法について説明すると、所定のスイッチＯＮ操作があるまで待機し、スイッチＯＮ操作があった時点で見守り装置１の動作を開始する。そして、先ずトレイ不使用時のトイレ初期画像を予め記憶しておき、その後、トイレへの使用者の入退室を検知し（Ｓ４００１）、入室した使用者を撮影する（Ｓ４００２）。そして、撮影した画像と前記トイレ初期画像との差分をとり（Ｓ４００３）、差分後の画像にフィルタをかけて二値化し、エッジを検出する（Ｓ４００４）。その後、検出したエッジがトイレ内に予め設定した異常ゾーン内にあるか否かを検知し（Ｓ４００５）、該検知結果に基づいて異常状態か否かを判断し（Ｓ４００６）、異常状態である場合に異常状態情報を発報する（Ｓ４００７）。

前述したステップのうち、（Ｓ４００１）のトレイ初期画像とは、例えば図５に示すように、トイレの中央の便座Ｂに人が座っていない状態の画像である。そして、本実施形態では、便座Ｂの左右両側に前後方向に伸びる境界線Ｌ１・Ｌ２を設定し、これら境界線Ｌ１・Ｌ２から壁Ｗまでの範囲を異常ゾーンＥとして設定しておく。また、更にトイレの後壁側にも異常ゾーンＥ設定するようにしても良い。

前記（Ｓ４００３）において、撮影した使用者の画像は、図６および図７に示すように、トイレ内の便座Ｂに人が座った状態の画像であり、このうち、図６は使用者の上半身が真っ直ぐになっているため、異常ゾーンＥ内に進入しておらず、正常な状態である。一方、図７は使用者の上半身が右側に傾いて境界線Ｌ２を超えて異常ゾーンＥ内に進入しており、異常な状態である。

前記（Ｓ４００４）および（Ｓ４００５）の差分取得においては、図８および図９に示すようなトイレ初期画像と使用者入室後の画像との複合状態から図１０および図１１に示すように、使用者が抽出された画像となり、そしてこのフィルタがかかった状態において、図１２および図１３に示すように、最終的にエッジ検出が行われ、図１２の正常状態では使用者が異常ゾーンＥに入っていないのに対して図１３では使用者が異常ゾーンＥに入っているのが明確に検出される。

また、図４に示すように、前記使用者の入室時にはＬＥＤ２を点灯させる（Ｓ４００９）と同時に入室時間の計測を開始する（Ｓ４０１０）。そして、時間計測（Ｓ４０１０）において、入室時間が予め設定した所定時間を経過したか否かを検知し（Ｓ４０１３）、経過した場合には、異常状態情報を発報する（Ｓ４０１４）。また、前記異常ゾーンへの進入時間についても計測を行っても良く、この場合、使用者情報が使用者の健康状態が非常に悪いようなものであった場合には、異常ゾーンＥへの進入時点で異常状態情報が発報されるし、使用者の健康状態が良好である使用者情報の場合には、異常ゾーンへの進入時間が所定時間に達した時点で異常状態情報を発報する。また、必要に応じて退室があるか否かを検知し（Ｓ４０１５）、退室した場合には、ＬＥＤ２を消灯させる（Ｓ４０１６）。

また更に、図１４に示すように、トイレの使用者の身体が大きい場合には、該使用者が上体を真っ直ぐにして便座Ｂに座っている正常状態においても、使用者の身体が予め設定した境界線Ｌ１・Ｌ２を超えて異常ゾーンＥに進入してしまうときがある。この場合、使用者は実際には正常状態であるにもかかわらず、前記状況判断部１２で異常状態と判断される。

そのため、図１５に示すように、前記トイレ見守り装置１に身体計測部１４および検出補正部１５を設けたトイレ見守り装置２１として、便座Ｂに座った使用者をカメラ３で撮影した撮影画像について、トイレ画像処理部１１で得られるエッジから身体計測部１４で使用者の身体サイズを計測し、検出補正部１５で、前記計測結果が所定範囲を超えている否かを検知すると共に、超えている場合に、境界線Ｌ１・Ｌ２を壁Ｗ側に移動させて異常ゾーンＥを狭くし、異常ゾーン検知部９を介して最終的に状況判断部１２において正常／異常を判断することとする。

なお、その他の点は前記実施形態と同様であるため、前記実施形態と同じ符号を付すことにより説明を省略する。

図１６に示すように、当該トイレ見守り装置２１による処理の一例を説明すると、所定のスイッチＯＮ操作があるまで待機し、スイッチＯＮ操作があった時点で見守り装置２１の動作を開始する。そして、先ずトレイ不使用時のトイレ初期画像を予め記憶しておき、その後、トイレへの使用者の入退室を検知し（Ｓ１６０１）、入室した使用者を撮影する（Ｓ１６０２）。その後、撮影した画像と前記トイレ初期画像との差分をとり（Ｓ１６０３）、差分後の画像にフィルタをかけて二値化し、エッジを検出する（Ｓ１６０４）。

次に、検出したエッジから使用者の身体サイズを計測し（Ｓ１６０５）、その計測結果が所定範囲を超えている否かを検知し（Ｓ１６０６）、超えている場合には異常ゾーンＥの補正を行う（Ｓ１６０７）。その後、検出したエッジがトイレ内の異常ゾーンＥ内にあるか否かを検知し（Ｓ１６０８）、該検知結果に基づいて異常状態か否かを判断し（Ｓ１６０９）、異常状態である場合に異常状態情報を発報する（Ｓ１６１０）。

なお、本実施形態では、トイレの使用者がもともと所定範囲を超える身体サイズであった場合に、検出補正部１５で異常ゾーンＥを狭めるようにしたが、異常ゾーンＥは狭めないでそのままとし、検出したエッジを検出補正部１５で所定範囲内に収まるように補正しても良い。

更に、図１７に示すように、前記実施形態に係るトイレ見守り装置２１について、外部からの呼びかけを受信し、また呼びかけに対する応答を送信する送受信部３２と、外部からの呼びかけを再生するスピーカー３３と、外部からの呼びかけに対する応答音声を取得するマイクロフォン３４とを有する新たなトイレ見守り装置３１としても良い。

前記トイレ見守り装置３１によるトイレ見守り方法の基本的なステップは、図１６に示したものと同様であるが、異常状態の発報（Ｓ４０１４）（Ｓ１６１０）がトイレ使用者を見守る家族や介護事業者の携帯端末等に行われた際に、該携帯端末等からトレイ使用者に対して音声で呼びかけが行われ、これによってトイレ使用者に異常状態が確認される。

すなわち、前記呼びかけに対して、トイレ使用者の応答がない場合や応答があったものの、トイレ使用者自身が異常を訴えた場合には、異常が確認され、前記家族や介護事業者がトイレに駆けつけることとなる。

一方、トイレ使用者が応答して異常状態ではないと応答した場合には、先の異常状態の発報が訂正される。

なお、前記音声での呼びかけによって行う異常状態の確認は、前述したトイレ使用者の身体サイズの補正を行う実施形態だけでなく、これを行わない冒頭の実施形態についても適用され得る。

本発明に係るトイレ見守り方法およびこれに用いる見守り装置によれば、低コストで、しかも容易且つ確実に、トイレにおける老人等の見守りが可能となるため、病院等の医療分野や介護分野等において幅広い利用が期待できる、

１ トイレ見守り装置
２ ＬＥＤ
３ カメラ
４ 人感センサ
５ 見守り実行部
６ タイマー
Ｂ 便座
Ｌ１・Ｌ２ 境界線
Ｅ 異常ゾーン

Claims (11)

1. トレイ不使用時のトイレ初期画像を撮影して記憶しておくステップと、トイレへの使用者の入退室を検知するステップと、入室した使用者を撮影するステップと、撮影した画像と前記トイレ初期画像との差分をとるステップと、差分後の画像にフィルタをかけて二値化し、エッジを検出するステップと、検出したエッジがトイレ内に予め設定した異常ゾーン内にあるか否かを検知するステップと、該検知結果に基づいて異常状態か否かを判断するステップと、異常状態である場合に異常状態情報を発報するステップを有する、トイレ見守り方法。
2. トレイにおける使用者の入室時間および／またはエッジの異常ゾーンへの進入時間を計測するステップと、計測した入室時間および／またはエッジの異常ゾーンへの進入時間が予め設定した所定時間を超えた場合に異常状態情報を発報するステップを更に有する、請求項１記載のトイレ見守り方法。
3. トイレ使用者の年齢や性別、持病等の使用者情報を予め記憶しておくステップと、記憶した使用者情報に基づいて使用者の入室時間および／またはエッジの異常ゾーンへの進入時間を設定記憶しておくステップを更に有し、異常状態情報を発報するステップでは、前記設定記憶した時間に達した時点で異常状態情報を発報することを特徴とする、請求項２記載のトレイ見守り方法。
4. トイレ使用者が老人である、請求項１〜請求項３のうちのいずれか一項記載のトイレ見守り方法。
5. 撮影した画像のエッジから使用者の身体サイズを計測するステップと、その計測結果が所定範囲を超えている否かを検知するステップと、所定範囲を超えている場合に異常ゾーンを補正するか、または前記検出したエッジが所定範囲に収まるように補正するステップを更に有する請求項１〜請求項４のうちのいずれか一項記載のトイレ見守り方法。
6. 異常状態情報の発報を受信した携帯端末からの呼びかけを受信するステップと、受信した呼びかけを音声で再生するステップと、前記呼びかけに対して応答があった場合に、その音声を取得するステップと、取得した音声を送信するステップを更に有する請求項１〜請求項５のうちのいずれか一項記載のトイレ見守り方法。
7. 請求項１記載のトイレ見守り方法に使用するトイレ見守り装置であって、トイレ内を撮影するカメラと、トイレの入退室を感知する人感センサと、カメラによる撮影画像を記憶しておく見守り用情報記憶部と、画像処理を行うトイレ画像処理部と、トイレ画像処理部で処理した情報に基づいてトイレ内の使用者の異常ゾーンへの進入状況を検知する異常ゾーン検知部と、異常ゾーン検知部での検知結果に基づいて異常状態か否かを判断する状況判断部と、状況判断部で異常状態と判断した場合に異常状態情報を発報する発報部を備え、トイレ画像処理部は、少なくともトイレ初期画像と使用者の撮影画像との差分をとる差分取得部と差分にフィルタをかけると共に二値化を行ってエッジを検出するエッジ検出部を有する、トイレ見守り装置。
8. 請求項２〜請求項６のうちのいずれか一項記載のトイレ見守り方法に使用するトイレ見守り装置であって、トイレ入室時間および／またはエッジの異常ゾーンへの進入時間を計測するタイマーを更に備えた、請求項７記載のトイレ見守り装置。
9. 見守り用情報記憶部がトイレ使用者の年齢や性別、持病等の使用者情報をも記憶するものである、請求項８記載のトイレ見守り装置。
10. カメラの撮影画像のエッジに基づいて使用者の身体サイズを計測する身体計測部と、その計測結果が所定範囲を超えているか否かを検知すると共に、超えている場合に異常ゾーンの補正を行うか、または前記エッジ自体の補正を行う検出補正部を更に有する、請求項７〜請求項９のうちのいずれか一項記載のトイレ見守り装置。
11. 異常状態情報を受信した端末等からの呼びかけを受信し、また該呼びかけに対する応答を送信する送受信部と、前記受信した呼びかけを再生するスピーカーと、前記呼びかけに対する応答音声を取得するマイクロフォンを更に有する請求項７〜請求項１０のうちのいずれか一項記載のトイレ見守り装置。