JP2016071641A

JP2016071641A - プレゼンス検知機能を有する敷物

Info

Publication number: JP2016071641A
Application number: JP2014200528A
Authority: JP
Inventors: 齋藤　隆; Takashi Saito; 隆齋藤; 雄大小川; Takehiro Ogawa
Original assignee: Nakayo Inc
Current assignee: Nakayo Inc
Priority date: 2014-09-30
Filing date: 2014-09-30
Publication date: 2016-05-09

Abstract

【課題】任意の箇所に自由に設置することができると共に、設置後も特段の調整が不要な、被介護者の見守りに好適な、プレゼンス検知機能を有する敷物（例えば、カーペット）を提供する。【解決手段】センサ情報送信ユニット２は、自敷物１に面状に配置された、加圧を検知する複数のセンサ４から、センサ情報を定期的に入力し、定常加圧位置以外の加圧位置を特定し、加圧位置およびその移動を解析し、人の在／不在、人の出入り、さらに被介護者の状態や異変に係る情報を推定したプレゼンス情報を、プレゼンス情報管理装置５へ送信する、または緊急表示ユニット６を起動する。【選択図】図１

Description

本発明は、人の存在や人の移動に係る状態またはその状態の変化を検知し、検知した情報をプレゼンス情報として所定の装置へ送信する機能を有する敷物に関する。

近年、独居老人や介護を要する被介護者を見守るシステムに関する技術が種々提案されている（例えば、特許文献１）。特許文献１において、室内にいる見守るべき対象者の状態を、所定平面内で縦横方向に細分割された各フォーカスエリア内での平面位置情報と、所定のフォーカスエリアで得られた対象者他の合焦データからの高さ方向情報とで対象者情報を取得可能な３次元合焦距離検知手段と、ベッド，ベッドサイド，フロアに室内を区画し、３次元合焦距離検知手段で得られた対象者の高さ方向情報を、各フォーカスエリアで設定された比較基準高さと合致する合焦データが占める領域比率を求め、データ処理手段による領域比率をもとに各領域内での対象者の状況を判断し、その結果を外部へ通報する。これにより、１個の３次元距離検知手段により、見守り対象者のベッドでの起床、ベッドサイドへの移動、床への転倒、室内の在室、外部から来訪者情報など複数の状況を認識でき、また、ベッドで休息している人の状況を見守り、その人がベッドから転落したような異変を即座に認識し、看護師や家族などに通報することができる旨が記載されている。

しかしながら、特許文献１に記載されている技術は、３次元距離検知手段による状態検知であるため、フォーカスエリアの設定およびその高精度な調整が煩雑であり、また一度設定したフォーカスエリアを移動する際、その都度、フォーカスエリアの再設定およびその再調整が必要であり面倒であった。

特開２０１４−０３８６６７号公報

そこで、本発明の課題は、任意の箇所に自由に設置することができると共に、設置後も特段の調整が不要な、被介護者の状態（プレゼンス）の見守りに好適な、プレゼンス検知機能を有する敷物（例えば、カーペットやマット等）を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明は、自敷物の所定の位置に配置された、圧力または振動または接触を検知する複数のセンサと、前記センサの各々が検知したセンサ情報を処理し、前記処理した結果に係る情報を所定の装置へ送信するセンサ情報送信ユニットを備える敷物であって、前記センサ情報送信ユニットは、一次電池または二次電池または自敷物が受容する所定のエネルギーから電力を生成する発電手段または外部から電力を受電する受電手段のいずれかを内蔵する電源部と、前記複数のセンサの各々から定期的または非定期に前記センサ情報を入力するセンサ情報入力手段と、前記入力したセンサ情報と前記複数のセンサの配置情報とから自敷物上の人または物により加圧されている１以上の加圧位置を特定する加圧位置特定手段と、前記特定した１以上の加圧位置の移動を監視する移動監視手段と、を有し、前記特定した１以上の加圧位置が予め定められた所定時間が経過しても移動しない場合に、当該位置は定常的に自敷物にのっている物による定常加圧であると判定し、前記判定した定常加圧に対応する位置に係る情報を記憶しておき、前記定常加圧であると判定した位置以外の加圧位置を特定した場合に、人の存在に係る情報をプレゼンス情報として前記所定の装置へ送信することを特徴とする。

本発明によれば、本発明による敷物であるカーペットやマット等を、部屋の入口やベッドの脇等に配置するだけで、その場所を通過する人またはその場所に居る人の存在およびその人の移動の状態を検知し、その検知結果を所定の宛先に通知できるので、被介護者の見守りや人の出入り情報の把握等に好適な、プレゼンス検知機能を有する敷物を提供することができる。

また、敷物を所望の場所に敷くだけで特段の調整も不要であり、敷く場所の移動も自由である。例えば、本発明による敷物であるカーペットを、被介護者が居る個室の全体に敷いた場合、その被介護者がカーペットの上を動き回る状況や、カーペットに倒れた状態のままの異変の可能性や、その被介護者を訪問する見舞客等の存在等を、離れた場所（例えば、ナースステーション等）から把握することができる。

本発明に係るプレゼンス検知機能を有する敷物１の内部構成図本発明に係るセンサ情報送信ユニット２の内部ブロック構成図本発明に係るセンサ情報送信ユニット２の動作フローチャート図

以下、図面を用いて本発明の実施形態について説明する。図１は、本発明に係るプレゼンス検知機能を有する敷物（以下、本敷物と略す）の内部構成図である。本敷物１は、センサ情報送信ユニット２、電源ユニット３、各センサ４から構成されている。

センサ情報送信ユニット２は、プレゼンス情報管理装置５（例えば、ナースステーションに設置されたナースコール親機）および緊急表示ユニット６（例えば、被介護者が居る個室の通路側に設置された回転灯等）と無線接続されており、各センサ４から入力したセンサ情報を解析した結果に係る情報（例えば、人が倒れたまま動かない旨の情報）をプレゼンス情報管理装置５へ送信する。また、解析した結果が緊急事態に係る情報であった場合に、緊急事態である旨を緊急表示ユニット６に表示する。
電源ユニット３は、センサ情報送信ユニット２へ電力を供給する電源ユニットであって、一次電池または二次電池または自敷物が受容する所定のエネルギーから電力を生成する発電手段（例えば、太陽電池）または外部から電力を受電する受電手段（例えば、本敷物が暖房用の電気カーペットであって、その電気カーペットの電源から受電する手段）等のいずれかであってもよい。

各センサ４は、圧力または振動または接触を検知するセンサ（例えば、圧電素子を内蔵するセンサ）であり、センサ４−１〜センサ４−Ｎが面状に配置されている。各センサ４は、センサ情報送信ユニット２と接続されており、加圧されたか否かの情報をセンサ情報送信ユニット２へ出力する。ここで、各センサ４とセンサ情報送信ユニット２を接続する配線はＮ本のスター配線であってもよいし、格子状のマトリックス配線であってもよい。

ただし、センサ４の数が多量の場合、マトリックス配線の方が少ない配線で駆動できるので好適である。例えば、センサ４の数（Ｎ）が１０２４の場合、スター配線の場合は１０３２本の配線が必要であるのに対し、マトリックス配線の場合は、３２（行）×３２（列）＝１０２４箇所のマトリックス交点（センサ４）を、３２（行）＋３２（列）＝６４本の配線で選択できる（図示せず）。なお、マトリックス配線の場合は、行，列を順次スキャンして各交点のセンサ４からセンサ情報を順次読み取る回路が必要となるが、この回路は一般的なダイナミックメモリにおけるメモリセルをアクセスする際のマトリクス回路と同様なので、詳細な説明は省く。

各センサ４から加圧されたか否かの情報を入力したセンサ情報送信ユニット２は、センサ４−１〜４−Ｎの内、加圧された複数のセンサの位置関係を解析して、その加圧箇所の分布が、本敷物１の上に人が立っていることによるものであるのか否か、または本敷物１の上に人が倒れた状態であるのか否か等の状況を判定し、その判定結果をプレゼンス情報としてプレゼンス情報管理装置５へ送信する。またはその判定結果に応じて、緊急表示ユニット６に緊急事態である旨の情報等を表示する。

プレゼンス情報管理装置５は、人の在／不在や人の状態等の人の状況に係る情報をプレゼンス情報として管理する装置であり、本敷物１から受信した情報により、本敷物１が敷かれた場所に係るプレゼンス情報を監視または管理する。例えば、被介護者を介護するナースが常駐するナースセンタに設置され、カーペットとして本敷物１を敷いた各被介護者の個室内部の状況（プレゼンス）をモニタし、被介護者の異変の有無や面会時間を超えた見舞客の在／不在等を管理する。なお、このプレゼンス情報管理装置５は、ナースを呼出すナースコールの親機と連動または一体化し、被介護者の異変を検知した場合に、自動的に所定のナースを呼出して駆け付けさせるようにしてもよい。また、緊急表示ユニット６は、ナースコールの親機等と共用の情報表示装置であってもよい。

図２は、本敷物１を構成するセンサ情報送信ユニット２の内部ブロック構成図である。センサ情報送信ユニット２は、センサ情報処理部２１、センサ情報受信部２２、センサ設置位置記憶部２３、リセットスイッチ２４、加圧位置履歴記憶部２５、定常加圧位置記憶部２６、無線通信部２７、電源部２８で構成されている。

センサ情報処理部２１は、センサ情報送信ユニット２の全体を制御すると共に、センサ情報受信部２２を介して入力する各センサ４−１〜４−ｎからの情報を処理，解析し、加圧されているセンサの位置を特定する。そして、特定された現在の加圧位置のパターンと、加圧位置履歴記憶部２５および定常加圧位置記憶部２６に記憶されている加圧位置のパターンとを対比し、敷物１を加圧している者の状態を判定し、判定した状態に応じて、プレゼンス情報や緊急通報情報を、無線通信部２７を介して、プレゼンス情報管理装置５または緊急表示ユニット６へ出力する。

センサ情報受信部２２は、各センサ４が検知した、加圧に係るセンサ情報（圧力，振動，接触等）を受信（入力）する手段であって、受信した各センサ情報をセンサ情報処理部２１へ出力する。なお、図２において、センサ情報受信部２２とセンサ４−１〜４−Ｎの接続は、Ｎ本のスター配線として図示しているが、この配線は縦配線と横配線によるマトリックス配線であってもよい（図示せず）。

センサ設置位置記憶部２３は、敷物１内のセンサ４−１〜４−Ｎの設置位置を予め記憶しておく手段である。例えば、本敷物１が正方形の三畳用のカーペットで、Ｎ＝１０２４であった場合、センサ４−１〜４−１０２４は、当該カーペットを横方向（Ｘ軸）と縦方向（Ｙ軸）を共に３２分割した格子状の各格子に設置し、２次元座標（Ｘ，Ｙ）データとセンサ４の識別ＩＤを対応付けて記憶しておく。

リセットスイッチ２４は、センサ情報処理部２１を介して、加圧位置履歴記憶部２５および定常加圧位置記憶部２６に記憶されている情報をクリアすると共に、定常加圧位置記憶部２６に記憶すべき定常加圧位置を特定する処理を起動する手段である。この定常加圧位置記憶部２６に記憶すべき定常加圧位置とは、本敷物１の上に定常的に置かれている物品（例えば、植木鉢）による加圧位置である。この定常加圧位置を特定する処理については後述する。なお、図２において、リセットスイッチ２４は、物理的なスイッチとして図示しているが、例えば、赤外線や無線による外部リモコンで起動されるソフトスイッチであってもよい（図示せず）。さらに、このリセットスイッチ２４を除去し、無線通信部２７を介してリセットコマンドを受信するようにしてもよい。

加圧位置履歴記憶部２５は、センサ情報処理部２１が加圧位置を特定する毎にその加圧位置と現在時刻を対応付けて、加圧位置履歴情報として蓄積する手段である。これにより、センサ情報処理部２１は、時系列的に蓄積されていく加圧位置のパターンの推移を解析し、その加圧位置の移動方向を判定できる。

定常加圧位置記憶部２６は、本敷物１に定常的に置かれている物品等による加圧位置を、定常加圧位置として記憶しておく手段である。なお、定常加圧位置を特定する処理において、センサ情報処理部２１は、リセットスイッチ２４が押下される毎に、加圧位置履歴記憶部２５に時系列的に蓄積していく各加圧位置を監視し、長時間（例えば、１０分）、加圧されている状態に変化の無い加圧位置を定常加圧位置として判定する。

無線通信部２７は、プレゼンス情報管理装置５、または、緊急表示ユニット６と無線通信する手段である。プレゼンス情報管理装置５と緊急表示ユニット６は、本敷物１と同一施設内に存在することが一般的なので、ローカルな無線通信方式の一般（例えば、ワイヤレスＬＡＮや特定小電力無線等）が適用可能である。また、有線配線が可能であれば、有線通信であっても構わない。

電源部２８は、電源ユニット３から受電した電力をセンサ情報送信ユニット２内の各部へ所定の電圧で給電する手段である。なお、電源ユニットまたは電源部２８をワイヤレス給電に置き換えてもよい（図示せず）。例えば、磁界共鳴型ワイヤレス給電の受電側を本敷物１に配置し、同一室内にワイヤレス給電の給電側機器を配置すれば、商用交流電源コンセントとの接続やバッテリの内蔵が不要であり、本敷物１を敷く場所に係る制約を軽減できる。

図３は、本敷物１内のセンサ情報送信ユニット２の動作フローチャート図である。以下、図１と図２を併用して動作フローを説明する。本フローは本発明の電源が投入された状態からスタートし（Ｓ３００）、Ｓ３０１、Ｓ３２０の各イベントの発生の有無を循環して監視している。

リセットＳＷ２４が押下された場合（Ｓ３０１，ＹＥＳ）、センサ情報処理部２１は、加圧位置履歴記憶部２５および定常加圧位置記憶部２６に記憶されている情報をクリアし（Ｓ３１０）、Ｓ３１１へ進む。Ｓ３０１でＮＯであれば、Ｓ３２０へ進む。

Ｓ３１１において、センサ情報処理部２１は、センサ情報受信部２２を介して、各センサ４からセンサ情報を入力し、加圧されているセンサ群の位置を加圧位置として特定し、特定した加圧位置を加圧位置履歴記憶部２５に記憶し（Ｓ３１１）、一定時間のタイムウェートΔＴを挟み（Ｓ３１２）、Ｓ３１３へ進む。ここで、ΔＴは人の歩行に伴う加圧位置の推移をトレースできる時間間隔である（例えば、ΔＴ＝０．１秒）。

Ｓ３１３において、所定時間ＴＯが経過していなければ（Ｓ３１３，ＮＯ）、Ｓ３１１に戻って、Ｓ３１１〜Ｓ３１３を繰返す。所定時間ＴＯが経過した場合（Ｓ３１３，ＹＥＳ）、センサ情報処理部２１は、加圧位置履歴記憶部２５に記憶されている一定時間（ΔＴ）毎の加圧位置を解析し、加圧されている状態のままの変化の無い加圧位置を定常加圧位置として抽出し、その位置情報を定常加圧位置記憶部２６に記憶し（Ｓ３１４）、Ｓ３０１へ戻る。

ここで、ＴＯは、本敷物１の上に居る人による加圧と、本敷物１の上に置かれている不動の物品による加圧を識別するための、人の静止状態が持続する以上の時間（例えば、ＴＯ＝３０分）であり、この段階では人が倒れて不動な状態ではないことを前提とする。

このように、リセットスイッチ２４が押下される毎に、Ｓ３０１のＹＥＳ〜Ｓ３１４のフローにより、本敷物１の上に定常的に置かれている物品等による加圧位置が定常加圧位置記憶部２６に記憶される。即ち、リセットスイッチ２４は、定常加圧位置を特定する処理を起動するスイッチであり、本敷物１の上に置いてある物品を移動したり、新たな物品を置いたりした場合に、このリセットスイッチ２４を押し、後述するＳ３２０以降の処理に備える。なお、リセットスイッチ２４を押下した場合、定常加圧位置を正確に特定するために、所定時間ＴＯが経過するまで、本敷物１の上に人が乗ることを禁止することが望ましい。また、本敷物１の上に人が居ない状態でリセットスイッチ２４を押下することを前提にするなら、ＴＯは短時間（例えば、ＴＯ＝１分）であってもよい。なお、図示しないが、リセットスイッチ２４の押下を定期的な自動処理にしてもよい（例えば、本敷物１の上に人がのっていないであろう毎深夜に、このリセットスイッチ２４の押下に相当するソフトウェアによる処理を自動起動する）。

Ｓ３２０において、センサ情報処理部２１は、現在時刻が各センサ４からセンサ情報を入力すべきタイミングか否かを判定し、センサ情報を入力すべきタイミングであれば（Ｓ３２０，ＹＥＳ）、Ｓ３２１へ進む。Ｓ３２０でＮＯであればＳ３０１へ戻る。このセンサ情報を入力すべきタイミングは、人の在／不在，歩行／静止，異変の有無を判定するための周期的なタイミングである（例えば、０．１秒毎）。この周期的なタイミングの間隔は、人が不在な状況や異変が無い状況が連続した場合に、その間隔を長くするように制御するようにしてもよい。これにより、本敷物１が一次電池または二次電池で駆動している場合における電池消耗を軽減できる効果がある。

Ｓ３２１において、センサ情報処理部２１は、定常加圧位置記憶部２６を参照し、定常加圧位置以外のセンサからセンサ情報を入力し、定常加圧以外の加圧位置を加圧位置履歴記憶部２５に記憶すると共に、現在の加圧位置パターンを解析し、現在の加圧位置パターンに至る一連の過去の加圧位置パターンと対比し、Ｓ３２２へ進む。

Ｓ３２２において、現在の加圧位置パターンを解析した結果、本敷物１の上に人が立っている状態であるとセンサ情報処理部２１が判定した場合（Ｓ３２２，ＹＥＳ）、立っている人数を推定し（Ｓ３２３）、Ｓ３２４へ進む。Ｓ３２２でＮＯであれば、Ｓ３２３をスキップしてＳ３２４へ進む。なお、この人が立っている状態か否かの判定は、例えば、人間の平均的な歩幅６０ｃｍ以内に人間の足の裏の接地面に対応する加圧位置群が２か所存在する場合に、人が立っていると判定すればよい。また、その２か所の加圧位置群のペアがＫ箇所存在する場合に、Ｋ人が存在していると推定すればよい。

Ｓ３２４において、センサ情報処理部２１は、加圧位置履歴記憶部２５に記憶されている一連の加圧位置の推移から人が歩行していると判定した場合（Ｓ３２４，ＹＥＳ）、その移動方向、または出／入を推定し（Ｓ３２５）、Ｓ３２６へ進む。Ｓ３２４でＮＯであれば、Ｓ３２５をスキップしてＳ３２６へ進む。なお、この人が歩行しているのか否かの判定は、人の平均的な歩幅，平均的な歩行速度を勘案して判定すればよい（詳細は省く）。移動方向は面状に設置されたセンサ群の加圧位置の推移から推定すればよい。また、その移動方向が出入口の方向もしくは出入口の逆方向であるか否か、さらに、その加圧位置の発生／消滅状況から出／入を推定すればよい（詳細は省く）。

Ｓ３２６において、センサ情報処理部２１が、現在の加圧パターンは、人の異変の可能性がある体勢（人がしゃがみこんでいる、または倒れている状態）であるか否かを判定し、ＹＥＳであればＳ３３０へ進み、ＮＯであればＳ３３１へ進む。ここで、人の異変の可能性がある体勢は、人が手ついてしゃがみこんでいる場合の加圧パターンや、人が転倒した状態の加圧パターン等を、登録しておけばよい。なお、この異変の可能性がある体勢の種々の加圧パターンを予め学習させておくようにしてもよい。

Ｓ３３０において、センサ情報処理部２１は、加圧位置履歴記憶部２５を参照し、その人の異変の可能性がある体勢に動きがあるか否かを判定し、日常的な動きの中での体勢であれば（Ｓ３３０，ＮＯ）、Ｓ３３１へ進み、動きが無いまたは動きが緩慢な場合（Ｓ３３０，ＹＥＳ）、Ｓ３３２へ進む。

Ｓ３３１において、Ｓ３２２〜Ｓ３２６でセンサ情報処理部２１が推定した、敷物上の人数、人の移動方向または出／入，異変の可能性がある体勢に係る情報を、プレゼンス情報としてプレゼンス情報管理装置５へ送信し、Ｓ３０１へ戻る。

Ｓ３３２において、異変の可能性がある体勢で、かつその体勢からの動きが無いまたは動きが緩慢な場合は、被介護者に異変が起きた可能性が大であるので、センサ情報処理部２１は、無線通信部２７を介して、その異変の可能性に係る情報をプレゼンス情報管理装置５へ送信すると共に、緊急表示ユニット６を起動する。

以上、本発明の実施形態について説明した。本発明による敷物であるカーペットやマット等を、部屋の入口やベッドの脇等に配置するだけで、その場所を通過する人またはその場所に居る人の存在およびその人の移動の状態を検知し、その検知結果を所定の宛先に通知できる。

さらに、本発明による敷物を各室の入口に配置し、その出入りをチェックすれば、例えば、夜間に巡回する警備員や介護士等の巡回状況を把握するツールとしても活用できる。

なお、実施形態として、本発明による敷物として、カーペットやマットを例に説明したが、本発明による敷物は、布団やベッドに敷くシーツであってもよい。この場合、人の歩行等ではなく、人の寝相を管理できるシーツとして応用することも可能である。

１・・・本発明に係るプレゼンス検知機能を有する敷物
２・・・本発明に係るセンサ情報送信ユニット
３・・・電源ユニット
４・・・各センサ
５・・・プレゼンス情報管理装置
６・・・緊急表示ユニット
２１・・・センサ情報処理部
２２・・・センサ情報受信部
２３・・・センサ設置位置記憶部
２４・・・リセットＳＷ
２５・・・加圧位置履歴記憶部
２６・・・定常加圧位置記憶部
２７・・・無線通信部
２８・・・電源部

Claims

自敷物の所定の位置に配置された、圧力または振動または接触を検知する複数のセンサと、前記センサの各々が検知したセンサ情報を処理し、前記処理した結果に係る情報を所定の装置へ送信するセンサ情報送信ユニットを備える敷物であって、
前記センサ情報送信ユニットは、一次電池または二次電池または自敷物が受容する所定のエネルギーから電力を生成する発電手段または外部から電力を受電する受電手段のいずれかを内蔵する電源部と、前記複数のセンサの各々から定期的または非定期に前記センサ情報を入力するセンサ情報入力手段と、前記入力したセンサ情報と前記複数のセンサの配置情報とから自敷物上の人または物により加圧されている１以上の加圧位置を特定する加圧位置特定手段と、前記特定した１以上の加圧位置の移動を監視する移動監視手段と、を有し、
前記特定した１以上の加圧位置が予め定められた所定時間が経過しても移動しない場合に、当該位置は定常的に自敷物にのっている物による定常加圧であると判定し、前記判定した定常加圧に対応する位置に係る情報を記憶しておき、前記定常加圧であると判定した位置以外の加圧位置を特定した場合に、人の存在に係る情報をプレゼンス情報として前記所定の装置へ送信することを特徴とするプレゼンス検知機能を有する敷物。
請求項１に記載の敷物であって、
前記特定した加圧位置の２か所が同時に一定時間以上加圧され、かつ前記２か所の距離が人の歩幅に対応する所定の距離内であった場合に一人の人が立っていると判定し、前記一人の人が立っていると判定した２か所のセットの数を、人数情報として前記所定の装置へ送信することを特徴とするプレゼンス検知機能を有する敷物。
請求項１または２に記載の敷物であって、
前記移動監視手段が、前記特定した１以上の加圧位置の移動方向は、予め定められた出入に係る方向に対応していると判定した場合に、所定の出入情報を前記所定の装置へ送信することを特徴とするプレゼンス検知機能を有する敷物。
請求項１〜３のいずれかに記載の敷物であって、
前記加圧位置特定手段が特定した複数の加圧位置と前記複数のセンサの配置情報とを対比し、前記複数の加圧位置の分布が人の横たわっている状態に対応するか否かを判定し、人の横たわっている状態に対応すると判定した場合に、当該状態が所定時間以上変動しないならば、人の異変に係る警報を前記所定の装置へ送信する、または所定の緊急表示装置に表示することを特徴とするプレゼンス検知機能を有する敷物。