JP2016177401A - 転倒検知端末およびプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】 転倒と同程度の加速度変化が生じる反復運動が転倒と誤判定されるのを防止することのできる転倒検知端末を提供する。【解決手段】 転倒検知端末１は、利用者の動きにより生じる加速度を検出して加速度データを出力する加速度センサ２と、加速度データから所定基準値を超える加速度ピークを検出する衝撃検出部１６と、加速度ピークに基づいて、利用者が転倒したか否かを判定する転倒判定部１８と、所定期間内に連続的に検出された複数の加速度ピークに基づいて、利用者が反復動作状態であるか否かを判定する反復動作判定部１９を備える。転倒判定部１８は、利用者が反復動作状態であると判定された期間に検出された加速度ピークに基づいては利用者が転倒したと判定しない。【選択図】 図１

Description

本発明は、利用者（携帯者）の転倒を検知する機能を有する転倒検知端末に関する。

従来から、人の転倒を検知するための方法が提案されている。例えば、特許文献１の方法では、人の体幹に取り付けられた加速度センサから得られた加速度デジタル信号値の絶対値（加速度絶対値）が閾値以上であるか、すなわち、歩行等の通常動作では検知することが希な大きな加速度が検知されたかに基づいて、人の転倒が検知される。

特開２００９−１６３５３８号公報

しかしながら、日常生活の動きの中でも、転倒時と同等の加速度変化が生じることがあり、従来の転倒検知方法では正確な区別は容易でない。また、従来、転倒を検知した後、所定時間（例えば１５秒）の間、立ち上がって歩くなどの体動を検出できた場合には、転倒異常と判定しない自動キャンセルの技術が提案されている。ところで、例えば、布団たたき、風呂みがきなどの反復運動では、転倒と同程度の衝撃（加速度変化）が検出される。そのため、このような反復運動の直後に静止状態（安静状態）に遷移した場合、反復運動時の衝撃により検知された転倒が自動キャンセルされず、誤報が発生してしまうおそれがあるという問題があった。

本発明は、上記の課題に鑑みてなされたもので、転倒と同程度の加速度変化が生じる反復運動が転倒と誤判定されるのを防止することのできる転倒検知端末を提供することを目的とする。

本発明の転倒検知端末は、利用者により携帯され、当該利用者の転倒を検知する転倒検知端末において、前記転倒検知端末の動きにより生じる加速度を検出して加速度データを出力する加速度センサと、前記加速度データから所定基準値を超える加速度ピークを検出するピーク検出手段と、前記加速度ピークに基づいて前記利用者が転倒したか否かを判定する転倒判定手段と、所定期間内に連続的に検出された複数の加速度ピークに基づいて、前記利用者が反復動作状態であるか否かを判定する反復動作判定手段と、を備え、前記転倒判定手段は、前記利用者が反復動作状態であると判定された期間に検出された前記加速度のピーク値に基づいては前記利用者が転倒したと判定しない。

この構成により、所定基準値を超える加速度ピークに基づいて利用者が転倒したか否かが判定されるとともに、所定期間内に連続的に検出された複数のピークに基づいて利用者が反復動作状態であるか否かが判定される。そして、利用者が反復動作状態であると判定された期間に検出された加速度ピークに基づいては利用者が転倒したと判定しない（転倒と判定された後での取り消しを含む）。これにより、日常生活の動きの中で転倒時と同程度の加速度変化が生じる反復運動（例えば、布団たたき、風呂みがき、トレーニングなど）が、転倒と誤判定されるのを防止することができる。

また、本発明の転倒検知端末では、前記反復動作判定手段は、前記所定期間内に検出された前記複数の加速度ピークについて、各ピーク間隔のばらつきが所定基準より小さい場合に、前記利用者が反復動作状態であると判定してもよい。

この構成により、所定期間内に連続的に複数のピークが検出された場合に、各ピーク間隔のばらつきに基づいて、反復運動中であるか否かを高精度に判定することができる。

また、本発明の転倒検知端末では、前記反復動作判定手段は、前記所定期間内に検出された前記複数の加速度ピークについて、全ピーク数が所定数以上である場合に、前記利用者が反復動作状態であると判定してもよい。

この構成により、所定期間内に連続的に複数のピークが検出された場合に、全ピーク数に基づいて、反復運動中であるか否かを高精度に判定することができる。

また、本発明の転倒検知端末では、前記転倒判定手段は、所定の第一基準値を超える前記加速度ピークに基づいて、前記利用者が転倒したか否かを判定し、前記反復動作判定手段は、前記第一基準値より小さい第二基準値を超える前記加速度ピークに基づいて、前記利用者が反復動作状態であるか否かを判定してもよい。

この構成により、加速度ピークの検出にあたり、利用者が転倒したか否かの判定（転倒判定）の基準値として第一基準値が用いられ、利用者が反復動作状態であるか否かの判定（反復動作判定）の基準値として第二基準値（第一基準値より小さい基準値）が用いられる。このように、転倒判定と反復動作判定に異なる基準値を用いることにより、同じ基準値を用いる場合に比べて、それぞれの判定精度を向上させることができる。特に、反復動作状態の検出漏れを抑制することができる。

また、本発明の転倒検知端末では、前記転倒判定手段は、所定の第一判定期間内に検出された前記加速度ピークに基づいて、前記利用者が転倒したか否かを判定し、前記反復動作判定手段は、前記第一判定期間より短い第二判定期間内に検出された前記加速度ピークに基づいて、前記利用者が反復動作状態であるか否かを判定してもよい。

この構成により、利用者が転倒したか否かの判定（転倒判定）の判定期間として第一判定期間が用いられ、利用者が反復動作状態であるか否かの判定（反復動作判定）の判定期間として第二判定期間（第一判定期間より短い判定期間）が用いられる。このように、転倒判定と反復動作判定に異なる判定期間を用いることにより、転倒判定を確定するにあたって反復動作状態にあるか否かを確実に反映させることができ、転倒判定の精度を向上させることができる。

本発明のプログラムは、利用者の転倒を検知する転倒検知端末で実行されるプログラムであって、前記転倒検知端末には、前記転倒検知端末の動きにより生じる加速度を検出して加速度データを出力する加速度センサが備えられており、前記プログラムは、コンピュータに、前記加速度データから所定基準値を超える加速度ピークを検出する処理と、前記加速度ピークに基づいて、前記利用者が転倒したか否かを判定する処理と、所定期間内に連続的に検出された複数の加速度ピークに基づいて、前記利用者が反復動作状態であるか否かを判定する処理と、を実行させ、前記転倒したか否かを判定する処理では、前記利用者が反復動作状態であると判定された期間に検出された前記加速度ピークに基づいては前記利用者が転倒したと判定しない。

このプログラムによっても、上記の端末と同様、所定基準値を超える加速度のピーク値に基づいて、利用者が転倒したか否かが判定されるとともに、所定期間内に連続的に検出された複数のピークに基づいて、利用者が反復動作状態であるか否かが判定される。そして、利用者が反復動作状態であると判定された期間に検出された加速度ピークに基づいては利用者が転倒したと判定されない。これにより、日常生活の動きの中で転倒時と同程度の加速度変化が生じる反復運動（例えば、布団たたき、風呂みがき、トレーニングなど）が、転倒と誤判定されるのを防止することができる。

本発明によれば、転倒と同程度の加速度変化が生じる反復運動が転倒と誤判定されるのを防止することができる。

本発明の実施の形態における転倒検知端末のブロック図である。 （ａ）転倒の加速度データの一例を示す図である。 （ｂ）非転倒（壁に手をぶつけたとき）の加速度データの一例を示す図である。 （ａ）安静時の転倒の加速度データの一例を示す図である。 （ｂ）歩行中の転倒の加速度データの一例を示す図である。 （ｃ）走行中の転倒の加速度データの一例を示す図である。 反復動作の加速度データの一例を示す図である。 反復動作判定における加速度のピーク検出の説明図である。 反復動作判定におけるピーク間隔のばらつき（分散）の説明図である。 本発明の実施の形態における反復動作判定の流れを説明するためのフロー図である。 本発明の実施の形態における転倒判定の流れを説明するためのフロー図である。

以下、本発明の実施の形態の転倒検知端末について、図面を用いて説明する。本実施の形態では、高齢者の転倒を検知する監視システム等に用いられる転倒検知端末の場合を例示する。この転倒検知端末の機能（転倒検知機能）は、端末のメモリ等に格納されたプログラムによって実現することができる。

転倒検知端末は、利用者（高齢者など）に携帯される端末装置である。例えば、転倒検知端末は、リストバンド型（腕時計型）のウェアラブル端末で構成され、利用者（高齢者など）が手首や腕に装着される。転倒検知端末は、首からぶら下げるペンダント型であってもよく、頭や耳に装着するタイプの頭部装着型でもよく、また、ベルトタイプなどの腰装着型であってもよい。

まず、本実施の形態の転倒検知端末の構成を、図面を参照して説明する。図１は、本実施の形態の転倒検知端末の構成を示すブロック図である。図１に示すように、転倒検知端末１は、加速度センサ２、装着センサ３、高度センサ４、救急ボタン５を備えている。また、この転倒検知端末１は、操作表示部６、振動部７、電源部８、無線通信部９、監視制御部１０を備えている。

加速度センサ２は、利用者の動きを検出し、利用者の動きを示す動きデータ（加速度データ）を出力する機能を備えたセンサであり、例えば３軸加速度センサで構成される。加速度センサ２は、所定のサンプリング周期で検出した加速度データを出力する。装着センサ３は、人体（腕）への装着状態（装着されているか否か）を検出する機能を備えたセンサであり、例えば静電容量方式センサなど、人体の装着部位の接触や近接を電気的に検出可能なセンサで構成される。高度センサ４は、気圧変化等を利用して端末の高さの変化を検出する機能を備えたセンサであり、例えば気圧センサで構成される。救急ボタン５は、利用者が非常時に救急通報するための操作部（救急操作部）である。

操作表示部６は、例えばタッチパネルディスプレイで構成され、異常報知などの各種の情報表示をする機能（情報表示機能）と、キャンセル操作などの各種の入力操作をする機能（入力操作機能）を備えている。振動部７は、バイブレーション装置などで構成され、振動による刺激で利用者へ異常や操作受付などを報知する機能を備えている。電源部８は、電池などのバッテリなどで構成される。無線通信部９は、例えば携帯通信網を介して遠隔の監視センタ１１に設置されたセキュリティ端末１２と無線通信を行う機能を備えている。また、無線通信部９は、ブルートゥース（登録商標）や特定小電力無線などで、宅内に設置されたセキュリティ端末（図示せず）と無線通信を行う機能を備えている。

監視制御部１０は、各センサ（加速度センサ２、装着センサ３、高度センサ４）や操作部（救急ボタン５、操作表示部６）からの入力に基づいて、救急監視を行う機能を有する救急監視部１３と、生活監視を行う機能を有する生活監視部１４と、転倒監視を行う機能を有する転倒監視部１５を備えている。また、この監視制御部１０は、転倒検知端末１の各部を制御する機能を備えている。

救急監視部１３は、利用者が救急対応を求めて救急ボタン５を操作した際に、監視センタ１１に救急通報を行う機能を備えている。例えば、救急ボタン５が２秒間押され続けると、救急異常と判定し、救急異常を監視センタ１１に通報するとともに、異常確定したことを振動・画面・音・光などで周囲に報知する。救急異常は、意識的な操作による異常であるため、キャンセル操作は受け付けない。なお、生活異常や転倒異常（後述する）の発生中でも、救急異常が発生した場合は、救急異常が優先される。

生活監視部１４は、加速度センサ２の出力に基づき、利用者（携帯者、装着者）が日常生活で生じる程度に動いているかを監視し、急病などにより動けない状態が継続していることを通報する機能を備えている。生活監視部１４は、装着状態（装着された状態）のときに生活監視を実行する。例えば、加速度センサ２の出力から利用者の動き（体動）を検出し、日常生活レベルの体動が一定期間（例えば１時間）継続して生じていないと、生活異常と判定する。生活異常と判定すると、その旨を利用者に振動・画面・音・光などにより報知する。この生活監視部１４は、生活異常と判定・報知した後、所定のキャンセル時間（例えば１０秒）の間に体動が検出されるか、またはキャンセル操作が入力された場合、生活異常を取り消す（異常通報しない）処理を行う。体動の検出処理については、転倒監視における処理と同様（後述する）である。

転倒監視部１５は、加速度センサ２の出力に基づいて、利用者（携帯者、装着者）の転倒を自動検出し、転倒事故の発生を通報する機能を備えている。転倒監視部１５は、装着状態（装着された状態）のときに転倒監視を実行する。この場合、加速度センサ２の出力から「衝撃」と「自由落下特性」を検出し、この検出結果を評価して転倒を検出する。そして、転倒を検出した後、所定時間（例えば１５秒）のあいだ、立ち上がって歩くなどの体動を検出できない場合に、転倒異常と判定する。この所定時間には、転倒検出直後の数秒（例えば５秒）は含まれない。そして、転倒異常と判定すると、その旨を利用者に振動・画面・音・光などにより報知する。この転倒監視部１５は、転倒異常と判定・報知した後、所定のキャンセル時間（例えば２０秒）の間にキャンセル操作が入力された場合、転倒異常を取り消す（異常通報しない）処理を行う。

ここで、図２を参照しながら、転倒検知の基本的なロジックについて説明する。転倒監視部１５は、転倒時に端末に加わる衝撃と、転倒にいたる過程で発生する落下特性を評価し、転倒を検出する。特に本発明では、衝撃に基づく転倒らしさ、落下特性に基づく転倒らしさを総合的に評価して、最終的な転倒判定を行う。そのための構成として、転倒監視部１５は、衝撃検出部１６と落下検出部１７と転倒判定部１８と反復動作判定部１９を備えている。

衝撃検出部１６は、加速度データから転倒検知端末１に生じた衝撃を検出し、その衝撃に基づく転倒可能性を示す衝撃評価値を算出する機能を備えている。転倒は、地面等への身体の衝突を伴うため、転倒検知端末１に加わる衝撃によって加速度が大きく変化する。そこで、この衝撃検出部１６は、加速度のピーク値に基づいて、転倒時に端末に加わる衝撃を検出するように構成されている。

図２および図３は、加速度データの例を示す図である。この場合、前処理として、３軸の各軸（Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸）ごとに出力された加速度データがスカラー化され、移動平均処理（ローパスフィルタ）が施されている。衝撃検出部１６は、所定の閾値以上の加速度のピーク（時間Ｔ１）を検出し、そのピーク値Ｐを得る。そして、衝撃検出部１６は、例えば、以下の式１を用いることにより、ピーク値Ｐに基づいて衝撃評価値Ｅｓを求める。ここで、ｃは、総合評価のための調整係数である。
Ｅｓ＝Ｐ×ｃ （式１）

落下検出部１７は、加速度データから転倒検知端末１が自由落下するときに現れる落下特性を検出し、その落下特性に基づく転倒可能性を示す落下評価値を算出する機能を備えている。転倒は、地面方向に向かって落下を生じる現象であるため、落下中の加速度は重力加速度（９．８ｍ／ｓｅｃ²）よりも小さくなる。そこで、落下検出部１７は、加速度のピーク（時間Ｔ１）から時間を遡り、重力加速度との交点（時間Ｔ２）を求め、その時点から一定期間前（時間Ｔ３）までの加速度平均値Ａを算出する。時間Ｔ３から時間Ｔ２までの期間（例えば５００ｍｓｅｃ）は、落下判定期間と呼ぶことができる。そして、落下検出部１７は、例えば、以下の式２を用いることにより、加速度平均値Ａに基づいて落下評価値Ｅｆを求める。ここで、ａは、落下基準の定数であり、ｂは、総合評価のための調整係数である。
Ｅｆ＝（ａ−Ａ）×ｂ （式２）

定数ａは、落下特性の有無を区別する基準点となる加速度であり、例えば、８ｍ／ｓｅｃ²や、重力加速度９．８ｍ／ｓｅｃ²が用いられる。この定数ａより加速度平均値Ａが小さいと、落下評価値Ｅｆは正値をとる。

転倒判定部１８は、衝撃評価値および落下評価値を総合的に評価した総合評価値に基づいて、利用者が転倒したか否かを判定する機能を備えている。転倒の態様は様々であり、衝撃が多く落下特性も顕著な場合もあるが、衝撃が小さく落下特性が顕著な場合もあり、逆に落下特性は顕著でないが衝撃は大きい場合もある。そこで、転倒判定部１８は、以下の式３を用いることにより、衝撃評価値と落下評価値を合算して総合評価値Ｅｔを求め、総合評価値が転倒判定の基準値Ｔｈ以上のとき、利用者の転倒を検出する。なお、転倒判定部１８は、落下評価値を用いず、衝撃評価値のみを用いて利用者の転倒を検出するように構成してもよい。
Ｅｔ＝Ｅｓ＋Ｅｆ （式３）

この転倒判定部１８では、体動検出による自動キャンセル判定が行われる。転倒が検出された場合であっても、その後に体動が検出されれば利用者は危険な状態ではないと考えられるため、転倒判定部１８は、転倒検出を自動キャンセルする。この体動検出（自動キャンセル判定）では、転倒判定したときのピークの時点（Ｔ１）から所定の遅延時間（例えば５秒）の体動は無視し、それ以降の体動判定時間（例えば１５秒）の間の体動の有無を判定する。体動の有無の判定は、加速度のピーク値または変化量の観測により行う。例えば、所定の閾値以上のピーク値が所定回数検出されたとき、またはこのピーク値の合計が一定値を超えたときに、体動を検出する。あるいは、所的期間（例えば数秒間）または体動判定時間における加速度の変化量の合計が一定値を超えたとき、または単位時間当たりの加速度の変化量が一定値を超えたときに、体動を検出する。自動キャンセル判定後、すなわち体動判定時間の経過時までに体動が検出されなければ、転倒判定部１８は転倒異常を確定する。

また、この転倒判定部１８では、利用者の活動状況（活動量）を考慮した転倒判定が行われる。意識があるか否か、激しく動いているか否か、といった転倒の態様によって得られる衝撃と落下特性は異なる。そこで、転倒判定部１８は、加速度データから利用者の活動量を算出し、衝撃の発生時を基準とした所定期間における利用者の活動量に応じて、衝撃評価値および落下評価値に重み付けを加えて総合評価値を求める。

すなわち、転倒判定部１８は、単に「Ｅｔ＝Ｅｓ＋Ｅｆ」として総合評価値を求めるのではなく、転倒時の利用者の活動状況（活動量）に応じて、各評価値（Ｅｓ、Ｅｆ）を重み付けした上で加算し、総合評価値Ｅｔを求める。この場合、利用者の活動状況（活動量）は、転倒（衝撃）が検出される前の一定期間（活動判定期間）における動きを分析し、その活動判定期間（例えば３秒）における加速度データ（ピークや変化量）に基づいて判定する。なお、上述の落下判定期間（例えば、時間Ｔ３から時間Ｔ２までの期間）には転倒している最中の動きが含まれるため、この活動判定期間（例えば、時間Ｔ４から時間Ｔ３までの期間）には落下判定期間以降の期間（例えば、時間Ｔ３から時間Ｔ１までの期間）を含めず、落下判定期間より前の期間を設定するものとする（図３参照）。

具体的には、転倒判定部１８は、活動判定期間における加速度の総変化量である運動量Ｗを求め、この運動量Ｗと活動基準値との比較により、活動状況（動きの激しさ）を判定する。運動量Ｗは、例えば、以下の式４を用いることにより、活動判定期間における加速度データ（スカラー化された加速度データａ１、ａ２、・・・、ａｎ−１、ａｎ）の差分を積算して求めることができる。この運動量Ｗは、３軸の各軸（Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸）ごとに算出してもよく、また、３軸の合計や平均として算出してもよい。
Ｗ＝｜ａ１−ａ２｜＋｜ａ２−ａ３｜＋・・・＋｜ａｎ−１−ａｎ｜ （式４）

また、運動量Ｗは、ピーク値の大きさや検出回数に基づいて求めることもできる。例えば、運動量Ｗは、一定以上のピーク値が検出された回数でもよく、上記ピーク値の合計でもよく、上記ピーク値の最大または平均によって重み付けされた回数でもよい。

反復動作判定部１９は、所定期間内に連続的に検出された複数の加速度ピークに基づいて、利用者が反復動作状態であるか否かを判定する。例えば、反復動作判定部１９は、所定期間内に検出された複数の加速度ピークについて、各ピーク間隔のばらつきが所定基準より小さい場合に、利用者が反復動作状態であると判定する。また、反復動作判定部１９は、所定期間内に検出された複数の加速度ピークについて、全ピーク数が所定数以上である場合に、利用者が反復動作状態であると判定する。転倒判定部１８は、利用者が反復動作状態であると判定された期間に検出された加速度のピーク値に基づいては利用者が転倒したと判定しないか、あるいは、転倒と判定した場合には当該判定を取り消す。

図４は、反復動作の加速度データの一例を示す図である。転倒判定部１８は、所定の第一基準値（例えば４０ｍ／ｓｅｃ²）を超えるピーク値に基づいて、利用者が転倒したか否かを判定し、反復動作判定部１９は、第一基準値より小さい第二基準値（例えば２５ｍ／ｓｅｃ²）を超えるピーク値に基づいて、利用者が反復動作状態であるか否かを判定する。また、転倒判定部１８は、所定の第一判定期間（例えば１５秒）内に検出されたピーク値に基づいて利用者が転倒したか否かを判定し、反復動作判定部１９は、第一判定期間より短い第二判定期間（例えば５秒）内に検出されたピーク値に基づいて利用者が反復動作状態であるか否かを判定する。すなわち、第一判定期間は転倒判定の確定までに要する時間であり、反復動作判定に要する時間をそれよりも短く設定することで反復動作による転倒の誤検出を確実に抑制可能とする。

ここで、図５および図６を参照しながら、反復動作判定について詳しく説明する。反復動作判定部１９は、反復動作判定用の閾値（第二基準値、例えば２５ｍ／ｓｅｃ²）以上の加速度ピークを検出する。そして、ピーク検出から一定期間前（例えば５秒）まで遡って、その間に検出した加速度ピークの間隔と分散を計算する。

まず、反復動作判定部１９は、図５に示すように、加速度のピークを検出する。具体的には、時間Ｔ０から遡って、加速度の値（グラフ）が閾値と交差するポイント（時間Ｔ１とＴ３）を求め、その間（時間Ｔ１からＴ３までの間）で加速度が最大となるポイント（時間Ｔ２）を加速度ピークとして抽出する。このピーク検出の方法は転倒判定に用いる加速度ピークの検出方法と閾値設定以外においては基本的に同一であり、衝撃検出部１６にて行うこともできる。

そして、反復動作判定部１９は、図６に示すように、所定の判定期間（例えば、衝撃検出部１６によるピーク検出から５秒前まで）で、上記と同様の加速度ピークの検出を行って、他のピークが存在するか否かを探索する。反復動作判定部１９は、判定期間内で複数のピークが検出された場合、そのピーク数ｎをカウントするとともに、ピークの時間間隔（ピーク間隔ｔ）のばらつきとして分散σ²を算出する。

反復動作判定部１９は、ピーク数ｎとピーク間隔の分散σ²が、下記の式５および式６の条件をＡＮＤで満たすときに、反復動作状態と判定し、反復動作フラグをＯＮにする。ここで、Ｎｍｉｎ、Ｎｍａｘ、Ｔｈσは、予め定められた定数（基準値）である。つまり、反復動作判定部１９は、衝撃（加速度ピーク）が高い頻度で繰り返し検出され、かつ、その衝撃（ピーク）の間隔がほぼ一定である場合、利用者は反復運動中であるとみなす。なお、Ｎｍａｘは、人の動きによる限界値に相当する上限値であり、この上限値Ｎｍａｘは必ずしも設けなくてもよい。
Ｎｍｉｎ＜ｎ＜Ｎｍａｘ （式５）
σ²＜Ｔｈσ （式６）

反復動作判定部１９は、入力される加速度データごとに反復動作判定処理を実行し、上記の条件を満たさなくなった時点で、反復動作フラグをＯＦＦする。また、反復動作判定部１９は、反復動作状態であると判定した期間を記録する機能も備えている。

つぎに、本実施の形態の転倒検知端末１の動作を、図面を参照して説明する。図７は、反復動作判定の流れを説明するためのフロー図である。図７に示すように、反復動作判定では、まず、加速度データから第二基準値（例えば２５ｍ／ｓｅｃ²）を超えるピーク値を検出し（Ｓ１）、所定期間（例えば５秒）のピーク数ｎをカウントする（Ｓ２）。ピーク数ｎが所定の基準値Ｎｍｉｎ以上であれば（Ｓ３）、加速度データからピーク間隔ｔを抽出し（Ｓ４）、ピーク間隔ｔのばらつきが小さいか、すなわち分散σ²が所定の基準値Ｔｈσより小さいか否かを判定する（Ｓ５）。そして、ピーク間隔ｔのばらつきが小さい（分散σ²が所定の基準値Ｔｈσより小さい）場合には、反復動作状態であると判定して、反復動作フラグをＯＮにする（Ｓ６）。そうでない場合には、反復動作状態でないと判定して、反復動作フラグをＯＦＦにする（Ｓ７）。

図８は、転倒判定の流れを説明するためのフロー図である。図８に示すように、転倒判定では、まず、加速度データから第一基準値（例えば４０ｍ／ｓｅｃ²）を超えるピーク値を検出し（Ｓ１０）、そのピーク値に基づいて衝撃評価値（または総合評価値）を、利用者が転倒したか否かを判定する（Ｓ１１）。転倒と判定された場合には、転倒フラグをＯＮにする（Ｓ１２）。その後、体動検出（自動キャンセル判定）が行われる（Ｓ１３）。そして、体動が検出された場合には、転倒フラグをＯＦＦにする（Ｓ１４）。一方、体動が検出されなかった場合には、所定のキャンセル時間（例えば１５秒）が経過した後（Ｓ１５）、反復動作状態であるか否か（反復動作フラグがＯＮか）の判定が行われる（Ｓ１６）。反復動作状態である場合（反復動作フラグがＯＮである場合）、転倒フラグをＯＦＦにする（Ｓ１４）。反復動作状態でない場合（反復動作フラグがＯＦＦである場合）、転倒異常が確定される（Ｓ１７）。

このような本実施の形態の転倒検知端末１によれば、所定基準値を超える加速度ピークに基づいて、利用者が転倒したか否かが判定されるとともに、所定期間内に連続的に検出された複数の加速度ピークに基づいて、利用者が反復動作状態であるか否かが判定される。そして、利用者が反復動作状態であると判定された期間に検出された加速度ピークに基づいては利用者が転倒したと判定せず、あるいは、転倒と判定した場合にはその判定が自動的に取り消される。これにより、日常生活の動きの中で転倒時と同程度の加速度変化が生じる反復運動（例えば、布団たたき、風呂みがき、トレーニングなど）が、転倒と誤判定されるのを防止することができる。

本実施の形態では、所定期間内に連続的に複数のピークが検出された場合に、各ピーク間隔のばらつき（分散σ²）に基づいて、反復運動であるか否かを判定することができる。また、所定期間内に連続的に複数のピークが検出された場合に、全ピーク数ｎに基づいて、反復運動であるか否かを判定することができる。

また、本実施の形態では、加速度ピークの検出にあたり、利用者が転倒したか否かの判定（転倒判定）の基準値として第一基準値（例えば４０ｍ／ｓｅｃ²）が用いられ、利用者が反復動作状態であるか否かの判定（反復動作判定）の基準値として第二基準値（第一基準値より小さい基準値、例えば２５ｍ／ｓｅｃ²）が用いられる。このように、転倒判定と反復動作判定に異なる基準値を用いることにより、同じ基準値を用いる場合に比べて、それぞれの判定精度を向上させることができる。特に、反復動作状態の検出漏れを抑制することができる。

また、本実施の形態では、利用者が転倒したか否かの判定（転倒判定）の判定期間として第一判定期間（例えば１５秒）が用いられ、利用者が反復動作状態であるか否かの判定（反復動作判定）の判定期間として第二判定期間（第一判定期間より短い判定期間、例えば５秒）が用いられる。このように、転倒判定と反復動作判定に異なる判定期間を用いることにより、転倒判定を確定するにあたって反復動作状態にあるか否かを確実に反映させることができ、転倒判定の精度を向上させることができる。

また、本実施の形態では、衝撃検出部１６は、加速度のピーク値Ｐに基づいて衝撃評価値Ｅｓを求めるように構成されているが、ピーク値Ｐに替えて、加速度の総変化量を用いて衝撃を検出する構成としてもよい。この場合、ピーク値の検出時点を基準とする所定期間（例えば前後５０ｍｓｅｃ）について、直前の加速度データとの差分を求め、この差分の絶対値を所定期間にわたって積算し、加速度変化量ｈを算出する。そして、加速度変化量ｈに調整係数を掛けて衝撃評価値Ｅｓを求める。さらに、加速度変化量ｈと加速度ピーク値Ｐとを併用し、両者の合算値や比に基づき衝撃評価値Ｅｓを求めることもできる。

また、本実施の形態では、落下検出部１８は、落下判定期間における加速度平均値Ａに基づき落下評価値Ｅｆを求めるように構成されているが、加速度平均値Ａに替えて、落下判定期間における最小加速度、または基準加速度（上記の定数ａ）を下回る加速度が検出された連続時間や積算時間に基づいて落下を検出する構成としてもよい。

以上、本発明の実施の形態を例示により説明したが、本発明の範囲はこれらに限定されるものではなく、請求項に記載された範囲内において目的に応じて変更・変形することが可能である。

以上のように、本発明にかかる転倒検知端末は、転倒と同程度の加速度変化が生じる反復運動が転倒と誤判定されるのを防止することができるという効果を有し、高齢者の転倒を検知する監視システム等に用いられ、有用である。

１ 転倒検知端末
２ 加速度センサ
３ 装着センサ
４ 高度センサ
５ 救急ボタン
６ 操作表示部
７ 振動部
８ 電源部
９ 無線通信部
１０ 監視制御部
１１ 監視センタ
１２ セキュリティ端末
１３ 救急監視部
１４ 生活監視部
１５ 転倒監視部
１６ 衝撃検出部（ピーク検出手段）
１７ 落下検出部
１８ 転倒判定部（転倒判定手段）
１９ 反復動作判定部（反復動作判定手段）

Claims (6)

1. 利用者により携帯され、当該利用者の転倒を検知する転倒検知端末において、
   前記転倒検知端末の動きにより生じる加速度を検出して加速度データを出力する加速度センサと、
   前記加速度データから所定基準値を超える加速度ピークを検出するピーク検出手段と、
   前記加速度ピークに基づいて前記利用者が転倒したか否かを判定する転倒判定手段と、
   所定期間内に連続的に検出された複数の加速度ピークに基づいて、前記利用者が反復動作状態であるか否かを判定する反復動作判定手段と、
   を備え、
   前記転倒判定手段は、前記利用者が反復動作状態であると判定された期間に検出された前記加速度ピークに基づいては前記利用者が転倒したと判定しないことを特徴とする転倒検知端末。
2. 前記反復動作判定手段は、前記所定期間内に検出された前記複数の加速度ピークについて、各ピーク間隔のばらつきが所定基準より小さい場合に、前記利用者が反復動作状態であると判定する、請求項１に記載の転倒検知端末。
3. 前記反復動作判定手段は、前記所定期間内に検出された前記複数の加速度ピークについて、全ピーク数が所定数以上である場合に、前記利用者が反復動作状態であると判定する、請求項１または２に記載の転倒検知端末。
4. 前記転倒判定手段は、加速度が所定の第一基準値を超える前記加速度ピークに基づいて、前記利用者が転倒したか否かを判定し、
   前記反復動作判定手段は、加速度が前記第一基準値より小さい第二基準値を超える前記加速度ピークに基づいて、前記利用者が反復動作状態であるか否かを判定する、請求項１〜３のいずれかに記載の転倒検知端末。
5. 前記転倒判定手段は、所定の第一判定期間内に検出された前記加速度ピークに基づいて、前記利用者が転倒したか否かを判定し、
   前記反復動作判定手段は、前記第一判定期間より短い第二判定期間内に検出された前記加速度ピークに基づいて、前記利用者が反復動作状態であるか否かを判定する、請求項１〜４のいずれかに記載の転倒検知端末。
6. 利用者の転倒を検知する転倒検知端末で実行されるプログラムであって、
   前記転倒検知端末には、当該転倒検知端末の動きにより生じる加速度を検出して加速度データを出力する加速度センサが備えられており、
   前記プログラムは、コンピュータに
   前記加速度データから所定基準値を超える加速度ピークを検出する処理と、
   前記加速度ピークに基づいて前記利用者が転倒したか否かを判定する処理と、
   所定期間内に連続的に検出された複数の加速度ピークに基づいて、前記利用者が反復動作状態であるか否かを判定する処理と、
   を実行させ、
   前記転倒したか否かを判定する処理では、前記利用者が反復動作状態であると判定された期間に検出された前記加速度ピークに基づいては前記利用者が転倒したと判定しないことを特徴とするプログラム。

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