JP2016218773A - 浴室内緊急事態検知システム - Google Patents

Abstract

【課題】浴室内において人が倒れたことを簡便に検知する。【解決手段】浴室のドア１３の開閉を感知するドアセンサ１２と、当該浴室１０内部の動きを検知する２つ以上のドップラセンサ１１とを有し、初期状態から上記ドアセンサ１２によりドア１３の開閉を開始トリガーとして、ドップラセンサ１１のデータの解析を開始し、上記解析中はドップラセンサ１１により浴室１０内部の人間１５の体動を検知し、上記解析中に上記の検知するべき体動の値が基準値以下となった状態が所定の時間を経過したら警告発生処理を行い、二度目のドア１３の開閉を終了トリガーとして上記解析を終了する浴室内緊急事態検知システムを構築する。【選択図】図１

Description

この発明は、浴室における突発的な病変を検知できるシステムに関する。

高齢化社会の進行に伴い、一人暮らしの高齢者が増加している。また、若年層であっても不規則な生活をしている独居者が増加している。このような独居者になんらかの病変があった場合には、速やかに対処することが求められるが、サポートする人的リソースには限界があり、常に見回りできるわけではなく、結果として発見が遅れて事態が悪化することもある。

このため、独居者が大過なく過ごしていることを遠隔地から検知し、異常事態があれば検出可能にするシステムが多数検討されている。例えば、特許文献１には、高齢者が就寝する室内に、送信したマイクロ波の反射波を受信してその差分を求めるドップラセンサを利用した動態信号や生体信号を検知する非接触型バイタルセンサーを設置して、このセンサからの信号をインターネット経由で保護者の下へ伝達する管理システムが提案されている。

ところで、独居者の容態が急変しやすい場所として、特に温度差に曝されることになる浴室が挙げられる。一方、上記のドップラセンサの説明は特許文献２にも挙げられている。その中に、ドップラセンサを浴室壁面に設置して、急病などによる人の倒れを検知して警報を発するという応用形態が提案されている。

実用新案登録第３１９０９７７号公報 特開平９−８０１５０号公報

しかしながら、ドップラセンサはマイクロ波を反射する物についてあらゆる動きを感知するため、取得する情報量が膨大なものとなる。基本的に静的な寝室ではフィルタリングや最適化による分析が十分可能であるが、湯船やシャワーの湯の動きが介在しうる浴室の状況を常時監視し続けた上で、さらに使用時における人の異常事態を検知しようとすると、どうしてもデータを抽出しきれずにエラーが介在しやすくなる。例えば、シャワーや湯が流れているままで人の動きが検知できなくなったとき、風呂場から出て行っただけなのか、意識不明になって倒れている事態なのかを判断することは単純ではない。このため、特許文献２に示すような単純な方式で、特許文献１などに用いられたシステムをそのまま転用してもエラーが起きやすくなり、自動的な検知ではなく人力によるチェックを介在させなければ不安となってしまうことがあり、自動検知システムとしてはさらなる改良が求められた。

そこでこの発明は、浴室の利用者の容態の急変を検知する自動検知システムにあたり、より確実性を向上させることを目的とする。

この発明は、
浴室内部の人間の動きを検知できる２つ以上のドップラセンサと、
当該浴室の前室における入浴者の存在又はトリガーとなる動作を検知できる１つ以上の前段階センサとを有し、
初期状態から上記前段階センサによる検知を開始トリガーとして、上記ドップラセンサのデータの解析を開始し、
上記解析中は上記ドップラセンサにより上記浴室内部の人間の体動を検知し、
上記解析中に上記の検知するべき体動の値が基準値以下となった状態が所定の時間を経過したら警告発生処理を行い、
上記前段階センサによる検知を終了トリガーとして上記解析を終了する
浴室内緊急事態検知システムにより上記の課題を解決したのである。

ここで前段階センサとしては、当該浴室のドアの開閉を検知するドアセンサ、ドアの前に敷設する足拭きマットの下に設置して踏付を検知する圧力センサ、上記前室における人体の存在を赤外線により検知する焦電センサなどが挙げられる。なお、上記浴室の前にある前室とは一般的には脱衣室であるが、洗面所を兼ねている場合もあり、特に限定されない。

ドアの開閉を確実にできる程度の力と認識を有する利用者の場合は、ドアセンサが有効である。湿気の流出を防ぐために、浴室の使用時にはドアを確実に閉めることが必須となる。少なくともドアを開放した状態ではのぼせたりすることは考えにくい。このことから、ドアの開閉がされるまでの間、すなわち通常時はホワイトノイズが得られるだけと判断して、そもそもドップラセンサによる測定データの解析を行わないようにする。ドアの開閉のいずれか、又はその両方が検知されたら、これを開始トリガーとして測定データの解析を開始する。基本的に人が入浴している間は、体動の値ははっきりしており、そこからドアが開閉されることなく体動の値が基準値以下、いわばホワイトノイズ化したら、落差は明白になっているため警告を発するべき事態であると判断しやすい。一方、その後にドアが開閉されたら、入浴が終わって外に出たことがわかるので、それ以後は体動が検知されなくても単純に人がいなくなっただけと判断することができ、これを終了トリガーとして解析を終了する。

ただし、筋力が衰えた高齢者や、認知症などの場合はドアの開閉が確実にされないケースも多くなる。このような場合には、ドア前に敷いた足拭きマットの下に取り付けた歩幅分をカバーできる大きさの圧力センサによって浴室への進入と退出を検知するとよい。ドップラセンサからの信号の取り扱いはドアセンサによるドアの開閉信号をトリガーにする場合と同様にすることができる。浴室への進入及び退出の際に必ず踏むことになるからである。

また、浴室の入口における検知ではなく、浴室の前室である脱衣室における熱源の存在を赤外線により検知する焦電センサにより、脱衣室に人体が存在したことを検知したことを、上記のトリガーの代わりとしてもよい。熱源である人体の存在自体を検知するため、操作や行動が不確かな利用者の場合にも対応可能である。

これらの中で最も利用者の検知について信頼性が高いのは焦電センサであるが、これらのセンサを複合的に用いることで信頼性を向上させてもよい。いずれかのセンサによる検知をトリガーとしてもよいし、複数のセンサによる検知をトリガーとしてもよい。これは利用者と浴室及び脱衣室の環境に応じてカスタマイズ可能である。ただし、焦電センサにより脱衣室の人体を検知する場合には、浴室から出てきたことを明確に判別できるように、焦電センサの検知範囲が浴室と重複しないように設置することが望ましい。

一方、ドップラセンサの設置にあたっては、それぞれのドップラセンサを浴室外に取り付け、ドア越しに浴室内の体動を検知できるようにし、かつ、複数のドップラセンサの検知範囲を互いの死角を補うように設置することで、高湿度下でのセンサのエラーを回避し、より安定したデータの取得を可能にすることができる。

なお、一時的に測定をオフにするスイッチをドップラセンサに設けておくと、利用者ではない非同居家族やヘルパー、清掃担当者などが浴室に入る場合にはこれを用いて解析や測定を停止することで、誤検知を回避できる。このスイッチは戻し忘れを防止するために、一定時間放置しておいた場合には再びオンになる自動復帰機能が設けられているとより好ましい。

この発明により、データの取得期間を実質的な浴室の使用期間中に限定することができ、使用時の体動がある場合と体動が止まったときとの落差を、確実性の高い緊急事態として抽出することが出来る。

この発明にかかる第１の実施形態にかかるシステムを備えた浴室の概念図 この発明にかかる第１の実施形態にかかるシステムの機能ブロック図 この発明にかかる第１の実施形態にかかるシステムを実施する際のフローチャート例図 この発明にかかる第２の実施形態にかかるシステムを備えた浴室の概念図 この発明にかかる第２の実施形態にかかるシステムの機能ブロック図 この発明にかかる第３の実施形態にかかるシステムを備えた浴室の概念図 この発明にかかる第３の実施形態にかかるシステムの機能ブロック図 この発明にかかる第３の実施形態にかかるシステムを実施する際のフローチャート例図 この発明にかかる第４の実施形態にかかるシステムを実施する際のフローチャート例図

この発明について詳細に説明する。
この発明は、浴室における人の挙動を検知するセンサシステムである。具体的には、浴室内で人が倒れたときに、その旨を検知して警報を発する。

この発明にかかるシステムは、少なくとも２つのドップラセンサ１１ａ，１１ｂを有し、それと連動する前段階センサとして、浴室１０の前室である脱衣室１７におけるトリガーとなる動作を検知できるセンサや、脱衣室１７における入浴者の存在を検知できるセンサなどを有する。まず、第１の実施形態として、脱衣室１７から浴室１０に入る際の動作を、ドア１３の開閉によって検知するドアセンサ１２を用いたシステムを設置した浴室１０の斜視概念図を図１に、平面図を含む機能ブロック図を図２に示す。

ドップラセンサ１１ａ，１１ｂはマイクロ波の送受信装置を備えており、送信したマイクロ波の反射波を受信し、その位相差から照射域における物体の動きを検知することができる。これらのドップラセンサ１１ａ，１１ｂはいずれも浴室１０外に設置され、ドア１３を透過して浴室１０内の動きを検知する方向に配する。それぞれのドップラセンサ１１ａ，１１ｂは、それぞれのマイクロ波を照射して動きを検知できる照射域である検知範囲が、互いに浴室１０の内部における死角を補うように設置する。特に、床面と浴槽内を確実に照射域に含める必要がある。一方、天井付近は無視してよい。ただし、通常の人間は入り込まない程度の大きさの死角は残っていてもよい。通常、浴室１０内で使用者が動きうる範囲で、その動きを検出できればよい。

ドア１３は引き戸でも開き戸でもよく、形状は特に限定されない。素材は全面プラスチック製か、又は、アルミ枠にガラス板又はプラスチック板を嵌め込んだものであるかのいずれかであることが望ましい。全面金属製の場合、ドップラセンサ１１が浴室１０を十分に検知できないため、少なくともドップラセンサ１１の照射域についてはマイクロ波を透過できる素材であることが必要となる。

なお、浴室の外壁がコンクリートではなく木造又はプラスチックであれば、外壁を通してもドップラセンサによって浴室１０の検知が可能となる。この場合、ドップラセンサ１１の配置の自由度が上がり、浴室１０内に死角が残りにくくなる。

ドアセンサ１２の形態は特に限定されず、少なくともドア１３の開放を検知できる必要がある。ドア１３が閉まっている状態と一旦開いた状態とを判別できるものであると望ましい。

この発明にかかる第１の実施形態にかかるシステムの処理を担う処理装置２０は、これらのドップラセンサ１１及びドアセンサ１２のデータを受信する受信インターフェースを有する。通信安定性の点から、有線インターフェースでの接続であることが望ましい。

また、処理装置２０は、ネットワーク２２と通信するネットワークインターフェースを有する。すなわち、緊急事態であると検知したときに、その旨を連絡する通信手段を有する。ここでネットワーク２２は施設内のネットワークでもよいし、外部と繋がるネットワークでもよい。施設内ネットワークとしては、通常の宅内における有線ＬＡＮや無線ＬＡＮによって同一施設内にいる家族に速やかに通知される警報に繋がるネットワークや、病院施設や介護施設におけるナースコールシステムなどが挙げられる。一方、外部と繋がるネットワークとしては、インターネットでもよいし、携帯電話網でもよいし、その両方に対応するものであってもよい。インターネットを用いて通知をする場合、パソコン２５や携帯電話２６に対してメールにて警告を送信するメールクライアント機能を有するとよい。また、より早く緊急事態に対処するため、スマートフォンのメッセージサービスに投稿するサービスクライアント機能を有するとより好ましい。

さらに、処理装置２０はデータを計算する演算部を有し、データやプログラムを記録する記憶部を有する。上記記憶部としてはデータや一時的な情報を蓄える揮発性メモリと、プログラムを記録しておく不揮発性メモリとを有しているとよい。

また、処理装置２０は物理的な操作パネルを有していてもよい。個々の浴室１０ごとに検知を行う際の設定値は変わるため、最適値を調整する必要があるためである。この場合、数値や設定値を表示するためのディスプレイを有していることが好ましい。一方、物理的な操作パネルやディスプレイを持たず、ネットワーク２２経由でパソコン２５やスマートフォン２６のＷＥＢブラウザを介して設定を行うためのＷＥＢサーバ機能を有していてもよい。いずれの場合でも、緊急連絡先となるメールアドレスやメッセージサービスのアカウント、電話番号などを登録可能とする。

この処理装置２０における処理を、図３のフロー例図を用いて説明する。まず、処理装置２０と各センサの電源を入れる（Ｓ１０１）。この状態ではドップラセンサ１１は検知して信号を処理装置２０に送り続けているものの、処理装置２０はこのデータを測定せずに破棄する（Ｓ１０２）。基本的に人が使っていない状態であると判断されるためである。この状態は、ドアセンサ１２から開閉の信号が処理装置２０に伝達されるまで続く（Ｓ１０３→Ｎｏ）。

ドアセンサ１２から、ドアの開放とそれに続く閉鎖の信号が処理装置２０に伝達されたら（Ｓ１０３→Ｙｅｓ）、ドップラセンサ１１から送信されたデータの解析を開始する（Ｓ１０４）。この解析は、基本的には信号データをフーリエ変換などによりフィルタリングし、シャワーや湯船の湯の動きに該当するデータをカットし、人間の動き（体動）に相当する部分を検出する。浴室１０の状況に応じたノイズが混じるため、この部分は単純に０か１かではなく、所定の基準値を上回っていれば体動が続いていると判断し、所定の基準値以下では体動が止まっていると判断する。この人間の動きを検出する抽出信号が所定の基準値を超えて検出され続けている間は特に問題はなくそのまま継続する（Ｓ１０５→Ｙｅｓ）。その後、ドアセンサ１２から再び開閉の信号が処理装置２０に伝達されるまで解析を続ける（Ｓ１０６→Ｎｏ→Ｓ１０５）。ドアセンサ１２から再び開閉の信号が処理装置２０に伝達されたら（Ｓ１０６→Ｙｅｓ）、入浴が終わって人が外に出たので解析を終了する（Ｓ１０７）。これで処理は終了し、次回の入浴にまた同じことを繰り返す（Ｓ１０８）。

一方、人間の動きを検出する抽出信号が所定の基準値以下となったら（Ｓ１０５→Ｎｏ）、その状態が何分間続いたかをチェックする。予め定めた所定の時間（Ｘ分）が経過するまでに再び動きを検出する抽出信号が所定の基準値を上回る値で検出されたら（Ｓ１１１→Ｎｏ）、問題なく解析を続ける（Ｓ１０５）。Ｘ分経っても人間の動きを検出する抽出信号が所定の基準値を超えないままであれば（Ｓ１１１→Ｙｅｓ）、処理装置２０はネットワーク２２経由で登録された緊急連絡先への警告を発する（Ｓ１１２）。これは、入浴中に意識を失って倒れたケースと想定されるためである。

なお、ドップラセンサ１１ａ，１１ｂ、処理装置２０又はその両方には、一時的にドップラセンサ１１による測定、その測定データの解析、又は解析結果による警報処理のすくなくともいずれかをオフにできる物理スイッチを備えていることが望ましい。入浴時以外に、利用者の家族やホームヘルパー、看護師、清掃担当業者などが清掃その他の作業のために浴室に入る場合も解析してしまうと、無意味な警報が発せられてしまうことがある。このため、これらの作業者が浴室に入ろうとする場合には、当該物理スイッチを操作して一時的に警報が発せられないようにする。この物理スイッチは当然に作業終了後にオンにすべきであるが、作業者がこの作業を忘れたままで利用者が利用しようとすると、この発明にかかるシステムが動作しなくなってしまう。このため、オフにした後に、２０分〜１時間程度の時間が経過したら、自動的にオンに戻る自動復帰装置を備えているとより望ましい。

上記の第１の実施形態において、ドアセンサ１２の代わりに、脱衣室１７の浴室１０へ通じるドア１３の前に敷設した足拭きマット１８の下に設置して踏付を検知する圧力センサ１９を用いても、同様の処理が可能である。この第２の実施形態について、概念図を図４に、機能ブロック図を図５に示す。足拭きマット１８は室内への水の浸入を防止するため、浴室１０へのドア１３の前に設置されることが多い。この下に人の体重程度を感知できる圧力センサ１９を設けると、浴室１０への出入りの際に、このセンサに必ず検知できることになる。この実施形態の処理は基本的には図３に示す上記のフローと同じであり、図３におけるドア１３の開閉の信号に変わって、圧力センサ１９からの踏付に対応する信号を用いる。

またこの第１の実施形態や第２の実施形態以外にも、入浴時に必ず入力せざるを得ないように配置した物理スイッチやセンサからの信号によって、同様のフローによりこの発明を実行できる。

次に、第３の実施形態として、脱衣室１７における人体の熱を検知する焦電センサ１６を用いたシステムを設置した浴室１０及び脱衣室１７の斜視概念図を図６に、平面図を含む機能ブロック図を図７に示す。ここで、用いるドップラセンサ１１ａ，１１ｂの内容と配置の手法は第１の実施形態と同じである。また、ドアや外壁の条件も第１の実施形態と同じである。

脱衣室１７は浴室１０と隣接する部屋であり、浴室１０に入るために必ず通過する部屋である。洗面室などと兼用であってもよいが、浴室１０とは何らかの形で区切られていることが運用上望ましい。トイレと一体型の浴室である場合、少なくともカーテンなどで浴室１０ではない区画が脱衣室１７として区切られていることが望ましい。

この脱衣室１７に人が入ったことを検知するため、熱源を検知できる焦電センサ１６を脱衣室１７内に取り付ける。ドップラセンサ１１と違って壁や扉を貫通できるケースは少ないため、脱衣室１７内に直接取り付けることが好ましい。ただし、焦電センサ１６が浴室１０内の人体やシャワーなどの動きを検知してしまうと誤作動を生じるため、焦電センサ１６の検出範囲が浴室１０のドアや浴室１０内と重ならないように配置することが望ましい。

この発明にかかる第３の実施形態にかかるシステムの処理を担う処理装置２０は、これらのドップラセンサ１１及び焦電センサ１６のデータを受信する受信インターフェースを有する。同様の理由から有線インターフェースでの接続であることが望ましい。ネットワーク２２と通信するネットワークインターフェースを用いた連携は第１の実施形態と同様である。演算部及び記憶部、操作パネルやWEBサーバ機能についても同様である。

この処理装置２０における処理を、図８のフロー例図を用いて説明する。まず、処理装置２０と各センサの電源を入れる（Ｓ２０１）。この状態ではドップラセンサ１１は検知して信号を処理装置２０に送り続けているものの、処理装置２０はこのデータを測定せずに破棄する（Ｓ２０２）。基本的に人が使っていない状態であると判断されるためである。この状態は、焦電センサ１６が人体に対応する熱源を検知するまで続く（Ｓ２０３→Ｎｏ）。

ただし、焦電センサ１６によって熱源を検知したら（Ｓ２０３→Ｙｅｓ）、ドップラセンサ１１が浴室１０内における体動に相当する信号を検知するか否かの解析を開始する。解析の結果、脱衣室１７からの熱源の消失とほぼ同時に、浴室１０内に体動を検知しない場合は（Ｓ２０４→Ｎｏ）、入浴ではなく単なる脱衣室１７の利用であるとしてデータの廃棄に戻る（Ｓ２０２）。

一方、脱衣室１７における焦電センサ１６による熱源の検知後に、その熱源の喪失と並行してドップラセンサ１１により人体の体動に相当するデータが検知されたら（Ｓ２０４→Ｙｅｓ）、ドップラセンサ１１による測定データの解析を開始する（Ｓ２０５）。なお、体動であるか否かの判断は第１の実施形態と同様でよい。

解析を続けている間に、この人間の動きを検出する抽出信号が所定の基準値を超えて検出され続けている間は特に問題はなくそのまま継続する（Ｓ２２１→Ｙｅｓ）。その後、焦電センサ１６が再び人体の熱源を検知する信号が処理装置２０に伝達されるまで解析を続ける（Ｓ２２２→Ｎｏ→Ｓ２２１）。焦電センサ１６から再び熱源検知の信号が処理装置２０に伝達されたら（Ｓ２２２→Ｙｅｓ）、入浴が終わって人が外に出たので解析を終了する（Ｓ２２３）。これで処理は終了し、次回の入浴にまた同じことを繰り返す（Ｓ２２４）。

一方、解析中に、人間の動きを検出する抽出信号が所定の基準値以下となった場合の処理は第１の実施形態と同様である。予め定めた所定の時間（Ｘ分）が経過するまでに再び動きを検出する抽出信号が所定の基準値を上回る値で検出されたら（Ｓ２２５→Ｎｏ）、問題なく解析を続ける（Ｓ２２１）。Ｘ分経っても人間の動きを検出する抽出信号が所定の基準値を超えないままであれば（Ｓ２２５→Ｙｅｓ）、処理装置２０はネットワーク２２経由で登録された緊急連絡先への警告を発する（Ｓ２２６）。これは、入浴中に意識を失って倒れたケースと想定されるためである。

また、タオルやシャンプー、石鹸などを取るために、一時的に浴室内から出てしまったケースであっても、その場合にはＳ２２２において一旦脱衣室１７で熱源が検知されて、解析終了になるものの、Ｓ２２４に至った時点で初期状態のＳ２０１となるため、脱衣室１７での作業をＳ２０３で検知した後、再び浴室１０内に戻ったらＳ２０４で引き続き解析が出来る。このため、入浴が中断しても問題なく監視を続けることができる。

さらに第４の実施形態のフロー例を図９に示す。この実施形態では、脱衣室１７における焦電センサ１６の検知とドアセンサ１２の検知との両方を解析開始と解析終了のトリガーとして扱う。この場合、まず焦電センサ１６での脱衣室１７における熱源の滞在を検知した場合（Ｓ３０３）と、ドアセンサ１２によるドア１３の開閉（Ｓ３０４）との、いずれかの信号の検出をもって体動の解析の開始のトリガーとする（Ｓ３０５）とよい。仮に熱源検知機構に一時的なエラーが生じている場合でも、ドアを閉めていれば入浴を検知することができるため、監視の確実性を向上させることができる。逆に、普段はドアの開閉がおぼつかない利用者であっても、熱源によりほぼ確実に入浴開始を検知することができる。また、解析の終了は、ドアセンサ１２によるドア１３の開閉いずれかの信号の検出と（Ｓ３１２）、焦電センサ１６での熱源の検出（Ｓ３１３，Ｓ３１４）とのいずれか一方のみで終了のトリガーとする（Ｓ３２１，Ｓ３２２）。

１０ 浴室
１１，１１ａ，１１ｂ ドップラセンサ
１２ ドアセンサ
１３ ドア
１４ 湯船
１５ 人間
１６ 焦電センサ
１７ 脱衣室
１８ 足拭きマット
１９ 圧力センサ
２０ 処理装置（ソフトウェア・ハードウェア込み。ドップラセンサと連動）
２１ ケーブル
２２ ネットワーク
２５ パソコン
２６ 携帯電話（スマートフォン）

Claims (4)

1. 浴室における人の挙動を検知するセンサシステムであって、
   当該浴室内部の動きを検知する２つ以上のドップラセンサと、
   当該浴室の前室における入浴者の存在又はトリガーとなる動作を検知できる１つ以上の前段階センサとを有し、
   初期状態から上記前段階センサによる検知を開始トリガーとして、上記ドップラセンサのデータの解析を開始し、
   上記解析中は上記ドップラセンサにより上記浴室内部の人間の体動を検知し、
   上記解析中に上記の検知するべき体動の値が基準値以下となった状態が所定の時間を経過したら警告発生処理を行い、
   上記前段階センサによる検知を終了トリガーとして上記解析を終了する
   浴室内緊急事態検知システム。
2. 上記前段階センサが、当該浴室のドアの開閉を感知するドアセンサ、上記前室における上記ドアの前に敷設されて踏付を検知する圧力センサ、当該浴室に隣接する脱衣室における熱源を検知する焦電センサ、のうちの少なくとも一つを有する、請求項１に記載の浴室内緊急事態検知システム。
3. 上記浴室のドアが、設置された上記焦電センサの検知範囲外である請求項２に記載の浴室内緊急事態検知システム。
4. 上記ドップラセンサを、上記ドアを隔てた浴室外部に取り付け、個々のドップラセンサの検知範囲がそれぞれの死角を補うように配置した
   請求項１乃至３のいずれかに記載の浴室内緊急事態検知システム。

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