JP2017040507A - 対象者監視システム - Google Patents

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Abstract

【課題】対象者が装着又は携帯する無線タグ(単に、無線タグともいう。)の3次元の位置(X,Y,Z)を、GPS法の精度(5m程度)より高精度で測定することが可能な、対象者監視システムを提供する。【解決手段】複数の基地局Bと無線タグAと管理システムCSから構成される対象者監視システム100において、最初に、任意に3つの基地局Bを選択して、送受信信号の往復時間ΔTiを算出し、往復時間ΔTiを管理システムCSに送信して、無線タグAの概略値としての位置(X,Y,Z)を算出し、次に、無線タグAの概略値としての位置(X,Y,Z)に近い第i基地局Biを3つ選び、上記方法と同様に選択された基地局との送受信信号の往復時間ΔTiを算出することにより、GPS測位より高精度に対象者の位置を算出できる対象者監視システム100を提供する。【選択図】図4

Description

本発明は、対象者監視システムに関する。
無線タグと基地局を使った無線通信技術は、無線タグが基地局の付近にあることを認識する技術であるが、基地局の位置(X1,Y1,Z1)が予め分っていたとしても、無線タグが、位置(X1,Y1,Z1)から一定距離内にあることしか分らないということで、cm程度の精度を担保することができないという致命的な欠点があった(基地局をcm程度の間隔で配置することは物理的にもコスト的にも現実的でない。)。
また、無線タグと基地局を使った無線タグの位置を測定する技術として、無線タグが発信する電波強度から距離を測定する方法があるが、この電波強度は無線タグの向きにより変化するため、距離の測定精度が悪いという欠点があった。
また、対象者がベッドから落下しているか、階段から落下して動けないでいるか等を監視するために、ベッドのある部屋の中、及び/又は、階段付近、及び/又は、監視カメラを多数設置する必要があり、それに伴い監視カメラからの監視画像情報は膨大になり、かつ24時間寸分の隙もなく監視する必要があるが、人間の視覚と注意力による監視は限界に達していたという決定的な欠点が存在していた。
発明者は、対象者がベッドから落下しているか、階段から落下して動けないでいるか等を監視するためには、対象者が装着又は携帯する無線タグ(単に、無線タグともいう。)の3次元の位置(X,Y,Z)情報を、GPS法の精度(5m程度)よりは精度がよいことは当然として、cm程度の精度で、測定することができれば、人間の視覚と注意力による監視のみに頼るのではなく、対象者監視システムによって全て自動で管理できるようになることに気が付いて、顕著な効果を有する本願発明を想到した。
無線タグの位置をcm程度で精度よく測定するためには、当該無線タグに近い基地局を3つ選び、当該無線タグと3つの基地局との距離を測定し、3つの連立方程式を解くことにより、無線タグの位置を精度よく測定できることに気が付き、無線タグの位置の測定精度は、当該無線タグと3つの基地局との距離に依存すること(測定精度をアップするためには、当該無線タグと3つの基地局との距離を短くする必要がある)に気が付いて、顕著な効果を有する本願発明を想到した。
ここに、無線タグの位置を3次元的に精度よく測定することができれば、無線タグを装着又は携帯する対象者が立っているのか、歩いているのか、転倒して動けないでいるのか、寝ているのか、座っているのか等の対象者の状況を知ることができる。
本願発明に係る対象者監視システム100について、FI、キーワード検索を行ったところ、本件発明(請求項1〜6の何れかに記載された発明)に近い発明等記載文献は、発見されませんでしたので、特許文献の記載は省略する。
○本発明が解決しようとする第1課題
本発明が解決しようとする第1課題は、
対象者が装着又は携帯する無線タグ(単に、無線タグともいう。)の3次元の位置(X,Y,Z)情報を、GPS法の精度(5m程度)よりは精度がよいことは当然として、cm程度の精度で測定することが可能な、複数の基地局と対象者の無線タグと管理システムから構成される対象者監視システム100を提供することである。
○本発明が解決しようとする第2課題
本発明が解決しようとする第2課題は、
無線タグに近い基地局を3つ選び、当該無線タグと3つの基地局との距離を測定し、3つの連立方程式を解くことにより、対象者が装着又は携帯する無線タグの3次元の位置(X,Y,Z)情報を、GPS法の精度(5m程度)よりは精度がよいことは当然として、cm程度の精度で測定することが可能な、複数の基地局と対象者の無線タグと管理システムから構成される対象者監視システム100を提供することである。
○本発明が解決しようとする第3課題
本発明が解決しようとする第3課題は、
対象者の位置(X,Y,Z)を測定するために使用される第i基地局の位置(Xi,Yi,Zi)との距離が、100m、50m、25m、12.5m、6.25m、3m、1mの何れかの数値以下になるように第i基地局を配置してなる対象者監視システム100を提供することである。
○本発明が解決しようとする第4課題
本発明が解決しようとする第4課題は、
建物及び/又は敷地の出入口付近の監視領域OIAを監視する監視カメラと、複数の基地局と対象者の無線タグと管理システムから構成される対象者監視システムにおいて、監視カメラは管理システムに接続されてなり、管理システムは、対象者の3次元の位置(X,Y,Z)情報から、監視画像の人物が対象者であるか否かを精度よく認識する対象者監視システム100を提供することである。
課題を解決するための手段は、本願の[特許請求の範囲]の各請求項に記載の発明である。
特許請求の範囲、明細書、図面等の用語の解釈上の疑義を解消すべく、以下用語の説明を行うこととする。
<用語の説明>
○対象者監視システム100とは、複数の基地局Bと無線タグAと管理システムCSから構成されるシステムであって、無線タグAの位置を測定することによって、対象者の位置及び状況を管理するシステムである。
○複数の基地局Bにおける複数とは、3以上の自然数であって、基地局Bの設置数を表す。無線タグAと複数の基地局Bから選ばれた第i基地局Biとの距離Liを測定し、(1)式の3つの連立方程式から、無線タグAの位置(X,Y,Z)を算出するためには、無線タグAに近い第i基地局Biが3つ必要となる。複数の基地局Bから第i基地局Biを3つ選ぶためには、複数の基地局Bの設置個数は3以上となる。
○基地局Bとは、アンテナBAn、ID情報発信機BCid、測距信号発信機BCs、応答信号受信機BCr、カウンターTM、算出器Bam、通信機BC、制御機Bconから構成される通信拠点となる機器をいう。
複数の基地局Bから選ばれた第i基地局Biが測距信号sを時刻t1に発信し、かつ発信すると同時にタイマーTMをスタートさせ、予めID情報idを受信していた無線タグAは、当該測距信号sを受信すると同時に応答信号rを発信させ、当該第i基地局Biは、当該応答信号rを時刻t2に受信すると共に、タイマーTMをストップさせて、往復時間ΔTi(=t2−t1)を算出し(往復時間ΔTiから距離Liを算出する場合もある。)、算出した距離情報(往復時間ΔTi又は距離Li)を管理システムCSに送信する。
○アンテナBAnとは、基地局Bに設置されているアンテナをいう。
○ID情報発信機BCidは、特定対象者のID情報を対象者にブロードキャストにより発信する機器をいう。
○測距信号発信機BCsは、特定対象者のID情報idが管理システムCSから送信されて、通信機BCが当該ID情報idを受信した場合、測距信号sを発信する機器をいう。
○応答信号受信機BCrとは、応答信号rを受信する機器をいう。
○算出器Bamとは、測距信号sを発信する時刻t1と応答信号rを受信する時刻t2から、往復時間ΔTi=t2−t1を算出する、又は往復時間ΔTiから距離Liを算出する機器をいう。
○通信機BCとは、ID情報idを管理システムCSから受信すると共に、距離情報(往復時間ΔTi又は距離Li)を管理システムCSへ送信する機器をいう。通信手段は、無線又は有線による。
○制御機Bconとは、基地局Bに設置されている基地局に設置されている構成機器を制御するための機器をいう。
○無線タグAとは、対象者が装着又は携帯する無線通信機器であって、無線タグAの位置を測定するために、予めID情報idを受信していた無線タグAが、当該測距信号sを受信すると同時に応答信号rを発信させるものである。
ここに、管理システムCSによって無線タグAの位置(X,Y,Z)の測定対象とされた無線タグAは、特定無線タグAともいう。
○対象者とは、無線タグAを装着又は携帯する者をいう。ここに、特定無線タグAを装着又は携帯する者を特定対象者ともいう。特定対象者(特定無線タグA)のID情報は、特定ID情報ともいう。
○アンテナAAnとは、無線タグAに設置されているアンテナをいう。
○ID情報受信機ACidは、特定ID情報を無線で受信する機器をいう。
○測距信号受信機ACsは、測距信号sを受信する機器をいう。
○応答信号発信機ACrとは、応答信号rを発信する機器をいう。特定無線タグAは、受信したID情報idが自分のID情報に一致する場合、自分が測定対象になっていることを知り、測距信号sを受信すると同時に応答信号rを発信する。
特定無線タグAは、受信したID情報idが自分のID情報に一致しない場合、自分が測定対象になっていないことを知り、測距信号sを受信しても、応答信号rを送信しないで、受信したID情報idが自分のID情報に一致するまで、待機する。
○管理システムCSとは、ID情報、対象者の属性情報、無線タグAの位置情報、基地局Bの位置情報を記憶、又は、読み込み、又は、書き込みを行い、無線タグAの位置(X,Y,Z)位置を算出し、記憶する機器である。ここに、基地局Bの位置情報は、全て予め分っているものとする。
管理システムCSは、測定しようとする無線タグA、すなわち、特定無線タグAを選定し、特定無線タグAのID情報idを、第i基地局Biに送信し、第i基地局Biは、特定無線タグAのID情報idを無線タグAへブロードキャストにより無線送信する。
特定無線タグAは、受信したID情報idが自分のID情報に一致する場合、自分が測定対象になっていることを知り、測距信号sを受信すると同時に応答信号rを送信する。
特定無線タグAは、受信したID情報idが自分のID情報に一致しない場合、自分が測定対象になっていないことを知り、測距信号sを受信しても、応答信号rを送信しないで、受信したID情報idが自分のID情報に一致するまで、待機する。
なお、管理システムCSは、第i基地局Biが、往復時間ΔTiを算出し、往復時間ΔTiを管理システムCSに送信する場合には、往復時間ΔTiを管理システムCSに受信し、往復時間ΔTiから距離Liを算出するものとする。
○制御機Aconとは、無線タグAに設置されている構成機器を制御するための機器をいう。
○第i基地局Biとは、複数の基地局Bから選ばれた3つの基地局をいう。
○測距信号sとは、第i基地局Biから無線タグAに向けて発信する信号であり、無線タグAは測距信号sを受信すると同時に、応答信号rを発信し、当該第i基地局Biは応答信号rを受信する。
○タイマーTMとは、微小時間(電波の往復時間)を測定する装置であり、第i基地局Biに設置してなり、第i基地局Biが測距信号sを発信する時刻t1にタイマーTMをスタートさせ、第i基地局Biが応答信号rを受信する時刻t2にタイマーTMをストップさせて、時間Δt=t2−t1を測定し、第i基地局Biと無線タグAとの距離Liを算出する。
○ID情報idとは、無線タグAを特定する識別情報をいう。通常は6桁の数字で表されるが、これに限定されるものではない。測定しようとする無線タグA(特定無線タグA、すなわち、特定対象者)のID情報は、特定ID情報ともいう。
○応答信号rとは、無線タグAが測距信号sを受信すると同時に、無線タグAに向けて発信する信号である。
○往復時間ΔTiとは、第i基地局Biから時刻t1に測距信号sを発信し、無線タグAが測距信号sを受信すると同時に、第i基地局Biへ向けて応答信号rを発信し、第i基地局Biが応答信号rを時刻t2に受信するまでの時間(t2−t1)をいう。
○無線タグAの位置は(X,Y,Z)と表示する。
○i基地局Biの位置は(Xi,Yi,Zi)と表示する(i=1、2、3)。i基地局Biの位置は(Xi,Yi,Zi)は、予め充分な精度(無線タグAの位置を測定する上で十分な精度)で分かっているものとする。
管理センターCSは、無線タグAの概略値としての位置(X,Y,Z)に近い第i基地局を3つ選ぶことができる。
○Liとは、往復時間ΔTiから求めた無線タグAとi基地局Biとの距離を表わす(i=1、2、3)。
○建物及び/又は敷地の出入口付近の監視領域OIA(単に、監視領域OIAと略す場合もある。)とは、監視カメラWCによって監視される3次元の空間領域をいう。
○監視カメラWCとは、建物及び/又は敷地の出入口付近の監視領域OIAを監視するために、監視画像P(t)を撮影するための機器をいう。監視カメラWCは、管理システムCSと接続されている。監視カメラWCで撮影された監視画像P(t)は、Δ時間毎に、管理システムCSに送信される。
○背景画像P0とは、監視カメラ(WC)によって建物又は敷地の出入口付近の監視領域OIAに人等動くものがいない状況下で撮影された画像である。
○時刻tにおける監視画像P(t)とは、時刻tの時に監視カメラ(WC)によって撮影された画像をいう。
○差分画像ΔP(t)とは、監視画像P(t)と監視画像P(t−Δt)の差分を取って作成した画像である。
すなわち、差分画像ΔP(t)=P(t)−P(t−Δt)(Δt:差分時間)である。
○人物の輪郭線画像L(t)とは、差分画像ΔP(t)にから抽出される人物の輪郭線のみからなる画像をいう。
○当該人物の無線タグ位置(X’,Y’,Z’)とは、上記人物の輪郭線画像L(t)から、当該人物が携帯又は取付けている位置を計算して算出した位置をいう。
計算して算出する方法は、例えば、以下の通りである(左胸の位置に無線タグAが取り付けられているものとする。)。(1)は、当該人物が立っている場合(輪郭線画像L(t)に囲まれた領域の垂直長さl1が水平長さl2よりも大きい場合)であり、(2)は、当該人物が横たわっている場合(輪郭線画像L(t)に囲まれた領域の垂直長さl1が水平長さl2よりも小さい場合)である。
(1)輪郭線画像L(t)に囲まれた領域の重心Gの位置(Xg’,Yg’,Zg’)を計算により算出し、無線タグの位置と当該人物の体中心の差Δhg(予めデータ(身長を関数とするデータ、あるいは平均値としてのデータ)として管理システムに記憶させておく。)を重心Gの位置(Xg’,Yg’,Zg’)に加算して、当該人物の無線タグ位置(X’,Y’,Z’)を(Xg’,Yg’,Zg’+Δhg)として算出する。
(2)輪郭線画像L(t)に囲まれた領域の重心Gを計算により算出し、重心Gの位置(Xg’,Yg’,Zg’)を当該人物の無線タグ位置(X’,Y’,Z’)として近似的に算出する。
○CΔは、予め設定された定数である。0に極端に近いと当該人物が対象者であっても対象者でないと誤った判断をする確率が高くなり、逆に、極端に大きな値に設定すると当該人物が対象者でなくても対象者であると誤った判断をする確率が高くなる傾向にある。
○建物とは、対象者が居る建築物をいう。
○敷地とは、建築物が立っている土地をいう。一般的には、建築物の建築部分や門扉・アプローチ、庭、駐車スペースなどをまとめて1つの敷地という。
<(1)式について>
(1)式については、以下のように3つの連立方程式で表される。
(X−Xi)**2+(Y−Yi)**2+(Z−Zi)=Li**2……(1)式 ここに、i=1、2、3
ここに、(1)式の3つの連立方程式は、X、Y、Zについて2次の連立方程式として、以下のように表される。
(X−X1)**2+(Y−Y1)**2+(Z−Z1)=Li**2……(1)式の1
(X−X2)**2+(Y−Y2)**2+(Z−Z2)=Li**2……(1)式の2
(X−X3)**2+(Y−Y3)**2+(Z−Z3)=Li**2……(1)式の3
ここで、(1)式の1−(1)式の2、1)式の1−(1)式の2、1)式の1−(1)式の2を求め、それぞれの式を整理して、以下の(1’)式の1、(1’)式の2、(1’)式の3を得る。
2*(X1−X2)*X+2*(Y1−Y2)*Y+2*(Z1−Z2*Z=X1**2−X2**2+Y1**2−Y2**2+Z1**2−Z2**2+L2**2−L1**2……(1’)式の1
2*(X2−X3)*X+2*(Y2−Y3)*Y+2*(Z2−Z3)*Z=X2**2−X3**2+Y2**2−Y3**2+Z2**2−Z3**2+L3**2−L2**2……(1’)式の2
2*(X3−X1)*X+2*(Y3−Y1)*Y+2*(Z3−Z1)*Z=X3**2−X1**2+Y3**2−Y1**2+Z3**2−Z1**2+L1**2−L3**2……(1’)式の3
(1’)式の1、(1’)式の2、(1’)式の3は、 X、Y、Zについて1次の連立方程式となっている。
(1’)式の1、(1’)式の2、(1’)式の3の連立方程式を(1’)とすれば、下記のように表現できる。
2*(Xk−Xm)*X+2*(Yk−Ym)*Y+2*(Zk−Zm)*Z=Xk**2−Xm**2+Yk**2−Ym**2+Zk**2−Zk**2+L2**2−L1**2……(1’)式
ここに、k、lは、第i基地局のiを表し、(1と2)、(2と3)、(3と1)の組合せの値をとる。
<フローチャート>
本件発明に係る、対象者監視システムの実施態様をフローチャートに基づいて、以下説明する(図6)を参照。)。
●S1(ステップ1):無線タグAの選定
管理システムCSは、位置を測定しようとする無線タグA(特定無線タグ)を選定する。
●S2(ステップ2):基地局Bを3つ選定
管理システムCSは、特定無線タグAの位置(X,Y,Z)を測定するために必要な3つの基地局、すなわち、第i基地局(i=1、2、3)を選定する。
第i基地局Biを頂点とする三角形で囲まれた領域が極力広くなるように、第i基地局は選定されるのが望ましい。特定無線タグAと第i基地局Biの距離Liは、上記領域内の三角形の辺よりは小さくなるので、特定無線タグAの概略値としての位置(X,Y,Zを算出するには、上記の第i基地局(i=1、2、3)の上記選定方法で十分である。
●S3(ステップ3):基地局Bと無線タグAとの距離L1、L2、L3を測定
測定しようとする無線タグA(特定無線タグA)のID情報id(特定ID情報id)を、第i基地局Biに送信する。
第i基地局Biは、特定無線タグAのID情報idをブロードキャストにより無線タグAに無線発信する。
第i基地局Biは、測距信号sを無線タグAに時刻t1に発信すると同時に、タイマーTMをスタートさせる。
特定無線タグAは、ID情報idが自分のID情報と一致する場合は、自分が測定対象になっていると判断して、測距信号sを受信すると同時に,応答信号rを発信させる。
特定無線タグAは、受信したID情報idが自分のID情報と一致しない場合は、自分が測定対象になっていないと判断して、測距信号sを受信したとしても、応答信号rを発信させず、受信したID情報idが自分のID情報と一致するまで、待機する。
当該第i基地局Biは、当該応答信号rを時刻t2に受信すると共に、タイマーTMをストップさせて、往復時間ΔTi(t2−t1)を算出し(さらに、往復時間ΔTiから距離Liを算出する場合もある。)、距離情報(往復時間ΔTi又は距離Li)を、当該距離情報を管理システムCSに送信する。
i=1、2、3の3回繰り返す。
●S4(ステップ4):(1)式から特定無線タグAの位置を算出する
管理システムCSは、第i基地局Biから距離情報(往復時間Δti、又は、距離Li)を受信後、(1)式から特定無線タグAの概略値としての位置(X,Y,Z)(概略値)を算出する。
●S5(ステップ5):無線タグAの位置に近い基地局を3つ選定
無線タグAの概略値としての位置(X,Y,Z)(概略値)に近い基地局を選定し、それらを第i基地局(i=1、2、3)とする。
●S6(ステップ6):基地局Bと無線タグAとの距離L1、L2、L3を測定…S3(ステップ3)と同じ
測定しようとする無線タグA(特定無線タグA)のID情報id(特定ID情報id)を、第i基地局Biに送信する。
第i基地局Biは、特定無線タグAのID情報idをブロードキャストにより無線タグAに無線発信する。
第i基地局Biは、測距信号sを無線タグAに時刻t1に発信すると同時に、タイマーTMをスタートさせる。
特定無線タグAは、ID情報idが自分のID情報と一致する場合は、自分が測定対象になっていると判断して、測距信号sを受信すると同時に,応答信号rを発信させる。
特定無線タグAは、受信したID情報idが自分のID情報と一致しない場合は、自分が測定対象になっていないと判断して、測距信号sを受信したとしても、応答信号rを発信させず、受信したID情報idが自分のID情報と一致するまで、待機する。
当該第i基地局Biは、当該応答信号rを時刻t2に受信すると共に、タイマーTMをストップさせて、往復時間ΔTi(t2−t1)を算出し (さらに、往復時間ΔTiから距離Liを算出する場合もある。)、距離情報(往復時間ΔTi又は距離Li)を、当該距離情報を管理システムCSに送信する。
i=1、2、3の3回繰り返す。
●S7(ステップ7):(1)式から無線タグAの位置を算出
管理システムCSは、第i基地局Biから距離情報(往復時間Δti、又は、距離Li)を受信後、(1)式から特定無線タグAの位置(X,Y,Z)(測定値)を算出する。
●S8(ステップ8):無線タグAの位置の決定
特定無線タグAの位置(X,Y,Z)(測定値)に近い第i基地局(i=1、2、3)を新たに選定し、当該新たに選定したい第i基地局(i=1、2、3)と特定無線タグAの概略値としての位置(X,Y,Z)(概略値)に近い選定した第i基地局(i=1、2、3)とが完全に一致するか否かを判定し、完全に一致する場合、上記特定無線タグAの位置(X,Y,Z)(測定値)を最終的に測定値として決定する。
完全に一致しない場合、上記特定無線タグAの位置(X,Y,Z)(測定値)を上記特定無線タグAの概略値としての位置(X,Y,Z)(概略値)として、S4〜S8のステップを繰り返す。
管理システムCSは、次に位置を測定する無線タグを選定し、以下、S1〜S8まで繰り返す。
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課題を解決するための手段は、本願の特許請求の範囲の各請求項に記載の発明であり、その具体的な解決手段は、以下の通りである。
○第1の発明(請求項1に記載の発明)
上記の課題を解決するための第1の発明(請求項1に記載の発明)は、
複数の基地局Bと無線タグAと管理システムCSから構成される対象者監視システム100において、
最初に、複数の基地局Bから第i基地局Biを3つ選び、選ばれたた第i基地局Biが測距信号sを発信し、かつ発信すると同時にタイマーTMをスタートさせ、予めID情報idを受信していた無線タグAは、当該測距信号sを受信すると同時に応答信号rを発信させ、当該第i基地局Biは、当該応答信号rを受信すると共に、タイマーTMをストップさせて、往復時間ΔTiを算出し、往復時間ΔTiを管理システムCSに送信すると共に、
管理システムCSは、無線タグAの概略値としての位置(X,Y,Z)を以下の3つの式を連立して算出し、
次に、無線タグAの概略値としての位置(X,Y,Z)に近い第i基地局Biを3つ選び、第i基地局Biが測距信号sを発信し、かつ発信すると同時にタイマーTMをスタートさせ、予めID情報idを受信していた無線タグAは、当該測距信号sを受信すると同時に応答信号rを発信させ、当該第i基地局Biは、当該応答信号rを受信すると共に、タイマーTMをストップさせて、往復時間ΔTiを算出し、往復時間ΔTiを管理システムCSに送信すると共に、
管理システムCSは、上記無線タグAの位置(X,Y,Z)を以下の3つの式を連立して算出することを特徴とする対象者監視システム100。
(X−Xi)**2+(Y−Yi)**2+(Z−Zi)=Li**2……(1)式
ここに、iは、複数の基地局Bから選ばれた基地局を特定する番号を表し、i=1、2、3の自然数であり、複数とは、3以上の自然数である。
無線タグAの位置は(X,Y,Z)、第i基地局の位置は(Xi,Yi,Zi)である。
Liは、往復時間ΔTiから求めた無線タグAと第i基地局Biとの距離を表わす。
○第2の発明(請求項2に記載の発明)
上記の課題を解決するための第2の発明(請求項2に記載の発明)は、
第i基地局Biは、応答信号rを受信すると共に、タイマーTMをストップさせて、タイマー時間ΔTiを算出し、往復時間ΔTiから無線タグAと第i基地局Biとの距離Liを求め、距離Liを管理システムCSに送信することを特徴とする請求項1に記載された対象者監視システム100である。
○第3の発明(請求項3に記載の発明)
上記の課題を解決するための第3の発明(請求項3に記載の発明)は、
無線タグAの位置(X,Y,Z)を測定するために使用される第i基地局の位置(Xi,Yi,Zi)との距離が、100m、50m、25m、12.5m、6.25m、3m、1mの何れかの数値以下になるように基地局Bを配置してなることを特徴とする請求項1〜2の何れかに記載された対象者監視システム100である。
○第4の発明(請求項4に記載の発明)
上記の課題を解決するための第4の発明(請求項4に記載の発明)は、
建物及び/又は敷地の出入口付近の監視領域OIAを監視する監視カメラWCと、複数の基地局Bと無線タグAと管理システムCSから構成される対象者監視システム100において、監視カメラWCは管理システムCSに接続されてなり、管理システムCSは、背景画像P0と時刻tにおける監視画像P(t)の差分画像ΔP(t)を求めて、人物の輪郭線画像L(t)を求め、当該輪郭線画像L(t)から当該人物の無線タグ位置(X’,Y’,Z’)を算出して、(2)式を充足する場合、当該人物は対象者であると認識し、(2)式を充足しない場合、当該人物は対象者でないと認識することを特徴とする請求項1〜3の何れかに記載された対象者監視システム100。
(X−X’)**2+(Y−Y’)**2+(Z−Z’)=CΔ……(2)式
ここに、CΔは予め設定された定数である。
○第5の発明(請求項5に記載の発明)
上記の課題を解決するための第5の発明(請求項5に記載の発明)は、
対象者は、介護対象者、及び/又は、介護従事者、及び/又は、対象者として登録された者であることを特徴とする請求項1〜4の何れかに記載された対象者監視システム100である。
○第6の発明(請求項6に記載の発明)
上記の課題を解決するための第6の発明(請求項6に記載の発明)は、
建物が2階以上である場合、各階毎に、3以上の基地局を設けたことを特徴とする請求項1〜5の何れかに記載された対象者監視システム100である。
本発明に係る、対象者監視システム100は、上記のような特徴的構成要件から構成され、特徴的構成要件に応じた、以下のような本願発明特有の効果を奏する。
また、上記の各発明に応じた、上記のような特徴的構成要件から構成された対象者監視システム100によれば、本願発明の課題を十分解消することができた。
○第1の発明の効果
第1の発明によれば、
複数の基地局Bと無線タグAと管理システムCSから構成される対象者監視システム100において、
最初に、複数の基地局Bから第i基地局Biを3つ選び、選ばれたた第i基地局Biが測距信号sを発信し、かつ発信すると同時にタイマーTMをスタートさせ、予めID情報idを受信していた無線タグAは、当該測距信号sを受信すると同時に応答信号rを発信させ、当該第i基地局Biは、当該応答信号rを受信すると共に、タイマーTMをストップさせて、往復時間ΔTiを算出し、往復時間ΔTiを管理システムCSに送信すると共に、
管理システムCSは、無線タグAの概略値としての位置(X,Y,Z)を以下の3つの式を連立して算出し、
次に、無線タグAの概略値としての位置(X,Y,Z)に近い第i基地局Biを3つ選び、第i基地局Biが測距信号sを発信し、かつ発信すると同時にタイマーTMをスタートさせ、予めID情報idを受信していた無線タグAは、当該測距信号sを受信すると同時に応答信号rを発信させ、当該第i基地局Biは、当該応答信号rを受信すると共に、タイマーTMをストップさせて、往復時間ΔTiを算出し、往復時間ΔTiを管理システムCSに送信すると共に、
管理システムCSは、上記無線タグAの位置(X,Y,Z)を以下の3つの式を連立して算出することを特徴とする対象者監視システム100。
(X−Xi)**2+(Y−Yi)**2+(Z−Zi)=Li**2……(1)式
ここに、iは、複数の基地局Bから選ばれた基地局を特定する番号を表し、i=1、2、3の自然数であり、複数とは、3以上の自然数である。
無線タグAの位置は(X,Y,Z)、第i基地局の位置は(Xi,Yi,Zi)である。
Liは、往復時間ΔTiから求めた無線タグAと第i基地局Biとの距離を表わす。
という特徴的な構成要件により、本発明が解決しようとする第1課題〜第4課題を達成することができ、当業者予測不可能な顕著な効果を奏することができた。
○第2の発明の効果
第2の発明によれば、
第i基地局Biは、応答信号rを受信すると共に、タイマーTMをストップさせて、タイマー時間ΔTiを算出し、往復時間ΔTiから無線タグAと第i基地局Biとの距離Liを求め、距離Liを管理システムCSに送信することという特徴的な構成要件により、本発明が解決しようとする第1課題〜第4課題を達成することができ、当業者予測不可能な顕著な効果を奏することができた。
○第3の発明の効果
第3の発明によれば、
無線タグAの位置(X,Y,Z)を測定するために使用される第i基地局の位置(Xi,Yi,Zi)との距離が、100m、50m、25m、12.5m、6.25m、3m、1mの何れかの数値以下になるように基地局Bを配置してなることという特徴的な構成要件により、本発明が解決しようとする第1課題〜第4課題を達成することができ、当業者予測不可能な顕著な効果を奏することができた。
○第4の発明の効果
第4の発明によれば、
建物及び/又は敷地の出入口付近の監視領域OIAを監視する監視カメラWCと、複数の基地局Bと無線タグAと管理システムCSから構成される対象者監視システム100において、監視カメラWCは管理システムCSに接続されてなり、管理システムCSは、背景画像P0と時刻tにおける監視画像P(t)の差分画像ΔP(t)を求めて、人物の輪郭線画像L(t)を求め、当該輪郭線画像L(t)から当該人物の無線タグ位置(X’,Y’,Z’)を算出して、(2)式を充足する場合、当該人物は対象者であると認識し、(2)式を充足しない場合、当該人物は対象者でないと認識することを特徴とする請求項1〜3の何れかに記載された対象者監視システム100。
(X−X’)**2+(Y−Y’)**2+(Z−Z’)=CΔ……(2)式
ここに、CΔは予め設定された定数である。
という特徴的な構成要件により、本発明が解決しようとする第1課題〜第4課題を達成することができ、当業者予測不可能な顕著な効果を奏することができた。
○第5の発明の効果
第5の発明によれば、
対象者は、介護対象者、及び/又は、介護従事者、及び/又は、対象者として登録された者であることという特徴的な構成要件により、本発明が解決しようとする第1課題〜第4課題を達成することができ、当業者予測不可能な顕著な効果を奏することができた。
○第6の発明の効果
第6の発明によれば、
建物が2階以上である場合、各階毎に、3以上の基地局を設けたことという特徴的な構成要件により、本発明が解決しようとする第1課題〜第4課題を達成することができ、当業者予測不可能な顕著な効果を奏することができた。
以下、本発明に係る、対象者監視システム100に関する最良の実施形態について、図面を参照しながら説明する。
図1は、本願発明に係る,無線タグの構成図である。
図2は、本願発明に係る,基地局の構成図である。
図3は、無線タグと、第1基地局と、第2基地局、第3基地局との関係を図示した図である。
図4は、本願発明に係る,対象者監視システムの構成図である。
図5は、無線タグと第i基地局の情報の送受信の状況を示すタイムチャートである。
図6は、本願発明に係る,対象者監視システムの実施態様のフローチャートである。
図7は、監視カメラで建物及び/又は敷地の出入口付近の監視領域を撮影している状態を示す図である。
図8は、差分画像ΔPtから人物の輪郭線画像L(t)を抽出し、輪郭線画像L(t)から人物の無線タグ位置(X’,Y’,Z’)を算出する状況を示す図である。

以下、本発明に係る、対象者監視システム100について、図面を参照しながら説明する。
11111**************************************************
上記の対象者監視システム100において、
最初に、複数の基地局Bから第i基地局Biを3つ選び、選ばれたた第i基地局Biが測距信号sを発信し、かつ発信すると同時にタイマーTMをスタートさせ、予めID情報idを受信していた無線タグAは、当該測距信号sを受信すると同時に応答信号rを発信させ、当該第i基地局Biは、当該応答信号rを受信すると共に、タイマーTMをストップさせて、往復時間ΔTiを算出し、往復時間ΔTiを管理システムCSに送信すると共に、
管理システムCSは、無線タグAの概略値としての位置(X,Y,Z)を以下の3つの式を連立して算出し、
次に、無線タグAの概略値としての位置(X,Y,Z)に近い第i基地局Biを3つ選び、第i基地局Biが測距信号sを発信し、かつ発信すると同時にタイマーTMをスタートさせ、予めID情報idを受信していた無線タグAは、当該測距信号sを受信すると同時に応答信号rを発信させ、当該第i基地局Biは、当該応答信号rを受信すると共に、タイマーTMをストップさせて、往復時間ΔTiを算出し、往復時間ΔTiを管理システムCSに送信すると共に、
管理システムCSは、上記無線タグAの位置(X,Y,Z)を以下の3つの式を連立して算出することを特徴とする対象者監視システム100が開示されている。
(X−Xi)**2+(Y−Yi)**2+(Z−Zi)=Li**2……(1)式
ここに、iは、複数の基地局Bから選ばれた基地局を特定する番号を表し、i=1、2、3の自然数であり、複数とは、3以上の自然数である。
無線タグAの位置は(X,Y,Z)、第i基地局の位置は(Xi,Yi,Zi)である。
Liは、往復時間ΔTiから求めた無線タグAと第i基地局Biとの距離を表わす。
○第1の発明の効果
第1の発明によれば、
複数の基地局Bと無線タグAと管理システムCSから構成される対象者監視システム100において、
最初に、複数の基地局Bから第i基地局Biを3つ選び、選ばれたた第i基地局Biが測距信号sを発信し、かつ発信すると同時にタイマーTMをスタートさせ、予めID情報idを受信していた無線タグAは、当該測距信号sを受信すると同時に応答信号rを発信させ、当該第i基地局Biは、当該応答信号rを受信すると共に、タイマーTMをストップさせて、往復時間ΔTiを算出し、往復時間ΔTiを管理システムCSに送信すると共に、
管理システムCSは、無線タグAの概略値としての位置(X,Y,Z)を以下の3つの式を連立して算出し、
次に、無線タグAの概略値としての位置(X,Y,Z)に近い第i基地局Biを3つ選び、第i基地局Biが測距信号sを発信し、かつ発信すると同時にタイマーTMをスタートさせ、予めID情報idを受信していた無線タグAは、当該測距信号sを受信すると同時に応答信号rを発信させ、当該第i基地局Biは、当該応答信号rを受信すると共に、タイマーTMをストップさせて、往復時間ΔTiを算出し、往復時間ΔTiを管理システムCSに送信すると共に、
管理システムCSは、上記無線タグAの位置(X,Y,Z)を以下の3つの式を連立して算出することという特徴的な構成要件により、本発明が解決しようとする第1課題〜第4課題を達成することができ、当業者予測不可能な顕著な効果を奏することができた。
(X−Xi)**2+(Y−Yi)**2+(Z−Zi)=Li**2……(1)式
ここに、iは、複数の基地局Bから選ばれた基地局を特定する番号を表し、i=1、2、3の自然数であり、複数とは、3以上の自然数である。
無線タグAの位置は(X,Y,Z)、第i基地局の位置は(Xi,Yi,Zi)である。
Liは、往復時間ΔTiから求めた無線タグAと第i基地局Biとの距離を表わす。
22222**************************************************
上記の対象者監視システム100において、
第i基地局Biは、応答信号rを受信すると共に、タイマーTMをストップさせて、タイマー時間ΔTiを算出し、往復時間ΔTiから無線タグAと第i基地局Biとの距離Liを求め、距離Liを管理システムCSに送信することを特徴とする請求項1に記載された対象者監視システム100が開示されている。
○第2の発明の効果
第2の発明によれば、
第i基地局Biは、応答信号rを受信すると共に、タイマーTMをストップさせて、タイマー時間ΔTiを算出し、往復時間ΔTiから無線タグAと第i基地局Biとの距離Liを求め、距離Liを管理システムCSに送信することという特徴的な構成要件により、本発明が解決しようとする第1課題〜第4課題を達成することができ、当業者予測不可能な顕著な効果を奏することができた。
33333**************************************************
上記の対象者監視システム100において、
無線タグAの位置(X,Y,Z)を測定するために使用される第i基地局の位置(Xi,Yi,Zi)との距離が、100m、50m、25m、12.5m、6.25m、3m、1mの何れかの数値以下になるように基地局Bを配置してなることを特徴とする請求項1〜2の何れかに記載された対象者監視システム100が開示されている。
○第3の発明の効果
第3の発明によれば、
無線タグAの位置(X,Y,Z)を測定するために使用される第i基地局の位置(Xi,Yi,Zi)との距離が、100m、50m、25m、12.5m、6.25m、3m、1mの何れかの数値以下になるように基地局Bを配置してなることという特徴的な構成要件により、本発明が解決しようとする第1課題〜第4課題を達成することができ、当業者予測不可能な顕著な効果を奏することができた。
44444**************************************************
上記の対象者監視システム100において、
建物及び/又は敷地の出入口付近の監視領域OIAを監視する監視カメラWCと、複数の基地局Bと無線タグAと管理システムCSから構成される対象者監視システム100において、監視カメラWCは管理システムCSに接続されてなり、管理システムCSは、背景画像P0と時刻tにおける監視画像P(t)の差分画像ΔP(t)を求めて、人物の輪郭線画像L(t)を求め、当該輪郭線画像L(t)から当該人物の無線タグ位置(X’,Y’,Z’)を算出して、(2)式を充足する場合、当該人物は対象者であると認識し、(2)式を充足しない場合、当該人物は対象者でないと認識することを特徴とする請求項1〜3の何れかに記載された対象者監視システム100が開示されている。
(X−X’)**2+(Y−Y’)**2+(Z−Z’)=CΔ……式(2)
ここに、CΔは予め設定された定数である。
○第4の発明の効果
第4の発明によれば、
建物及び/又は敷地の出入口付近の監視領域OIAを監視する監視カメラWCと、複数の基地局Bと無線タグAと管理システムCSから構成される対象者監視システム100において、監視カメラWCは管理システムCSに接続されてなり、管理システムCSは、背景画像P0と時刻tにおける監視画像P(t)の差分画像ΔP(t)を求めて、人物の輪郭線画像L(t)を求め、当該輪郭線画像L(t)から当該人物の無線タグ位置(X’,Y’,Z’)を算出して、(2)式を充足する場合、当該人物は対象者であると認識し、(2)式を充足しない場合、当該人物は対象者でないと認識することという特徴的な構成要件により、本発明が解決しようとする第1課題〜第4課題を達成することができ、当業者予測不可能な顕著な効果を奏することができた。
(X−X’)**2+(Y−Y’)**2+(Z−Z’)=CΔ……(2)式
ここに、CΔは予め設定された定数である。
55555**************************************************
上記の対象者監視システム100において、
対象者は、介護対象者、及び/又は、介護従事者、及び/又は、対象者として登録された者であることを特徴とする請求項1〜4の何れかに記載された対象者監視システム100が開示されている。
○第5の発明の効果
第5の発明によれば、
対象者は、介護対象者、及び/又は、介護従事者、及び/又は、対象者として登録された者であることという特徴的な構成要件により、本発明が解決しようとする第1課題〜第4課題を達成することができ、当業者予測不可能な顕著な効果を奏することができた。
66666**************************************************
上記の対象者監視システム100において、
建物が2階以上である場合、各階毎に、3以上の基地局を設けたことを特徴とする請求項1〜5の何れかに記載された対象者監視システム100が開示されている。
○第6の発明の効果
第6の発明によれば、
建物が2階以上である場合、各階毎に、3以上の基地局を設けたことという特徴的な構成要件により、本発明が解決しようとする第1課題〜第4課題を達成することができ、当業者予測不可能な顕著な効果を奏することができた。
図1は、本願発明に係る,無線タグの構成図である。 図2は、本願発明に係る,基地局の構成図である。 図3は、無線タグと、第1基地局と、第2基地局、第3基地局との関係を図示した図である。 図4は、本願発明に係る,対象者監視システムの構成図である。 図5は、無線タグと第i基地局の情報の送受信の状況を示すタイムチャートである。 図6は、本願発明に係る,対象者監視システムの実施態様のフローチャートである。 図7は、監視カメラで建物及び/又は敷地の出入口付近の監視領域を撮影している状態を示す図である。 図8は、差分画像ΔPtから人物の輪郭線画像L(t)を抽出し、輪郭線画像L(t)から人物の無線タグ位置(X’,Y’,Z’)を算出する状況を示す図である。
B……基地局
BAn……アンテナ(基地局Bに設置されているアンテナ)
BCid……ID情報発信機
BCs……測距信号発信機
BCr……測距信号発信機
BCr……応答信号受信機
Bam……算出器
Bcon……制御機

AAn……アンテナ(無線タグAに設置されているアンテナ)
ACid……ID情報受信機
ACs……測距信号受信機
ACr……応答信号発信機

CS……管理システム
100……対象者監視システム
Bi……第i基地局
TM……タイマー
s……測距信号
id……ID情報
r……応答信号
ΔTi……往復時間
(X,Y,Z)……無線タグAの位置
(Xi,Yi,Zi)……i基地局Biの位置
Li……往復時間ΔTiから求めた無線タグAとi基地局Biとの距離
OIA……建物及び/又は敷地の出入口付近の監視領域
WC……監視カメラ
P0……背景画像
P(t)……時刻tにおける監視画像
ΔP(t)……差分画像
L(t)……人物の輪郭線画像
(X’,Y’,Z’)……人物の無線タグ位置
CΔ……予め設定された定数
本発明は、対象者監視システムに関する。
無線タグと基地局を使った無線通信技術は、無線タグが基地局の付近にあることを認識する技術であるが、基地局の位置(X1,Y1,Z1)が予め分っていたとしても、無線タグが、位置(X1,Y1,Z1)から一定距離内にあることしか分らないということで、cm程度の精度を担保することができないという致命的な欠点があった(基地局をcm程度の間隔で配置することは物理的にもコスト的にも現実的でない。)。
また、無線タグと基地局を使った無線タグの位置を測定する技術として、無線タグが発信する電波強度から距離を測定する方法があるが、この電波強度は無線タグの向きにより変化するため、距離の測定精度が悪いという欠点があった。
また、対象者がベッドから落下しているか、階段から落下して動けないでいるか等を監視するために、ベッドのある部屋の中、及び/又は、階段付近、及び/又は、監視カメラを多数設置する必要があり、それに伴い監視カメラからの監視画像情報は膨大になり、かつ24時間寸分の隙もなく監視する必要があるが、人間の視覚と注意力による監視は限界に達していたという決定的な欠点が存在していた。
発明者は、対象者がベッドから落下しているか、階段から落下して動けないでいるか等を監視するためには、対象者が装着又は携帯する無線タグ(単に、無線タグともいう。)の3次元の位置(X,Y,Z)情報を、GPS法の精度(5m程度)よりは精度がよいことは当然として、cm程度の精度で、測定することができれば、人間の視覚と注意力による監視のみに頼るのではなく、対象者監視システムによって全て自動で管理できるようになることに気が付いて、顕著な効果を有する本願発明を想到した。
無線タグの位置をcm程度で精度よく測定するためには、当該無線タグに近い基地局を3つ選び、当該無線タグと3つの基地局との距離を測定し、3つの連立方程式を解くことにより、無線タグの位置を精度よく測定できることに気が付き、無線タグの位置の測定精度は、当該無線タグと3つの基地局との距離に依存すること(測定精度をアップするためには、当該無線タグと3つの基地局との距離を短くする必要がある)に気が付いて、顕著な効果を有する本願発明を想到した。
ここに、無線タグの位置を3次元的に精度よく測定することができれば、無線タグを装着又は携帯する対象者が立っているのか、歩いているのか、転倒して動けないでいるのか、寝ているのか、座っているのか等の対象者の状況を知ることができる。
本願発明に係る対象者監視システム100について、FI、キーワード検索を行ったところ、本件発明(請求項1〜6の何れかに記載された発明)に近い発明等記載文献は、発見されませんでしたので、特許文献の記載は省略する。
○本発明が解決しようとする第1課題
本発明が解決しようとする第1課題は、
対象者がベッドから落下しているか、階段から落下して動けないでいるか等を監視するためには、対象者が装着又は携帯する無線タグ(単に、無線タグともいう。)の3次元の位置(X,Y,Z)情報を、GPS法の精度(5m程度)よりは精度がよいことは当然として、cm程度の精度で測定することが可能な、複数の基地局と対象者の無線タグと管理システムから構成される対象者監視システム100を提供することである。
○本発明が解決しようとする第2課題
本発明が解決しようとする第2課題は、
対象者がベッドから落下しているか、階段から落下して動けないでいるか等を監視するためには、無線タグに近い基地局を3つ選び、当該無線タグと3つの基地局との距離を測定し、3つの連立方程式を解くことにより、対象者が装着又は携帯する無線タグの3次元の位置(X,Y,Z)情報を、GPS法の精度(5m程度)よりは精度がよいことは当然として、cm程度の精度で測定することが可能な、複数の基地局と対象者の無線タグと管理システムから構成される対象者監視システム100を提供することである。
○本発明が解決しようとする第3課題
本発明が解決しようとする第3課題は、
対象者がベッドから落下しているか、階段から落下して動けないでいるか等を監視するためには、対象者の位置(X,Y,Z)を測定するために使用される第i基地局の位置(Xi,Yi,Zi)との距離が、100m、50m、25m、12.5m、6.25m、3m、1mの何れかの数値以下になるように第i基地局を配置してなる対象者監視システム100を提供することである。
○本発明が解決しようとする第4課題
本発明が解決しようとする第4課題は、
建物及び/又は敷地の出入口付近の監視領域OIAを監視する監視カメラと、複数の基地局と対象者の無線タグと管理システムから構成される対象者監視システムにおいて、監視カメラは管理システムに接続されてなり、管理システムは、対象者の3次元の位置(X,Y,Z)情報から、監視画像の人物が対象者であるか否かを精度よく認識する対象者監視システム100を提供することである。
課題を解決するための手段は、本願の[特許請求の範囲]の各請求項に記載の発明である。
特許請求の範囲、明細書、図面等の用語の解釈上の疑義を解消すべく、以下用語の説明を行うこととする。
<用語の説明>
○対象者監視システム100とは、複数の基地局Bと無線タグAと管理システムCSから構成されるシステムであって、無線タグAの位置を測定することによって、対象者の位置及び状況を管理するシステムである。
○複数の基地局Bにおける複数とは、3以上の自然数であって、基地局Bの設置数を表す。無線タグAと複数の基地局Bから選ばれた第i基地局Biとの距離Liを測定し、(1)式の3つの連立方程式から、無線タグAの位置(X,Y,Z)を算出するためには、無線タグAに近い第i基地局Biが3つ必要となる。複数の基地局Bから第i基地局Biを3つ選ぶためには、複数の基地局Bの設置個数は3以上となる。
○基地局Bとは、アンテナBAn、ID情報発信機BCid、測距信号発信機BCs、応答信号受信機BCr、カウンターTM、算出器Bam、通信機BC、制御機Bconから構成される通信拠点となる機器をいう。
複数の基地局Bから選ばれた第i基地局Biが測距信号sを時刻t1に発信し、かつ発信すると同時にタイマーTMをスタートさせ、予めID情報idを受信していた無線タグAは、当該測距信号sを受信すると同時に応答信号rを発信させ、当該第i基地局Biは、当該応答信号rを時刻t2に受信すると共に、タイマーTMをストップさせて、往復時間ΔTi(=t2−t1)を算出し(往復時間ΔTiから距離Liを算出する場合もある。)、算出した距離情報(往復時間ΔTi又は距離Li)を管理システムCSに送信する。
○アンテナBAnとは、基地局Bに設置されているアンテナをいう。
○ID情報発信機BCidは、特定対象者のID情報を対象者にブロードキャストにより発信する機器をいう。
○測距信号発信機BCsは、特定対象者のID情報idが管理システムCSから送信されて、通信機BCが当該ID情報idを受信した場合、測距信号sを発信する機器をいう。
○応答信号受信機BCrとは、応答信号rを受信する機器をいう。
○算出器Bamとは、測距信号sを発信する時刻t1と応答信号rを受信する時刻t2から、往復時間ΔTi=t2−t1を算出する、又は往復時間ΔTiから距離Liを算出する機器をいう。
○通信機BCとは、ID情報idを管理システムCSから受信すると共に、距離情報(往復時間ΔTi又は距離Li)を管理システムCSへ送信する機器をいう。通信手段は、無線又は有線による。
○制御機Bconとは、基地局Bに設置されている基地局に設置されている構成機器を制御するための機器をいう。
○無線タグAとは、対象者が装着又は携帯する無線通信機器であって、無線タグAの位置を測定するために、予めID情報idを受信していた無線タグAが、当該測距信号sを受信すると同時に応答信号rを発信させるものである。
ここに、管理システムCSによって無線タグAの位置(X,Y,Z)の測定対象とされた無線タグAは、特定無線タグAともいう。
○対象者とは、無線タグAを装着又は携帯する者をいう。ここに、特定無線タグAを装着又は携帯する者を特定対象者ともいう。特定対象者(特定無線タグA)のID情報は、特定ID情報ともいう。
○アンテナAAnとは、無線タグAに設置されているアンテナをいう。
○ID情報受信機ACidは、特定ID情報を無線で受信する機器をいう。
○測距信号受信機ACsは、測距信号sを受信する機器をいう。
○応答信号発信機ACrとは、応答信号rを発信する機器をいう。特定無線タグAは、受信したID情報idが自分のID情報に一致する場合、自分が測定対象になっていることを知り、測距信号sを受信すると同時に応答信号rを発信する。
特定無線タグAは、受信したID情報idが自分のID情報に一致しない場合、自分が測定対象になっていないことを知り、測距信号sを受信しても、応答信号rを送信しないで、受信したID情報idが自分のID情報に一致するまで、待機する。
○管理システムCSとは、ID情報、対象者の属性情報、無線タグAの位置情報、基地局Bの位置情報を記憶、又は、読み込み、又は、書き込みを行い、無線タグAの位置(X,Y,Z)位置を算出し、記憶する機器である。ここに、基地局Bの位置情報は、全て予め分っているものとする。
管理システムCSは、測定しようとする無線タグA、すなわち、特定無線タグAを選定し、特定無線タグAのID情報idを、第i基地局Biに送信し、第i基地局Biは、特定無線タグAのID情報idを無線タグAへブロードキャストにより無線送信する。
特定無線タグAは、受信したID情報idが自分のID情報に一致する場合、自分が測定対象になっていることを知り、測距信号sを受信すると同時に応答信号rを送信する。
特定無線タグAは、受信したID情報idが自分のID情報に一致しない場合、自分が測定対象になっていないことを知り、測距信号sを受信しても、応答信号rを送信しないで、受信したID情報idが自分のID情報に一致するまで、待機する。
なお、管理システムCSは、第i基地局Biが、往復時間ΔTiを算出し、往復時間ΔTiを管理システムCSに送信する場合には、往復時間ΔTiを管理システムCSに受信し、往復時間ΔTiから距離Liを算出するものとする。
○制御機Aconとは、無線タグAに設置されている構成機器を制御するための機器をいう。
○第i基地局Biとは、複数の基地局Bから選ばれた3つの基地局をいう。
○測距信号sとは、第i基地局Biから無線タグAに向けて発信する信号であり、無線タグAは測距信号sを受信すると同時に、応答信号rを発信し、当該第i基地局Biは応答信号rを受信する。
○タイマーTMとは、微小時間(電波の往復時間)を測定する装置であり、第i基地局Biに設置してなり、第i基地局Biが測距信号sを発信する時刻t1にタイマーTMをスタートさせ、第i基地局Biが応答信号rを受信する時刻t2にタイマーTMをストップさせて、時間Δt=t2−t1を測定し、第i基地局Biと無線タグAとの距離Liを算出する。
○ID情報idとは、無線タグAを特定する識別情報をいう。通常は6桁の数字で表されるが、これに限定されるものではない。測定しようとする無線タグA(特定無線タグA、すなわち、特定対象者)のID情報は、特定ID情報ともいう。
○応答信号rとは、無線タグAが測距信号sを受信すると同時に、無線タグAに向けて発信する信号である。
○往復時間ΔTiとは、第i基地局Biから時刻t1に測距信号sを発信し、無線タグAが測距信号sを受信すると同時に、第i基地局Biへ向けて応答信号rを発信し、第i基地局Biが応答信号rを時刻t2に受信するまでの時間(t2−t1)をいう。
○無線タグAの位置は(X,Y,Z)と表示する。
○i基地局Biの位置は(Xi,Yi,Zi)と表示する(i=1、2、3)。i基地局Biの位置は(Xi,Yi,Zi)は、予め充分な精度(無線タグAの位置を測定する上で十分な精度)で分かっているものとする。
管理センターCSは、無線タグAの概略値としての位置(X,Y,Z)に近い第i基地局を3つ選ぶことができる。
○Liとは、往復時間ΔTiから求めた無線タグAとi基地局Biとの距離を表わす(i=1、2、3)。
○建物及び/又は敷地の出入口付近の監視領域OIA(単に、監視領域OIAと略す場合もある。)とは、監視カメラWCによって監視される3次元の空間領域をいう。
○監視カメラWCとは、建物及び/又は敷地の出入口付近の監視領域OIAを監視するために、監視画像P(t)を撮影するための機器をいう。監視カメラWCは、管理システムCSと接続されている。監視カメラWCで撮影された監視画像P(t)は、Δ時間毎に、管理システムCSに送信される。
○背景画像P0とは、監視カメラ(WC)によって建物又は敷地の出入口付近の監視領域OIAに人等動くものがいない状況下で撮影された画像である。
○時刻tにおける監視画像P(t)とは、時刻tの時に監視カメラ(WC)によって撮影された画像をいう。
○差分画像ΔP(t)とは、監視画像P(t)と監視画像P(t−Δt)の差分を取って作成した画像である。
すなわち、差分画像ΔP(t)=P(t)−P(t−Δt)(Δt:差分時間)である。
○人物の輪郭線画像L(t)とは、差分画像ΔP(t)にから抽出される人物の輪郭線のみからなる画像をいう。
○当該人物の無線タグ位置(X’,Y’,Z’)とは、上記人物の輪郭線画像L(t)から、当該人物が携帯又は取付けている位置を計算して算出した位置をいう。
計算して算出する方法は、例えば、以下の通りである(左胸の位置に無線タグAが取り付けられているものとする。)。(1)は、当該人物が立っている場合(輪郭線画像L(t)に囲まれた領域の垂直長さl1が水平長さl2よりも大きい場合)であり、(2)は、当該人物が横たわっている場合(輪郭線画像L(t)に囲まれた領域の垂直長さl1が水平長さl2よりも小さい場合)である。
(1)輪郭線画像L(t)に囲まれた領域の重心Gの位置(Xg’,Yg’,Zg’)を計算により算出し、無線タグの位置と当該人物の体中心の差Δhg(予めデータ(身長を関数とするデータ、あるいは平均値としてのデータ)として管理システムに記憶させておく。)を重心Gの位置(Xg’,Yg’,Zg’)に加算して、当該人物の無線タグ位置(X’,Y’,Z’)を(Xg’,Yg’,Zg’+Δhg)として算出する。
(2)輪郭線画像L(t)に囲まれた領域の重心Gを計算により算出し、重心Gの位置(Xg’,Yg’,Zg’)を当該人物の無線タグ位置(X’,Y’,Z’)として近似的に算出する。
○CΔは、予め設定された定数である。0に極端に近いと当該人物が対象者であっても対象者でないと誤った判断をする確率が高くなり、逆に、極端に大きな値に設定すると当該人物が対象者でなくても対象者であると誤った判断をする確率が高くなる傾向にある。
○建物とは、対象者が居る建築物をいう。
○敷地とは、建築物が立っている土地をいう。一般的には、建築物の建築部分や門扉・アプローチ、庭、駐車スペースなどをまとめて1つの敷地という。
<(1)式について>
(1)式については、以下のように3つの連立方程式で表される。
(X−Xi)**2+(Y−Yi)**2+(Z−Zi)=Li**2……(1)式 ここに、i=1、2、3
ここに、(1)式の3つの連立方程式は、X、Y、Zについて2次の連立方程式として、以下のように表される。
(X−X1)**2+(Y−Y1)**2+(Z−Z1)=Li**2……(1)式の1
(X−X2)**2+(Y−Y2)**2+(Z−Z2)=Li**2……(1)式の2
(X−X3)**2+(Y−Y3)**2+(Z−Z3)=Li**2……(1)式の3
ここで、(1)式の1−(1)式の2、1)式の1−(1)式の2、1)式の1−(1)式の2を求め、それぞれの式を整理して、以下の(1’)式の1、(1’)式の2、(1’)式の3を得る。
2*(X1−X2)*X+2*(Y1−Y2)*Y+2*(Z1−Z2*Z=X1**2−X2**2+Y1**2−Y2**2+Z1**2−Z2**2+L2**2−L1**2……(1’)式の1
2*(X2−X3)*X+2*(Y2−Y3)*Y+2*(Z2−Z3)*Z=X2**2−X3**2+Y2**2−Y3**2+Z2**2−Z3**2+L3**2−L2**2……(1’)式の2
2*(X3−X1)*X+2*(Y3−Y1)*Y+2*(Z3−Z1)*Z=X3**2−X1**2+Y3**2−Y1**2+Z3**2−Z1**2+L1**2−L3**2……(1’)式の3
(1’)式の1、(1’)式の2、(1’)式の3は、 X、Y、Zについて1次の連立方程式となっている。
(1’)式の1、(1’)式の2、(1’)式の3の連立方程式を(1’)とすれば、下記のように表現できる。
2*(Xk−Xm)*X+2*(Yk−Ym)*Y+2*(Zk−Zm)*Z=Xk**2−Xm**2+Yk**2−Ym**2+Zk**2−Zk**2+L2**2−L1**2……(1’)式
ここに、k、lは、第i基地局のiを表し、(1と2)、(2と3)、(3と1)の組合せの値をとる。
<フローチャート>
本件発明に係る、対象者監視システムの実施態様をフローチャートに基づいて、以下説明する(図6)を参照。)。
●S1(ステップ1):無線タグAの選定
管理システムCSは、位置を測定しようとする無線タグA(特定無線タグ)を選定する。
●S2(ステップ2):基地局Bを3つ選定
管理システムCSは、特定無線タグAの位置(X,Y,Z)を測定するために必要な3つの基地局、すなわち、第i基地局(i=1、2、3)を選定する。
第i基地局Biを頂点とする三角形で囲まれた領域が極力広くなるように、第i基地局は選定されるのが望ましい。特定無線タグAと第i基地局Biの距離Liは、上記領域内の三角形の辺よりは小さくなるので、特定無線タグAの概略値としての位置(X,Y,Zを算出するには、上記の第i基地局(i=1、2、3)の上記選定方法で十分である。
●S3(ステップ3):基地局Bと無線タグAとの距離L1、L2、L3を測定
測定しようとする無線タグA(特定無線タグA)のID情報id(特定ID情報id)を、第i基地局Biに送信する。
第i基地局Biは、特定無線タグAのID情報idをブロードキャストにより無線タグAに無線発信する。
第i基地局Biは、測距信号sを無線タグAに時刻t1に発信すると同時に、タイマーTMをスタートさせる。
特定無線タグAは、ID情報idが自分のID情報と一致する場合は、自分が測定対象になっていると判断して、測距信号sを受信すると同時に,応答信号rを発信させる。
特定無線タグAは、受信したID情報idが自分のID情報と一致しない場合は、自分が測定対象になっていないと判断して、測距信号sを受信したとしても、応答信号rを発信させず、受信したID情報idが自分のID情報と一致するまで、待機する。
当該第i基地局Biは、当該応答信号rを時刻t2に受信すると共に、タイマーTMをストップさせて、往復時間ΔTi(t2−t1)を算出し(さらに、往復時間ΔTiから距離Liを算出する場合もある。)、距離情報(往復時間ΔTi又は距離Li)を、当該距離情報を管理システムCSに送信する。
i=1、2、3の3回繰り返す。
●S4(ステップ4):(1)式から特定無線タグAの位置を算出する
管理システムCSは、第i基地局Biから距離情報(往復時間Δti、又は、距離Li)を受信後、(1)式から特定無線タグAの概略値としての位置(X,Y,Z)(概略値)を算出する。
●S5(ステップ5):無線タグAの位置に近い基地局を3つ選定
無線タグAの概略値としての位置(X,Y,Z)(概略値)に近い基地局を選定し、それらを第i基地局(i=1、2、3)とする。
●S6(ステップ6):基地局Bと無線タグAとの距離L1、L2、L3を測定…S3(ステップ3)と同じ
測定しようとする無線タグA(特定無線タグA)のID情報id(特定ID情報id)を、第i基地局Biに送信する。
第i基地局Biは、特定無線タグAのID情報idをブロードキャストにより無線タグAに無線発信する。
第i基地局Biは、測距信号sを無線タグAに時刻t1に発信すると同時に、タイマーTMをスタートさせる。
特定無線タグAは、ID情報idが自分のID情報と一致する場合は、自分が測定対象になっていると判断して、測距信号sを受信すると同時に,応答信号rを発信させる。
特定無線タグAは、受信したID情報idが自分のID情報と一致しない場合は、自分が測定対象になっていないと判断して、測距信号sを受信したとしても、応答信号rを発信させず、受信したID情報idが自分のID情報と一致するまで、待機する。
当該第i基地局Biは、当該応答信号rを時刻t2に受信すると共に、タイマーTMをストップさせて、往復時間ΔTi(t2−t1)を算出し (さらに、往復時間ΔTiから距離Liを算出する場合もある。)、距離情報(往復時間ΔTi又は距離Li)を、当該距離情報を管理システムCSに送信する。
i=1、2、3の3回繰り返す。
●S7(ステップ7):(1)式から無線タグAの位置を算出
管理システムCSは、第i基地局Biから距離情報(往復時間Δti、又は、距離Li)を受信後、(1)式から特定無線タグAの位置(X,Y,Z)(測定値)を算出する。
●S8(ステップ8):無線タグAの位置の決定
特定無線タグAの位置(X,Y,Z)(測定値)に近い第i基地局(i=1、2、3)を新たに選定し、当該新たに選定したい第i基地局(i=1、2、3)と特定無線タグAの概略値としての位置(X,Y,Z)(概略値)に近い選定した第i基地局(i=1、2、3)とが完全に一致するか否かを判定し、完全に一致する場合、上記特定無線タグAの位置(X,Y,Z)(測定値)を最終的に測定値として決定する。
完全に一致しない場合、上記特定無線タグAの位置(X,Y,Z)(測定値)を上記特定無線タグAの概略値としての位置(X,Y,Z)(概略値)として、S4〜S8のステップを繰り返す。
管理システムCSは、次に位置を測定する無線タグを選定し、以下、S1〜S8まで繰り返す。
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課題を解決するための手段は、本願の特許請求の範囲の各請求項に記載の発明であり、その具体的な解決手段は、以下の通りである。
○第1の発明(請求項1に記載の発明)
上記の課題を解決するための第1の発明(請求項1に記載の発明)は、
複数の基地局Bと無線タグAと管理システムCSから構成される対象者監視システム100において、
最初に、上記複数の基地局Bから第i基地局Biを3つ選び、選ばれたた第i基地局Biが測距信号sを発信し、かつ発信すると同時にタイマーTMをスタートさせ、予めID情報idを受信していた無線タグAは、当該測距信号sを受信すると同時に応答信号rを発信させ、当該第i基地局Biは、当該応答信号rを受信すると共に、タイマーTMをストップさせて、往復時間ΔTiを算出し、往復時間ΔTiを管理システムCSに送信すると共に、
管理システムCSは、無線タグAの概略値としての位置(X,Y,Z)を以下の3つの式を連立して算出し、
次に、上記複数の基地局Bから、無線タグAの概略値としての位置(X,Y,Z)に近い第i基地局Biを3つ選び、第i基地局Biが測距信号sを発信し、かつ発信すると同時にタイマーTMをスタートさせ、予めID情報idを受信していた無線タグAは、当該測距信号sを受信すると同時に応答信号rを発信させ、当該第i基地局Biは、当該応答信号rを受信すると共に、タイマーTMをストップさせて、往復時間ΔTiを算出し、往復時間ΔTiを管理システムCSに送信すると共に、
管理システムCSは、上記無線タグAの位置(X,Y,Z)を以下の3つの式を連立して算出することを特徴とする対象者監視システム100。
(X−Xi)**2+(Y−Yi)**2+(Z−Zi)=Li**2……(1)式
ここに、iは、上記複数の基地局Bから選ばれた基地局を特定する番号を表し、i=1、2、3の自然数であり、複数とは、3以上の自然数である。
無線タグAの位置は(X,Y,Z)、第i基地局の位置は(Xi,Yi,Zi)である。
Liは、往復時間ΔTiから求めた無線タグAと第i基地局Biとの距離を表わす。
○第2の発明(請求項2に記載の発明)
上記の課題を解決するための第2の発明(請求項2に記載の発明)は、
第i基地局Biは、応答信号rを受信すると共に、タイマーTMをストップさせて、タイマー時間ΔTiを算出し、往復時間ΔTiから無線タグAと第i基地局Biとの距離Liを求め、距離Liを管理システムCSに送信することを特徴とする請求項1に記載された対象者監視システム100である。
○第3の発明(請求項3に記載の発明)
上記の課題を解決するための第3の発明(請求項3に記載の発明)は、
無線タグAの位置(X,Y,Z)を測定するために使用される第i基地局の位置(Xi,Yi,Zi)との距離が、100m、50m、25m、12.5m、6.25m、3m、1mの何れかの数値以下になるように基地局Bを配置してなることを特徴とする請求項1〜2の何れかに記載された対象者監視システム100である。
○第4の発明(請求項4に記載の発明)
上記の課題を解決するための第4の発明(請求項4に記載の発明)は、
建物及び/又は敷地の出入口付近の監視領域OIAを監視する監視カメラWCと、上記複数の基地局Bと無線タグAと管理システムCSから構成される対象者監視システム100において、監視カメラWCは管理システムCSに接続されてなり、管理システムCSは、背景画像P0と時刻tにおける監視画像P(t)の差分画像ΔP(t)を求めて、人物の輪郭線画像L(t)を求め、当該輪郭線画像L(t)から当該人物の無線タグ位置(X’,Y’,Z’)を算出して、(2)式を充足する場合、当該人物は対象者であると認識し、(2)式を充足しない場合、当該人物は対象者でないと認識することを特徴とする請求項1〜3の何れかに記載された対象者監視システム100。
(X−X’)**2+(Y−Y’)**2+(Z−Z’)=CΔ……(2)式
ここに、CΔは予め設定された定数である。
○第5の発明(請求項5に記載の発明)
上記の課題を解決するための第5の発明(請求項5に記載の発明)は、
対象者は、介護対象者、及び/又は、介護従事者、及び/又は、対象者として登録された者であることを特徴とする請求項1〜4の何れかに記載された対象者監視システム100である。
○第6の発明(請求項6に記載の発明)
上記の課題を解決するための第6の発明(請求項6に記載の発明)は、
建物が2階以上である場合、各階毎に、3以上の基地局を設けたことを特徴とする請求項1〜5の何れかに記載された対象者監視システム100である。
本発明に係る、対象者監視システム100は、上記のような特徴的構成要件から構成され、特徴的構成要件に応じた、以下のような本願発明特有の効果を奏する。
また、上記の各発明に応じた、上記のような特徴的構成要件から構成された対象者監視システム100によれば、本願発明の課題を十分解消することができた。
○第1の発明の効果
第1の発明によれば、
複数の基地局Bと無線タグAと管理システムCSから構成される対象者監視システム100において、
最初に、上記複数の基地局Bから第i基地局Biを3つ選び、選ばれたた第i基地局Biが測距信号sを発信し、かつ発信すると同時にタイマーTMをスタートさせ、予めID情報idを受信していた無線タグAは、当該測距信号sを受信すると同時に応答信号rを発信させ、当該第i基地局Biは、当該応答信号rを受信すると共に、タイマーTMをストップさせて、往復時間ΔTiを算出し、往復時間ΔTiを管理システムCSに送信すると共に、
管理システムCSは、無線タグAの概略値としての位置(X,Y,Z)を以下の3つの式を連立して算出し、
次に、上記複数の基地局Bから、無線タグAの概略値としての位置(X,Y,Z)に近い第i基地局Biを3つ選び、第i基地局Biが測距信号sを発信し、かつ発信すると同時にタイマーTMをスタートさせ、予めID情報idを受信していた無線タグAは、当該測距信号sを受信すると同時に応答信号rを発信させ、当該第i基地局Biは、当該応答信号rを受信すると共に、タイマーTMをストップさせて、往復時間ΔTiを算出し、往復時間ΔTiを管理システムCSに送信すると共に、
管理システムCSは、上記無線タグAの位置(X,Y,Z)を以下の3つの式を連立して算出することを特徴とする対象者監視システム100。
(X−Xi)**2+(Y−Yi)**2+(Z−Zi)=Li**2……(1)式
ここに、iは、上記複数の基地局Bから選ばれた基地局を特定する番号を表し、i=1、2、3の自然数であり、複数とは、3以上の自然数である。
無線タグAの位置は(X,Y,Z)、第i基地局の位置は(Xi,Yi,Zi)である。
Liは、往復時間ΔTiから求めた無線タグAと第i基地局Biとの距離を表わす。
という特徴的な構成要件により、本発明が解決しようとする第1課題〜第4課題を達成することができ、当業者予測不可能な顕著な効果を奏することができた。
○第2の発明の効果
第2の発明によれば、
第i基地局Biは、応答信号rを受信すると共に、タイマーTMをストップさせて、タイマー時間ΔTiを算出し、往復時間ΔTiから無線タグAと第i基地局Biとの距離Liを求め、距離Liを管理システムCSに送信することという特徴的な構成要件により、本発明が解決しようとする第1課題〜第4課題を達成することができ、当業者予測不可能な顕著な効果を奏することができた。
○第3の発明の効果
第3の発明によれば、
無線タグAの位置(X,Y,Z)を測定するために使用される第i基地局の位置(Xi,Yi,Zi)との距離が、100m、50m、25m、12.5m、6.25m、3m、1mの何れかの数値以下になるように基地局Bを配置してなることという特徴的な構成要件により、本発明が解決しようとする第1課題〜第4課題を達成することができ、当業者予測不可能な顕著な効果を奏することができた。
○第4の発明の効果
第4の発明によれば、
建物及び/又は敷地の出入口付近の監視領域OIAを監視する監視カメラWCと、上記複数の基地局Bと無線タグAと管理システムCSから構成される対象者監視システム100において、監視カメラWCは管理システムCSに接続されてなり、管理システムCSは、背景画像P0と時刻tにおける監視画像P(t)の差分画像ΔP(t)を求めて、人物の輪郭線画像L(t)を求め、当該輪郭線画像L(t)から当該人物の無線タグ位置(X’,Y’,Z’)を算出して、(2)式を充足する場合、当該人物は対象者であると認識し、(2)式を充足しない場合、当該人物は対象者でないと認識することを特徴とする請求項1〜3の何れかに記載された対象者監視システム100。
(X−X’)**2+(Y−Y’)**2+(Z−Z’)=CΔ……(2)式
ここに、CΔは予め設定された定数である。
という特徴的な構成要件により、本発明が解決しようとする第1課題〜第4課題を達成することができ、当業者予測不可能な顕著な効果を奏することができた。
○第5の発明の効果
第5の発明によれば、
対象者は、介護対象者、及び/又は、介護従事者、及び/又は、対象者として登録された者であることという特徴的な構成要件により、本発明が解決しようとする第1課題〜第4課題を達成することができ、当業者予測不可能な顕著な効果を奏することができた。
○第6の発明の効果
第6の発明によれば、
建物が2階以上である場合、各階毎に、3以上の基地局を設けたことという特徴的な構成要件により、本発明が解決しようとする第1課題〜第4課題を達成することができ、当業者予測不可能な顕著な効果を奏することができた。
以下、本発明に係る、対象者監視システム100に関する最良の実施形態について、図面を参照しながら説明する。
図1は、本願発明に係る,無線タグの構成図である。
図2は、本願発明に係る,基地局の構成図である。
図3は、無線タグと、第1基地局と、第2基地局、第3基地局との関係を図示した図である。
図4は、本願発明に係る,対象者監視システムの構成図である。
図5は、無線タグと第i基地局の情報の送受信の状況を示すタイムチャートである。
図6は、本願発明に係る,対象者監視システムの実施態様のフローチャートである。
図7は、監視カメラで建物及び/又は敷地の出入口付近の監視領域を撮影している状態を示す図である。
図8は、差分画像ΔPtから人物の輪郭線画像L(t)を抽出し、輪郭線画像L(t)から人物の無線タグ位置(X’,Y’,Z’)を算出する状況を示す図である。

以下、本発明に係る、対象者監視システム100について、図面を参照しながら説明する。
11111**************************************************
複数の基地局Bと無線タグAと管理システムCSから構成される対象者監視システム100において、
最初に、上記複数の基地局Bから第i基地局Biを3つ選び、選ばれたた第i基地局Biが測距信号sを発信し、かつ発信すると同時にタイマーTMをスタートさせ、予めID情報idを受信していた無線タグAは、当該測距信号sを受信すると同時に応答信号rを発信させ、当該第i基地局Biは、当該応答信号rを受信すると共に、タイマーTMをストップさせて、往復時間ΔTiを算出し、往復時間ΔTiを管理システムCSに送信すると共に、
管理システムCSは、無線タグAの概略値としての位置(X,Y,Z)を以下の3つの式を連立して算出し、
次に、上記複数の基地局Bから、無線タグAの概略値としての位置(X,Y,Z)に近い第i基地局Biを3つ選び、第i基地局Biが測距信号sを発信し、かつ発信すると同時にタイマーTMをスタートさせ、予めID情報idを受信していた無線タグAは、当該測距信号sを受信すると同時に応答信号rを発信させ、当該第i基地局Biは、当該応答信号rを受信すると共に、タイマーTMをストップさせて、往復時間ΔTiを算出し、往復時間ΔTiを管理システムCSに送信すると共に、
管理システムCSは、上記無線タグAの位置(X,Y,Z)を以下の3つの式を連立して算出することを特徴とする対象者監視システム100が開示されている。
(X−Xi)**2+(Y−Yi)**2+(Z−Zi)=Li**2……(1)式
ここに、iは、上記複数の基地局Bから選ばれた基地局を特定する番号を表し、i=1、2、3の自然数であり、複数とは、3以上の自然数である。
無線タグAの位置は(X,Y,Z)、第i基地局の位置は(Xi,Yi,Zi)である。
Liは、往復時間ΔTiから求めた無線タグAと第i基地局Biとの距離を表わす。
○第1の発明の効果
第1の発明によれば、
複数の基地局Bと無線タグAと管理システムCSから構成される対象者監視システム100において、
最初に、上記複数の基地局Bから第i基地局Biを3つ選び、選ばれたた第i基地局Biが測距信号sを発信し、かつ発信すると同時にタイマーTMをスタートさせ、予めID情報idを受信していた無線タグAは、当該測距信号sを受信すると同時に応答信号rを発信させ、当該第i基地局Biは、当該応答信号rを受信すると共に、タイマーTMをストップさせて、往復時間ΔTiを算出し、往復時間ΔTiを管理システムCSに送信すると共に、
管理システムCSは、無線タグAの概略値としての位置(X,Y,Z)を以下の3つの式を連立して算出し、
次に、上記複数の基地局Bから、無線タグAの概略値としての位置(X,Y,Z)に近い第i基地局Biを3つ選び、第i基地局Biが測距信号sを発信し、かつ発信すると同時にタイマーTMをスタートさせ、予めID情報idを受信していた無線タグAは、当該測距信号sを受信すると同時に応答信号rを発信させ、当該第i基地局Biは、当該応答信号rを受信すると共に、タイマーTMをストップさせて、往復時間ΔTiを算出し、往復時間ΔTiを管理システムCSに送信すると共に、
管理システムCSは、上記無線タグAの位置(X,Y,Z)を以下の3つの式を連立して算出することという特徴的な構成要件により、本発明が解決しようとする第1課題〜第4課題を達成することができ、当業者予測不可能な顕著な効果を奏することができた。
(X−Xi)**2+(Y−Yi)**2+(Z−Zi)=Li**2……(1)式
ここに、iは、上記複数の基地局Bから選ばれた基地局を特定する番号を表し、i=1、2、3の自然数であり、複数とは、3以上の自然数である。
無線タグAの位置は(X,Y,Z)、第i基地局の位置は(Xi,Yi,Zi)である。
Liは、往復時間ΔTiから求めた無線タグAと第i基地局Biとの距離を表わす。
22222**************************************************
上記の対象者監視システム100において、
第i基地局Biは、応答信号rを受信すると共に、タイマーTMをストップさせて、タイマー時間ΔTiを算出し、往復時間ΔTiから無線タグAと第i基地局Biとの距離Liを求め、距離Liを管理システムCSに送信することを特徴とする請求項1に記載された対象者監視システム100が開示されている。
○第2の発明の効果
第2の発明によれば、
第i基地局Biは、応答信号rを受信すると共に、タイマーTMをストップさせて、タイマー時間ΔTiを算出し、往復時間ΔTiから無線タグAと第i基地局Biとの距離Liを求め、距離Liを管理システムCSに送信することという特徴的な構成要件により、本発明が解決しようとする第1課題〜第4課題を達成することができ、当業者予測不可能な顕著な効果を奏することができた。
33333**************************************************
上記の対象者監視システム100において、
無線タグAの位置(X,Y,Z)を測定するために使用される第i基地局の位置(Xi,Yi,Zi)との距離が、100m、50m、25m、12.5m、6.25m、3m、1mの何れかの数値以下になるように基地局Bを配置してなることを特徴とする請求項1〜2の何れかに記載された対象者監視システム100が開示されている。
○第3の発明の効果
第3の発明によれば、
無線タグAの位置(X,Y,Z)を測定するために使用される第i基地局の位置(Xi,Yi,Zi)との距離が、100m、50m、25m、12.5m、6.25m、3m、1mの何れかの数値以下になるように基地局Bを配置してなることという特徴的な構成要件により、本発明が解決しようとする第1課題〜第4課題を達成することができ、当業者予測不可能な顕著な効果を奏することができた。
44444**************************************************
上記の対象者監視システム100において、
建物及び/又は敷地の出入口付近の監視領域OIAを監視する監視カメラWCと、上記複数の基地局Bと無線タグAと管理システムCSから構成される対象者監視システム100において、監視カメラWCは管理システムCSに接続されてなり、管理システムCSは、背景画像P0と時刻tにおける監視画像P(t)の差分画像ΔP(t)を求めて、人物の輪郭線画像L(t)を求め、当該輪郭線画像L(t)から当該人物の無線タグ位置(X’,Y’,Z’)を算出して、(2)式を充足する場合、当該人物は対象者であると認識し、(2)式を充足しない場合、当該人物は対象者でないと認識することを特徴とする請求項1〜3の何れかに記載された対象者監視システム100が開示されている。
(X−X’)**2+(Y−Y’)**2+(Z−Z’)=CΔ……式(2)
ここに、CΔは予め設定された定数である。
○第4の発明の効果
第4の発明によれば、
建物及び/又は敷地の出入口付近の監視領域OIAを監視する監視カメラWCと、上記複数の基地局Bと無線タグAと管理システムCSから構成される対象者監視システム100において、監視カメラWCは管理システムCSに接続されてなり、管理システムCSは、背景画像P0と時刻tにおける監視画像P(t)の差分画像ΔP(t)を求めて、人物の輪郭線画像L(t)を求め、当該輪郭線画像L(t)から当該人物の無線タグ位置(X’,Y’,Z’)を算出して、(2)式を充足する場合、当該人物は対象者であると認識し、(2)式を充足しない場合、当該人物は対象者でないと認識することという特徴的な構成要件により、本発明が解決しようとする第1課題〜第4課題を達成することができ、当業者予測不可能な顕著な効果を奏することができた。
(X−X’)**2+(Y−Y’)**2+(Z−Z’)=CΔ……(2)式
ここに、CΔは予め設定された定数である。
55555**************************************************
上記の対象者監視システム100において、
対象者は、介護対象者、及び/又は、介護従事者、及び/又は、対象者として登録された者であることを特徴とする請求項1〜4の何れかに記載された対象者監視システム100が開示されている。
○第5の発明の効果
第5の発明によれば、
対象者は、介護対象者、及び/又は、介護従事者、及び/又は、対象者として登録された者であることという特徴的な構成要件により、本発明が解決しようとする第1課題〜第4課題を達成することができ、当業者予測不可能な顕著な効果を奏することができた。
66666**************************************************
上記の対象者監視システム100において、
建物が2階以上である場合、各階毎に、3以上の基地局を設けたことを特徴とする請求項1〜5の何れかに記載された対象者監視システム100が開示されている。
○第6の発明の効果
第6の発明によれば、
建物が2階以上である場合、各階毎に、3以上の基地局を設けたことという特徴的な構成要件により、本発明が解決しようとする第1課題〜第4課題を達成することができ、当業者予測不可能な顕著な効果を奏することができた。
図1は、本願発明に係る,無線タグの構成図である。 図2は、本願発明に係る,基地局の構成図である。 図3は、無線タグと、第1基地局と、第2基地局、第3基地局との関係を図示した図である。 図4は、本願発明に係る,対象者監視システムの構成図である。 図5は、無線タグと第i基地局の情報の送受信の状況を示すタイムチャートである。 図6は、本願発明に係る,対象者監視システムの実施態様のフローチャートである。 図7は、監視カメラで建物及び/又は敷地の出入口付近の監視領域を撮影している状態を示す図である。 図8は、差分画像ΔPtから人物の輪郭線画像L(t)を抽出し、輪郭線画像L(t)から人物の無線タグ位置(X’,Y’,Z’)を算出する状況を示す図である。
B……基地局
BAn……アンテナ(基地局Bに設置されているアンテナ)
BCid……ID情報発信機
BCs……測距信号発信機
BCr……測距信号発信機
BCr……応答信号受信機
Bam……算出器
Bcon……制御機

AAn……アンテナ(無線タグAに設置されているアンテナ)
ACid……ID情報受信機
ACs……測距信号受信機
ACr……応答信号発信機

CS……管理システム
100……対象者監視システム
Bi……第i基地局
TM……タイマー
s……測距信号
id……ID情報
r……応答信号
ΔTi……往復時間
(X,Y,Z)……無線タグAの位置
(Xi,Yi,Zi)……i基地局Biの位置
Li……往復時間ΔTiから求めた無線タグAとi基地局Biとの距離
OIA……建物及び/又は敷地の出入口付近の監視領域
WC……監視カメラ
P0……背景画像
P(t)……時刻tにおける監視画像
ΔP(t)……差分画像
L(t)……人物の輪郭線画像
(X’,Y’,Z’)……人物の無線タグ位置
CΔ……予め設定された定数
本発明は、対象者監視システムに関する。
無線タグと基地局を使った無線通信技術は、無線タグが基地局の付近にあることを認識する技術であるが、基地局の位置(X1,Y1,Z1)が予め分っていたとしても、無線タグが、位置(X1,Y1,Z1)から一定距離内にあることしか分らないということで、cm程度の精度を担保することができないという致命的な欠点があった(基地局をcm程度の間隔で配置することは物理的にもコスト的にも現実的でない。)。
また、無線タグと基地局を使った無線タグの位置を測定する技術として、無線タグが発信する電波強度から距離を測定する方法があるが、この電波強度は無線タグの向きにより変化するため、距離の測定精度が悪いという欠点があった。
また、対象者がベッドから落下しているか、階段から落下して動けないでいるか等を監視するために、ベッドのある部屋の中、及び/又は、階段付近、及び/又は、監視カメラを多数設置する必要があり、それに伴い監視カメラからの監視画像情報は膨大になり、かつ24時間寸分の隙もなく監視する必要があるが、人間の視覚と注意力による監視は限界に達していたという決定的な欠点が存在していた。
発明者は、対象者がベッドから落下しているか、階段から落下して動けないでいるか等を監視するためには、対象者が装着又は携帯する無線タグ(単に、無線タグともいう。)の3次元の位置(X,Y,Z)情報を、GPS法の精度(5m程度)よりは精度がよいことは当然として、cm程度の精度で、測定することができれば、人間の視覚と注意力による監視のみに頼るのではなく、対象者監視システムによって全て自動で管理できるようになることに気が付いて、顕著な効果を有する本願発明を想到した。
無線タグの位置をcm程度で精度よく測定するためには、当該無線タグに近い基地局を3つ選び、当該無線タグと3つの基地局との距離を測定し、3つの連立方程式を解くことにより、無線タグの位置を精度よく測定できることに気が付き、無線タグの位置の測定精度は、当該無線タグと3つの基地局との距離に依存すること(測定精度をアップするためには、当該無線タグと3つの基地局との距離を短くする必要がある)に気が付いて、顕著な効果を有する本願発明を想到した。
ここに、無線タグの位置を3次元的に精度よく測定することができれば、無線タグを装着又は携帯する対象者が立っているのか、歩いているのか、転倒して動けないでいるのか、寝ているのか、座っているのか等の対象者の状況を知ることができる。
本願発明に係る対象者監視システム100について、FI、キーワード検索を行ったところ、本件発明(請求項1〜6の何れかに記載された発明)に近い発明等記載文献は、発見されませんでしたので、特許文献の記載は省略する。
○本発明が解決しようとする第1課題
本発明が解決しようとする第1課題は、
対象者がベッドから落下しているか、階段から落下して動けないでいるか等を監視するためには、対象者が装着又は携帯する無線タグ(単に、無線タグともいう。)の3次元の位置(X,Y,Z)情報を、GPS法の精度(5m程度)よりは精度がよいことは当然として、cm程度の精度で測定することが可能な、複数の基地局と対象者の無線タグと管理システムから構成される対象者監視システム100を提供することである。
○本発明が解決しようとする第2課題
本発明が解決しようとする第2課題は、
対象者がベッドから落下しているか、階段から落下して動けないでいるか等を監視するためには、無線タグに近い基地局を3つ選び、当該無線タグと3つの基地局との距離を測定し、3つの連立方程式を解くことにより、対象者が装着又は携帯する無線タグの3次元の位置(X,Y,Z)情報を、GPS法の精度(5m程度)よりは精度がよいことは当然として、cm程度の精度で測定することが可能な、複数の基地局と対象者の無線タグと管理システムから構成される対象者監視システム100を提供することである。
○本発明が解決しようとする第3課題
本発明が解決しようとする第3課題は、
対象者がベッドから落下しているか、階段から落下して動けないでいるか等を監視するためには、対象者の位置(X,Y,Z)を測定するために使用される第i基地局の位置(Xi,Yi,Zi)との距離が、100m、50m、25m、12.5m、6.25m、3m、1mの何れかの数値以下になるように第i基地局を配置してなる対象者監視システム100を提供することである。
○本発明が解決しようとする第4課題
本発明が解決しようとする第4課題は、
建物及び/又は敷地の出入口付近の監視領域OIAを監視する監視カメラと、複数の基地局と対象者の無線タグと管理システムから構成される対象者監視システムにおいて、監視カメラは管理システムに接続されてなり、管理システムは、対象者の3次元の位置(X,Y,Z)情報から、監視画像の人物が対象者であるか否かを精度よく認識する対象者監視システム100を提供することである。
課題を解決するための手段は、本願の[特許請求の範囲]の各請求項に記載の発明である。
特許請求の範囲、明細書、図面等の用語の解釈上の疑義を解消すべく、以下用語の説明を行うこととする。
<用語の説明>
○対象者監視システム100とは、複数の基地局Bと無線タグAと管理システムCSから構成されるシステムであって、無線タグAの位置を測定することによって、対象者の位置及び状況を管理するシステムである。
○複数の基地局Bにおける複数とは、3以上の自然数であって、基地局Bの設置数を表す。無線タグAと複数の基地局Bから選ばれた第i基地局Biとの距離Liを測定し、(1)式の3つの連立方程式から、無線タグAの位置(X,Y,Z)を算出するためには、無線タグAに近い第i基地局Biが3つ必要となる。複数の基地局Bから第i基地局Biを3つ選ぶためには、複数の基地局Bの設置個数は3以上となる。
○基地局Bとは、アンテナBAn、ID情報発信機BCid、測距信号発信機BCs、応答信号受信機BCr、カウンターTM、算出器Bam、通信機BC、制御機Bconから構成される通信拠点となる機器をいう。
複数の基地局Bから選ばれた第i基地局Biが測距信号sを時刻t1に発信し、かつ発信すると同時にタイマーTMをスタートさせ、予めID情報idを受信していた無線タグAは、当該測距信号sを受信すると同時に応答信号rを発信させ、当該第i基地局Biは、当該応答信号rを時刻t2に受信すると共に、タイマーTMをストップさせて、往復時間ΔTi(=t2−t1)を算出し(往復時間ΔTiから距離Liを算出する場合もある。)、算出した距離情報(往復時間ΔTi又は距離Li)を管理システムCSに送信する。
○アンテナBAnとは、基地局Bに設置されているアンテナをいう。
○ID情報発信機BCidは、特定対象者のID情報を対象者にブロードキャストにより発信する機器をいう。
○測距信号発信機BCsは、特定対象者のID情報idが管理システムCSから送信されて、通信機BCが当該ID情報idを受信した場合、測距信号sを発信する機器をいう。
○応答信号受信機BCrとは、応答信号rを受信する機器をいう。
○算出器Bamとは、測距信号sを発信する時刻t1と応答信号rを受信する時刻t2から、往復時間ΔTi=t2−t1を算出する、又は往復時間ΔTiから距離Liを算出する機器をいう。
○通信機BCとは、ID情報idを管理システムCSから受信すると共に、距離情報(往復時間ΔTi又は距離Li)を管理システムCSへ送信する機器をいう。通信手段は、無線又は有線による。
○制御機Bconとは、基地局Bに設置されている基地局に設置されている構成機器を制御するための機器をいう。
○無線タグAとは、対象者が装着又は携帯する無線通信機器であって、無線タグAの位置を測定するために、予めID情報idを受信していた無線タグAが、当該測距信号sを受信すると同時に応答信号rを発信させるものである。
ここに、管理システムCSによって無線タグAの位置(X,Y,Z)の測定対象とされた無線タグAは、特定無線タグAともいう。
○対象者とは、無線タグAを装着又は携帯する者をいう。ここに、特定無線タグAを装着又は携帯する者を特定対象者ともいう。特定対象者(特定無線タグA)のID情報は、特定ID情報ともいう。
○アンテナAAnとは、無線タグAに設置されているアンテナをいう。
○ID情報受信機ACidは、特定ID情報を無線で受信する機器をいう。
○測距信号受信機ACsは、測距信号sを受信する機器をいう。
○応答信号発信機ACrとは、応答信号rを発信する機器をいう。特定無線タグAは、受信したID情報idが自分のID情報に一致する場合、自分が測定対象になっていることを知り、測距信号sを受信すると同時に応答信号rを発信する。
特定無線タグAは、受信したID情報idが自分のID情報に一致しない場合、自分が測定対象になっていないことを知り、測距信号sを受信しても、応答信号rを送信しないで、受信したID情報idが自分のID情報に一致するまで、待機する。
○管理システムCSとは、ID情報、対象者の属性情報、無線タグAの位置情報、基地局Bの位置情報を記憶、又は、読み込み、又は、書き込みを行い、無線タグAの位置(X,Y,Z)位置を算出し、記憶する機器である。ここに、基地局Bの位置情報は、全て予め分っているものとする。
管理システムCSは、測定しようとする無線タグA、すなわち、特定無線タグAを選定し、特定無線タグAのID情報idを、第i基地局Biに送信し、第i基地局Biは、特定無線タグAのID情報idを無線タグAへブロードキャストにより無線送信する。
特定無線タグAは、受信したID情報idが自分のID情報に一致する場合、自分が測定対象になっていることを知り、測距信号sを受信すると同時に応答信号rを送信する。
特定無線タグAは、受信したID情報idが自分のID情報に一致しない場合、自分が測定対象になっていないことを知り、測距信号sを受信しても、応答信号rを送信しないで、受信したID情報idが自分のID情報に一致するまで、待機する。
なお、管理システムCSは、第i基地局Biが、往復時間ΔTiを算出し、往復時間ΔTiを管理システムCSに送信する場合には、往復時間ΔTiを管理システムCSに受信し、往復時間ΔTiから距離Liを算出するものとする。
○制御機Aconとは、無線タグAに設置されている構成機器を制御するための機器をいう。
○第i基地局Biとは、複数の基地局Bから選ばれた3つの基地局をいう。
○測距信号sとは、第i基地局Biから無線タグAに向けて発信する信号であり、無線タグAは測距信号sを受信すると同時に、応答信号rを発信し、当該第i基地局Biは応答信号rを受信する。
○タイマーTMとは、微小時間(電波の往復時間)を測定する装置であり、第i基地局Biに設置してなり、第i基地局Biが測距信号sを発信する時刻t1にタイマーTMをスタートさせ、第i基地局Biが応答信号rを受信する時刻t2にタイマーTMをストップさせて、時間Δt=t2−t1を測定し、第i基地局Biと無線タグAとの距離Liを算出する。
○ID情報idとは、無線タグAを特定する識別情報をいう。通常は6桁の数字で表されるが、これに限定されるものではない。測定しようとする無線タグA(特定無線タグA、すなわち、特定対象者)のID情報は、特定ID情報ともいう。
○応答信号rとは、無線タグAが測距信号sを受信すると同時に、無線タグAに向けて発信する信号である。
○往復時間ΔTiとは、第i基地局Biから時刻t1に測距信号sを発信し、無線タグAが測距信号sを受信すると同時に、第i基地局Biへ向けて応答信号rを発信し、第i基地局Biが応答信号rを時刻t2に受信するまでの時間(t2−t1)をいう。
○無線タグAの位置は(X,Y,Z)と表示する。
○i基地局Biの位置は(Xi,Yi,Zi)と表示する(i=1、2、3)。i基地局Biの位置は(Xi,Yi,Zi)は、予め充分な精度(無線タグAの位置を測定する上で十分な精度)で分かっているものとする。
管理センターCSは、無線タグAの概略値としての位置(X,Y,Z)に近い第i基地局を3つ選ぶことができる。
○Liとは、往復時間ΔTiから求めた無線タグAとi基地局Biとの距離を表わす(i=1、2、3)。
○建物及び/又は敷地の出入口付近の監視領域OIA(単に、監視領域OIAと略す場合もある。)とは、監視カメラWCによって監視される3次元の空間領域をいう。
○監視カメラWCとは、建物及び/又は敷地の出入口付近の監視領域OIAを監視するために、監視画像P(t)を撮影するための機器をいう。監視カメラWCは、管理システムCSと接続されている。監視カメラWCで撮影された監視画像P(t)は、Δ時間毎に、管理システムCSに送信される。
○背景画像P0とは、監視カメラ(WC)によって建物又は敷地の出入口付近の監視領域OIAに人等動くものがいない状況下で撮影された画像である。
○時刻tにおける監視画像P(t)とは、時刻tの時に監視カメラ(WC)によって撮影された画像をいう。
○差分画像ΔP(t)とは、監視画像P(t)と監視画像P(t−Δt)の差分を取って作成した画像である。
すなわち、差分画像ΔP(t)=P(t)−P(t−Δt)(Δt:差分時間)である。
○人物の輪郭線画像L(t)とは、差分画像ΔP(t)にから抽出される人物の輪郭線のみからなる画像をいう。
○当該人物の無線タグ位置(X’,Y’,Z’)とは、上記人物の輪郭線画像L(t)から、当該人物が携帯又は取付けている位置を計算して算出した位置をいう。
計算して算出する方法は、例えば、以下の通りである(左胸の位置に無線タグAが取り付けられているものとする。)。(1)は、当該人物が立っている場合(輪郭線画像L(t)に囲まれた領域の垂直長さl1が水平長さl2よりも大きい場合)であり、(2)は、当該人物が横たわっている場合(輪郭線画像L(t)に囲まれた領域の垂直長さl1が水平長さl2よりも小さい場合)である。
(1)輪郭線画像L(t)に囲まれた領域の重心Gの位置(Xg’,Yg’,Zg’)を計算により算出し、無線タグの位置と当該人物の体中心の差Δhg(予めデータ(身長を関数とするデータ、あるいは平均値としてのデータ)として管理システムに記憶させておく。)を重心Gの位置(Xg’,Yg’,Zg’)に加算して、当該人物の無線タグ位置(X’,Y’,Z’)を(Xg’,Yg’,Zg’+Δhg)として算出する。
(2)輪郭線画像L(t)に囲まれた領域の重心Gを計算により算出し、重心Gの位置(Xg’,Yg’,Zg’)を当該人物の無線タグ位置(X’,Y’,Z’)として近似的に算出する。
○CΔは、予め設定された定数である。0に極端に近いと当該人物が対象者であっても対象者でないと誤った判断をする確率が高くなり、逆に、極端に大きな値に設定すると当該人物が対象者でなくても対象者であると誤った判断をする確率が高くなる傾向にある。
○建物とは、対象者が居る建築物をいう。
○敷地とは、建築物が立っている土地をいう。一般的には、建築物の建築部分や門扉・アプローチ、庭、駐車スペースなどをまとめて1つの敷地という。
<(1)式について>
(1)式については、以下のように3つの連立方程式で表される。
(X−Xi)**2+(Y−Yi)**2+(Z−Zi)**2=Li**2……(1)式 ここに、i=1、2、3
ここに、(1)式の3つの連立方程式は、X、Y、Zについて2次の連立方程式として、以下のように表される。
(X−X1)**2+(Y−Y1)**2+(Z−Z1)**2=Li**2……(1)式の1
(X−X2)**2+(Y−Y2)**2+(Z−Z2)**2=Li**2……(1)式の2
(X−X3)**2+(Y−Y3)**2+(Z−Z3)**2=Li**2……(1)式の3
ここで、(1)式の1−(1)式の2、1)式の1−(1)式の2、1)式の1−(1)式の2を求め、それぞれの式を整理して、以下の(1’)式の1、(1’)式の2、(1’)式の3を得る。
2*(X1−X2)*X+2*(Y1−Y2)*Y+2*(Z1−Z2*Z=X1**2−X2**2+Y1**2−Y2**2+Z1**2−Z2**2+L2**2−L1**2……(1’)式の1
2*(X2−X3)*X+2*(Y2−Y3)*Y+2*(Z2−Z3)*Z=X2**2−X3**2+Y2**2−Y3**2+Z2**2−Z3**2+L3**2−L2**2……(1’)式の2
2*(X3−X1)*X+2*(Y3−Y1)*Y+2*(Z3−Z1)*Z=X3**2−X1**2+Y3**2−Y1**2+Z3**2−Z1**2+L1**2−L3**2……(1’)式の3
(1’)式の1、(1’)式の2、(1’)式の3は、 X、Y、Zについて1次の連立方程式となっている。
(1’)式の1、(1’)式の2、(1’)式の3の連立方程式を(1’)とすれば、下記のように表現できる。
2*(Xk−Xm)*X+2*(Yk−Ym)*Y+2*(Zk−Zm)*Z=Xk**2−Xm**2+Yk**2−Ym**2+Zk**2−Zk**2+L2**2−L1**2……(1’)式
ここに、k、lは、第i基地局のiを表し、(1と2)、(2と3)、(3と1)の組合せの値をとる。
<フローチャート>
本件発明に係る、対象者監視システムの実施態様をフローチャートに基づいて、以下説明する(図6)を参照。)。
●S1(ステップ1):無線タグAの選定
管理システムCSは、位置を測定しようとする無線タグA(特定無線タグ)を選定する。
●S2(ステップ2):基地局Bを3つ選定
管理システムCSは、特定無線タグAの位置(X,Y,Z)を測定するために必要な3つの基地局、すなわち、第i基地局(i=1、2、3)を選定する。
第i基地局Biを頂点とする三角形で囲まれた領域が極力広くなるように、第i基地局は選定されるのが望ましい。特定無線タグAと第i基地局Biの距離Liは、上記領域内の三角形の辺よりは小さくなるので、特定無線タグAの概略値としての位置(X,Y,Zを算出するには、上記の第i基地局(i=1、2、3)の上記選定方法で十分である。
●S3(ステップ3):基地局Bと無線タグAとの距離L1、L2、L3を測定
測定しようとする無線タグA(特定無線タグA)のID情報id(特定ID情報id)を、第i基地局Biに送信する。
第i基地局Biは、特定無線タグAのID情報idをブロードキャストにより無線タグAに無線発信する。
第i基地局Biは、測距信号sを無線タグAに時刻t1に発信すると同時に、タイマーTMをスタートさせる。
特定無線タグAは、ID情報idが自分のID情報と一致する場合は、自分が測定対象になっていると判断して、測距信号sを受信すると同時に,応答信号rを発信させる。
特定無線タグAは、受信したID情報idが自分のID情報と一致しない場合は、自分が測定対象になっていないと判断して、測距信号sを受信したとしても、応答信号rを発信させず、受信したID情報idが自分のID情報と一致するまで、待機する。
当該第i基地局Biは、当該応答信号rを時刻t2に受信すると共に、タイマーTMをストップさせて、往復時間ΔTi(t2−t1)を算出し(さらに、往復時間ΔTiから距離Liを算出する場合もある。)、距離情報(往復時間ΔTi又は距離Li)を、当該距離情報を管理システムCSに送信する。
i=1、2、3の3回繰り返す。
●S4(ステップ4):(1)式から特定無線タグAの位置を算出する
管理システムCSは、第i基地局Biから距離情報(往復時間Δti、又は、距離Li)を受信後、(1)式から特定無線タグAの概略値としての位置(X,Y,Z)(概略値)を算出する。
●S5(ステップ5):無線タグAの位置に近い基地局を3つ選定
無線タグAの概略値としての位置(X,Y,Z)(概略値)に近い基地局を選定し、それらを第i基地局(i=1、2、3)とする。
●S6(ステップ6):基地局Bと無線タグAとの距離L1、L2、L3を測定…S3(ステップ3)と同じ
測定しようとする無線タグA(特定無線タグA)のID情報id(特定ID情報id)を、第i基地局Biに送信する。
第i基地局Biは、特定無線タグAのID情報idをブロードキャストにより無線タグAに無線発信する。
第i基地局Biは、測距信号sを無線タグAに時刻t1に発信すると同時に、タイマーTMをスタートさせる。
特定無線タグAは、ID情報idが自分のID情報と一致する場合は、自分が測定対象になっていると判断して、測距信号sを受信すると同時に,応答信号rを発信させる。
特定無線タグAは、受信したID情報idが自分のID情報と一致しない場合は、自分が測定対象になっていないと判断して、測距信号sを受信したとしても、応答信号rを発信させず、受信したID情報idが自分のID情報と一致するまで、待機する。
当該第i基地局Biは、当該応答信号rを時刻t2に受信すると共に、タイマーTMをストップさせて、往復時間ΔTi(t2−t1)を算出し (さらに、往復時間ΔTiから距離Liを算出する場合もある。)、距離情報(往復時間ΔTi又は距離Li)を、当該距離情報を管理システムCSに送信する。
i=1、2、3の3回繰り返す。
●S7(ステップ7):(1)式から無線タグAの位置を算出
管理システムCSは、第i基地局Biから距離情報(往復時間Δti、又は、距離Li)を受信後、(1)式から特定無線タグAの位置(X,Y,Z)(測定値)を算出する。
●S8(ステップ8):無線タグAの位置の決定
特定無線タグAの位置(X,Y,Z)(測定値)に近い第i基地局(i=1、2、3)を新たに選定し、当該新たに選定したい第i基地局(i=1、2、3)と特定無線タグAの概略値としての位置(X,Y,Z)(概略値)に近い選定した第i基地局(i=1、2、3)とが完全に一致するか否かを判定し、完全に一致する場合、上記特定無線タグAの位置(X,Y,Z)(測定値)を最終的に測定値として決定する。
完全に一致しない場合、上記特定無線タグAの位置(X,Y,Z)(測定値)を上記特定無線タグAの概略値としての位置(X,Y,Z)(概略値)として、S4〜S8のステップを繰り返す。
管理システムCSは、次に位置を測定する無線タグを選定し、以下、S1〜S8まで繰り返す。
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課題を解決するための手段は、本願の特許請求の範囲の各請求項に記載の発明であり、その具体的な解決手段は、以下の通りである。
○第1の発明(請求項1に記載の発明)
上記の課題を解決するための第1の発明(請求項1に記載の発明)は、
複数の基地局Bと無線タグAと管理システムCSから構成される対象者監視システム100において、
最初に、上記複数の基地局Bから第i基地局Biを3つ選び、選ばれたた第i基地局Biが測距信号sを発信し、かつ発信すると同時にタイマーTMをスタートさせ、予めID情報idを受信していた無線タグAは、当該測距信号sを受信すると同時に応答信号rを発信させ、当該第i基地局Biは、当該応答信号rを受信すると共に、タイマーTMをストップさせて、往復時間ΔTiを算出し、往復時間ΔTiを管理システムCSに送信すると共に、
管理システムCSは、無線タグAの概略値としての位置(X,Y,Z)を以下の3つの式を連立して算出し、
次に、上記複数の基地局Bから、無線タグAの概略値としての位置(X,Y,Z)に近い第i基地局Biを3つ選び、第i基地局Biが測距信号sを発信し、かつ発信すると同時にタイマーTMをスタートさせ、予めID情報idを受信していた無線タグAは、当該測距信号sを受信すると同時に応答信号rを発信させ、当該第i基地局Biは、当該応答信号rを受信すると共に、タイマーTMをストップさせて、往復時間ΔTiを算出し、往復時間ΔTiを管理システムCSに送信すると共に、
管理システムCSは、上記無線タグAの位置(X,Y,Z)を以下の3つの式を連立して算出することを特徴とする対象者監視システム100。
(X−Xi)**2+(Y−Yi)**2+(Z−Zi)**2=Li**2……(1)式
ここに、iは、上記複数の基地局Bから選ばれた基地局を特定する番号を表し、i=1、2、3の自然数であり、複数とは、3以上の自然数である。
無線タグAの位置は(X,Y,Z)、第i基地局の位置は(Xi,Yi,Zi)である。
Liは、往復時間ΔTiから求めた無線タグAと第i基地局Biとの距離を表わす。
○第2の発明(請求項2に記載の発明)
上記の課題を解決するための第2の発明(請求項2に記載の発明)は、
第i基地局Biは、応答信号rを受信すると共に、タイマーTMをストップさせて、タイマー時間ΔTiを算出し、往復時間ΔTiから無線タグAと第i基地局Biとの距離Liを求め、距離Liを管理システムCSに送信することを特徴とする請求項1に記載された対象者監視システム100である。
○第3の発明(請求項3に記載の発明)
上記の課題を解決するための第3の発明(請求項3に記載の発明)は、
無線タグAの位置(X,Y,Z)を測定するために使用される第i基地局の位置(Xi,Yi,Zi)との距離が、100m、50m、25m、12.5m、6.25m、3m、1mの何れかの数値以下になるように基地局Bを配置してなることを特徴とする請求項1〜2の何れかに記載された対象者監視システム100である。
○第4の発明(請求項4に記載の発明)
上記の課題を解決するための第4の発明(請求項4に記載の発明)は、
建物及び/又は敷地の出入口付近の監視領域OIAを監視する監視カメラWCと、上記複数の基地局Bと無線タグAと管理システムCSから構成される対象者監視システム100において、監視カメラWCは管理システムCSに接続されてなり、管理システムCSは、背景画像P0と時刻tにおける監視画像P(t)の差分画像ΔP(t)を求めて、人物の輪郭線画像L(t)を求め、当該輪郭線画像L(t)から当該人物の無線タグ位置(X’,Y’,Z’)を算出して、(2)式を充足する場合、当該人物は対象者であると認識し、(2)式を充足しない場合、当該人物は対象者でないと認識することを特徴とする請求項1〜3の何れかに記載された対象者監視システム100。
(X−X’)**2+(Y−Y’)**2+(Z−Z’)**2=CΔ……(2)式
ここに、CΔは予め設定された定数である。
○第5の発明(請求項5に記載の発明)
上記の課題を解決するための第5の発明(請求項5に記載の発明)は、
対象者は、介護対象者、及び/又は、介護従事者、及び/又は、対象者として登録された者であることを特徴とする請求項1〜4の何れかに記載された対象者監視システム100である。
○第6の発明(請求項6に記載の発明)
上記の課題を解決するための第6の発明(請求項6に記載の発明)は、
建物が2階以上である場合、各階毎に、3以上の基地局を設けたことを特徴とする請求項1〜5の何れかに記載された対象者監視システム100である。
本発明に係る、対象者監視システム100は、上記のような特徴的構成要件から構成され、特徴的構成要件に応じた、以下のような本願発明特有の効果を奏する。
また、上記の各発明に応じた、上記のような特徴的構成要件から構成された対象者監視システム100によれば、本願発明の課題を十分解消することができた。
○第1の発明の効果
第1の発明によれば、
複数の基地局Bと無線タグAと管理システムCSから構成される対象者監視システム100において、
最初に、上記複数の基地局Bから第i基地局Biを3つ選び、選ばれたた第i基地局Biが測距信号sを発信し、かつ発信すると同時にタイマーTMをスタートさせ、予めID情報idを受信していた無線タグAは、当該測距信号sを受信すると同時に応答信号rを発信させ、当該第i基地局Biは、当該応答信号rを受信すると共に、タイマーTMをストップさせて、往復時間ΔTiを算出し、往復時間ΔTiを管理システムCSに送信すると共に、
管理システムCSは、無線タグAの概略値としての位置(X,Y,Z)を以下の3つの式を連立して算出し、
次に、上記複数の基地局Bから、無線タグAの概略値としての位置(X,Y,Z)に近い第i基地局Biを3つ選び、第i基地局Biが測距信号sを発信し、かつ発信すると同時にタイマーTMをスタートさせ、予めID情報idを受信していた無線タグAは、当該測距信号sを受信すると同時に応答信号rを発信させ、当該第i基地局Biは、当該応答信号rを受信すると共に、タイマーTMをストップさせて、往復時間ΔTiを算出し、往復時間ΔTiを管理システムCSに送信すると共に、
管理システムCSは、上記無線タグAの位置(X,Y,Z)を以下の3つの式を連立して算出することを特徴とする対象者監視システム100。
(X−Xi)**2+(Y−Yi)**2+(Z−Zi)**2=Li**2……(1)式
ここに、iは、上記複数の基地局Bから選ばれた基地局を特定する番号を表し、i=1、2、3の自然数であり、複数とは、3以上の自然数である。
無線タグAの位置は(X,Y,Z)、第i基地局の位置は(Xi,Yi,Zi)である。
Liは、往復時間ΔTiから求めた無線タグAと第i基地局Biとの距離を表わす。
という特徴的な構成要件により、本発明が解決しようとする第1課題〜第4課題を達成することができ、当業者予測不可能な顕著な効果を奏することができた。
○第2の発明の効果
第2の発明によれば、
第i基地局Biは、応答信号rを受信すると共に、タイマーTMをストップさせて、タイマー時間ΔTiを算出し、往復時間ΔTiから無線タグAと第i基地局Biとの距離Liを求め、距離Liを管理システムCSに送信することという特徴的な構成要件により、本発明が解決しようとする第1課題〜第4課題を達成することができ、当業者予測不可能な顕著な効果を奏することができた。
○第3の発明の効果
第3の発明によれば、
無線タグAの位置(X,Y,Z)を測定するために使用される第i基地局の位置(Xi,Yi,Zi)との距離が、100m、50m、25m、12.5m、6.25m、3m、1mの何れかの数値以下になるように基地局Bを配置してなることという特徴的な構成要件により、本発明が解決しようとする第1課題〜第4課題を達成することができ、当業者予測不可能な顕著な効果を奏することができた。
○第4の発明の効果
第4の発明によれば、
建物及び/又は敷地の出入口付近の監視領域OIAを監視する監視カメラWCと、上記複数の基地局Bと無線タグAと管理システムCSから構成される対象者監視システム100において、監視カメラWCは管理システムCSに接続されてなり、管理システムCSは、背景画像P0と時刻tにおける監視画像P(t)の差分画像ΔP(t)を求めて、人物の輪郭線画像L(t)を求め、当該輪郭線画像L(t)から当該人物の無線タグ位置(X’,Y’,Z’)を算出して、(2)式を充足する場合、当該人物は対象者であると認識し、(2)式を充足しない場合、当該人物は対象者でないと認識することを特徴とする請求項1〜3の何れかに記載された対象者監視システム100。
(X−X’)**2+(Y−Y’)**2+(Z−Z’)**2=CΔ……(2)式
ここに、CΔは予め設定された定数である。
という特徴的な構成要件により、本発明が解決しようとする第1課題〜第4課題を達成することができ、当業者予測不可能な顕著な効果を奏することができた。
○第5の発明の効果
第5の発明によれば、
対象者は、介護対象者、及び/又は、介護従事者、及び/又は、対象者として登録された者であることという特徴的な構成要件により、本発明が解決しようとする第1課題〜第4課題を達成することができ、当業者予測不可能な顕著な効果を奏することができた。
○第6の発明の効果
第6の発明によれば、
建物が2階以上である場合、各階毎に、3以上の基地局を設けたことという特徴的な構成要件により、本発明が解決しようとする第1課題〜第4課題を達成することができ、当業者予測不可能な顕著な効果を奏することができた。
以下、本発明に係る、対象者監視システム100に関する最良の実施形態について、図面を参照しながら説明する。
図1は、本願発明に係る,無線タグの構成図である。
図2は、本願発明に係る,基地局の構成図である。
図3は、無線タグと、第1基地局と、第2基地局、第3基地局との関係を図示した図である。
図4は、本願発明に係る,対象者監視システムの構成図である。
図5は、無線タグと第i基地局の情報の送受信の状況を示すタイムチャートである。
図6は、本願発明に係る,対象者監視システムの実施態様のフローチャートである。
図7は、監視カメラで建物及び/又は敷地の出入口付近の監視領域を撮影している状態を示す図である。
図8は、差分画像ΔPtから人物の輪郭線画像L(t)を抽出し、輪郭線画像L(t)から人物の無線タグ位置(X’,Y’,Z’)を算出する状況を示す図である。

以下、本発明に係る、対象者監視システム100について、図面を参照しながら説明する。
11111**************************************************
複数の基地局Bと無線タグAと管理システムCSから構成される対象者監視システム100において、
最初に、上記複数の基地局Bから第i基地局Biを3つ選び、選ばれたた第i基地局Biが測距信号sを発信し、かつ発信すると同時にタイマーTMをスタートさせ、予めID情報idを受信していた無線タグAは、当該測距信号sを受信すると同時に応答信号rを発信させ、当該第i基地局Biは、当該応答信号rを受信すると共に、タイマーTMをストップさせて、往復時間ΔTiを算出し、往復時間ΔTiを管理システムCSに送信すると共に、
管理システムCSは、無線タグAの概略値としての位置(X,Y,Z)を以下の3つの式を連立して算出し、
次に、上記複数の基地局Bから、無線タグAの概略値としての位置(X,Y,Z)に近い第i基地局Biを3つ選び、第i基地局Biが測距信号sを発信し、かつ発信すると同時にタイマーTMをスタートさせ、予めID情報idを受信していた無線タグAは、当該測距信号sを受信すると同時に応答信号rを発信させ、当該第i基地局Biは、当該応答信号rを受信すると共に、タイマーTMをストップさせて、往復時間ΔTiを算出し、往復時間ΔTiを管理システムCSに送信すると共に、
管理システムCSは、上記無線タグAの位置(X,Y,Z)を以下の3つの式を連立して算出することを特徴とする対象者監視システム100が開示されている。
(X−Xi)**2+(Y−Yi)**2+(Z−Zi)**2=Li**2……(1)式
ここに、iは、上記複数の基地局Bから選ばれた基地局を特定する番号を表し、i=1、2、3の自然数であり、複数とは、3以上の自然数である。
無線タグAの位置は(X,Y,Z)、第i基地局の位置は(Xi,Yi,Zi)である。
Liは、往復時間ΔTiから求めた無線タグAと第i基地局Biとの距離を表わす。
○第1の発明の効果
第1の発明によれば、
複数の基地局Bと無線タグAと管理システムCSから構成される対象者監視システム100において、
最初に、上記複数の基地局Bから第i基地局Biを3つ選び、選ばれたた第i基地局Biが測距信号sを発信し、かつ発信すると同時にタイマーTMをスタートさせ、予めID情報idを受信していた無線タグAは、当該測距信号sを受信すると同時に応答信号rを発信させ、当該第i基地局Biは、当該応答信号rを受信すると共に、タイマーTMをストップさせて、往復時間ΔTiを算出し、往復時間ΔTiを管理システムCSに送信すると共に、
管理システムCSは、無線タグAの概略値としての位置(X,Y,Z)を以下の3つの式を連立して算出し、
次に、上記複数の基地局Bから、無線タグAの概略値としての位置(X,Y,Z)に近い第i基地局Biを3つ選び、第i基地局Biが測距信号sを発信し、かつ発信すると同時にタイマーTMをスタートさせ、予めID情報idを受信していた無線タグAは、当該測距信号sを受信すると同時に応答信号rを発信させ、当該第i基地局Biは、当該応答信号rを受信すると共に、タイマーTMをストップさせて、往復時間ΔTiを算出し、往復時間ΔTiを管理システムCSに送信すると共に、
管理システムCSは、上記無線タグAの位置(X,Y,Z)を以下の3つの式を連立して算出することという特徴的な構成要件により、本発明が解決しようとする第1課題〜第4課題を達成することができ、当業者予測不可能な顕著な効果を奏することができた。
(X−Xi)**2+(Y−Yi)**2+(Z−Zi)**2=Li**2……(1)式
ここに、iは、上記複数の基地局Bから選ばれた基地局を特定する番号を表し、i=1、2、3の自然数であり、複数とは、3以上の自然数である。
無線タグAの位置は(X,Y,Z)、第i基地局の位置は(Xi,Yi,Zi)である。
Liは、往復時間ΔTiから求めた無線タグAと第i基地局Biとの距離を表わす。
22222**************************************************
上記の対象者監視システム100において、
第i基地局Biは、応答信号rを受信すると共に、タイマーTMをストップさせて、タイマー時間ΔTiを算出し、往復時間ΔTiから無線タグAと第i基地局Biとの距離Liを求め、距離Liを管理システムCSに送信することを特徴とする請求項1に記載された対象者監視システム100が開示されている。
○第2の発明の効果
第2の発明によれば、
第i基地局Biは、応答信号rを受信すると共に、タイマーTMをストップさせて、タイマー時間ΔTiを算出し、往復時間ΔTiから無線タグAと第i基地局Biとの距離Liを求め、距離Liを管理システムCSに送信することという特徴的な構成要件により、本発明が解決しようとする第1課題〜第4課題を達成することができ、当業者予測不可能な顕著な効果を奏することができた。
33333**************************************************
上記の対象者監視システム100において、
無線タグAの位置(X,Y,Z)を測定するために使用される第i基地局の位置(Xi,Yi,Zi)との距離が、100m、50m、25m、12.5m、6.25m、3m、1mの何れかの数値以下になるように基地局Bを配置してなることを特徴とする請求項1〜2の何れかに記載された対象者監視システム100が開示されている。
○第3の発明の効果
第3の発明によれば、
無線タグAの位置(X,Y,Z)を測定するために使用される第i基地局の位置(Xi,Yi,Zi)との距離が、100m、50m、25m、12.5m、6.25m、3m、1mの何れかの数値以下になるように基地局Bを配置してなることという特徴的な構成要件により、本発明が解決しようとする第1課題〜第4課題を達成することができ、当業者予測不可能な顕著な効果を奏することができた。
44444**************************************************
上記の対象者監視システム100において、
建物及び/又は敷地の出入口付近の監視領域OIAを監視する監視カメラWCと、上記複数の基地局Bと無線タグAと管理システムCSから構成される対象者監視システム100において、監視カメラWCは管理システムCSに接続されてなり、管理システムCSは、背景画像P0と時刻tにおける監視画像P(t)の差分画像ΔP(t)を求めて、人物の輪郭線画像L(t)を求め、当該輪郭線画像L(t)から当該人物の無線タグ位置(X’,Y’,Z’)を算出して、(2)式を充足する場合、当該人物は対象者であると認識し、(2)式を充足しない場合、当該人物は対象者でないと認識することを特徴とする請求項1〜3の何れかに記載された対象者監視システム100が開示されている。
(X−X’)**2+(Y−Y’)**2+(Z−Z’)**2=CΔ……式(2)
ここに、CΔは予め設定された定数である。
○第4の発明の効果
第4の発明によれば、
建物及び/又は敷地の出入口付近の監視領域OIAを監視する監視カメラWCと、上記複数の基地局Bと無線タグAと管理システムCSから構成される対象者監視システム100において、監視カメラWCは管理システムCSに接続されてなり、管理システムCSは、背景画像P0と時刻tにおける監視画像P(t)の差分画像ΔP(t)を求めて、人物の輪郭線画像L(t)を求め、当該輪郭線画像L(t)から当該人物の無線タグ位置(X’,Y’,Z’)を算出して、(2)式を充足する場合、当該人物は対象者であると認識し、(2)式を充足しない場合、当該人物は対象者でないと認識することという特徴的な構成要件により、本発明が解決しようとする第1課題〜第4課題を達成することができ、当業者予測不可能な顕著な効果を奏することができた。
(X−X’)**2+(Y−Y’)**2+(Z−Z’)**2=CΔ……(2)式
ここに、CΔは予め設定された定数である。
55555**************************************************
上記の対象者監視システム100において、
対象者は、介護対象者、及び/又は、介護従事者、及び/又は、対象者として登録された者であることを特徴とする請求項1〜4の何れかに記載された対象者監視システム100が開示されている。
○第5の発明の効果
第5の発明によれば、
対象者は、介護対象者、及び/又は、介護従事者、及び/又は、対象者として登録された者であることという特徴的な構成要件により、本発明が解決しようとする第1課題〜第4課題を達成することができ、当業者予測不可能な顕著な効果を奏することができた。
66666**************************************************
上記の対象者監視システム100において、
建物が2階以上である場合、各階毎に、3以上の基地局を設けたことを特徴とする請求項1〜5の何れかに記載された対象者監視システム100が開示されている。
○第6の発明の効果
第6の発明によれば、
建物が2階以上である場合、各階毎に、3以上の基地局を設けたことという特徴的な構成要件により、本発明が解決しようとする第1課題〜第4課題を達成することができ、当業者予測不可能な顕著な効果を奏することができた。
図1は、本願発明に係る,無線タグの構成図である。 図2は、本願発明に係る,基地局の構成図である。 図3は、無線タグと、第1基地局と、第2基地局、第3基地局との関係を図示した図である。 図4は、本願発明に係る,対象者監視システムの構成図である。 図5は、無線タグと第i基地局の情報の送受信の状況を示すタイムチャートである。 図6は、本願発明に係る,対象者監視システムの実施態様のフローチャートである。 図7は、監視カメラで建物及び/又は敷地の出入口付近の監視領域を撮影している状態を示す図である。 図8は、差分画像ΔPtから人物の輪郭線画像L(t)を抽出し、輪郭線画像L(t)から人物の無線タグ位置(X’,Y’,Z’)を算出する状況を示す図である。
B……基地局
BAn……アンテナ(基地局Bに設置されているアンテナ)
BCid……ID情報発信機
BCs……測距信号発信機
BCr……測距信号発信機
BCr……応答信号受信機
Bam……算出器
Bcon……制御機

AAn……アンテナ(無線タグAに設置されているアンテナ)
ACid……ID情報受信機
ACs……測距信号受信機
ACr……応答信号発信機

CS……管理システム
100……対象者監視システム
Bi……第i基地局
TM……タイマー
s……測距信号
id……ID情報
r……応答信号
ΔTi……往復時間
(X,Y,Z)……無線タグAの位置
(Xi,Yi,Zi)……i基地局Biの位置
Li……往復時間ΔTiから求めた無線タグAとi基地局Biとの距離
OIA……建物及び/又は敷地の出入口付近の監視領域
WC……監視カメラ
P0……背景画像
P(t)……時刻tにおける監視画像
ΔP(t)……差分画像
L(t)……人物の輪郭線画像
(X’,Y’,Z’)……人物の無線タグ位置
CΔ……予め設定された定数

Claims (6)

  1. 複数の基地局Bと無線タグAと管理システムCSから構成される対象者監視システム100において、
    最初に、複数の基地局Bから第i基地局Biを3つ選び、選ばれたた第i基地局Biが測距信号sを発信し、かつ発信すると同時にタイマーTMをスタートさせ、予めID情報idを受信していた無線タグAは、当該測距信号sを受信すると同時に応答信号rを発信させ、当該第i基地局Biは、当該応答信号rを受信すると共に、タイマーTMをストップさせて、往復時間ΔTiを算出し、往復時間ΔTiを管理システムCSに送信すると共に、
    管理システムCSは、無線タグAの概略値としての位置(X,Y,Z)を以下の3つの式を連立して算出し、
    次に、無線タグAの概略値としての位置(X,Y,Z)に近い第i基地局Biを3つ選び、第i基地局Biが測距信号sを発信し、かつ発信すると同時にタイマーTMをスタートさせ、予めID情報idを受信していた無線タグAは、当該測距信号sを受信すると同時に応答信号rを発信させ、当該第i基地局Biは、当該応答信号rを受信すると共に、タイマーTMをストップさせて、往復時間ΔTiを算出し、往復時間ΔTiを管理システムCSに送信すると共に、
    管理システムCSは、上記無線タグAの位置(X,Y,Z)を以下の3つの式を連立して算出することを特徴とする対象者監視システム100。
    (X−Xi)**2+(Y−Yi)**2+(Z−Zi)=Li**2……(1)式
    ここに、iは、複数の基地局Bから選ばれた基地局を特定する番号を表し、i=1、2、3の自然数であり、複数とは、3以上の自然数である。
    無線タグAの位置は(X,Y,Z)、第i基地局の位置は(Xi,Yi,Zi)である。
    Liは、往復時間ΔTiから求めた無線タグAと第i基地局Biとの距離を表わす。
  2. 第i基地局Biは、応答信号rを受信すると共に、タイマーTMをストップさせて、タイマー時間ΔTiを算出し、往復時間ΔTiから無線タグAと第i基地局Biとの距離Liを求め、距離Liを管理システムCSに送信することを特徴とする請求項1に記載された対象者監視システム100。
  3. 無線タグAの位置(X,Y,Z)を測定するために使用される第i基地局の位置(Xi,Yi,Zi)との距離が、100m、50m、25m、12.5m、6.25m、3m、1mの何れかの数値以下になるように基地局Bを配置してなることを特徴とする請求項1〜2の何れかに記載された対象者監視システム100。
  4. 建物及び/又は敷地の出入口付近の監視領域OIAを監視する監視カメラWCと、複数の基地局Bと無線タグAと管理システムCSから構成される対象者監視システム100において、監視カメラWCは管理システムCSに接続されてなり、管理システムCSは、背景画像P0と時刻tにおける監視画像P(t)の差分画像ΔP(t)を求めて、人物の輪郭線画像L(t)を求め、当該輪郭線画像L(t)から当該人物の無線タグ位置(X’,Y’,Z’)を算出して、(2)式を充足する場合、当該人物は対象者であると認識し、(2)式を充足しない場合、当該人物は対象者でないと認識することを特徴とする請求項1〜3の何れかに記載された対象者監視システム100。
    (X−X’)**2+(Y−Y’)**2+(Z−Z’)=CΔ……(2)式
    ここに、CΔは予め設定された定数である。
  5. 対象者は、介護対象者、及び/又は、介護従事者、及び/又は、対象者として登録された者であることを特徴とする請求項1〜4の何れかに記載された対象者監視システム100。
  6. 建物が2階以上である場合、各階毎に、3以上の基地局を設けたことを特徴とする請求項1〜5の何れかに記載された対象者監視システム100。

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