JP2017146157A - Range finder for bathroom and range method for bathroom - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、測距波を出射しその反射波を受信して測距対象までの距離情報を取得する測距部を用いた浴室用測距装置および浴室用測距方法に関する。 The present invention relates to a bathroom distance measuring device and a bathroom distance measuring method using a distance measuring unit that emits a distance measuring wave and receives a reflected wave thereof to acquire distance information to a distance measuring object.
上記のような浴室用測距装置としては例えば特許文献1に記載の浴室用監視装置に用いられている。
As the bathroom distance measuring apparatus as described above, for example, it is used in a bathroom monitoring apparatus described in
特許文献1の浴室監視装置は、対象領域内の3次元情報を取得する3次元センサと、取得した3次元情報に基づいて、対象領域内の高さの変化を検出する高さ変化検出手段と、検出された高さの変化に基づいて、対象物の位置を検出する位置検出手段と、検出された高さの変化に基づいて、対象物の動きを検出する動き検出手段と、検出された対象物の位置と動きに基づいて、対象物が危険な状態にあるか否かを判定する危険判定手段とを備え、危険判定手段は、危険な状態にあるか否かの判定を、対象領域内の位置毎に設定された判定基準に基づき行う。
The bathroom monitoring apparatus of
特許文献1では、光を用いたTOF(Time−Of−Flight)方式の距離センサを用いても良いことが記載されている。しかしながら、この距離センサの出射光が浴室内の鏡で鏡面反射のみすることがある。この場合、距離センサは正確な測距を行えないため、浴室監視に影響が及ぶという問題点があった。
それゆえに、本発明の目的は、より正確に浴室監視が行える浴室用測距装置および浴室用測距方法を提供することである。 Therefore, an object of the present invention is to provide a bathroom distance measuring device and a bathroom distance measuring method that can perform bathroom monitoring more accurately.
上記の目的を達成するため、本発明の第一局面は、TOF(Time−of−Flight)方式により、浴室にて測距波を出射し反射波を受信することで、前記浴室内の複数箇所までの距離を含む距離情報を取得する測距部と、前記距離情報に含まれる各距離のうち所定値以上の距離を無効にする中央処理部と、を備えた浴室用測距装置に向けられる。 In order to achieve the above object, the first aspect of the present invention is to emit a ranging wave in a bathroom and receive a reflected wave in a bathroom by a TOF (Time-of-Flight) method, so that a plurality of locations in the bathroom are provided. A distance measuring unit that acquires distance information including a distance to and a central processing unit that invalidates a distance greater than or equal to a predetermined value among the distances included in the distance information. .
また、本発明の第二局面は、TOF(Time−of−Flight)方式により、浴室にて測距波を出射し反射波を受信することで、前記浴室内の各箇所までの距離を含む距離情報を取得するステップと、前記距離情報に含まれる各距離のうち、所定値以上の距離を無効にするステップと、を備えた浴室用測距方法に向けられる。 In addition, the second aspect of the present invention is a distance including distances to each location in the bathroom by emitting a ranging wave in the bathroom and receiving a reflected wave by the TOF (Time-of-Flight) method. The method is directed to a bathroom ranging method comprising: obtaining information; and invalidating a distance greater than or equal to a predetermined value among the distances included in the distance information.
上記各局面によれば、より正確に浴室監視が行える浴室用測距装置および浴室用測距方法を提供することが出来る。 According to each aspect described above, it is possible to provide a bathroom distance measuring device and a bathroom distance measuring method that can perform bathroom monitoring more accurately.
≪1.第一実施形態≫
以下、上記図面を参照して、第一実施形態に係る浴室監視装置Aを詳説する。
<< 1. First embodiment >>
Hereinafter, the bathroom monitoring apparatus A according to the first embodiment will be described in detail with reference to the drawings.
≪1−1.浴室監視装置Aの構成≫
図1中、浴室監視装置Aは、測距部1と、制御部2と、警報部3と、を備えている。
<< 1-1. Configuration of bathroom monitoring device A >>
In FIG. 1, the bathroom monitoring device A includes a
測距部1は、例えば、TOF(Time−Of−Flight)方式の三次元距離画像カメラであって、浴室の天井に、自身の光軸が鉛直下方向を向くように設置される。測距部1は、後述の距離画像情報Idstを取得するために、光源部11と、駆動回路12と、受光部13と、信号処理回路14と、を含む。
The
光源部11は、例えば赤外線LEDのような光源素子を少なくとも一つ含む。光源部11は、駆動回路12により駆動信号Sinが入力されると、自身の画角内において様々な方向に広がる測距波L1であって、例えば赤外線パルス光である測距波L1を、浴室内に放射する。
The
放射された測距波L1は、浴室に人が居なければ、浴室内装(例えば浴槽や床等)の表面で反射する。それに対し、浴室に人が居れば、測距波L1は、内装表面だけでなく人体表面でも反射する。ここで、本実施形態の説明では、反射とは鏡面反射および拡散反射を含む概念とする。内装表面や人体表面での反射波L2は受光部13に入射される。
The radiated ranging wave L1 is reflected on the surface of the bathroom interior (for example, a bathtub, a floor, etc.) if there is no person in the bathroom. On the other hand, if there is a person in the bathroom, the distance measuring wave L1 is reflected not only on the interior surface but also on the surface of the human body. Here, in the description of the present embodiment, reflection is a concept including specular reflection and diffuse reflection. The reflected wave L2 on the interior surface or the human body surface is incident on the
受光部13は、典型的には、二次元アレイ状に配列された複数の受光素子(例えば、CCD)を含む。各受光素子には、反射波L2において、内装や人体で反射した光成分が入射される。各受光素子は、光電変換を行って、自素子への入射光成分の強度等を示す信号Soutを生成し信号処理回路14に出力する。
The
信号処理回路14には、駆動回路12の駆動信号Sinと、各受光素子の出力信号Soutとが入力される。信号処理回路14は、複数の受光素子毎に、両入力信号Sin,Soutの間の位相差φを求めて、求めた位相差φに基づき、光源部11から各反射箇所までの空間距離を求める。その後、信号処理回路14は、受光素子毎に求めた空間距離の集まりを距離画像情報Idstとして所定のフレームレート(例えば、30フレーム/秒)で制御部2に出力する。換言すると、距離画像情報Idstは測距部1から内装表面や人体表面までの空間距離を画素値として有する。
The
ここで、図2には、浴室4の天井に設置された測距部1と、浴槽41内の人42と、浴槽41の周囲の壁43とが示される。測距部1から放射された測距波L1は、浴槽41、人42または壁43等で反射して、反射波L2として測距部1で受光される。ここで、図2には、壁43での反射箇所の例がaで、浴槽41の上端での反射箇所の例がbで、浴槽41の底または洗い場の床での反射箇所の例がcで、人42の頭頂部44,その他の部位45での反射箇所の例はd,eで示される。この場合、距離画像情報Idstは、各反射箇所a〜eまでの空間距離の集まりとなる。なお、図2が煩雑にならないように、参照符号L1,L2は一つの光成分(即ち、矢印)の近くにのみ示している。
Here, FIG. 2 shows the
図3において、制御部2は、通信部21と、処理部の一例であるCPU22と、不揮発性メモリ23と、メインメモリ24と、を備えている。
In FIG. 3, the
通信部21は、制御部2と測距部1および警報部3との通信インタフェイスである。CPU22は、不揮発性メモリ23に予め格納されているプログラムPを、メインメモリ24を作業領域として用いて実行する。
The
警報部3は、例えばスピーカであって、様々な箇所に配置可能である。例えば、本浴室監視装置Aが家に設置されれば、警報部3は、例えば、浴室または浴室外(例えばリビングルーム)に設置される。また、設置場所が介護施設等であれば、警報部3は、浴室とは別室にて、有線ネットワークを介して制御部2と接続されたPCのスピーカでも構わないし、無線接続された無線通信端末(例えばスマートフォン)であって、介護職員が所持する無線通信端末のスピーカでも構わない。他にも、警報部3は浴室に設置されても構わない。以上のような警報部3は、制御部2で生成された各種警告音データIsndに従って、浴室内での人の重大な状況(例えば溺水や転倒)に対する警報音を出力する。
The
≪1−2.浴室監視装置の動作≫
次に、図4および図5等を参照して、制御部2の動作を詳説する。
<< 1-2. Operation of bathroom monitoring system >>
Next, the operation of the
CPU22は、浴室に人が居ない時に、図4の初期設定処理をまず行う。ステップS01において、CPU22は、光源部11から測距波L1を放射させる。この測距波L1は、浴室の内装表面の各箇所で反射され、反射波L2として受光部13に入射される。
The
ステップS02において、測距部1の信号処理回路14は、受光部13の出力信号Soutに基づき、前述の距離画像情報Idstを少なくとも一フレーム分生成し、制御部2(より具体的にはメインメモリ24)に転送する。初期設定時では、距離画像情報Idstは、浴室内の内装表面における各反射箇所までの距離のみの集まりとなる。本説明では、この距離画像情報Idstを、第二距離画像情報Idst2という。
In step S02, the
ステップS03において、CPU22は、測距部1から得た第二距離画像情報Idst2を、記憶部の例である不揮発性メモリ23(図3参照)に格納する。
In step S03, the
ステップS04において、CPU22は、第二距離画像情報Idst2に対する透視投影変換等により、画素位置毎の空間距離を、例えば測距部1の発光点位置を原点とする鉛直方向位置に変換した後、特徴点抽出処理により、鉛直方向位置が略同一の画素群であって矩形形状をなす画素群を探す。浴室の場合、このような画素群としては、洗い場と、浴槽の上端の外形線とが認識される場合がある。CPU22は、測距部1(即ち天井)により近い画素群を、浴槽41の上端の外形線(図6中、bにて示す)と定義し、当該外形線内の領域(図6中の太い破線で示す)を示す第一監視領域情報t1を、不揮発性メモリ23に格納する(図3を参照)。
In step S04, the
ステップS05において、CPU22は、浴槽上端を浴室内の所定箇所の第一例として定義すると共に、その鉛直方向位置を浴室位置情報の一例である上端位置情報I1として不揮発性メモリ23に格納する(図3を参照)。
In step S05, the
以上で、図4の初期設定処理が終了する。 This completes the initial setting process of FIG.
CPU22は、初期設定処理の後、図5の警告処理を行う。ステップS11において、CPU22は、前述と同様、測距部1から測距波L1を放射させる。この測距波L1は、浴室の内装表面の各箇所または人の各部位で反射されて、反射波L2として受光部13に入射される。
The
ステップS12において、信号処理回路14は、受光部13の出力信号Soutに基づき、前述の距離画像情報Idstを生成し、制御部2にフレーム単位で転送する。この時、浴室に人が居れば、距離画像情報Idstは、図7に示すように、浴室内の内装表面だけでなく人体表面での各反射箇所までの空間距離の集まりとなる。なお、図7には、浴槽41の上端での反射箇所をbで示し、人42において特に頭頂部44を除く部位45での反射箇所をcで示し、頭頂部44での反射箇所をdで示している。また、他の反射箇所の図示を便宜上省略している。また、本説明では、ステップS12で得られた距離画像情報Idstを、第一距離画像情報Idst1という。第一距離画像情報Idst1は、CPU22の制御下で、通信部21を介してメインメモリ24にフレーム毎に順次格納されていく。
In step S <b> 12, the
ステップS13において、CPU22は、浴槽に人が居るか否かを確認する。より具体的には、両距離画像情報Idst1,Idst2のそれぞれにおいて第一監視領域t1内に属する画素値同士の差分が演算される。この差分が所定の閾値以上であれば浴槽内に人が居ると判断される。
In step S13, the
ステップS13にて浴槽に人が居ると判断されると、CPU22は、ステップS14において、第一距離画像情報Idst1の最新フレームに対し、透視投影変換および特徴点抽出処理を行って、人の所定部位の典型例としての人の頭頂部44(図7中dで示す)を特定し、その鉛直方向位置を、人位置情報の一例である頭部位置情報I2として保持する。
If it is determined in step S13 that there is a person in the bathtub, in step S14, the
次のステップS15において、CPU22は、まず、不揮発性メモリ23から上端位置情報I1を読み出す。その後、CPU22は、ステップS14で得た頭頂部の鉛直方向位置(即ち、最新の頭部位置情報I2)と、浴槽上端の鉛直方向位置(即ち、上端位置情報I1)との比較結果から、浴室の人が溺水しているか否かを判断する。より具体的には、CPU22は、頭頂部44の鉛直方向位置から浴槽上端の鉛直方向位置を減算して、これにより得られた差分が予め定められた閾値以下か否かを判断することで、溺水判断を行う。ここで、本浴室監視装置Aは溺水判断を行うことを目的とするため、閾値は20cm程度に選ばれる。
In next step S <b> 15, the
ステップS15にて溺水で無いと判断されれば、第一距離画像情報Idst1および頭部位置情報I2を更新するために、CPU22は、ステップS11に戻る。上記に対し、溺水と判断されれば、CPU22は、ステップS16において、警告音の音量を、初期的な標準音量に設定する。その後、CPU22は、ステップS17において、各種警告音データIsndの一つであって、溺水の警告を設定音量の音声で表す第一警告音データIsnd1を生成して警報部3に送信する。警報部3は、受信した第一警告音データIsnd1に基づき、設定音量の警報を出力する。
If it is determined in step S15 that the water is not flooded, the
次に、CPU22は、ステップS18で、ステップS17で警告を出してから第一所定時間が経過すると、ステップS19で頭部位置情報I2を更新し、その後、ステップS110で溺水判断を行う。なお、ステップS19,S110の処理は、ステップS14,S15と同様である。また、第一所定時間は10秒程度に選ばれる。
Next, in step S18, when the first predetermined time has elapsed after issuing the warning in step S17, the
ステップS110で溺水と判断されると、CPU22は、ステップS111で、事態がより重大であるとみなして、警告音の音量を標準音量より大きく設定した後、ステップS17を行う。この処理により、警報部3は、時間をおいて互いに異なる方法で警告を行う。特に、警告音量が徐々に大きくなるため、事態の重大さを介護職員等は認識できる。それに対し、ステップS110で溺水で無いと判断されると、浴槽の人は溺水状態から脱したとみなして、処理はステップS11に戻る。この後、上述と同様の処理が行われる。
If it is determined in step S110 that the water is flooded, the
ところで、ステップS13にて浴槽に人が居ないと判断されると、CPU22は、ステップS112において、第二所定時間が経過するか否かを判断する。ステップS112で第二所定時間が経過すると、CPU22は、今後暫くの間浴槽に人が入ってこないとみなして、ステップS113で第二距離画像情報Idst2の更新を行う。ステップS113の処理は、図4のステップS01〜S03の処理と同様であるため、ここで改めて詳説することを控える。なお、ステップS113では少なくとも第二距離画像情報Idst2が更新されれば良いが、第一監視領域情報t1や上端位置情報I1も同時に更新されても構わない。
By the way, if it is determined in step S13 that there is no person in the bathtub, the
CPU22は、ステップS113の処理の後、または、ステップS112で第二所定時間が経過していないと判断した場合、ステップS11を再度行う。それ以降の処理については、前述した通りであるため、ここで改めて詳説することを控える。
After determining that the second predetermined time has not elapsed in step S112 after the process in step S113, the
≪1−3.第一実施形態の効果≫
以上の通り、本実施形態によれば、浴室4内に居る人の頭頂部44の位置dおよび浴槽41の上端位置b(図2や図7を参照)の比較という極めて簡素な処理で警報を行えるため、低コストで実現可能な浴室監視装置Aを提供することが可能となる。また、色や濃淡を示す画素値からなる通常の二次元画像を生成するカメラは浴室監視装置Aには不要である。これによっても、浴室監視装置Aは低コストで実現可能となると共に、浴室にカメラを設置するというユーザの心理的負担を無くすことができる。
<< 1-3. Effects of the first embodiment >>
As described above, according to the present embodiment, an alarm is generated by an extremely simple process of comparing the position d of the
また、浴室監視装置Aでは、CPU22は、図4の初期設定処理により、浴室4内の所定箇所の鉛直方向位置を示す上端位置情報I1を自動的に取得して不揮発性メモリ23に格納する。換言すると、本浴室監視装置Aを浴室に設置する際に、設置業者が上端位置情報I1をわざわざ浴室監視装置Aに設定する必要が無くなる。このように、本浴室監視装置Aによれば、設置業者の作業工数を低減することが可能となる。
In the bathroom monitoring apparatus A, the
また、浴室監視装置Aでは、CPU22は、図5のステップS13で人が浴室に居ると判断した場合に限り、図5のステップS14以降を行っている。それ故、処理負荷の大きな特徴点抽出を不必要に行う必要が無くなる。
Further, in the bathroom monitoring apparatus A, the
また、光源部11が赤外線の測距波L1を放射する場合、浴槽内の水面で測距波L1は反射されない。それ故、浴室監視装置Aでは代替的に、浴槽41の上端位置を認識し溺水判断に使用することで、上述の通り、低コストで実現可能な浴室監視装置Aを提供することが可能となる。
Moreover, when the
また、図5の警告処理にステップS18〜S111を組み込むことで、浴室監視装置Aにおいて、CPU22は、時間をおいて異なる音量で複数回警告を行うよう制御する。これにより、事態の重大さに応じた警告を行うことが可能となる。
Further, by incorporating steps S18 to S111 into the warning process of FIG. 5, in the bathroom monitoring device A, the
≪1−4.付記≫
上記説明では、測距部1は三次元距離画像カメラであるとして説明した。しかし、これに限らず、測距部1は、所謂受信スキャンレス型の三次元画像レーダであっても構わない。この場合、光源部11は、赤外線LEDおよびMEMSミラー等をさらに含む。MEMSミラーには、赤外線LEDからのビーム径を相対的に細く絞ったレーザ光が入射される。MEMSミラーは、入射レーザ光を偏向する。MEMSミラーで偏向された光は、各種測距波の他の例として浴室内で走査される。受信スキャンレス型の場合であっても、受光部13の構成は実質的に上述と同じである。
<< 1-4. Appendix >>
In the above description, the
また、上記説明では、各種測距波は光であるとして説明した。しかし、これに限らず、測距波は電波であっても構わない。 In the above description, the various ranging waves are assumed to be light. However, the present invention is not limited to this, and the ranging wave may be a radio wave.
また、上記説明では、第一監視領域t1は、浴槽41の上端外形線で囲まれる領域であるとした。しかし、これに限らず、図8に示すように、第一監視領域t1は、外形線から所定量だけ内側にオフセットした領域であっても構わない。これにより、図5のステップS13において、壁43に設置されたシャワーであって鉛直方向位置がしばしば変わりうるシャワーが人体と誤認識される可能性を低減できる。
In the above description, the first monitoring region t <b> 1 is a region surrounded by the upper end outline of the
また、上記説明では、図5のステップS111にて警告音の音量が大きくされていた。しかし、これに限らず、警告音の周波数が高くされても構わない。 In the above description, the volume of the warning sound is increased in step S111 in FIG. However, the present invention is not limited to this, and the frequency of the warning sound may be increased.
また、上記説明では、上端位置情報I1は浴槽41の上端の鉛直方向位置を示していた。しかし、これに限らず、図9に示すように、再帰反射性材料を用いて特定パターンが表面上に形成されたフロート5を浴槽41に浮かべておいた場合、CPU22は、警告処理において、第一距離画像情報Idst1からフロート5の鉛直方向位置を上端位置情報I1として求めて、溺水判断を行うことも可能である。これにより、より正確な溺水判断を行えると共に、図4のステップS05を省略できる。
In the above description, the upper end position information I1 indicates the vertical position of the upper end of the
また、上記説明では好ましい形態として、CPU22は、図4の初期設定処理により、浴室4内の所定箇所の鉛直方向位置を示す上端位置情報I1を自動的に取得して不揮発性メモリ23に格納していた。しかし、これに限らず、本浴室監視装置Aを浴室に設置する際に、設置業者が上端位置情報I1を浴室監視装置Aに設定しても構わない。
In the above description, as a preferred mode, the
また、上記説明では好ましい形態として、本浴室監視装置Aは、両距離画像情報Idst1,Idst2を用いていた。しかし、これに限らず、本浴室監視装置Aの設置時に、上端位置情報I1を不揮発性メモリ23に設置業者等が予め記憶させるのであれば、第一距離画像情報Idst1だけでも警告を出すよう制御可能である。
In the above description, as a preferred mode, the bathroom monitoring apparatus A uses both distance image information Idst1 and Idst2. However, the present invention is not limited to this, and when installing the bathroom monitoring apparatus A, if the installer stores the upper end position information I1 in the
≪1−5.第一変形例≫
次に、図10等を参照して、第一実施形態の第一変形例に係る浴室監視装置Bについて説明する。浴室監視装置Bは、浴室監視装置Aと構成面で同様であるため、以下の説明では、図1,図3を援用する。ただし、浴室監視装置Bは、浴室監視装置Aと比較すると、図5の警告処理に代えて、図10に示す警告処理を行う点で相違する。
<< 1-5. First variation >>
Next, with reference to FIG. 10 etc., the bathroom monitoring apparatus B which concerns on the 1st modification of 1st embodiment is demonstrated. Since the bathroom monitoring device B is similar in configuration to the bathroom monitoring device A, FIGS. 1 and 3 are used in the following description. However, the bathroom monitoring apparatus B is different from the bathroom monitoring apparatus A in that the warning process illustrated in FIG. 10 is performed instead of the warning process illustrated in FIG.
図10は、図5の警告処理と比較すると、ステップS15とステップS16の間に、ステップS21〜S23をさらに備える点で相違する。それ以外に両フロー図に相違点は無いので、図10において、図5のステップに相当するものには同一ステップ番号を付け、それぞれの説明を省略する。 FIG. 10 is different from the warning process of FIG. 5 in that steps S21 to S23 are further provided between step S15 and step S16. Since there is no difference between the two flow diagrams other than that, in FIG. 10, the same step numbers are assigned to those corresponding to the steps in FIG.
図10のステップS21では、CPU22は、ステップS15の実施から第三所定時間が経過したか否かを判断する。第三所定時間は、第一所定時間よりも短い時間(例えば5秒)であって、溺水では無く、人が自発的に浴槽で潜っているとみなせる時間である。
In step S21 of FIG. 10, the
ステップS21でYesと判断すると、CPU22は、ステップS14,S15と同様のステップS22,S23を行う。これにより、頭部位置情報I2が更新され、上端位置情報I1と更新後の頭部位置情報I2とが比較される。このステップS23で溺水と判断されなければ、CPU22は、人が自発的に浴槽で潜っているとみなす。この場合、処理はステップS11に戻る。それに対し、ステップS23で溺水と判断されると、処理はステップS16に進む。
If it is determined Yes in step S21, the
≪1−6.第一変形例の効果≫
上記浴室監視装置Aは、ステップS15で溺水と判断すると、即座に警告を行う。それ故、溺水では無く、短時間ではあるが自発的に浴槽で潜るような人に対して、上記浴室監視装置Aから警告が繰り返しなされてしまう。従って、このような人は浴室監視装置Aによる警告を煩わしく感じると想定される。
<< 1-6. Effect of the first modification >>
When the bathroom monitoring device A determines flooding in step S15, it immediately gives a warning. Therefore, a warning is repeatedly issued from the bathroom monitoring device A to a person who voluntarily dive in the bathtub, but not for flooding, for a short time. Therefore, it is assumed that such a person feels annoying the warning by the bathroom monitoring device A.
しかし、本浴室監視装置Bは、ステップS15で一旦溺水と判断しても、第三所定時間後に、もう一度溺水と判断しない限り、警告を行わない。これによって、自発的に潜る人が煩わしさを感じる頻度を少なくすることが出来る。 However, even if the bathroom monitoring device B determines that the water is once flooded in step S15, the bathroom monitoring device B does not give a warning unless it is determined that the water is again flooded after the third predetermined time. As a result, it is possible to reduce the frequency with which a person who voluntarily dives feel annoyance.
≪1−7.第二変形例≫
次に、図11Aおよび図11B等を参照して、第一実施形態の第二変形例に係る浴室監視装置Cについて説明する。浴室監視装置Cは、浴室監視装置Aと比較すると、制御部2が図5の警告処理に代えて、図11Aおよび図11Bの組み合わせからなる警告処理を行う点で相違する。それ以外に、両浴室監視装置A,Cの間に相違点は無い。それ故、以下では図1,図3を援用する。
<< 1-7. Second modification >>
Next, with reference to FIG. 11A, FIG. 11B, etc., the bathroom monitoring apparatus C which concerns on the 2nd modification of 1st embodiment is demonstrated. Compared with the bathroom monitoring apparatus A, the bathroom monitoring apparatus C is different in that the
図11A,図11Bの組み合わせは、図5のフロー図と比較すると、例えばステップS14およびS15の間にステップS31〜S33をさらに行う点で相違する。それ以外に、両フロー図の間に相違点は無い。それ故、図11において、図5に示すステップに相当するものには同一ステップ番号を付け、それぞれの説明を省略する。 11A and 11B is different from the flowchart of FIG. 5 in that steps S31 to S33 are further performed, for example, between steps S14 and S15. Other than that, there is no difference between the two flow diagrams. Therefore, in FIG. 11, the steps corresponding to the steps shown in FIG.
ステップS31において、CPU22は、今回の頭部位置情報I2と前回の頭部位置情報I2とから、人の頭頂部44が単位時間あたり鉛直方向にどの程度変位したか、即ち、人の頭頂部44の鉛直方向への移動速度v1を算出する。
In step S31, the
ステップS32において、CPU22は、求めた移動速度v1が所定の閾値vth以上か否かを判断する。ここで、閾値vthは、浴槽内の人が転倒しているとみなせる値であり、実験等で予め求められる。
In step S32, the
なお、本説明では、CPU22は、移動速度v1に基づき転倒判断を行うとして説明するが、これに限らず、人の頭頂部44の加速度k1に基づき、転倒判断が行われても良い。
In this description, the
ステップS32で転倒と判断されると、CPU22は、ステップS33で、各種警告音データIsndの一つであって、転倒の警告を設定音量の音声で表す第二警告音データIsnd2を生成して警報部3に送信する。警報部3は、受信した第二警告音データIsnd2に基づき、設定音量の警報を出力する。
If it is determined in step S32 that the vehicle has fallen, in step S33, the
ステップS33の次、またはステップS32で転倒と判断されなかった場合、CPU22は、ステップS15を行う。
After step S33 or when it is not determined that the vehicle has fallen in step S32, the
≪1−8.第二変形例の効果≫
以上の通り、本変形例によれば、浴室4内に居る人の転倒時の警報という価値を、上端位置情報I1を蓄積し簡単な演算を行うだけで付加できる。
<< 1-8. Effects of the second modification >>
As described above, according to this modification, it is possible to add the value of a warning when a person in the
また、ステップS31〜S33は、ステップS15の前またはステップS110でNoと判断された後に実施されるので、浴室監視装置Cは、人が浴槽に入った直後や人が浴槽から出ようとする時等、転倒が生じやすい状況で警報を出すことが可能となる。 In addition, since steps S31 to S33 are performed before step S15 or after it is determined No in step S110, bathroom monitoring device C is used immediately after a person enters the bathtub or when a person tries to leave the bathtub. For example, it is possible to issue an alarm in a situation where a fall is likely to occur.
≪2.第二実施形態≫
次に、図12等を参照して、第二実施形態に係る浴室監視装置Dを詳説する。浴室監視装置Dは、浴室監視装置Aと比較すると、制御部2が図4の初期設定処理,図5の警告処理に代えて、図12の初期設定処理、図13の警告処理を行う点で相違する。それ以外に、両浴室監視装置A,Dの間に相違点は無い。それ故、以下では図1,図3を援用する。
≪2. Second embodiment >>
Next, with reference to FIG. 12 etc., the bathroom monitoring apparatus D which concerns on 2nd embodiment is explained in full detail. Compared with the bathroom monitoring apparatus A, the bathroom monitoring apparatus D is that the
≪2−1.浴室監視装置の動作≫
まず、図12は、図4と比較すると、ステップS04,S05に代えてステップS41〜S44を含む点で相違する。それ以外に、両フロー図の間に相違点は無い。それ故、図12において、図4のステップに相当するものには同一ステップ番号を付け、それぞれの説明を省略する。
<< 2-1. Operation of bathroom monitoring system >>
First, FIG. 12 differs from FIG. 4 in that steps S41 to S44 are included instead of steps S04 and S05. Other than that, there is no difference between the two flow diagrams. Therefore, in FIG. 12, the steps corresponding to the steps in FIG. 4 are given the same step numbers, and the descriptions thereof are omitted.
ステップS41において、CPU22は、浴室内の洗い場に鏡(即ち、鏡面反射物)があることを想定して、第二距離画像情報Idst2に対し無効処理を行う。具体的には、CPU22は、第二距離画像情報Idst2に含まれる画素値(即ち、距離)のうち、所定値以上の画素値を無効にする。本浴室監視装置Aが概ね直方体の浴室であることを想定して、所定値は、浴室の対角距離に設定される。
In step S41, the
ステップS42において、CPU22は、ステップS42の無効にされた画素に対し、周辺の有効な画素の値に置き換える。
In step S42, the
ステップS43において、CPU22は、第二距離画像情報Idst2を構成する画素群から最外周を構成する画素群を抽出し、これらを浴室の壁面と認識する。その後、CPU22は、第二距離画像情報Idst2に対する透視投影変換等を行った後、特徴点抽出処理により、鉛直方向位置が略同一の画素群であって矩形形状をなす画素群を探して、測距部1を基準として鉛直方向により遠い画素群を、浴室4の洗い場46の外形線(図14中、fにて示す)と定義し、当該外形線内の領域t2(太い破線を参照)を示す第二監視領域情報t2を、不揮発性メモリ23に格納する。
In step S43, CPU22 extracts the pixel group which comprises outermost periphery from the pixel group which comprises 2nd distance image information Idst2, and recognizes these as the wall surface of a bathroom. Thereafter, after performing perspective projection conversion on the second distance image information Idst2, the
ステップS44において、CPU22は、洗い場を所定箇所の第二例として定義すると共に、その鉛直方向位置を、浴室位置情報の他の例である洗い場位置情報I3として不揮発性メモリ23に格納する。
In step S44, the
また、図13は、図5と比較すると、ステップS13〜S111に代えて、ステップS51〜S511を含む点で相違する。それ以外に、両フロー図の間に相違点は無い。それ故、図13において、図5のステップに相当するものには同一ステップ番号を付け、それぞれの説明を省略する。 13 is different from FIG. 5 in that steps S51 to S511 are included instead of steps S13 to S111. Other than that, there is no difference between the two flow diagrams. Therefore, in FIG. 13, the same step numbers are assigned to the steps corresponding to the steps in FIG.
ステップS51,S52において、CPU22は、第一距離画像情報Idst1を対象に画素値の無効化処理および置換処理を行う。ステップS51,S52に関しては、ステップS41,S42と同様であるため、それぞれの説明を省略する。
In steps S51 and S52, the
ステップS53において、CPU22は、洗い場に人が居るか否かを確認する。より具体的には、両距離画像Idst1,Idst2のそれぞれにおいて第二監視領域t2内に属する画素値同士の差分が演算される。この差分が所定の閾値以上であれば洗い場に人が居ると判断される。
In step S53, the
ステップS53にて洗い場に人が居ると判断されると、CPU22は、ステップS54において、第一距離情報Idst1の最新フレームに対し、透視投影変換および特徴点抽出処理を行って、人の所定部位の一例である人の頭頂部44を特定し、その鉛直方向位置を、人位置情報の一例である頭部位置情報I4として保持する。
If it is determined in step S53 that there is a person in the washing area, the
次のステップS55において、CPU22は、まず、不揮発性メモリ23から洗い場位置情報I3を読み出す。その後、CPU22は、ステップS54で得た頭頂部の鉛直方向位置(即ち、最新の頭部位置情報I4)と、洗い場の鉛直方向位置(即ち、洗い場位置情報I3)との比較結果から、洗い場で人が転倒しているか否かを判断する。より具体的には、CPU22は、頭頂部44の鉛直方向位置から洗い場の鉛直方向位置を減算して、これにより得られた差分が予め定められた閾値以下か否かを判断することで、転倒判断を行う。ここで、本浴室監視装置Dは転倒判断を行うことを目的とするため、閾値は20cm程度に選ばれる。
In the next step S55, the
ステップS55にて転倒で無いと判断されれば、頭部位置情報I4を更新するために、CPU22は、ステップS51に戻り、その後、ステップS51〜S55のループを繰り返す。上記に対し、転倒と判断されれば、CPU22は、ステップS56において、警告音の音量を、初期的な標準音量に設定する。その後、CPU22は、ステップS57において、各種警告音データIsndの一つであって、転倒の警告を設定音量の音声で表す第二警告音データIsnd2を生成して警報部3に送信する。警報部3は、受信した第二警告音データIsnd2に基づき、設定音量の警報を出力する。
If it is determined in step S55 that the head has not fallen, the
次に、CPU22は、ステップS58で、ステップS57で警告を出してから第四所定時間が経過したと判断すると、ステップS59で頭部位置情報I4を更新し、その後、ステップS510で転倒判断を行う。なお、ステップS59,S510の処理は、ステップS54,S55と同様であるため、それぞれの説明を省略する。また、第四所定時間は10秒程度に選ばれる。
Next, when it is determined in step S58 that the fourth predetermined time has elapsed since the
ステップS510で転倒と判断されると、CPU22は、ステップS511で、事態がより重大であるとみなして、警告音の音量を標準音量より大きく設定した後、ステップS57を行う。この処理により、警報部3は、時間をおいて互いに異なる方法で警告を行う。特に、警告音量が徐々に大きくなるため、事態の重大さを介護職員等は認識できる。それに対し、ステップS510で転倒で無いと判断されると、浴槽の人が起き上がったとみなして、処理はステップS11に戻る。この後、上述と同様の処理が行われる。
If it is determined in step S510 that the vehicle has fallen, the
ところで、ステップS53にて洗い場に人が居ないと判断されると、CPU22は、ステップS112において、第五所定時間が経過するか否かを判断する。ステップS112で第二所定時間が経過すると、CPU22は、今後暫くの間洗い場に人が入ってこないとみなして、ステップS113で第二距離画像情報Idst2の更新を行う。ステップS113の処理は、図12のステップS01〜S03の処理と同様であるため、ここで改めて詳説することを控える。なお、ステップS113では少なくとも第二距離画像情報Idst2が更新されれば良いが、第二監視領域情報t2または洗い場位置情報I3が同時に更新されても構わない。
By the way, if it is determined in step S53 that there is no person in the washing area, the
CPU22は、ステップS113の処理の後、または、ステップS112で第二所定時間が経過していないと判断した場合、ステップS11を再度行う。それ以降の処理については、前述した通りであるため、ここで改めて詳説することを控える。
After determining that the second predetermined time has not elapsed in step S112 after the process in step S113, the
≪2−2.第二実施形態の効果≫
以上の通り、本実施形態によれば、浴室4内に居る人の頭頂部44の位置dおよび洗い場46の位置f(図14を参照)の比較という極めて簡素な処理で警報を行えるため、低コストで実現可能な浴室監視装置Dを提供することが可能となる。また、本浴室監視装置Dによれば、通常の二次元画像を生成するカメラを必要としないため、第1−3欄の説明と同様、ユーザの心理的負担を強いることが無くなる。
<< 2-2. Effect of Second Embodiment >>
As described above, according to the present embodiment, an alarm can be performed by an extremely simple process of comparing the position d of the top 44 of the person in the
また、本実施形態によれば、CPU22は、両距離画像Idst1,Idst2に対し画素値の無効処理を行って(図12,図13のステップS41,S51)、浴室の鏡にて鏡面反射することで得られた画素値を無効にする。なお、図15には、鏡47がある浴室4が示されると共に、鏡面反射による無効な画素値(距離)がgで示される。以上の無効処理の結果、浴室にて測距波L1が鏡面反射することに起因する洗い場領域(即ち、領域t2)の誤認識を防止できるし、鏡面反射の影響で同一人物の頭頂部が第一距離画像Idst1から複数回認識されることを防止することができる。これにより、より正確に浴室監視を行うことが可能となる。
In addition, according to the present embodiment, the
また、ステップS43において、洗い場を定義する第二監視領域情報t2がメモリ23に格納されて、測距部1を基準とする洗い場46の外形線(図14中、fにて示す)が定義される。CPU22は、ステップS51で取得した第一距離画像情報Idst1の画素値(距離)の中に、ステップS43で定義した洗い場46の外形線外のものがあれば、その画素値を無効化することも出来る。
In step S43, the second monitoring area information t2 defining the washing place is stored in the
また、第1−3欄の説明と同様、本浴室監視装置Dによれば、設置業者の作業工数を低減することが可能となる。 Further, similarly to the description in the first to third columns, according to the bathroom monitoring device D, it is possible to reduce the work man-hours of the installer.
また、浴室監視装置Dでも、CPU22は、図13のステップS51で人が浴室4に居ると判断した場合に限り、ステップS52以降が実施されるので、処理負荷の大きな特徴点抽出を不必要に行う必要が無くなる。
Also in the bathroom monitoring apparatus D, the
また、浴室監視装置Dでも、CPU22が時間をおいて異なる音量で複数回警告を行うため、事態の重大さ応じた警告を行うことが可能となる。
Also in the bathroom monitoring device D, since the
≪2−3.付記≫
第1−4欄に記載の事項は、第二実施形態でも同様に適用可能である。第二実施形態は、第1−7欄と同様に変形可能である。さらには、第一実施形態と第二実施形態とを組み合わせても構わない。
<< 2-3. Appendix >>
The matters described in the first to fourth columns can be similarly applied to the second embodiment. The second embodiment can be modified similarly to the first to seventh columns. Furthermore, you may combine 1st embodiment and 2nd embodiment.
また、上記実施形態では、ステップS41では、CPU22は、第二距離画像情報Idst2に含まれる画素値(即ち、距離)のうち、所定値以上の画素値を無効にしていた。しかし、これに限らず、CPU22は、第二距離画像情報Idst2からuv座標系の一方向に二つの距離値を順番に選んでいき、一方の距離値に対する他方の距離値の変化量が所定値以上の場合に、他方の距離値を無効にしても構わない。この処理は換言すると、CPU22が、受光部13を構成する複数の受光素子の一つと、それに隣接する受光素子とに対応する距離の変化量が所定値以上の場合に、該隣接する受光素子に対応する距離を無効にしていることとなる。
In the above embodiment, in step S41, the
本発明に係る浴室監視装置および浴室監視方法は、低コストで実現可能であり、例えば浴室における転倒や溺水を監視する装置に適用可能である。 The bathroom monitoring apparatus and the bathroom monitoring method according to the present invention can be realized at low cost, and can be applied to an apparatus for monitoring a fall or flooding in a bathroom, for example.
A,B,C,D 浴室監視装置
1 測距部
2 制御部
22 処理部
23 不揮発性メモリ
24 メインメモリ
3 警報部
A, B, C, D
Claims (5)
前記距離情報に含まれる各距離のうち所定値以上の距離を無効にする中央処理部と、を備えた浴室用測距装置。 A distance measuring unit that obtains distance information including distances to a plurality of locations in the bathroom by emitting a distance measuring wave and receiving a reflected wave in the bathroom by a TOF (Time-of-Flight) method;
A bathroom ranging device comprising: a central processing unit that invalidates a distance greater than or equal to a predetermined value among the distances included in the distance information.
所定方向にアレイ状に配列された複数の受信素子であって、それぞれが前記浴室内の各箇所までの距離を示す信号を出力する複数の受信素子と、
前記複数の受信素子毎に、前記浴室内の各箇所までの距離を示す距離情報を生成する信号処理回路と、を含み、
前記中央処理部は、前記複数の受信素子の一つに対応する距離と、それに隣接する受信素子に対応する距離との変化量が所定値以上の場合、該隣接する受信素子に対応する距離を無効にする、請求項1に記載の浴室用測距装置。 The distance measuring unit is
A plurality of receiving elements arranged in an array in a predetermined direction, each of which outputs a signal indicating a distance to each location in the bathroom;
A signal processing circuit that generates distance information indicating a distance to each location in the bathroom for each of the plurality of receiving elements;
The central processing unit, when a change amount between a distance corresponding to one of the plurality of receiving elements and a distance corresponding to a receiving element adjacent thereto is a predetermined value or more, determines a distance corresponding to the adjacent receiving element. The bathroom range finder according to claim 1, which is invalidated.
前記中央処理部は、前記測距部により前記浴室に人が居ない時に取得された前記距離情報に含まれる各距離のうち、所定値以上の距離を無効にする、請求項1〜3のいずれかに記載の浴室用測距装置。 The distance measurement unit obtains distance information indicating the distance to each location in the bathroom by emitting a distance measurement wave and receiving a reflected wave toward the bathroom where there is no person,
The said central processing part invalidates the distance more than predetermined value among each distance contained in the said distance information acquired when the said distance measurement part does not have a person in the said bathroom. A bathroom distance measuring device according to claim 1.
前記距離情報に含まれる各距離のうち、所定値以上の距離を無効にするステップと、を備えた浴室用測距方法。 Obtaining distance information including distances to each location in the bathroom by emitting a distance measurement wave in the bathroom and receiving a reflected wave by a TOF (Time-of-Flight) method;
A bathroom ranging method comprising: invalidating a distance greater than or equal to a predetermined value among the distances included in the distance information.
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