JP2020194537A - 落傷及び起立感知装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】居住者の高さを実時間で感知して居住者の落傷及び起立の行為を感知することができ、居住者の高さを実時間で感知して居住者がベッドを離脱するかを感知することができる落傷及び起立感知装置を提供する。【解決手段】第1高さに配置され、居住者10の動きを感知する第1センサー部100と、第1高さより高い位置の第2高さに配置され、居住者10の動きを感知する第2センサー部200と、第1センサー部100及び第2センサー部200によって測定された居住者10との距離に基づいて居住者10の落傷行為及び起立行為を感知する制御部300と、を含む。制御部は、3次元直交座標系を基準に第1センサー部100が配置される座標と第2センサー部200が配置される座標において2個の座標軸を一致させる。【選択図】図4

Description

本発明は居住者の動きを感知して居住者の落傷行為を判断する落傷及び起立感知装置に関する。
健康管理(healthcare)に関する関心が高くなるにつれて、お年寄りや挙動の不便な障害者が安心して日常生活を営むことができるように手伝うサービスに対する関心が高まっている。家に一人で居住するお年寄りや障害者は常時保護者と一緒にいにくい実情なので、お年寄りや障害者が急に倒れる場合、これを感知するためのサービスに対する研究が進んでいる。人が急に倒れることによる落傷は人の意思に反して人が地面に垂直な状態で地面に平行な状態に落ちるか倒れてけがをする現象を言う。落傷は身体的機能が低下するお年寄りや障害者にもっと致命的な現象であり得る。
既存の落傷を感知する技術は居住者の身にセンサーを付着する形態であったが、これは、居住者の動きによってセンサーが誤認識する場合が頻繁であり、センサーをいつも身に付着しなければならない不便があった。また、センサーを付着する過程又はセンサーのバッテリーが放電した場合などの多様な場合に居住者の落傷を感知することができない問題点が発生した。
本発明の技術的課題は、居住者の高さを実時間で感知して居住者の落傷及び起立の行為を感知することができる落傷及び起立感知装置を提供することである。
本発明の他の技術的課題は、居住者の高さを実時間で感知して居住者がベッドを離脱するかを感知することができる落傷及び起立感知装置を提供することである。
本発明の実施例による落傷及び起立感知装置を提供する。落傷及び起立感知装置は、第1高さに配置され、居住者の動きを感知する第1センサー部と、前記第1高さより高い位置の第2高さに配置され、前記居住者の動きを感知する第2センサー部と、前記第1センサー部及び前記第2センサー部によって測定された前記居住者との距離に基づいて前記居住者の落傷行為及び起立行為を感知する制御部とを含み、前記制御部は、3次元直交座標系を基準に前記第1センサー部が配置される座標と前記第2センサー部が配置される座標において2個の座標軸を一致させる。
一例によれば、前記制御部は、前記第1センサー部及び前記第2センサー部が感知した前記居住者との距離に基づいて前記居住者の高さを計算し、前記居住者の高さによって前記居住者の落傷行為及び起立行為を判断することができる。
一例によれば、前記第1センサー部及び前記第2センサー部のそれぞれは前記居住者までの最短距離を測定し、前記制御部は、前記最短距離、前記第1センサー部の座標、及び前記第2センサー部の座標に基づいて前記居住者の高さを計算することができる。
一例によれば、前記居住者の落傷行為を感知した後、一定時間内に前記居住者の起立行為が感知されない場合、前記制御部は前記居住者が危険状態にあると判断することができる。
一例によれば、前記第1センサー部及び前記第2センサー部は前記居住者の特定位置で前記居住者の生体信号を感知し、前記特定位置は前記第1センサー部又は前記第2センサー部から前記居住者までの最短距離が導出される位置を意味することができる。
一例によれば、前記第1センサー部及び前記第2センサー部が感知した前記居住者の特定位置が互いに異なる場合、前記制御部は前記第1センサー部が感知した第1特定位置と前記第2センサー部が感知した第2特定位置が互いに同一であると仮定して前記居住者の高さを計算することができる。
一例によれば、前記第1センサー部又は前記第2センサー部が感知した前記居住者の特定位置で生体信号が感知されない場合、前記制御部は前記第1センサー部又は前記第2センサー部が感知する前記居住者の特定位置を変更するように前記第1センサー部又は前記第2センサー部を制御することができる。
一例によれば、変更された特定位置で生体信号が感知される場合、前記制御部は前記変更された特定位置を基準に前記居住者の高さを計算して前記居住者の落傷行為及び起立行為を判断することができる。
一例によれば、前記居住者が居住する場所にベッドが配置される場合、前記制御部は前記第1センサー部及び前記第2センサー部が配置された軸から前記ベッドが離隔した離隔距離及び前記ベッドの高さについての情報を予め保存することができる。
一例によれば、前記制御部は前記離隔距離についての情報に基づいて前記離隔距離から一定範囲内で発生する前記居住者の動きの変化は落傷行為と判断しないことができる。
一例によれば、前記第1センサー部及び前記第2センサー部が感知した前記居住者の位置が前記ベッドの高さと誤差範囲内の場合、前記制御部は前記居住者が前記ベッドに位置すると判断して前記居住者が危険状態ではないと判断することができる。
一例によれば、前記制御部は前記ベッドの高さに基づいて前記居住者の起立高を設定し、前記制御部は、前記居住者の位置が前記起立高より高い場合、前記居住者が起立したと判断することができる。
一例によれば、前記制御部は前記ベッドの高さ及び前記離隔距離を用いて前記居住者の位置が前記ベッドを基準に誤差範囲以上に外れるかを判断することができる。
一例によれば、前記居住者の位置情報を外部に知らせる通信部をさらに含むことができ、前記居住者の位置が前記ベッドを基準に誤差範囲以上に外れる場合、前記通信部は前記居住者が前記ベッドを離脱したことを知らせる信号を出力することができる。
一例によれば、前記第1センサー部は前記居住者が位置するベッド上に配置され、前記第1センサー部は前記居住者が前記ベッドを離脱するかを判断するための感知領域を有し、前記制御部は、前記居住者が前記感知領域内に存在する場合、前記居住者は危険状態にいないと判断することができる。
一例によれば、人の動きについての行動パターン情報を保存するデータベース部をさらに含むことができ、前記制御部は前記第1センサー部及び前記第2センサー部が測定した前記居住者の動きに対するパターンを前記データベース部に保存された前記行動パターン情報と比較して前記居住者の状態を判断することができる。
本発明の実施例による落傷及び起立感知装置を提供する。落傷及び起立感知装置は、第1高さに配置され、居住者の動きを感知する第1センサー部と、前記第1高さより高い位置の第2高さに配置され、前記居住者の動きを感知する第2センサー部と、前記第1センサー部及び前記第2センサー部によって測定された前記居住者との距離に基づいて前記居住者の落傷行為及び起立行為を感知する制御部とを含み、前記第1センサー部及び前記第2センサー部は前記居住者が居住する場所の床を基準に垂直方向に重畳するように配置される。
一例によれば、前記制御部は前記第1センサー部から前記第2センサー部に向かう方向を一軸とする直交座標系を設定し、前記制御部は前記一軸上の座標以外の他の座標は同一であるように前記第1センサー部及び前記第2センサー部の座標を設定することができる。
一例によれば、前記第1センサー部及び前記第2センサー部のそれぞれは前記居住者までの最短距離を測定し、前記制御部は、前記最短距離、及び前記第1センサー部と前記第2センサー部との間の距離に基づいて前記居住者の高さを計算して前記居住者の落傷行為及び起立行為を感知することができる。
一例によれば、前記制御部は、前記最短距離、前記第1センサー部の座標、前記第2センサー部の座標及び前記居住者の高さに基づいて前記居住者と前記一軸との間の距離を計算することができる。
本発明の実施例によれば、落傷及び起立感知装置は、居住者の落傷行為及び起立行為を感知して居住者の落傷行為を判断することにおいて信頼性を高めることができる。落傷及び起立感知装置は、居住者の落傷行為の後、一定時間の間に居住者が起立するかによって居住者の落傷行為を判断して、居住者の健康に異常が発生して落傷したかをより正確に判断することができる。
本発明の実施例によれば、落傷及び起立感知装置は、第1センサー部と第2センサー部の3軸座標の中で2軸の座標が一致するように設定するので、第1センサー部と第2センサー部から居住者までの最短距離についての情報と第1センサー部と第2センサー部との間の距離についての情報のみで居住者の落傷及び起立の行為を感知することができる。
本発明の実施例によれば、落傷及び起立感知装置は、居住者が落傷したと判断した場合、警告メッセージを自動で出力するので、警告メッセージを受信した人は健康に異常が発生した居住者で2次的に発生し得る事故に備えることができる。
本発明の実施例によれば、落傷及び起立感知装置は、居住者の高さ変化を判断するために特定位置を感知することができ、居住者の落傷後に生体信号を感知するために、既存の特定位置から新しい特定位置にセンサー部の感知領域を変更させることができる。これにより、居住者の高さ変化を感知しながら居住者の生体信号を感知することにおいて信頼性を高めることができる。
本発明の実施例による落傷及び起立感知装置が提供される位置を説明するための図である。 本発明の実施例による落傷及び起立感知装置を示す図である。 図2のデータベース部を示すブロック図である。 本発明の実施例による第1センサー部及び第2センサー部が直交座標系を基準に配置される位置を説明する図である。 (a)、(b):本発明の実施例による落傷及び起立感知装置が居住者の落傷及び起立を感知することを示す図である。 本発明の実施例によって居住者の特定位置で生体信号を感知することを示す図である。 本発明の実施例によって居住者がベッドを離脱するかを感知することを示す図である。 本発明の実施例によって居住者がベッドに横になっているかを感知することを示す図である。
本発明の利点及び特徴、そしてそれらを達成する方法は添付図面に基づいて詳細に後述する実施例を参照すると明らかに理解可能であろう。しかし、本発明は以下で開示する実施例に限定されるものではなくて互いに異なる多様な形態に具現可能である。ただ、この実施例は本発明の開示を完全にするとともに本発明が属する技術分野で通常の知識を有する者に本発明の範疇を完全に知らせるために提供するものであり、本発明は請求項の範疇によって定義されるだけである。明細書全般にわたって同じ参照符号は同じ構成要素を指称する。
明細書に記載する“・・・部”、“・・・ユニット”、“・・・モジュール”などの用語は少なくとも一つの機能又は動作を処理する単位を意味し、これはハードウェア、ソフトウェア又はハードウェア及びソフトウェアの組合せで具現することができる。
また、本明細書で、構成の名称を第1、第2などに区分したことはその構成の名称が同一であるもの同士区分するためのものであり、下記の説明で必ずしもその順に本発明が限定されるものではない。
詳細な説明は本発明を例示するものである。また、前述した内容は本発明の好適な実施形態を示して説明するものであり、本発明は多様な他の組合せ、変更及び環境で使うことができる。すなわち、この明細書に開示した本発明の概念の範囲、記述した開示内容と均等な範囲及び/又は当該分野の技術又は知識の範囲内で変更又は修正が可能である。記述した実施例は本発明の技術的思想を具現するための最良の状態を説明するものであり、本発明の具体的な適用分野及び用途で要求される多様な変更も可能である。したがって、発明の詳細な説明は開示した実施状態に本発明を制限しようとする意図ではない。また、添付の特許請求の範囲は他の実施形態も含むものに解釈されなければならない。
図1は本発明の実施例による落傷及び起立感知装置が提供される位置を説明するための図、図2は本発明の実施例による落傷及び起立感知装置を示す図である。
図1及び図2を参照すると、落傷及び起立感知装置1は、第1センサー部100、第2センサー部200、制御部300、データベース部400及び通信部500を含むことができる。落傷及び起立感知装置1は、居住者が位置する室内空間に配置されて居住者の落傷及び起立の行為を感知することができる。落傷及び起立感知装置1は、第1センサー部100、制御部300、データベース部400及び通信部500が単一モジュールに構成されることができ、第2センサー部200、制御部300、データベース部400及び通信部500が単一モジュールに構成されることができる。すなわち、制御部300、データベース部400及び通信部500は第1センサー部100又は第2センサー部200とともにモジュール化する構成であり得る。ただ、データベース部400は、上述した例に限定されず、別に提供されることができる。
第1センサー部100は第1高さに配置されて居住者の動きを感知することができ、第2センサー部200は第2高さに配置されて居住者の動きを感知することができる。第2高さは第1高さより高くてもよい。例えば、第1高さは1mであり得、第2高さは2mであり得る。ただ、第1高さと第2高さは特に限定されなくてもよい。第1センサー部100及び第2センサー部200は居住者が居住する室内の床を基準に垂直方向に配置されることができ、第1センサー部100及び第2センサー部200は垂直方向に互いに重畳するように配置されることができる。一例として、第1センサー部100及び第2センサー部200は室内空間に位置する壁に付着されることができる。他の例として、第1センサー部100及び第2センサー部200は単一柱に付着されるスタンドタイプとして提供されることができる。
第1センサー部100及び第2センサー部200は超広帯域通信(IR−UWB)センサー、ライダー(Lidar)、周波数変調連続波レーダー(FMCW RADAR)及びドップラーレーダー(DOPPLAR RADAR)のいずれか一つであり得る。好ましくは、第1センサー部100及び第2センサー部200は超広帯域通信(IR−UWB)センサーであり得る。超広帯域通信(UWB)とは500MHz以上の周波数帯域を使うか比帯域幅に定義される数値が25%以上のラジオ技術を意味する。比帯域幅とは中心周波数に対する信号の帯域幅を意味する。超広帯域通信(UWB)は広帯域の周波数を使うラジオ技術であり、高い距離分解能、透過性、狭帯域雑音に対する強い兔疫性、周波数を共有する他の機器との共存性のような多様な利点を有する。一例として、超広帯域通信(UWB)は1cm以下の超精密距離分解能特性において対象体の微細な動きまで検出することができる利点がある。
IR−UWB(Impulse−Radio Ultra WideBand)レーダー(以下、UWBレーダーという)技術はこのような超広帯域通信(UWB)技術をレーダーに繋ぎ合わせたシステムであり、周波数領域での広帯域特性を有する非常に短い持続時間のインパルス信号を送信し、事物や人から反射されて来る信号を受信して周辺の状況を認知するレーダー技術を意味する。UWBレーダーシステムは、信号生成部で数ナノ乃至数ピコ秒の時間幅を有するインパルス信号を生成し、送信アンテナを介して広角又は狭帯域の角度で放射する。放射された信号は環境での多様な事物や人によって反射され、反射された信号は受信アンテナ及びアナログ−デジタル変換器(ADC)を介してデジタル信号に変換されることができる。
第1センサー部100及び第2センサー部200のそれぞれは居住者までの最短距離を感知することができる。第1センサー部100及び第2センサー部200は、居住者の特定位置を基準に居住者までの最短距離を感知することができる。例えば、特定位置は居住者の頭、胴、脚などの居住者の身体部位の一部を意味することができ、特定位置は第1センサー部100及び/又は第2センサー部200から居住者までの最短距離が導出される位置を意味することができる。よって、特定位置は居住者の動きによって実時間で変更される位置を意味することができる。第1センサー部100から居住者までの第1最短距離と第2センサー部200から居住者までの第2最短距離は互いに同一であるか異なることができる。第1センサー部100が感知する居住者の第1特定位置と第2センサー部200が感知する居住者の第2特定位置は互いに同一であるか異なることができる。一例として、第1特定位置と第2特定位置が互いに異なる場合、制御部300は第1特定位置と第2特定位置が同一であると仮定することができる。落傷及び起立の行為を判断するための最適の情報は居住者の特定位置の高さであり得る。例えば、居住者が起立した場合には、第1センサー部100及び第2センサー部200は居住者の胴体を感知することができる。居住者が起立した場合、居住者の胴体から第1センサー部100及び第2センサー部200のそれぞれまでの距離が最短距離であり得る。反対に、居住者が落傷した場合には、居住者が落傷した方向によって居住者の胴、頭、足などの多様な部分が特定位置に定義されることができる。
第1センサー部100及び第2センサー部200は居住者の特定位置で発生する生体情報を感知することができる。生体情報は居住者の心拍数、動き又は呼吸の少なくとも一つを含むことができる。第1センサー部100及び第2センサー部200は居住者によって反射された信号を受信して居住者の胸又は腹の動きを感知することができ、これにより居住者の心拍数又は呼吸を感知することができる。また、第1センサー部100及び第2センサー部200は実時間で反射された信号を受信して居住者の動きを感知することができる。また、第1センサー部100及び第2センサー部200は実時間で反射された信号を受信して居住者の大きさ及び形状を感知することができる。よって、第1センサー部100及び第2センサー部200は居住者の心拍数、動き又は呼吸などの生体情報を測定して居住者の現在状態を判断することができる。
制御部300は第1センサー部100及び第2センサー部200によって測定された居住者との距離に基づいて居住者の落傷行為及び起立行為を感知することができる。具体的に、制御部300は第1センサー部100から居住者の第1特定位置までの距離である第1最短距離と第2センサー部200から居住者の第2特定位置までの距離である第2最短距離に基づいて居住者の高さを計算することができる。この際、居住者の高さは第1特定位置又は第2特定位置の高さを意味することができ、一般的に第1特定位置と第2特定位置は同じ位置を意味することができる。制御部300は第1センサー部100から第2センサー部200に向かう方向を一軸とする直交座標系を設定することができる。制御部300は前記座標以外の他の2個の座標は同一であるように前記第1センサー部100の座標及び第2センサー部200の座標を設定することができる。すなわち、第1センサー部100と第2センサー部200は一軸の座標の他には同じ座標に配置されるものに設定されることができる。よって、第1最短距離と第2最短距離についての情報と第1センサー部100と第2センサー部200との間の距離についての情報を組み合わせることにより、制御部300は居住者の高さを計算することができる。
制御部300は居住者の高さに基づいて居住者の落傷行為及び起立行為を判断することができる。すなわち。制御部300は居住者の高さの変化によって居住者が落傷したか起立したかを判断することができる。例えば、居住者の高さが急に増加した場合、制御部300は居住者が起立したと判断することができ、居住者の高さが急に減少した場合、制御部300は居住者が落傷したと判断することができる。
制御部300は、居住者の落傷行為が感知された後、一定時間内に居住者の起立行為があるかに基づいて居住者が危険状態にあるかを判断することができる。制御部300は第1センサー部100及び第2センサー部200が感知した情報に基づいて居住者の状態を判断することができる。
一例として、第1センサー部100及び第2センサー部200が居住者の落傷行為を感知した後、一定時間内に居住者の起立行為を感知した場合、制御部300は居住者の状態が危険状態ではないと判断することができる。落傷行為はあったが居住者が間違いで倒れた場合、居住者は一般的に一定時間内に起立することができる。このような場合、居住者は危険状態ではない。よって、第1センサー部100及び第2センサー部200は、居住者の落傷行為が感知された後、一定時間の間に居住者の動きを感知し、制御部300は一定時間内に居住者が起立すれば居住者の健康に異常がないと判断するようになる。一定時間は設計者によって予め設定された時間を意味することができる。制御部300は起立行為を判断するための第1起立基準高についての情報を保存しており、居住者の高さが第1起立基準高より高い場合、居住者が起立したと判断することができる。第1起立基準高は居住者の落傷が観測された高さに居住者の上体長に相応する距離を足した値に定義されることができる。例えば、居住者の落傷が観測された高さは20cm前後であり得、居住者の上体長に相応する距離は70cm〜1mを意味することができる。すなわち、第1起立基準高は90cm〜1m20cmであり得る。ただ、第1起立基準高は設計者が自由に変更することができる事項であり得る。
一例として、第1センサー部100及び第2センサー部200が居住者の落傷行為を感知した後、一定時間内に居住者の起立行為が感知されない場合、制御部300は居住者の状態が危険状態であると判断することができる。居住者の健康に異常が発生した場合、居住者は落傷した後に一定時間が経っても起立することができないことがある。よって、制御部300は、一定時間が経っても居住者の起立する行為が第1センサー部100及び第2センサー部200によって感知されない場合、居住者が危険状態にあると判断することができる。
制御部300は、居住者の落傷行為が感知された後、居住者の動きのパターンを把握して居住者が危険状態にあるかを判断することができる。制御部300はデータベース部400に保存された動きパターンと居住者の動きを比較して居住者が危険状態にあるかを判断することができる。
データベース部400は、室内で第1センサー部100及び第2センサー部200が感知する情報を分析するために必要な情報を保存することができる。一例として、データベース部400は、室内で感知可能な動きのうち居住者の動きではないものを区別するのに使われる情報を含むことができる。制御部300はデータベース部400に保存された情報に基づいて第1センサー部100及び第2センサー部200が感知した情報を分析することができる。
通信部500は、制御部300が居住者が危険状態であると判断した場合、警告メッセージを出力することができる。一例として、通信部500は警告音を出力して居住者が危険状態であると知らせることができる。他の例として、通信部500は無線通信方式を用いて室外に位置する端末に警告メッセージを伝送することができる。この際、端末は居住者の保護者が持っている端末であり得、室外に存在する不特定多数の人が持っている端末であり得る。端末が保護者の端末の場合、保護者は居住者の健康に異常が発生したという事実を認知することができる。端末が不特定多数の人が持っている端末の場合、不特定多数の人は室内に位置する居住者の健康に異常が発生したという事実を認知して別途の措置を取ることができる。さらに他の例として、通信部500は無線通信方式を用いて病院及び応急構造センターに警告メッセージを出力することができる。この際、通信部500は居住者が居住する所の住所を含む情報を警告メッセージとともに出力することができる。無線通信方式は、ブルートゥース(登録商標)方式、RF方式及び近距離無線通信(Near Field Communication;NFC)方式などを含むことができる。また、無線通信方式は第1センサー部100及び第2センサー部200が居住者の動きを感知するために出力する信号を用いることができる。すなわち、無線通信方式は、超広帯域通信(IR−UWB)センサー、ライダー(Lidar)、周波数変調連続波レーダー(FMCW RADAR)及びドップラーレーダー(DOPPLAR RADAR)を介して信号を出力する方式であり得る。
本発明の実施例によれば、落傷及び起立感知装置1は、居住者の落傷行為及び起立行為を感知して居住者の落傷行為を判断することにおいて信頼性を高めることができる。落傷及び起立感知装置1は、居住者の落傷行為の後、一定時間の間に居住者が起立しているかによって居住者の落傷行為を判断して、居住者の健康に異常が発生して落傷したかをより正確に判断することができる。
また、落傷及び起立感知装置1は第1センサー部100と第2センサー部200の3軸座標の中で2軸の座標が一致するように設定するので、第1センサー部100と第2センサー部200から居住者までの最短距離についての情報と第1センサー部100と第2センサー部200との間の距離についての情報のみで居住者の落傷及び起立の行為を感知することができる。
また、落傷及び起立感知装置1は、居住者が落傷したと判断した場合、警告メッセージを自動で出力するので、警告メッセージを受信した人は健康に異常が発生した居住者に2次的に発生し得る事故に備えることができる。
図3は図2のデータベース部を示すブロック図である。
図2及び図3を参照すると、データベース部400は、第1保存部410及び第2保存部430を含むことができる。データベース部400は、第1センサー部100及び第2センサー部200を介して獲得した各種の情報を用いて、制御部300が居住者の落傷行為を正確に分析するのに使われる情報を保存することができる。
第1保存部410は室内で発生し得る反復的な動きについての情報を保存することができる。反復的な動きとは一定の周期で動くことを意味することができる。例えば、反復的な動きは扇風機のファン(fan)の回転、時計の秒針の動きなどを含むことができる。制御部300は第1センサー部100及び第2センサー部200が感知した物体の動きについての情報のうちデータベース部400に保存された反復的な動きについての情報と同一の情報は居住者の動き又は居住者の生体情報ではないと判断することができる。すなわち、制御部300は第1センサー部100及び第2センサー部200が測定した多様な情報のうち居住者の動き及び居住者の生体情報のみで居住者が危険状態にあるかを分析することができる。
第2保存部430はマシンラーニングを介して獲得した人の大きさ、形状などについての第1情報、人の心拍数、呼吸、及び動きについての第2情報及び人の動きについての行動パターン情報を保存することができる。第1センサー部100及び第2センサー部200は第2保存部430に保存された第1情報に基づいて居住者の大きさ及び居住者の頭部を感知することができる。すなわち、第1センサー部100及び第2センサー部200は感知した信号の中でどの部分が居住者の頭部に相当する信号であるかを第1情報に基づいて判断することができる。制御部300は第1センサー部100及び第2センサー部200の感知した信号が人の心拍数を感知したか、人の呼吸を感知したか、又は人の動きを感知したかを第2情報と比較することによって把握することができる。制御部300は第1センサー部100及び第2センサー部200が感知した居住者の動きに対するパターンを行動パターン情報と比較して居住者の状態を判断することができる。例えば、行動パターン情報は人が運動中に遂行する動き、人が急に倒れる落傷行為、人が倒れた後に取ることができる動きなどの多様な情報を含むことができる。よって、制御部300は行動パターン情報と第1センサー部100及び第2センサー部200が感知した信号をマッチングさせて居住者が現在取っている動きが意味することを把握することができる。
本発明の実施例によれば、落傷及び起立感知装置1は第1センサー部100及び第2センサー部200を一緒に使用して居住者の状態を明確に把握することができ、データベース部400に保存された情報と第1センサー部100及び第2センサー部200を介して感知された信号を比較して居住者が現在取っている動きが意味することを明確に把握することができる。
図4は本発明の実施例による第1センサー部及び第2センサー部が直交座標系を基準に配置される位置を説明する図である。図4は居住者が落傷した後に床に横になっている場合を説明するための図である。図4はX軸、Y軸及びZ軸からなる3次元直交座標系に第1センサー部と第2センサー部が配置されたものを示し、X軸、Y軸及びZ軸は互いに直交することができる。
図2及び図4を参照すると、第1センサー部100は第1高さに配置されることができ、第1高さの座標は(x1、y1、z1)であり得る。第2センサー部200は第2高さに配置されることができ、第2高さの座標は(x1、y1、z1+d)であり得る。制御部300は第1センサー部100と第2センサー部200のX軸とY軸の座標が一致するように直交座標系を設定することができる。第1センサー部100と第2センサー部200は居住者10が居住する室内の床に基づいて垂直に重畳するので、制御部300は第1センサー部100から第2センサー部200に向かう方向をZ軸として直交座標系を設定することができる。この際、第1センサー部100と第2センサー部200との間の距離はdに定義されることができる。例えば、距離dは1mであり得る。
第1センサー部100及び第2センサー部200のそれぞれは居住者10の特定位置11までの最短距離を測定することができる。特定位置11の座標は(x2、y2、z2)であり得る。本実施例では、居住者10の頭が特定位置11に定義されることができる。第1センサー部100が感知する特定位置と第2センサー部200が感知する特定位置は互いに異なることもできるが、制御部300は第1センサー部100が感知する特定位置と第2センサー部200が感知する特定位置が互いに同一であると仮定して特定位置11の高さを計算することができる。第1センサー部100が測定した第1最短距離はR1に定義されることができ、第2センサー部200が測定した第2最短距離はR2に定義されることができる。制御部300は第1及び第2最短距離、第1センサー部100と第2センサー部200との間の距離dに基づいて居住者10の高さz2を計算することができる。制御部300が居住者10の高さz2を計算する数式は次の通りである。
ここで、z1は第1センサー部100が配置される高さを意味し、dは第1センサー部100と第2センサー部200との間の距離を意味するので、z1とdは定数値であり得る。また、R1とR2は第1センサー部100と第2センサー部200によって測定された値であるので、z2の値を求めることができる。すなわち、制御部300は居住者10の高さz2を計算することができる。
制御部300は居住者10の高さz2、第1最短距離R1、第2最短距離R2、第1センサー部100及び第2センサー部200の座標に基づいて居住者10とZ軸との間の距離を計算することができる。居住者10とZ軸との間の距離は居住者10がベッドから離脱したかを確認することができるパラメーターであり得る。居住者10とZ軸との間の距離を用いて居住者10のベッド離脱有無を判断する制御部300の一機能は後述する。
制御部300は居住者10の高さz2に基づいて居住者10の落傷及び起立の行為を判断することができる。居住者10の高さz2が床を基準に一定範囲内の値の場合、制御部300は居住者10が落傷したと判断することができる。居住者10が落傷した後、一定時間の間に居住者10の起立行為がない場合、制御部300は居住者10が危険状態にあると判断することができる。
図5(a)及び図5(b)は本発明の実施例による落傷及び起立感知装置が居住者の落傷及び起立を感知することを示す図である。図5(a)は居住者が落傷する場合、落傷及び起立感知装置が居住者を感知することを示す図、図5(b)は居住者が落傷した後、床に倒れている状態を落傷及び起立感知装置が感知することを示す図である。
図2及び図5(a)を参照すると、第1センサー部100及び第2センサー部200は居住者10の高さが変化することを実時間で感知することができる。第1センサー部100及び第2センサー部200は居住者10の特定位置11が実時間で変化することを感知することができる。制御部300は居住者10の高さが床と一定範囲以上の差がある場合に居住者10が立っている状態であると判断することができる。制御部300はデータベース部400に保存された行動パターン情報と第1センサー部100及び第2センサー部200が感知した居住者10の動きをマッチングさせることにより居住者10が落傷することであるかを明確に把握することができる。また、制御部300は落傷した後の居住者10の動きパターンとデータベース部400に保存された行動パターン情報を比較して居住者10が落傷したかを把握することができる。
図2及び図5(b)を参照すると、制御部300は居住者10の高さが床と一定範囲内の差がある場合に居住者10が落傷して床に横になっていると判断することができる。居住者10が落傷する行為を感知した後、第1センサー部100及び第2センサー部200は居住者10の特定位置11を感知することができる。第1センサー部100及び第2センサー部200は居住者10の特定位置11までの第1最短距離及び第2最短距離を測定することができ、制御部300は第1最短距離及び第2最短距離に基づいて居住者10の高さを計算することができる。ここで、第1センサー部100及び第2センサー部200は居住者10の特定位置11で発生する生体信号を感知することができる。居住者10が落傷したものではなくて物体が床に落ちた場合、制御部300は居住者10が落傷したと判断することができる。しかし、物体では生体信号が発生しないから、制御部300は居住者10が落傷したものではなくて物体が落ちたと判断することができる。
第1センサー部100及び第2センサー部200は室内の床に倒れている居住者10の動きを測定することができ、制御部300は第1センサー部100及び第2センサー部200が感知した情報とデータベース部400に保存された行動パターン情報に基づいて居住者10の状態を判断することができる。例えば、制御部300は居住者10が倒れた後に取ることができる動きなどの多様な情報を含む行動パターン情報に基づいて居住者10が意図的に床に横になったことであるか居住者10が健康に異常が発生して落傷したことであるかを判断することができる。一般に、健康に異常が発生して居住者10が落傷した場合、居住者10は落傷した後に急激な位置変化及び速い速度で動く行為ができない。このような居住者10の動きについての情報がデータベース部400に保存されているので、制御部300は落傷後の居住者10の状態を判断することができる。制御部300は、居住者10が危険状態にあると判断した場合、通信部500を制御して警告メッセージを出力することができる。
制御部300は居住者10の高さを実時間で計算して居住者10が床に横になっているか起立するかを判断することができる。制御部300は居住者10が落傷した後、一定時間の間に起立しない場合、居住者10の状態が危険状態であると判断することができる。制御部300は、居住者10が落傷した後に一定時間内に起立する場合、居住者10の状態が危険状態ではないと判断することができる。
図6は本発明の実施例によって居住者の特定位置で生体信号を感知することを示す図である。
図2及び図6を参照すると、第1センサー部100及び第2センサー部200は床に横になっている居住者10の特定位置11を感知することができる。特定位置11は居住者10の動きによって変わることができ、本実施例で、特定位置11は居住者10の足を意味することができる。第1センサー部100及び第2センサー部200は居住者10の特定位置11で発生する生体信号を感知することができる。ただ、本実施例で、特定位置11は居住者10の足であり、人の足では生体信号が発生しない。この際、制御部300は居住者10の特定位置11を変更するように第1センサー部100及び第2センサー部200を制御することができる。言い換えれば、制御部300は第1センサー部100及び第2センサー部200が居住者10の足ではない他の身体部位を感知するように制御することができる。制御部300は既存の特定位置11を基準に一定範囲内の領域で発生する生体信号を感知するように第1センサー部100及び第2センサー部200の感知領域を変更させることができる。一例として、制御部300は既存の特定位置11を基準に第1センサー部100及び第2センサー部200の感知領域を変更させながら生体信号が感知される新しい特定位置12を探索することができる。例えば、新しい特定位置12は居住者10の胴になることができ、第1センサー部100及び第2センサー部200は居住者10の胴から心臓拍動数及び胸の動きなどを含む生体信号を感知することができる。
変更された特定位置12である新しい特定位置12で生体信号が感知される場合、制御部300は新しい特定位置12を基準に居住者10の高さを計算することができる。制御部300は新しく計算された居住者10の高さに基づいて居住者10の落傷行為及び起立行為を判断することができる。
本発明の実施例によれば、第1センサー部100及び第2センサー部200が感知した居住者10の特定位置11から生体信号が感知されない場合、制御部300は第1センサー部100及び第2センサー部200の感知領域を変更させて新しい特定位置12を探索することができる。すなわち、本発明の実施例による落傷及び起立感知装置1は居住者10の落傷及び起立の行為以外にも居住者10の生体信号を感知して居住者10の状態を把握することができる。また、落傷及び起立感知装置1は居住者10の高さ変化を判断するために特定位置11を感知することができ、生体信号を感知するために既存の特定位置11から新しい特定位置12に感知領域を変更させることができる。これにより、居住者の高さ変化を感知しながら居住者の生体信号を感知することにおいて信頼性を高めることができる。
図7は本発明の実施例によって居住者がベッドを離脱するかを感知することを示す図である。
図2及び図7を参照すると、居住者10が居住する室内空間にベッド50が配置されることができる。居住者10がベッド50に横になった後に起立しない場合、落傷及び起立感知装置1は居住者10が危険状態にあると見誤ることができる。よって、居住者10がベッド50に横になったことを制御部300が認知するためのロジッグが必要である。このために、制御部300は第1センサー部100及び第2センサー部200が配置された軸からベッド50が離隔した離隔距離D1及びベッドの高さHについての情報を予め保存することができる。
一例として、制御部300は離隔距離D1についての情報に基づいて離隔距離D1から一定範囲内で発生する居住者10の動きの変化は落傷行為と判断しないことができる。居住者10は第1センサー部100及び第2センサー部200から離隔距離D1で離隔したベッド50に横になることができ、制御部300は居住者10がベッド50に横になる行為を落傷行為と判断しないことができる。
一例として、第1センサー部100及び第2センサー部200が感知した居住者10の位置がベッド50の高さHと誤差範囲内の場合、制御部300は居住者10がベッド50に位置すると判断することができる。この際、制御部300は居住者10が危険状態ではないと判断することができる。一般に、ベッド50の上面は床から60cm〜1mの高さを有することができる。制御部300は第1センサー部100及び第2センサー部200が感知した居住者10の位置が既設定のベッド50の高さHと誤差範囲内であると判断した場合には、居住者10がベッド50に横になったものであり、落傷したものではないと判断することができる。また、制御部300はベッド50と第1センサー部100及び第2センサー部200との間の離隔距離D1に基づいて居住者10がベッド50に横になったかを判断することができる。
一例として、制御部300はベッド50の高さH及び離隔距離D1を用いて居住者10の位置がベッド50を基準に誤差範囲以上に外れたかを判断することができる。重症患者の場合、ベッド50から離脱すれば危なくなることができる。よって、制御部300は居住者10がベッド50から離脱するかを判断することができる。通信部500は居住者10の位置情報を外部に知らせることができる。居住者10の位置がベッド50を基準に誤差範囲以上に外れる場合、通信部500は居住者10がベッド50を離脱したことを知らせる信号を出力することができる。このようなロジッグは居住者10が重症患者であるか又は病院で落傷及び起立感知装置1が使われる場合に適用することができる。
制御部300はベッド50の高さに基づいて第2起立基準高を設定することができる。第2起立基準高とはベッド50に横になっていた居住者10が起立したと判断するための高さを意味することができる。居住者10が床に横になってから起立するときと居住者10がベッド50に横になってから起立するときの居住者10の高さは互いに異なることができる。例えば、居住者10が床に横になったとき、制御部300は居住者10の高さが20cm前後であると判断し、居住者10がベッド50に横になったとき、制御部300は居住者10の高さがベッド50の高さ(60cm〜1m)とほぼ同一であると判断することができる。よって、制御部300は、居住者10がベッド50に横になったと判断した場合の居住者10の第2起立基準高を居住者10が床に横になったと判断した場合の居住者10の第1起立基準高と異なるように設定することができる。例えば、居住者10がベッド50に横になったと判断した場合、居住者10の第2起立基準高はベッド50の高さHに居住者10の上体に相応する距離を足した値に定義されることができる。例えば、ベッド50の高さは60cm〜1m前後であり得、居住者の上体長に相応する距離は70cm〜1mを意味することができる。すなわち、第2起立基準高は1m30cm〜2mで、第1起立基準高より大きい値であり得る。ただ、第2起立基準高は設計者が自由に変更することができる事項であり得る。
第1センサー部100及び第2センサー部200は居住者10の起立行為の後に動きパターンを感知することができ、制御部300は居住者10の動きパターンをデータベース部400に保存された情報と比較して居住者10の状態を把握することができる。例えば、起立した後に居住者10が目眩がしてふらつくときに、制御部300は居住者10の動きの分散値が一定値以上であると判断した場合には居住者10が危険状態であると判断することができる。居住者10がベッド50を離脱して第1センサー部100及び第2センサー部200の感知領域を離脱した後には落傷することがあり得る。よって、制御部300は居住者10の動きパターンを分析して落傷の危険があると判断される場合、通信部500を制御してアラームを発生させることができる。
居住者10がベッド50を離脱するかベッド50から起立した後の動きパターンが不安定な場合、制御部300は居住者10が危険状態であると判断することができる。この際、居住者10がベッド50に横になった後に居住者10の起立行為を感知することを先に行い、その後に制御部300はベッド50を離脱するか及び居住者10の動きパターンを分析することができる。落傷及び起立感知装置1はベッド50に居住者10が横になる行為を落傷行為と判断することができるが、ベッド50の高さH及びベッド50とセンサー部100、200との間の離隔距離D1に基づいて居住者10がベッド50に横になったと判断することができる。さらに、落傷及び起立感知装置1は居住者10がベッド50に横になった後に起立する行為を感知することができ、起立後に居住者10が危険状態にあるかを判断することができる。
本発明の実施例によれば、落傷及び起立感知装置1は室内空間に配置されるベッド50に横になった居住者10を居住者10が落傷したと見誤ることを防止するロジッグを備えることができる。また、落傷及び起立感知装置1はベッド50の位置及び高さについての情報を予め保存することにより、ベッド50に居住者10が横になる行為及びベッド50から居住者10が起立する行為を把握することができる。また、落傷及び起立感知装置1はベッド50から居住者10が離脱するかを把握することにより、重症患者で発生する事故を前もって防止することができる。
図8は本発明の実施例によって居住者がベッドに横になっているかを感知することを示す図である。
図2及び図8を参照すると、第1センサー部100は居住者10が位置するベッド50上に配置されることができる。第1センサー部100は居住者10がベッド50を離脱するかを判断するための感知領域150を有することができる。第1センサー部100の感知領域150はベッド50に横になっている居住者10の生体信号を感知することができる領域であり得る。第1センサー部100は感知領域150内に位置する居住者10の特定位置11を感知し、特定位置11で発生する生体信号を感知することができる。
制御部300は、居住者10が感知領域150内に存在する場合、居住者10は危険状態にいないと判断することができる。通信部500は、居住者10が感知領域150内に存在する場合、アラームを発生させないことができる。
一例として、ベッド50の高さHが低い場合、ベッド50に横になっている居住者10の生体信号は室内空間の床付近で感知されることができる。居住者10の生体信号が室内空間の床付近で感知されれば、制御部300はベッド50に居住者10が横になっていても居住者10が落傷して床に倒れた状態と見誤ることができる。よって、第1センサー部100の感知領域150内に居住者10が位置する場合、制御部300は居住者10がベッド50に横になっているものであり、落傷したものではないと判断することができる。例えば、感知領域150は室内空間の床まで及ばないことができ、高さの低いベッド50の上面まで及ぶことができる。すなわち、感知領域150は予め保存されたベッド50の高さを考慮して決定されることができる。
以上、添付図面に基づいて本発明の実施例を説明したが、本発明が属する技術分野で通常の知識を有する者は本発明がその技術的思想又は必須な特徴を変更せずに他の具体的な形態に実施できるということが理解可能である。したがって、以上で記述した実施例は全ての面で例示的なものであり、限定的なものではないと理解しなければならない。
1 落傷及び起立感知装置
10 居住者
11、12 特定位置
50 ベッド
100 第1センサー部
150 感知領域
200 第2センサー部
300 制御部
400 データベース部
410 第1保存部
430 第2保存部
500 通信部

Claims (20)

  1. 第1高さに配置され、居住者の動きを感知する第1センサー部と、
    前記第1高さより高い位置の第2高さに配置され、前記居住者の動きを感知する第2センサー部と、
    前記第1センサー部及び前記第2センサー部によって測定された前記居住者との距離に基づいて前記居住者の落傷行為及び起立行為を感知する制御部とを含み、
    前記制御部は、3次元直交座標系を基準に前記第1センサー部が配置される座標と前記第2センサー部が配置される座標において2個の座標軸を一致させる、
    落傷及び起立感知装置。
  2. 前記制御部は、前記第1センサー部及び前記第2センサー部が感知した前記居住者との距離に基づいて前記居住者の高さを計算し、前記居住者の高さによって前記居住者の落傷行為及び起立行為を判断する、
    請求項1に記載の落傷及び起立感知装置。
  3. 前記第1センサー部及び前記第2センサー部のそれぞれは前記居住者までの最短距離を測定し、
    前記制御部は、前記最短距離、前記第1センサー部の座標、及び前記第2センサー部の座標に基づいて前記居住者の高さを計算する、
    請求項2に記載の落傷及び起立感知装置。
  4. 前記居住者の落傷行為を感知した後、一定時間内に前記居住者の起立行為が感知されない場合、前記制御部は前記居住者が危険状態にあると判断する、
    請求項1に記載の落傷及び起立感知装置。
  5. 前記第1センサー部及び前記第2センサー部は前記居住者の特定位置で前記居住者の生体信号を感知し、
    前記特定位置は前記第1センサー部又は前記第2センサー部から前記居住者までの最短距離が導出される位置を意味する、
    請求項4に記載の落傷及び起立感知装置。
  6. 前記第1センサー部及び前記第2センサー部が感知した前記居住者の特定位置が互いに異なる場合、前記制御部は前記第1センサー部が感知した第1特定位置と前記第2センサー部が感知した第2特定位置が互いに同一であると仮定して前記居住者の高さを計算する、
    請求項1に記載の落傷及び起立感知装置。
  7. 前記第1センサー部又は前記第2センサー部が感知した前記居住者の特定位置で生体信号が感知されない場合、前記制御部は前記第1センサー部又は前記第2センサー部が感知する前記居住者の特定位置を変更するように前記第1センサー部又は前記第2センサー部を制御する、
    請求項1に記載の落傷及び起立感知装置。
  8. 変更された特定位置で生体信号が感知される場合、前記制御部は前記変更された特定位置を基準に前記居住者の高さを計算して前記居住者の落傷行為及び起立行為を判断する、
    請求項7に記載の落傷及び起立感知装置。
  9. 前記居住者が居住する場所にベッドが配置される場合、前記制御部は前記第1センサー部及び前記第2センサー部が配置された軸から前記ベッドが離隔した離隔距離及び前記ベッドの高さについての情報を予め保存する、
    請求項1に記載の落傷及び起立感知装置。
  10. 前記制御部は前記離隔距離についての情報に基づいて前記離隔距離から一定範囲内で発生する前記居住者の動きの変化は落傷行為と判断しない、
    請求項9に記載の落傷及び起立感知装置。
  11. 前記第1センサー部及び前記第2センサー部が感知した前記居住者の位置が前記ベッドの高さと誤差範囲内の場合、前記制御部は前記居住者が前記ベッドに位置すると判断して前記居住者が危険状態ではないと判断する、
    請求項9に記載の落傷及び起立感知装置。
  12. 前記制御部は前記ベッドの高さに基づいて前記居住者の起立高を設定し、
    前記制御部は、前記居住者の位置が前記起立高より高い場合、前記居住者が起立したと判断する、
    請求項9に記載の落傷及び起立感知装置。
  13. 前記制御部は前記ベッドの高さ及び前記離隔距離を用いて前記居住者の位置が前記ベッドを基準に誤差範囲以上に外れるかを判断する、
    請求項9に記載の落傷及び起立感知装置。
  14. 前記居住者の位置情報を外部に知らせる通信部をさらに含み、
    前記居住者の位置が前記ベッドを基準に誤差範囲以上に外れる場合、前記通信部は前記居住者が前記ベッドを離脱したことを知らせる信号を出力する、
    請求項13に記載の落傷及び起立感知装置。
  15. 前記第1センサー部は前記居住者が位置するベッド上に配置され、
    前記第1センサー部は前記居住者が前記ベッドを離脱するかを判断するための感知領域を有し、
    前記制御部は、前記居住者が前記感知領域内に存在する場合、前記居住者は危険状態にいないと判断する、
    請求項1に記載の落傷及び起立感知装置。
  16. 人の動きについての行動パターン情報を保存するデータベース部をさらに含み、
    前記制御部は前記第1センサー部及び前記第2センサー部が測定した前記居住者の動きに対するパターンを前記データベース部に保存された前記行動パターン情報と比較して前記居住者の状態を判断する、
    請求項1に記載の落傷及び起立感知装置。
  17. 第1高さに配置され、居住者の動きを感知する第1センサー部と、
    前記第1高さより高い位置の第2高さに配置され、前記居住者の動きを感知する第2センサー部と、
    前記第1センサー部及び前記第2センサー部によって測定された前記居住者との距離に基づいて前記居住者の落傷行為及び起立行為を感知する制御部とを含み、
    前記第1センサー部及び前記第2センサー部は前記居住者が居住する場所の床を基準に垂直方向に重畳するように配置される、
    落傷及び起立感知装置。
  18. 前記制御部は前記第1センサー部から前記第2センサー部に向かう方向を一軸とする直交座標系を設定し、
    前記制御部は前記一軸上の座標以外の他の座標は同一であるように前記第1センサー部及び前記第2センサー部の座標を設定する、
    請求項17に記載の落傷及び起立感知装置。
  19. 前記第1センサー部及び前記第2センサー部のそれぞれは前記居住者までの最短距離を測定し、
    前記制御部は、前記最短距離、及び前記第1センサー部と前記第2センサー部との間の距離に基づいて前記居住者の高さを計算して前記居住者の落傷行為及び起立行為を感知する、
    請求項18に記載の落傷及び起立感知装置。
  20. 前記制御部は、前記最短距離、前記第1センサー部の座標、前記第2センサー部の座標及び前記居住者の高さに基づいて前記居住者と前記一軸との間の距離を計算する、
    請求項18に記載の落傷及び起立感知装置。
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