JP2022131286A - Abnormality detection device, abnormality detection system, and abnormality detection method - Google Patents

Abnormality detection device, abnormality detection system, and abnormality detection method Download PDF

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Daiki Mori
佳奈子 皆内
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Abstract

To provide an abnormality detection device, an abnormality detection system and an abnormality detection method which detect an abnormality of an object person such that the abnormality is distinguished from daily behaviors.SOLUTION: In a system in which a measuring instrument attached to an object person is communicably connected with an abnormality detection device which analyzes information acquired by the measuring instrument via a network, the abnormality detection device 40 comprises a detection unit 43 which detects an abnormality of the object person on the basis of comparison of frequency components of time series data targeting different periods. The time series data is the time series data of a measurement value of a sensor which measures information of a state of the object person. The abnormality detection device further comprises a conversion unit 42 which converts the time series data into a frequency component distribution for every period of the time series data. The comparison of the frequency components of the time series data targeting the different periods includes comparison of peak patterns appearing in the frequency component distribution of the time series data targeting the different periods.SELECTED DRAWING: Figure 3

Description

本明細書の開示は、異常検出装置、異常検出システム、及び、異常検出方法に関する。 The present disclosure relates to an anomaly detection device, an anomaly detection system, and an anomaly detection method.

近年、対象者の行動をモニタリングして異変又はその兆候を早期に検出することで、重大事故の発生を未然に回避する試みが盛んに研究されている。対象者の行動のモニタリングに関連する技術は、例えば、非特許文献1に記載されている。 BACKGROUND ART In recent years, attempts to prevent serious accidents from occurring by monitoring the behavior of subjects and detecting abnormalities or their signs at an early stage have been extensively studied. A technique related to monitoring the behavior of a subject is described in Non-Patent Document 1, for example.

上述した研究においては、対象者に取り付けられたセンサの計測値から、歩く、走る、昇降するなどの対象者の日常的な行動を検出することに加え、対象者が意図せずに若しくは意図に反して行う動作(即ち、対象者の異常な動作。以降、単に対象者の異常という。)を検出することが重要である。 In the above research, in addition to detecting the subject's daily behavior such as walking, running, and climbing from the measured values of the sensor attached to the subject, the subject unintentionally or intentionally It is important to detect the contrary behavior (that is, the subject's abnormal behavior, hereinafter simply referred to as the subject's abnormality).

対象者の異常の典型的な例は、所謂ヒヤリハットとともに生じる対象者の動作であり、具体的には、例えば、つまずき、スリップ、転倒、接触、衝突、落下などが含まれる。なお、ここで、ヒヤリハットとは、一般に、重大な事故(アクシデント)には至らなかったものの、重大な事故を引き起こしかねない事例(インシデント)、又は、その事例の認知をいう。 A typical example of a subject's anomaly is a subject's motion that occurs with a so-called near miss, and specifically includes, for example, stumbling, slipping, falling, contact, collision, and falling. Here, a near miss generally refers to an incident that does not lead to a serious accident but may cause a serious accident (incident), or the recognition of such a case.

品川 佳満 他、「加速度センサを用いた人間の歩行・転倒の検出」川崎医療福祉学会誌、1999年、vol.9 no.2 243-250Yoshimitsu Shinagawa et al., "Detection of Human Walking and Falling Using an Acceleration Sensor," Kawasaki Medical Welfare Society Journal, 1999, vol. 9 no. 2 243-250

非特許文献1では、加速度センサを用いて対象者の歩行(日常的な行動)と転倒(異常動作)を検出する方法について検討され、その検討結果が記載されている。しかしながら、非特許文献1において結論付けられているように、加速度センサの計測結果のみから転倒などの対象者の異常を検出することは容易ではない。特に、対象者の日常的な行動と区別して対象者の異常を検出することは、従来技術においては難しく、新たな着想によるさらなる技術の向上が期待されている。 Non-Patent Document 1 discusses a method for detecting walking (routine behavior) and falling (abnormal behavior) of a subject using an acceleration sensor, and describes the results of the examination. However, as concluded in Non-Patent Document 1, it is not easy to detect a subject's abnormality such as a fall only from the measurement result of the acceleration sensor. In particular, it is difficult with conventional technology to detect an abnormality of a subject by distinguishing it from the subject's daily behavior, and new ideas are expected to further improve the technology.

以上のような実情を踏まえ、本発明の一側面に係る目的は、日常的な行動と区別して対象者の異常を検出する技術を提供することである。 Based on the actual situation as described above, it is an object of one aspect of the present invention to provide a technique for detecting an abnormality of a subject by distinguishing it from daily behavior.

本発明の一態様に係る異常検出装置は、対象者の状態の情報を計測するセンサの計測値の時系列データであって異なる期間を対象とする前記時系列データの周波数成分の比較に基づいて、前記対象者の異常を検出する検出部を備える。 An anomaly detection device according to an aspect of the present invention is time-series data of measured values of a sensor that measures information on the state of a subject, and is based on comparison of frequency components of the time-series data for different periods. and a detection unit for detecting an abnormality of the subject.

上記の態様によれば、日常的な行動と区別して対象者の異常を検出することができる。 According to the above aspect, an abnormality of the subject can be detected by distinguishing it from daily behavior.

一実施形態に係るシステムの構成を例示した図である。It is a figure which illustrated the structure of the system which concerns on one Embodiment. 一実施形態に計測装置のハードウェア構成を例示した図である。It is the figure which illustrated the hardware constitutions of the measuring device in one embodiment. 一実施形態に異常検出装置の機能的構成を例示した図である。It is the figure which illustrated the functional structure of the abnormality detection apparatus in one Embodiment. 一実施形態に係るシステムの構成要素間のやり取りを示すシーケンス図の一例である。1 is an example sequence diagram illustrating interaction between components of a system according to one embodiment; FIG. 一実施形態に係るシステムで行われる処理を示すフローチャートの一例である。4 is an example of a flow chart showing processing performed by a system according to an embodiment; 一実施形態に係る計測装置で計測されたデータの一例である。It is an example of data measured by the measuring device according to one embodiment. 一実施形態に係る計測装置で計測されたデータの周波数分布を示すデータの一例である。It is an example of the data which shows the frequency distribution of the data measured with the measuring device which concerns on one Embodiment. 一実施形態に係る異常検出装置で行われる時間周波数解析について説明する図である。It is a figure explaining the time frequency analysis performed with the abnormality detection apparatus which concerns on one Embodiment. 分類基準情報の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of classification standard information. 一実施形態に係るシステムで行われる処理の具体例を示すフローチャートである。4 is a flow chart showing a specific example of processing performed by the system according to one embodiment; 一実施形態に係るシステムの機能構成と装置構成の関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the function structure of the system and apparatus structure which concern on one Embodiment. 別の実施形態に係るシステムの機能構成と装置構成の関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship of the functional structure of the system and apparatus structure which concern on another embodiment. 更に別の実施形態に係るシステムの機能構成と装置構成の関係を示す図である。FIG. 10 is a diagram showing the relationship between the functional configuration of a system and the device configuration according to still another embodiment; 更に別の実施形態に係るシステムの機能構成と装置構成の関係を示す図である。FIG. 10 is a diagram showing the relationship between the functional configuration of a system and the device configuration according to still another embodiment; 更に別の実施形態に係るシステムの機能構成と装置構成の関係を示す図である。FIG. 10 is a diagram showing the relationship between the functional configuration of a system and the device configuration according to still another embodiment; 上述した実施形態に係る異常検出装置を実現するためのコンピュータのハードウェア構成を例示した図である。It is the figure which illustrated the hardware constitutions of the computer for implement|achieving the abnormality detection apparatus which concerns on embodiment mentioned above.

図1は、一実施形態に係るシステムの構成を例示した図である。図1に示すシステム100は、対象者1の異常を検出する異常検出システムの一例である。まず、図1を参照しながら、システム100の構成について説明する。 FIG. 1 is a diagram illustrating the configuration of a system according to one embodiment. A system 100 shown in FIG. 1 is an example of an anomaly detection system that detects an anomaly of a subject 1 . First, the configuration of system 100 will be described with reference to FIG.

以下では、異常が大きな事故につながりやすい、例えば、工場や建築現場などで働く作業者が対象者1である場合を例に説明する。ただし、対象者1は、上記のような作業者に限らない。対象者1は、例えば、病院に入院中の入院患者、介護施設に入所中の要介護者などであってもよく、その他、見守りが必要な高齢者などであってもよい。即ち、システム100は、異常の早期発見と注意喚起が異常の深刻化や重大事故の発生などの防止に効果的な任意の者を対象として構築されてもよい。また、対象者1の異常が、どのような動作環境下で発生したかを解析することで、労働環境および生活環境などの環境改善に役立ててもよい。 In the following, a case where the target person 1 is, for example, a worker who works at a factory or a construction site, for example, will be described as an example where an abnormality is likely to lead to a serious accident. However, the target person 1 is not limited to the above workers. The target person 1 may be, for example, an inpatient in a hospital, a person requiring nursing care in a nursing home, or an elderly person who needs to be watched over. That is, the system 100 may be constructed for any person for whom early detection of abnormality and alerting are effective in preventing aggravation of abnormality and occurrence of a serious accident. Further, by analyzing under what operating environment the abnormality of the subject 1 occurred, it may be useful for improving the environment such as working environment and living environment.

なお、本明細書において、対象者の異常とは、主に、対象者の異常な動作を意味し、例えば、つまずき、スリップ、転倒、接触、衝突、落下など、対象者が意図せずに若しくは意図に反して行う動作を意味する。ただし、対象者の異常は、例えば、発熱、冷や汗、動悸、息切れ、震えに代表される対象者の身体的変調を含んでもよい。即ち、対象者の異常は、広く対象者の異常な状態を含んでもよい。 In this specification, the subject's abnormality mainly means an abnormal behavior of the subject, such as stumbling, slipping, falling, contact, collision, falling, etc., unintentionally by the subject or means to act against one's intentions. However, the subject's abnormality may include, for example, the subject's physical changes represented by fever, cold sweat, palpitations, shortness of breath, and shivering. That is, the subject's abnormality may broadly include an abnormal state of the subject.

システム100は、対象者1に取り付けた計測装置10と、計測装置10で取得した情報を解析する異常検出装置40を含んでいる。システム100は、さらに、対象者1が所持する報知装置20を含んでもよい。 The system 100 includes a measurement device 10 attached to the subject 1 and an abnormality detection device 40 that analyzes information acquired by the measurement device 10 . The system 100 may further include a notification device 20 that the subject 1 possesses.

システム100を構成する各装置は、ネットワーク30を介して通信可能に接続されている。各装置間の通信は、図示しない他の装置を介在して行われてもよい。また、各装置間の通信は、アドホック通信モードで直接に行われてもよい。ここで、通信は、無線通信であってもよく、有線通信であってもよい。また、無線通信と有線通信の組み合わせであってもよい。 Each device constituting the system 100 is communicably connected via a network 30 . Communication between each device may be performed via another device (not shown). Communication between each device may also take place directly in an ad-hoc communication mode. Here, the communication may be wireless communication or wired communication. Alternatively, a combination of wireless communication and wired communication may be used.

システム100では、計測装置10で取得した情報に基づいて、異常検出装置40が対象者1の異常を検出する。異常検出装置40は、検出した異常をさらに解析していくつかのカテゴリに分類してもよい。また、異常検出装置40は、検出した異常を、位置情報など対象者1のその他の情報と関連付けて記録してもよい。また、異常検出装置40は、検出した異常を報知装置20へ通知し、報知装置20が対象者1に異常の分類に応じた情報を報知してもよい。 In the system 100 , the abnormality detection device 40 detects abnormality of the subject 1 based on the information acquired by the measurement device 10 . The abnormality detection device 40 may further analyze the detected abnormality and classify it into several categories. Further, the abnormality detection device 40 may record the detected abnormality in association with other information of the subject 1 such as position information. Further, the abnormality detection device 40 may notify the notification device 20 of the detected abnormality, and the notification device 20 may notify the subject 1 of information according to the classification of the abnormality.

図1では、計測装置10を装着した対象者として一人の対象者1のみが例示されているが、システム100には、複数の対象者1に装着された複数の計測装置10が含まれてもよく、異常検出装置40は、複数の計測装置10からの情報を処理してもよい。また、一人の対象者1に複数の計測装置10が装着されてもよい。 In FIG. 1, only one subject 1 is illustrated as a subject wearing the measuring device 10, but the system 100 may include a plurality of measuring devices 10 worn by a plurality of subjects 1. Well, the anomaly detection device 40 may process information from a plurality of measurement devices 10 . Moreover, one subject 1 may be equipped with a plurality of measuring devices 10 .

図2は、一実施形態に計測装置のハードウェア構成を例示した図である。図3は、一実施形態に異常検出装置の機能的構成を例示した図である。図2及び図3を参照しながら、システム100の構成についてさらに詳細に説明する。 FIG. 2 is a diagram illustrating the hardware configuration of the measuring device in one embodiment. FIG. 3 is a diagram illustrating the functional configuration of the abnormality detection device in one embodiment. The configuration of the system 100 will be described in more detail with reference to FIGS. 2 and 3. FIG.

計測装置10は、図2に示すように、対象者1の状態の情報を計測するセンサ11を含んでいる。計測装置10は、例えば、慣性計測装置(IMU:Inertial Measurement Unit)であってもよく、センサ11として、加速度、角速度などを計測する慣性センサ(加速度センサ、ジャイロセンサ)などを含んでもよい。センサ11は、さらに、傾斜角を計測する傾斜センサ、位置を計測するGPS(Global Positioning System)や屋内向け測位センサ、圧力を計測する圧力センサ、バイタルサインやその他の生体情報を計測する生体センサなどを含んでもよい。 The measuring device 10 includes a sensor 11 for measuring information on the condition of the subject 1, as shown in FIG. The measurement device 10 may be, for example, an inertial measurement unit (IMU), and the sensor 11 may include an inertial sensor (acceleration sensor, gyro sensor) for measuring acceleration, angular velocity, and the like. The sensor 11 further includes an inclination sensor that measures the angle of inclination, a GPS (Global Positioning System) that measures position, an indoor positioning sensor, a pressure sensor that measures pressure, a biosensor that measures vital signs and other biological information, and the like. may include

計測装置10は、センサ11に加えて、計測装置10の動作を制御するマイクロプロセッサ12と、センサ11で計測した計測値のデータなどを記憶するメモリ13と、外部装置(異常検出装置40、報知装置20など)と通信する通信回路14と、電力を供給するバッテリ15を備えている。 In addition to the sensor 11, the measuring device 10 includes a microprocessor 12 that controls the operation of the measuring device 10, a memory 13 that stores measurement value data measured by the sensor 11, and external devices (abnormality detection device 40, notification It comprises a communication circuit 14 for communicating with the device 20, etc.) and a battery 15 for supplying power.

計測装置10では、マイクロプロセッサ12の制御下で、センサ11が対象者1の状態の情報を計測して、メモリ13がセンサ11の計測値を記憶する。さらに、通信回路14がメモリ13に記憶されている計測値の時系列データを異常検出装置40へ送信する。 In the measuring device 10 , the sensor 11 measures information on the condition of the subject 1 under the control of the microprocessor 12 , and the memory 13 stores the measured values of the sensor 11 . Furthermore, the communication circuit 14 transmits the time-series data of the measured values stored in the memory 13 to the abnormality detection device 40 .

計測装置10は、例えば、図1に示すように、対象者1が身に着けているベルトなどに固定することで対象者1の腰の位置に取り付けられる。なお、計測装置10を体の中心に近い腰の位置に取り付けることで、腕及び足など体の部位の局所的な動きの影響を抑えて体全体の動きを計測することが可能となる。このため、慣性計測装置としての計測装置10の取り付け位置として好適である。 For example, as shown in FIG. 1 , the measuring device 10 is attached to the waist of the subject 1 by fixing it to a belt or the like worn by the subject 1 . By attaching the measuring device 10 to the waist position near the center of the body, it is possible to measure the movement of the entire body while suppressing the effects of local movements of body parts such as arms and legs. Therefore, it is suitable as a mounting position of the measuring device 10 as an inertial measuring device.

ただし、計測装置10の取り付け位置は、上記の例に限らない。計測装置10は、例えば、ヘルメットに固定して頭の位置に取り付けられてもよい。また、計測装置10は、センサ11の種類に応じた適切な位置に取り付けられてもよい。 However, the mounting position of the measuring device 10 is not limited to the above example. For example, the measurement device 10 may be fixed to a helmet and attached to the head position. Moreover, the measuring device 10 may be attached to an appropriate position according to the type of the sensor 11 .

さらに、計測装置10は、スマートウオッチやスマートグラスなどのウェアラブル機器に組み込まれてもよい。また、計測装置10は、対象者1によって保持されてもよく、例えば、対象者1が保持するスマートフォンやタブレットなどのモバイル端末に組み込まれてもよい。また、計測装置10は、対象者1に埋め込まれてもよい。 Furthermore, the measurement device 10 may be incorporated into wearable devices such as smart watches and smart glasses. Moreover, the measuring device 10 may be held by the subject 1, and may be incorporated in a mobile terminal such as a smartphone or a tablet held by the subject 1, for example. Moreover, the measuring device 10 may be embedded in the subject 1 .

報知装置20は、対象者1に情報を報知する装置である。報知装置20が報知する情報は、対象者1に視覚的に提示されてもよく、聴覚的に提示されてもよく、触覚的に提示されてもよい。報知装置20は、例えば、ディスプレイを備えた表示デバイスであってもよく、情報を表示することで対象者1に情報を報知してもよい。報知装置20は、例えば、LEDなどを備える発光デバイスであってもよく、光の点灯、点滅などを行うことで対象者1に情報を報知してもよい。報知装置20は、例えば、スピーカを備えた音声出力デバイスであってもよく、音声や警告音などを出力することで対象者1に情報を報知してもよい。報知装置20は、例えば、バイブレータなどであってもよく、振動により対象者1に情報を報知してもよい。 The notification device 20 is a device that notifies the subject 1 of information. The information notified by the notification device 20 may be presented to the subject 1 visually, audibly, or tactilely. The notification device 20 may be, for example, a display device having a display, and may notify the subject 1 of information by displaying the information. The notification device 20 may be, for example, a light-emitting device having an LED or the like, and may notify the subject 1 of information by lighting or blinking the light. The notification device 20 may be, for example, an audio output device having a speaker, and may notify the subject 1 of information by outputting audio, warning sound, or the like. The notification device 20 may be, for example, a vibrator or the like, and may notify the subject 1 of information by vibration.

報知装置20では、異常検出装置40からの異常検出の通知を受信すると、例えば、通知に含まれる異常の分類に応じて異なる情報を対象者1に報知する。 When receiving the notification of abnormality detection from the abnormality detection device 40, the notification device 20 notifies the subject 1 of different information according to the classification of the abnormality included in the notification, for example.

報知装置20は、必ずしも対象者1に固定される必要はなく、例えば、図1に示すように、対象者1が手に持っていてもよい。また、対象者1は、報知装置20をポケットやカバンなどに入れて持ち歩いてもよい。その他、報知装置20は、計測装置10と同様に、ベルトなどに固定されてもよい。また、報知装置20は、対象者1が保持するスマートフォンやタブレットなどのモバイル端末に組み込まれてもよく、対象者1が身に着けるウェアラブル機器に組み込まれてもよい。 The notification device 20 does not necessarily have to be fixed to the subject 1, and may be held in the hand of the subject 1, for example, as shown in FIG. Also, the subject 1 may carry the notification device 20 in a pocket, bag, or the like. Alternatively, the notification device 20 may be fixed to a belt or the like, similar to the measurement device 10 . Further, the notification device 20 may be incorporated in a mobile terminal such as a smartphone or a tablet held by the subject 1, or may be incorporated in a wearable device worn by the subject 1.

異常検出装置40は、対象者1の異常を検出する装置である。異常検出装置40は、特に限定しないが、例えば、サーバコンピュータ(タワー型サーバ、ラックマウント型サーバ、ブレード型サーバ)、パーソナルコンピュータ(デスクトップ型コンピュータ、ラップトップ型コンピュータ、タブレット型コンピュータ)であってもよい。また、異常検出装置40は、異常検出に十分な処理能力を有する限り、スマートフォン、携帯電話など、その他のコンピュータであってもよい。 The abnormality detection device 40 is a device that detects an abnormality of the subject 1 . The abnormality detection device 40 is not particularly limited, but may be, for example, a server computer (tower server, rack mount server, blade server), personal computer (desktop computer, laptop computer, tablet computer). good. Further, the abnormality detection device 40 may be a smart phone, a mobile phone, or other computer as long as it has sufficient processing power for abnormality detection.

異常検出装置40は、図3に示すように、制御部41と、通信部45と、記録部46を含んでいる。制御部41は、変換部42、検出部43、分類部44を含み、さらに、その他の機能部を備えてもよい。 The abnormality detection device 40 includes a control section 41, a communication section 45, and a recording section 46, as shown in FIG. The control unit 41 includes a conversion unit 42, a detection unit 43, a classification unit 44, and may further include other functional units.

制御部41は、計測装置10から出力されたセンサ11の計測値の時系列データに対して時間周波数解析を行い、解析結果に基づいて対象者1の異常を検出する。変換部42は、センサ11の計測値の時系列データを、時系列データの期間毎の周波数成分分布に変換する。検出部43は、変換部42で生成された異なる期間を対象とする時系列データの周波数成分分布の比較に基づいて、対象者1の異常を検出する。分類部44は、検出部43の検出結果を分類する。通信部45は、制御部41の指示に従って計測装置10や報知装置20などの他の装置と通信する。記録部46は、検出部43で検出した対象者1の異常を記憶する。また、記録部46は、分類部44が検出結果を分類するときに参照する情報を記憶してもよい。 The control unit 41 performs time-frequency analysis on the time-series data of the measured values of the sensor 11 output from the measuring device 10, and detects abnormality of the subject 1 based on the analysis result. The conversion unit 42 converts the time-series data of the measured values of the sensor 11 into a frequency component distribution for each period of the time-series data. The detection unit 43 detects an abnormality of the subject 1 based on a comparison of frequency component distributions of the time-series data for different periods generated by the conversion unit 42 . The classification unit 44 classifies the detection results of the detection unit 43 . The communication unit 45 communicates with other devices such as the measurement device 10 and the notification device 20 according to instructions from the control unit 41 . The recording unit 46 stores the abnormality of the subject 1 detected by the detection unit 43 . The recording unit 46 may also store information that the classifying unit 44 refers to when classifying the detection results.

以下、システム100で行われる異常検出処理について説明する。 The abnormality detection processing performed by the system 100 will be described below.

図4は、一実施形態に係るシステムの構成要素間のやり取りを示すシーケンス図の一例である。システム100で行われる異常検出処理は、例えば、図4に示すように、計測装置10で行われる処理(計測処理)と、異常検出装置40で行われる処理(検出処理)と、報知装置20で行われる処理(報知処理)と、で構成されてもよい。 FIG. 4 is an example sequence diagram illustrating interaction between system components according to one embodiment. For example, as shown in FIG. and a process to be performed (notification process).

まず、計測装置10が計測処理を開始する。計測処理では、計測装置10で計測された計測値の時系列データ(図4の計測データ)が、計測装置10から異常検出装置40へ例えば定期的に送信される。異常検出装置40は、計測データを受信すると検出処理を開始する。検出処理では、計測データが解析される。対象者1の異常が検出されると、異常検出装置40から報知装置20へ異常検出が通知される。報知装置20は、異常検出の通知を受信すると報知処理を開始する。報知処理では、受信した通知に応じた情報が対象者1に報知される。 First, the measurement device 10 starts measurement processing. In the measurement process, time-series data (measurement data in FIG. 4) of measurement values measured by the measurement device 10 is periodically transmitted from the measurement device 10 to the abnormality detection device 40, for example. The abnormality detection device 40 starts detection processing upon receiving the measurement data. In the detection process, measurement data is analyzed. When an abnormality of the subject 1 is detected, the abnormality detection device 40 notifies the notification device 20 of the abnormality detection. The notification device 20 starts notification processing upon receiving the notification of the abnormality detection. In the notification process, the target person 1 is notified of information according to the received notification.

図5は、一実施形態に係るシステムで行われる処理を示すフローチャートの一例である。図6は、一実施形態に係る計測装置で計測されたデータの一例である。図7は、一実施形態に係る計測装置で計測されたデータの周波数分布を示すデータの一例である。図8は、一実施形態に係る異常検出装置で行われる時間周波数解析について説明する図である。図9は、分類基準情報の一例を示す図である。図5から図9を参照しながら、システム100で行われる異常検出処理についてさらに詳細に説明する。 FIG. 5 is an example of a flowchart illustrating processing performed by a system according to one embodiment. FIG. 6 is an example of data measured by the measuring device according to one embodiment. FIG. 7 is an example of data showing the frequency distribution of data measured by the measuring device according to one embodiment. FIG. 8 is a diagram explaining the time-frequency analysis performed by the abnormality detection device according to the embodiment. FIG. 9 is a diagram showing an example of classification criterion information. The anomaly detection processing performed by the system 100 will be described in more detail with reference to FIGS. 5 to 9. FIG.

システム100で行われる異常検出処理は、例えば、図5に示すように、6つの処理(計測処理、変換処理、比較・検出処理、分類処理、記録処理、報知処理)を含んでもよい。図5に示す異常検出処理は、例えば、計測装置10が起動することで、システム100によって開始されてもよい。 The abnormality detection process performed by the system 100 may include, for example, six processes (measurement process, conversion process, comparison/detection process, classification process, recording process, and notification process) as shown in FIG. The abnormality detection process shown in FIG. 5 may be started by the system 100 when the measuring device 10 is activated, for example.

異常検出処理が開始されると、計測装置10が計測処理を行う(ステップS1)。ステップS1では、センサ11が対象者1の状態の情報を計測する。センサ11が計測した対象者1の状態の情報は、例えば、一定の周期でサンプリングされ、メモリ13がサンプリングによって得られたデータを記憶する。 When the abnormality detection process is started, the measuring device 10 performs the measurement process (step S1). In step S1, the sensor 11 measures information on the state of the subject 1. FIG. The information on the state of the subject 1 measured by the sensor 11 is sampled, for example, at regular intervals, and the memory 13 stores the data obtained by sampling.

図6に示すデータ1000は、センサ11が加速度センサである場合に、対象者1の歩行期間中、センサ11の計測値をサンプリングすることによって得られた、センサ11の計測値の時系列データの一例である。メモリ13が記憶した時系列データは、マイクロプロセッサ12の制御の下で、所定のタイミングで通信回路14を用いて計測装置10から異常検出装置40へ送信される。なお、計測処理は、例えば、計測装置10の起動後、計測装置10を停止するまで、繰り返し行われる。 Data 1000 shown in FIG. 6 is time-series data of the measured values of the sensor 11 obtained by sampling the measured values of the sensor 11 during the walking period of the subject 1 when the sensor 11 is an acceleration sensor. An example. The time-series data stored in the memory 13 is transmitted from the measurement device 10 to the abnormality detection device 40 using the communication circuit 14 at predetermined timings under the control of the microprocessor 12 . Note that the measurement process is repeated, for example, after the measuring device 10 is activated until the measuring device 10 is stopped.

計測値の時系列データを受信すると、異常検出装置40は、計測値の時系列データに対して時間周波数解析を行い、対象者1の異常を検出する(ステップS2からステップS4)。即ち、異常検出装置40は、計測値の時系列データの対象期間によって時系列データに含まれる周波数成分がどのように変化するかを解析し、解析結果に基づいて対象者1の異常を検出する。 Upon receiving the time-series data of the measured values, the abnormality detection device 40 performs time-frequency analysis on the time-series data of the measured values to detect an abnormality of the subject 1 (steps S2 to S4). That is, the abnormality detection device 40 analyzes how the frequency component included in the time-series data changes depending on the target period of the time-series data of the measured values, and detects an abnormality of the subject 1 based on the analysis result. .

異常検出装置40は、まず、計測値の時系列データを変換する(ステップS2)。ここでは、制御部41は、変換部42として動作する。制御部41は、計測値の時系列データに対して例えばフーリエ変換を実行し、時系列データに含まれる周波数成分を抽出したデータを生成する。図7に示すデータ2000は、図6に示すデータ1000をフーリエ変換することによって得られた周波数分布の一例である。 The abnormality detection device 40 first converts the time-series data of the measured values (step S2). Here, the control unit 41 operates as the conversion unit 42 . The control unit 41 performs, for example, a Fourier transform on the time-series data of the measured values to generate data by extracting frequency components included in the time-series data. Data 2000 shown in FIG. 7 is an example of frequency distribution obtained by Fourier transforming data 1000 shown in FIG.

より詳細には、ステップS2では、変換部42は、計測値の時系列データの対象期間を少しずつずらしながら、時系列データの変換を繰り返し実行する。変換部42は、例えば、一定の大きさの窓関数を用いて時系列データを切り出して、切り出されたデータに対してフーリエ変換を行ってもよい。図8には、計測値の時系列データから異なる対象期間の時系列データ(データ1001、データ1002、データ1003、データ1004)を切り出して、それぞれに対してフーリエ変換を行い、対象期間毎に時系列データの周波数成分分布(データ2001、データ2002、データ2003、データ2004)を生成する例が示されている。 More specifically, in step S2, the conversion unit 42 repeatedly converts the time-series data while gradually shifting the target period of the time-series data of the measurement values. The transformation unit 42 may, for example, cut out the time-series data using a window function of a certain size, and perform Fourier transform on the cut out data. In FIG. 8, time-series data of different target periods (data 1001, data 1002, data 1003, and data 1004) are cut out from the time-series data of the measured values, Fourier transform is performed on each, and time series data is obtained for each target period. An example of generating frequency component distributions of series data (data 2001, data 2002, data 2003, and data 2004) is shown.

周波数成分分布が生成されると、異常検出装置40は、生成された周波数成分分布を比較して対象者1の異常を検出する(ステップS3)。ここでは、制御部41は、検出部43として動作する。制御部41は、異なる期間を対象とする時系列データの周波数成分の比較に基づいて、対象者1の異常を検出する。制御部41は、例えば、異なる期間を対象とする時系列データの周波数成分分布に表れるピークパターンの比較に基づいて、対象者1の異常を検出してもよい。 When the frequency component distribution is generated, the abnormality detection device 40 compares the generated frequency component distributions to detect abnormality of the subject 1 (step S3). Here, the controller 41 operates as the detector 43 . The control unit 41 detects abnormality of the subject 1 based on comparison of frequency components of time-series data for different periods. The control unit 41 may detect an abnormality of the subject 1, for example, based on comparison of peak patterns appearing in frequency component distributions of time-series data for different periods.

一般に、つまずき、スリップ、転倒、接触、衝突、落下などに代表される人の異常な動作は、瞬間的に生じる動作であり、この点において、歩く、走る、昇降などの人の日常的な行動とは異なっている。つまり、周波数成分分布の継続性の有無という面において、日常的な行動と異常な動作とは異なっている。 In general, abnormal human movements represented by stumbling, slipping, falling, contacting, colliding, falling, etc. are movements that occur momentarily. is different from In other words, normal behavior differs from abnormal behavior in terms of whether or not there is continuity in the frequency component distribution.

制御部41は、この周波数成分分布の継続性の有無に注目して、対象者1の異常を検出してもよい。具体的には、制御部41は、例えば、異なる期間を対象とする時系列データの周波数成分のピークパターンを比較し、ピークパターンの比較により特定されるピークパターンの一過性に基づいて、対象者1の異常を、日常的な行動とは区別して検出してもよい。また、制御部41は、対象者1の異常に加えて、対象者1の日常的な行動を検出してもよく、例えば、ピークパターンの比較により特定されるピークパターンの継続性に基づいて、対象者1の行動を検出してもよい。 The control unit 41 may detect abnormality of the subject 1 by paying attention to the presence or absence of continuity of the frequency component distribution. Specifically, for example, the control unit 41 compares the peak patterns of the frequency components of the time-series data for different periods, and based on the peak pattern transience identified by the comparison of the peak patterns, the target Abnormality of the person 1 may be detected separately from daily behavior. Further, the control unit 41 may detect the daily behavior of the subject 1 in addition to the abnormality of the subject 1. For example, based on the continuity of the peak pattern identified by comparing the peak patterns, The behavior of the subject 1 may be detected.

日常的な行動は、行動の種類に応じてさまざまな周波数成分を含む。このため、日常的な行動には、比較的低い周波数成分(例えば、歩く)から比較的高い周波数成分(例えば、走る)まで広い範囲の周波数成分が含まれ得る。これに対して、異常な動作は、瞬間的に大きな加速度の変化を伴う動作であり、高い周波数成分が支配的である。つまり、異常な動作は、周波数成分分布に含まれるピークの周波数によっても、少なくとも一部の日常的な行動と区別可能である。 Everyday behavior contains various frequency components depending on the type of behavior. Thus, everyday activities can include a wide range of frequency components, from relatively low frequency components (eg walking) to relatively high frequency components (eg running). On the other hand, an abnormal motion is a motion that accompanies a momentary large change in acceleration, and is dominated by high frequency components. In other words, abnormal behavior can be distinguished from at least part of everyday behavior also by the frequency of peaks contained in the frequency component distribution.

制御部41は、このピークの周波数範囲に注目して、対象者1の異常をより精度良く検出してもよい。具体的には、制御部41は、例えば、異なる期間を対象とする時系列データの周波数成分のピークパターンを比較し、一時的に生じたピークの周波数に基づいて対象者1の異常を検出してもよい。この場合、制御部41は、ピークの周波数が高い場合に、対象者1の異常を検出するが、ピークの周波数が高いか否かの判断方法は、特に限定しない。予め決められた閾値によって判断されてもよく、また、歩行などの他のピークの周波数との比較により判断されてもよい。さらに、制御部41は、例えば、継続して生じているピークの周波数に基づいて対象者1の行動を検出してもよい。 The control unit 41 may detect the abnormality of the subject 1 with higher accuracy by focusing on the frequency range of this peak. Specifically, the control unit 41 compares, for example, peak patterns of frequency components of time-series data for different periods, and detects abnormalities of the subject 1 based on the frequency of the temporarily occurring peaks. may In this case, the control unit 41 detects abnormality of the subject 1 when the peak frequency is high, but the method of determining whether the peak frequency is high is not particularly limited. It may be determined by a predetermined threshold value, or by comparison with other peak frequencies such as walking. Furthermore, the control unit 41 may detect the behavior of the subject 1 based on, for example, the frequency of the continuously occurring peaks.

図8を参照しながら、歩行中につまずいた場合について説明する。図8に示すように、歩行中の周波数成分分布に表れるピークパターンには、歩行を示す比較的低い周波数のピークのみが含まれる(データ2001、データ2002)。歩行速度などに応じてピークの高さや周波数はある程度変動するが、歩行中は常に比較的低い周波数にピークが生じている。このため、ピークの周波数と継続性から、制御部41は、対象者1が歩行中であることを検出することができる。次に、対象者1が歩行中につまずくと、つまずいたタイミングを含む期間の周波数成分分布に表れるピークパターンには、歩行を示すピークの他に、歩行より高い周波数を有するピークが含まれる(データ2003)。このピークは、次の期間の周波数成分分布に表れるピークパターンには含まれない(データ2004)。このため、ピークの周波数と一過性から、制御部41は、対象者1が歩行中につまずいたことを検出することができる。 A case where the user stumbles while walking will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 8, the peak pattern appearing in the frequency component distribution during walking includes only relatively low frequency peaks indicating walking (data 2001, data 2002). Although the peak height and frequency vary to some extent depending on walking speed, etc., peaks always occur at relatively low frequencies during walking. Therefore, the control unit 41 can detect that the subject 1 is walking from the peak frequency and continuity. Next, when subject 1 stumbles while walking, the peak pattern appearing in the frequency component distribution during the period including the timing of the trip includes peaks indicating walking as well as peaks having a higher frequency than walking (data 2003). This peak is not included in the peak pattern appearing in the frequency component distribution for the next period (data 2004). Therefore, the control unit 41 can detect that the subject 1 stumbles while walking, based on the frequency and transient nature of the peak.

なお、ここでは、ピークが対象期間の2周期未満で消滅した場合にピークが一過性のものであると判断する例を示したが、ピークが一過性のものか否かは対象期間の長さによって適宜変更してもよい。例えば、対象期間の3周期未満で消滅したピークを一過性のピークと判断し、3周期以上にわたって連続して検出されたピークを継続的なピークと判断してもよい。 Here, an example is shown in which the peak is determined to be transient if it disappears within two cycles of the target period. The length may be changed as appropriate. For example, a peak that disappears in less than three cycles of the target period may be determined as a transient peak, and a peak detected continuously over three or more cycles may be determined as a continuous peak.

ステップS3で対象者1の異常が検出されると、異常検出装置40は、検出された異常を分類する(ステップS4)。ここでは、制御部41は、分類部44として動作する。制御部41は、例えば、周波数成分分布に含まれる検出した異常を示すピークの特徴に基づいて検出した異常を分類してもよい。 When the abnormality of the subject 1 is detected in step S3, the abnormality detection device 40 classifies the detected abnormality (step S4). Here, the control section 41 operates as the classification section 44 . For example, the control unit 41 may classify the detected anomaly based on the characteristics of the peak indicating the detected anomaly included in the frequency component distribution.

ピークの特徴に基づく異常の分類には、例えば、記録部46に記憶されている分類基準情報3000が用いられてもよい。分類基準情報3000には、例えば、図9に示すように、異常の分類毎に、ピークが有する「継続性/一過性」、「周波数帯」、「その他」の特徴が含まれてもよい。「その他」には、例えば、ピークの強度や幅などの特徴が含まれてもよい。分類基準情報3000には、図9に示すように、異常を分類するための情報に加えて、日常的な行動を分類するための情報が含まれてもよい。 For example, classification criteria information 3000 stored in the recording unit 46 may be used to classify anomalies based on peak features. For example, as shown in FIG. 9, the classification criteria information 3000 may include features of peaks such as “continuity/transient”, “frequency band”, and “others” for each abnormality classification. . "Other" may include, for example, features such as peak intensity and width. As shown in FIG. 9, the classification criteria information 3000 may include information for classifying everyday behavior in addition to information for classifying anomalies.

ステップS4では、分類基準情報3000の代わりに学習済みモデルを用いて分類が行われてもよい。例えば、ベクトルデータに変換したピークの特徴と異常及び行動との関係を予め学習した学習済みモデルを用いて、検出結果を分類してもよい。 In step S<b>4 , classification may be performed using a trained model instead of the classification reference information 3000 . For example, detection results may be classified using a trained model that has previously learned the relationship between peak features converted into vector data, anomalies, and actions.

ステップS4では、検出した異常の分類に加えて、検出した行動の分類が行われてもよい。即ち、制御部41は、異常動作と日常的な行動を問わず、検出部43によって検出された検出結果を分類してもよい。さらに、制御部41は、ピークの特徴に加えてその他の情報を用いて、検出結果を分類してもよい。例えば、制御部41は、センサ11の情報(例えば、種類、設置された向き)を用いて検出結果を分類してもよく、別のセンサのデータを用いて検出結果を分類してもよい。 In step S4, in addition to classifying the detected abnormality, the detected action may be classified. In other words, the control unit 41 may classify the detection results detected by the detection unit 43 regardless of abnormal behavior and daily behavior. Furthermore, the control unit 41 may classify the detection results using other information in addition to the peak characteristics. For example, the control unit 41 may classify the detection results using the information of the sensor 11 (for example, type, installed orientation), or may classify the detection results using data of another sensor.

ステップS4で異常が分類されると、異常検出装置40は、検出された異常を記録する(ステップS5)。ここでは、記録部46は、制御部41の制御の下で、ステップS3で検出された対象者1の異常をステップS4で分類されたカテゴリ(分類結果)の異常として記録する。記録部46は、異常のカテゴリとともに種々の情報を記録してもよい。記録部46は、例えば、異常が検出された対象期間の日時情報、対象期間における対象者1の位置情報、異常発生前後の対象者1の行動に関する情報などを、異常のカテゴリとともに記録してもよい。なお、異常検出装置40は、ステップS5では、検出された異常を記録するとともに、異常のカテゴリについての情報を含む異常検出通知を報知装置20へ送信する。 After the abnormality is classified in step S4, the abnormality detection device 40 records the detected abnormality (step S5). Here, under the control of the control unit 41, the recording unit 46 records the abnormality of the subject 1 detected in step S3 as the abnormality of the category (classification result) classified in step S4. The recording unit 46 may record various information along with the category of abnormality. The recording unit 46 may record, for example, the date and time information of the target period when the abnormality was detected, the position information of the target person 1 in the target period, the information on the behavior of the target person 1 before and after the occurrence of the abnormality, and the like, together with the abnormality category. good. In step S<b>5 , the abnormality detection device 40 records the detected abnormality and transmits an abnormality detection notification including information on the category of the abnormality to the notification device 20 .

異常検出装置40から通知を受信すると、報知装置20は、カテゴリに応じた情報を対象者1に報知する(ステップS6)。カテゴリに応じた情報は、例えば、対象者1に対してカテゴリに応じた内容の注意を促す警告である。 Upon receiving the notification from the abnormality detection device 40, the notification device 20 notifies the subject 1 of the information according to the category (step S6). The information according to the category is, for example, a warning that calls the subject 1 to pay attention to the contents according to the category.

以上のように、異常検出装置40は、図4及び図5に示す異常検出処理の全部または一部を行うことで、日常的な行動と区別して対象者1の異常を検出することができる。特に、異常検出装置40は、センサの計測値の時系列データの周波数成分を用いることで、時系列データ上では複雑なパターンとして表れる異常の特徴を比較的単純なパターン(例えば、周波数成分分布におけるピーク)に変換することができる。また、異常検出装置40は、時系列データに対して時間周波数解析を行うことで、異なる期間を対象とする時系列データの周波数成分を比較し、単純化したパターンの継続性の有無に基づいて異常動作を日常的な行動と区別して検出することができる。従って、異常検出装置40によれば、容易に且つ高い精度で日常的な行動と区別して対象者1の異常を検出することができる。 As described above, the abnormality detection device 40 can detect an abnormality of the subject 1 by performing all or part of the abnormality detection processing shown in FIGS. 4 and 5, distinguishing it from daily behavior. In particular, the abnormality detection device 40 uses the frequency component of the time-series data of the measured values of the sensor to replace the characteristics of an abnormality that appears as a complex pattern on the time-series data with a relatively simple pattern (for example, in the frequency component distribution). peak). In addition, the abnormality detection device 40 performs time-frequency analysis on the time-series data to compare the frequency components of the time-series data for different periods, and based on the presence or absence of continuity of the simplified pattern Abnormal behavior can be detected by distinguishing it from everyday behavior. Therefore, according to the abnormality detection device 40, the abnormality of the subject 1 can be detected easily and with high accuracy by distinguishing it from daily behavior.

また、システム100は、図4及び図5に示す異常検出処理を行うことで、異常検出装置40が検出した異常の分類に応じた情報を対象者1に報知することができる。従って、システム100によれば、検出した異常の分類に応じた情報を報知することで対象者1に注意を促すことができるため、重大事故の発生を未然に防ぐことができる。 Further, the system 100 can notify the subject 1 of information according to the classification of the abnormality detected by the abnormality detection device 40 by performing the abnormality detection processing shown in FIGS. Therefore, according to the system 100, it is possible to call attention to the subject 1 by notifying information according to the classification of the detected abnormality, thereby preventing the occurrence of a serious accident.

図10は、一実施形態に係るシステムで行われる処理の具体例を示すフローチャートである。以下、図10を参照しながら、図5に示す処理を、センサ11として少なくとも加速度センサと傾斜センサを含む計測装置10を含むシステム100に実装した実施例を示す。 FIG. 10 is a flowchart illustrating a specific example of processing performed by the system according to one embodiment. An embodiment in which the processing shown in FIG. 5 is implemented in a system 100 including a measuring device 10 including at least an acceleration sensor and an inclination sensor as a sensor 11 will be described below with reference to FIG.

システム100では、まず、対象者1に取り付けられた計測装置10がセンサ11で加速度を計測する(ステップS101)。次に、異常検出装置40がセンサ11で計測した加速度の時系列データから対象期間のデータを切り出してフーリエ変換を行う(ステップS102)。その後、異常検出装置40は、フーリエ変換により得られた周波数成分分布に歩行以外を示すピークがあるか判定する(ステップS103)。歩行以外のピークの有無を判定する方法については、特に限定しないが、例えば、最も頻繁に生じる比較的低いピークを、歩行を示すピークと見做すことで行われてもよい。 In the system 100, first, the measurement device 10 attached to the subject 1 measures acceleration with the sensor 11 (step S101). Next, the abnormality detection device 40 cuts out the data of the target period from the time-series data of the acceleration measured by the sensor 11 and performs Fourier transform (step S102). After that, the abnormality detection device 40 determines whether there is a peak indicating other than walking in the frequency component distribution obtained by the Fourier transform (step S103). The method for determining the presence or absence of peaks other than walking is not particularly limited, but may be performed by, for example, regarding relatively low peaks that occur most frequently as peaks indicating walking.

歩行以外のピークが存在しない場合には(ステップS103NO)、システム100は、図10に示す処理を終了する。一方、歩行以外のピークが存在する場合には(ステップS103YES)、異常検出装置40は、その歩行以外のピークが継続して生じているかを判定する(ステップS104)。ステップS104では、例えば、先行する対象期間における周波数成分分布にもその歩行以外のピークが生じていたか否かに基づいてピークの継続性を評価してもよい。 If there is no peak other than walking (step S103 NO), the system 100 ends the processing shown in FIG. On the other hand, if there is a peak other than walking (step S103 YES), the abnormality detection device 40 determines whether the peak other than walking continues to occur (step S104). In step S104, for example, the continuity of peaks may be evaluated based on whether or not a peak other than the walking has also occurred in the frequency component distribution in the preceding target period.

異常検出装置40は、ピークが継続していないと判定すると(ステップS104NO)、さらに、異常検出装置40は、傾斜センサの計測値(傾斜角)に基づいて、歩行以外のピークが検出された対象期間以降、対象者1が継続して傾斜した状態にあるか否かを判定する(ステップS105)。傾斜センサの計測値が継続して傾斜していることを示している場合には(ステップS105YES)、対象者1が転倒している状況が想定されるため、異常検出装置40は、対象者1の異常を転倒に分類して報知装置20ヘ通知し、報知装置20が転倒時用のアラームを発する(ステップS106)。一方、傾斜センサの計測値が継続して傾斜していることを示していない場合には(ステップS105NO)、対象者1がつまずいたことが想定されるため、異常検出装置40は、対象者1の異常をつまずきに分類して報知装置20ヘ通知し、報知装置20がつまづき時用の警告(例えば、“足元に気を付けてください”などのメッセージ)を発する(ステップS107)。 When the abnormality detection device 40 determines that the peak does not continue (step S104 NO), the abnormality detection device 40 further detects a target other than walking from which a peak is detected based on the measurement value (tilt angle) of the tilt sensor. After the period, it is determined whether or not the subject 1 continues to be in a tilted state (step S105). If the measured value of the tilt sensor indicates that the subject 1 is continuously tilted (step S105 YES), it is assumed that the subject 1 has fallen. is classified as overturning and notified to the notification device 20, and the notification device 20 issues an alarm for falling (step S106). On the other hand, when the measured value of the tilt sensor does not indicate that the subject 1 continues to tilt (step S105 NO), it is assumed that the subject 1 stumbled. is classified as stumbling and notified to the notification device 20, and the notification device 20 issues a warning (for example, a message such as "Please watch your step") for stumbling (step S107).

異常検出装置40は、ピークが継続していると判定すると(ステップS104YES)、そのピークの幅が閾値未満か否かを判定する(ステップS108)。ピークの幅が閾値未満でない場合には(ステップS108NO)、ピークは対象者1の行動に起因するものと想定されるため、異常検出装置40は、さらに、加速度の軸が水平方向か垂直方向を判定する(ステップS109)。ここでは、例えば、ピークが検出された対象期間の3軸加速度センサの計測値に基づいて加速度の軸を判定してもよい。異常検出装置40は、加速度の軸が水平方向であると判定すると、そのピークは駆け足によるものであると考えられるため、異常検出装置40は、対象者1の行動を駆け足(走る)に分類して報知装置20ヘ通知し、報知装置20が駆け足時用の警告(例えば、“危険ですので走らないでください”などのメッセージ)を発する(ステップS110)。一方、異常検出装置40は、加速度の軸が垂直方向であると判定すると、そのピークは昇降動作によるものであると考えられるため、異常検出装置40は、対象者1の行動を昇降に分類して報知装置20ヘ通知し、報知装置20が昇降時用の警告(例えば、“階段に気を付けてください”などのメッセージ)を発する(ステップS111)。また、ステップS108でピークの幅が閾値未満である場合には(ステップS108YES)、ピークは機械的振動に起因するものと想定されるため、異常検出装置40は、対象者1の周囲に機械的振動を発生する重機等が存在することが想定されることを報知装置20ヘ通知し、報知装置20が周囲警戒用の警告(例えば、“周囲をよく見て行動してください”などのメッセージ)を発する(ステップS112)。 When the abnormality detection device 40 determines that the peak continues (step S104 YES), it determines whether the width of the peak is less than the threshold (step S108). If the width of the peak is not less than the threshold (step S108 NO), it is assumed that the peak is caused by the behavior of the subject 1. Determine (step S109). Here, for example, the axis of acceleration may be determined based on the measured values of the three-axis acceleration sensor during the target period in which the peak is detected. When the abnormality detection device 40 determines that the axis of acceleration is horizontal, the peak is considered to be due to running. Therefore, the abnormality detection device 40 classifies the behavior of the subject 1 as running (running). is notified to the notification device 20, and the notification device 20 issues a warning (for example, a message such as "Do not run as it is dangerous") (step S110). On the other hand, when the abnormality detection device 40 determines that the axis of acceleration is vertical, the peak is considered to be due to the up-and-down motion, so the abnormality detection device 40 classifies the behavior of the subject 1 as up-and-down. is notified to the notification device 20, and the notification device 20 issues a warning (for example, a message such as "Be careful on the stairs") (step S111). Further, when the width of the peak is less than the threshold in step S108 (YES in step S108), it is assumed that the peak is caused by mechanical vibration. The notification device 20 is notified that it is assumed that there is a heavy machine or the like that generates vibration, and the notification device 20 warns the surroundings (for example, a message such as "Please take a good look at the surroundings and act") (step S112).

以上のように、システム100によれば、加速度センサと傾斜センサを含む計測装置10からの情報に基づいて、対象者1の異常と日常的な行動を区別して検出することができる。また、周囲に警戒が必要な対象者1の状態についても検出することができる。 As described above, according to the system 100, abnormalities and daily behaviors of the subject 1 can be distinguished and detected based on the information from the measuring device 10 including the acceleration sensor and the tilt sensor. It is also possible to detect the state of the subject 1 whose surroundings require vigilance.

図11は、上述した実施形態に係るシステムの機能構成と装置構成の関係を示す図である。上述したシステム100は、上述した異常検出処理を行う機能構成のうち、センサ部を計測装置(計測装置10)が担い、報知部を報知装置(報知装置20)が担い、その他の機能部(変換部、検出部、分類部、記録部)を異常検出装置(異常検出装置40)が担う構成を採用しているが、機能構成と装置構成の関係は、この例に限らず、例えば、図12から図15に示す関係が採用されてもよい。なお、図11に示す構成は、対象者1側に必要な機能部以外はサーバ側に集約した構成であるため、複数の対象者1に同様の機能を効率良く提供することができるという点で望ましい。 FIG. 11 is a diagram showing the relationship between the functional configuration of the system and the device configuration according to the embodiment described above. In the system 100 described above, among the functional configurations for performing the abnormality detection processing described above, the measuring device (measuring device 10) serves as the sensor unit, the reporting device (notifying device 20) serves as the reporting unit, and other functional units (conversion unit, detection unit, classification unit, and recording unit) is adopted by the abnormality detection device (abnormality detection device 40), but the relationship between the functional configuration and the device configuration is not limited to this example, and for example, FIG. to FIG. 15 may be adopted. In addition, since the configuration shown in FIG. 11 is a configuration in which functions other than those necessary for the subject 1 side are concentrated on the server side, it is possible to efficiently provide the same functions to a plurality of subjects 1. desirable.

図12は、別の実施形態に係るシステムの機能構成と装置構成の関係を示す図である。図12に示すシステム200は、センサ部と報知部が同一の装置(計測報知装置)によって実現されている点でシステム100とは異なっている。その他の点は、同様である。図12に示す構成は、対象者側に必要な装置の数を最小限にできるという点で望ましい。 FIG. 12 is a diagram showing the relationship between the functional configuration of the system and the device configuration according to another embodiment. A system 200 shown in FIG. 12 differs from the system 100 in that the sensor section and the notification section are realized by the same device (measurement notification device). Other points are the same. The configuration shown in FIG. 12 is desirable in that it minimizes the number of devices required on the subject's side.

図13は、更に別の実施形態に係るシステムの機能構成と装置構成の関係を示す図である。図13に示すシステム300は、計測装置が変換部を兼ねる点でシステム100とは異なっている。その他の点は、同様である。計測装置の性能によっては図13に示す構成が採用されてもよい。 FIG. 13 is a diagram showing the relationship between the functional configuration of the system and the device configuration according to still another embodiment. A system 300 shown in FIG. 13 differs from the system 100 in that the measuring device also serves as a conversion unit. Other points are the same. The configuration shown in FIG. 13 may be adopted depending on the performance of the measuring device.

図14は、更に別の実施形態に係るシステムの機能構成と装置構成の関係を示す図である。図14に示すシステム400では、報知部以外の機能部を異常検出装置が担う。この構成では、異常検出装置が対象者側に設けられるため、例えば、インターネット上に異常検出装置を配置した場合と比較して通信遅延や通信障害などの影響を受けにくいという点で望ましい。また、報知部のみを別の装置(報知装置)が担うことで、既存の端末(例えば、対象者1が所持するスマートフォンなど)を有効活用することができる。 FIG. 14 is a diagram showing the relationship between the functional configuration of the system and the device configuration according to still another embodiment. In the system 400 shown in FIG. 14, the abnormality detection device serves as the functional units other than the notification unit. In this configuration, since the anomaly detection device is provided on the subject side, it is preferable in that it is less susceptible to communication delays and communication failures than when the anomaly detection device is arranged on the Internet, for example. In addition, since another device (notification device) takes charge of only the notification unit, an existing terminal (for example, a smartphone owned by the subject 1, etc.) can be effectively used.

図15は、更に別の実施形態に係るシステムの機能構成と装置構成の関係を示す図である。図15に示すシステム500では、すべての機能部を異常検出装置が担う。この構成では、図12に示すシステム200と同様に、対象者側に必要な装置の数を最小限に抑えながら、通信遅延や通信障害の影響を回避することができるという点で望ましい。 FIG. 15 is a diagram showing the relationship between the functional configuration of the system and the device configuration according to still another embodiment. In the system 500 shown in FIG. 15, the abnormality detection device takes charge of all functional units. Similar to the system 200 shown in FIG. 12, this configuration is desirable in that it can avoid the effects of communication delays and communication failures while minimizing the number of devices required on the subject side.

図16は、上述した実施形態に係る異常検出装置を実現するためのコンピュータ50のハードウェア構成を例示した図である。図16に示すハードウェア構成は、例えば、プロセッサ51、メモリ52、記憶装置53、読取装置54、通信インタフェース56、及び入出力インタフェース57を備える。なお、プロセッサ51、メモリ52、記憶装置53、読取装置54、通信インタフェース56、及び入出力インタフェース57は、例えば、バス58を介して互いに接続されている。 FIG. 16 is a diagram exemplifying the hardware configuration of the computer 50 for realizing the abnormality detection device according to the embodiment described above. The hardware configuration shown in FIG. 16 includes a processor 51, memory 52, storage device 53, reader 54, communication interface 56, and input/output interface 57, for example. The processor 51, memory 52, storage device 53, reader 54, communication interface 56, and input/output interface 57 are connected to each other via a bus 58, for example.

プロセッサ51は、例えば、シングルプロセッサであっても、マルチプロセッサやマルチコアであってもよい。プロセッサ51は、メモリ52を利用して例えば上述の動作フローの手順の全部又は一部を記述したプログラムを実行することにより、上述した制御部41の一部または全部の機能を提供するプロセッサ51は、記憶装置53に格納されているプログラムを読み出して実行することで、例えば、変換部42、検出部43、分類部44として動作する。 The processor 51 may be, for example, a single processor, a multiprocessor, or a multicore. The processor 51 uses the memory 52 to execute a program describing all or part of the procedure of the operation flow described above, for example, thereby providing a part or all of the functions of the control unit 41 described above. By reading and executing the programs stored in the storage device 53, it operates as, for example, the conversion unit 42, the detection unit 43, and the classification unit 44.

メモリ52は、例えば、半導体メモリであり、RAM領域およびROM領域を含んでいてよい。記憶装置53は、例えばハードディスク、フラッシュメモリ等の半導体メモリ、または外部記憶装置である。 The memory 52 is, for example, a semiconductor memory and may include a RAM area and a ROM area. The storage device 53 is, for example, a hard disk, a semiconductor memory such as a flash memory, or an external storage device.

読取装置54は、例えば、プロセッサ51の指示に従って着脱可能記憶媒体55にアクセスする。着脱可能記憶媒体55は、例えば、半導体デバイス、磁気的作用により情報が入出力される媒体、光学的作用により情報が入出力される媒体などにより実現される。なお、半導体デバイスは、例えば、USB(Universal Serial Bus)メモリである。また、磁気的作用により情報が入出力される媒体は、例えば、磁気ディスクである。光学的作用により情報が入出力される媒体は、例えば、CD(Compact Disc)-ROM、DVD(Digital Versatile Disk)、Blu-ray Disc等(Blu-rayは登録商標)である。 The reader 54 accesses the removable storage medium 55 according to instructions from the processor 51, for example. The removable storage medium 55 is realized by, for example, a semiconductor device, a medium in which information is input/output by magnetic action, a medium in which information is input/output by optical action, or the like. The semiconductor device is, for example, a USB (Universal Serial Bus) memory. A medium for inputting and outputting information by magnetic action is, for example, a magnetic disk. Media for inputting and outputting information by optical action include, for example, CD (Compact Disc)-ROM, DVD (Digital Versatile Disc), Blu-ray Disc, etc. (Blu-ray is a registered trademark).

上述の記録部46は、例えば、メモリ52、記憶装置53、および着脱可能記憶媒体55を含んでよい。通信インタフェース56は、例えば、プロセッサ51の指示に従って、他の装置と通信する。例えば、コンピュータ50は、通信インタフェース56を介してセンサ11から計測値を収集してよい。通信インタフェース56は、上述の通信部45の一例である。 The recording unit 46 described above may include a memory 52, a storage device 53, and a removable storage medium 55, for example. The communication interface 56 communicates with other devices according to instructions from the processor 51, for example. For example, computer 50 may collect measurements from sensor 11 via communication interface 56 . The communication interface 56 is an example of the communication section 45 described above.

入出力インタフェース57は、例えば、入力装置および出力装置との間のインタフェースである。入力装置は、例えば、ユーザからの指示を受け付けるキーボード、マウス、タッチパネルなどのデバイスである。出力装置は、例えばディスプレイなどの表示装置、およびスピーカなどの音声装置である。 The input/output interface 57 is, for example, an interface between an input device and an output device. The input device is, for example, a device such as a keyboard, mouse, or touch panel that receives instructions from the user. The output device is, for example, a display device such as a display and an audio device such as a speaker.

実施形態に係る各プログラムは、例えば、下記の形態でコンピュータ50に提供される。
(1)記憶装置53に予めインストールされている。
(2)着脱可能記憶媒体55により提供される。
(3)プログラムサーバなどのサーバから提供される。
Each program according to the embodiment is provided to the computer 50 in the following form, for example.
(1) Pre-installed in the storage device 53 .
(2) provided by a removable storage medium 55;
(3) provided by a server such as a program server;

なお、図16を参照して述べた異常検出装置を実現するためのコンピュータ50のハードウェア構成は例示であり、実施形態はこれに限定されるものではない。例えば、上述の構成の一部が、削除されてもよく、また、新たな構成が追加されてもよい。また、別の実施形態では、例えば、上述の制御部41の一部または全部の機能がFPGA(Field Programmable Gate Array)、SoC(System-on-a-Chip)、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)、およびPLD(Programmable Logic Device)などによるハードウェアとして実装されてもよい。 Note that the hardware configuration of the computer 50 for realizing the abnormality detection device described with reference to FIG. 16 is an example, and the embodiment is not limited to this. For example, some of the configurations described above may be deleted, and new configurations may be added. In another embodiment, for example, some or all of the functions of the control unit 41 described above are FPGA (Field Programmable Gate Array), SoC (System-on-a-Chip), ASIC (Application Specific Integrated Circuit), and hardware such as a PLD (Programmable Logic Device).

以上において、いくつかの実施形態が説明される。しかしながら、実施形態は上記の実施形態に限定されるものではなく、上述の実施形態の各種変形形態および代替形態を包含するものとして理解されるべきである。例えば、各種実施形態は、その趣旨および範囲を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できることが理解されよう。また、前述した実施形態に開示されている複数の構成要素を適宜組み合わせることにより、種々の実施形態が実施され得ることが理解されよう。更には、実施形態に示される全構成要素からいくつかの構成要素を削除して、または実施形態に示される構成要素にいくつかの構成要素を追加して種々の実施形態が実施され得ることが当業者には理解されよう。 Several embodiments are described above. However, it should be understood that the embodiments are not limited to the embodiments described above, but encompass various variations and alternatives of the embodiments described above. For example, it will be appreciated that various embodiments can be embodied with varying elements without departing from the spirit and scope thereof. Also, it will be understood that various embodiments can be implemented by appropriately combining a plurality of constituent elements disclosed in the above-described embodiments. Furthermore, various embodiments can be implemented by deleting some components from all the components shown in the embodiments or by adding some components to the components shown in the embodiments. It will be understood by those skilled in the art.

例えば、上述した実施形態では、対象者1の異常を対象者1自身に報知する例を示したが、報知対象は対象者1に限らない。対象者1が事故に遭遇した場合などには、対象者1自身よりもむしろ対象者1の周囲の人に対象者1の異常を報知してもよい。また、対象者1が工事件場などで作業している場合であれば、現場の監督者などに報知してもよい。また、システムの管理者に報知してもよく、予め決めた任意の人に通知し対象者1の異常を報知してもよい。 For example, in the above-described embodiment, an example of informing the subject 1 himself of the abnormality of the subject 1 was shown, but the subject of notification is not limited to the subject 1 . When the subject 1 encounters an accident or the like, the abnormality of the subject 1 may be notified to people around the subject 1 rather than to the subject 1 himself. In addition, if the target person 1 is working at a construction site or the like, the site supervisor or the like may be notified. In addition, the system administrator may be notified, or an arbitrary person determined in advance may be notified of the abnormality of the target person 1 .

また、上述した実施形態では、対象者1側に設けられた計測装置10で取得した計測データをネットワーク経由で異常検出装置40へ送信する例を示したが、データのやり取りはネットワーク通信を用いた方法に限らない。例えば、メモリカードなどの記録媒体をやり取りすることで、計測装置10で取得した計測データを異常検出装置40へ入力してもよい。 Further, in the above-described embodiment, an example in which the measurement data acquired by the measurement device 10 provided on the side of the subject 1 is transmitted to the abnormality detection device 40 via the network was shown, but the exchange of data used network communication. method is not limited. For example, measurement data acquired by the measurement device 10 may be input to the abnormality detection device 40 by exchanging a recording medium such as a memory card.

また、上述した実施形態では、対象者1の異常を検出すると、その異常に応じた情報を報知する例を示したが、検出した異常は必ずしも報知しなくてもよい。異常の情報を収集してヒヤリハットデータベースを構築することで、注意を払うべき情報を、対象者1を含む関係者全体で共有してもよい。 Further, in the above-described embodiment, when an abnormality of the subject 1 is detected, an example is shown in which information corresponding to the abnormality is notified, but the detected abnormality does not necessarily have to be notified. By collecting information on anomalies and constructing a near-miss database, information to which attention should be paid may be shared by all concerned parties including the subject 1 .

1 対象者
10 計測装置
11 センサ
20 報知装置
40 異常検出装置
41 制御部
42 変換部
43 比較部
44 分類部
45 通信部
46 記録部
50 コンピュータ
51 プロセッサ
100、200、300、400、500 システム
1 subject 10 measurement device 11 sensor 20 notification device 40 abnormality detection device 41 control unit 42 conversion unit 43 comparison unit 44 classification unit 45 communication unit 46 recording unit 50 computer 51 processor 100, 200, 300, 400, 500 system

Claims (8)

対象者の状態の情報を計測するセンサの計測値の時系列データであって異なる期間を対象とする前記時系列データの周波数成分の比較に基づいて、前記対象者の異常を検出する検出部を備える
ことを特徴とする異常検出装置。
A detection unit that detects anomalies of a subject based on a comparison of frequency components of the time-series data of the measured values of a sensor that measures information on the state of the subject, the time-series data covering different periods. An abnormality detection device comprising:
請求項1に記載の異常検出装置において、さらに、
前記時系列データを、前記時系列データの期間毎の周波数成分分布に変換する変換部を備え、
異なる期間を対象とする前記時系列データの周波数成分の比較は、異なる期間を対象とする前記時系列データの周波数成分分布に表れるピークパターンの比較を含む
ことを特徴とする異常検出装置。
The abnormality detection device according to claim 1, further comprising:
A conversion unit that converts the time-series data into a frequency component distribution for each period of the time-series data,
The abnormality detection device, wherein the comparison of frequency components of the time-series data for different periods includes comparison of peak patterns appearing in frequency component distributions of the time-series data for different periods.
請求項2に記載の異常検出装置において、
前記検出部は、
前記ピークパターンの比較により特定される前記ピークパターンの一過性に基づいて、前記対象者の異常を検出し、
前記ピークパターンの比較により特定される前記ピークパターンの継続性に基づいて、前記対象者の行動を検出する
ことを特徴とする異常検出装置。
In the abnormality detection device according to claim 2,
The detection unit is
Detecting an abnormality of the subject based on the transience of the peak pattern identified by the comparison of the peak patterns,
An anomaly detection device, wherein the behavior of the subject is detected based on the continuity of the peak pattern specified by the comparison of the peak patterns.
請求項1乃至請求項3のいずれか1項に記載の異常検出装置において、さらに、
前記対象者の状態の情報を計測する前記センサを備える
ことを特徴とする異常検出装置。
The abnormality detection device according to any one of claims 1 to 3, further comprising:
An anomaly detection device comprising the sensor for measuring information on the state of the subject.
請求項1乃至請求項4のいずれか1項に記載の異常検出装置において、さらに、
前記検出部による検出結果を分類した分類結果に応じた情報を前記対象者に報知する報知部を備える
ことを特徴とする異常検出装置。
The abnormality detection device according to any one of claims 1 to 4, further comprising:
An anomaly detection device, comprising: a notification unit that notifies the subject of information according to a classification result obtained by classifying detection results obtained by the detection unit.
対象者の状態の情報を計測するセンサと、
異常検出装置と、を備え、
前記異常検出装置は、
前記センサの計測値の時系列データであって異なる期間を対象とする前記時系列データの周波数成分の比較に基づいて、前記対象者の異常を検出する検出部を備える
ことを特徴とする異常検出システム。
a sensor that measures information about the subject's condition;
and an anomaly detection device,
The abnormality detection device is
Abnormality detection, comprising a detection unit that detects an abnormality of the subject based on a comparison of frequency components of the time-series data of the measured values of the sensor for different periods. system.
請求項6に記載の異常検出システムにおいて、さらに、
前記検出部による検出結果を分類した分類結果に応じた情報を前記対象者に報知する報知装置を備える
ことを特徴とする異常検出システム。
The anomaly detection system according to claim 6, further comprising:
An anomaly detection system, comprising: a notification device that notifies the target person of information according to a classification result obtained by classifying the detection result of the detection unit.
対象者の状態の情報を計測するセンサの計測値の時系列データであって異なる期間を対象とする前記時系列データの周波数成分を比較し、
前記時系列データの周波数成分を比較した結果に基づいて、前記対象者の異常を検出する
ことを特徴とする異常検出方法。
Comparing the frequency components of the time-series data of the measured values of a sensor that measures information on the state of the subject and targeting different periods,
An anomaly detection method, comprising: detecting an anomaly of the subject based on a result of comparing frequency components of the time-series data.
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