JP3678274B2 - 人体検出装置 - Google Patents

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【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、人体の動きを検出し異常が生じた場合には、遠隔場所に居る他者に警報を発する人体検出装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、出願人は人体の誤検知を防止するため、検知領域を複数のエリアに分割し、撮像データに基づいて差分データを求め、差分データから各エリア毎の画像の動き量を求める人検知装置を提案した。しかし、上記のものでは、照明や太陽光による検知領域の明るさの変化か、検知エリア内に人がいるかの判別をすることは可能となるものの、例えば入浴者が浴室に立ち止まって活動しているのか、あるいは退出しようとしているのかを判別することはできなかった。そして、この判別を行うために、出願人は上記のものに、さらに、各画素とその周囲の3×3画素の差分ベクトルを平均化してオプチカルフロー求め、このオプチカルフローから方向ベクトルを求め、方向ベクトルを用いて行っていた(特願平11―220374)。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のように方向ベクトルを用いたものでは、演算が煩雑となり人体の検出が遅延するおそれがあるのみならず、いかなる領域で入浴者が停止しているのかを判別することはできなかった。また、単に各エリア毎に差分データを演算し、人体の動き量を求めるのみでは、例えば入口領域で立ち止まって居る場合には、入浴者が倒れたものと誤判定してしまうおそれがあった。
【0004】
そこで、本発明は上記問題点に鑑み、人体の動き停止の検出の確実性、信頼性を向上させた人体検出装置を提供することを課題とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明の人体検出装置は、赤外線による熱検知により人体を検知する赤外線センサと、監視領域を所定時間間隔で撮像する撮像装置と、検知領域を入口領域と該入口領域以外の領域に分割する領域分割手段と、人体の動き量を前記所定時間間隔前後の両画像の比較により受光量の差として演算する動き量演算手段と、前記領域分割手段による分割した領域毎に動きがある領域か否かを検出する動き有無領域検出手段と、前記動き量演算手段による動きの有無を判定する動き有無判定手段と、前記動き有無領域検出手段により検出された領域が予め特定された領域に該当するか否かを判定する特定領域該当判定手段と、該特定領域該当判定手段により動き量の検出を洗場又は浴槽領域であると判定した場合であって、かつ、前記動き有無判定手段により前記動き量がないと判定した場合には人体の動きが停止したものと判定し、前記特定領域該当判定手段により動き量の検出を洗場又は浴槽領域以外であると判定した場合であって、かつ、前記動き有無判定手段により動き量がないと判定した場合には前記赤外線センサのオフを条件に浴室から退室したものと判定し、前記特定領域該当判定手段により動き量の検出を洗場又は浴槽領域以外であると判定した場合であって、かつ、前記動き有無判定手段により動き量があると判定した場合には継続して監視する判定手段とを設けたことを第1の特徴としている。
この第1の特徴によれば、特に事故の多発している洗い場、浴槽における入浴者の転倒等による動きの停止を迅速に検出することができる。また、入口付近で立ち止っているときであっても、停止したものとは判断されないことにより、誤判定による誤警報を生じさせることがなくなる。
【0008】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。図1は本発明の一実施形態を示す全体構成図である。図2は本発明の一実施形態を示す電気回路のブロック図である。図3は人体検出センサの画像検出部の1画素を構成する画像コア回路の構成を示す回路図である。図4はセンサの撮像範囲と検知範囲及び検知領域との関係を示す説明図である。図5は本発明の一実施形態を示す制御フローチャートである。図6は本発明の一実施形態を示す人体監視のフローチャートである。図7は人体検出センサと温水機器とリモコンとの関係を示す一実施形態の説明図である。図8は人体検出センサと温水機器とリモコンとの関係を示す他実施形態の電気制御のブロック図である。図9は記憶部の拡大図である。図10の(a)は右下方へ向けて移動した物体の現画像と前画像を示す図、(b)は前画像の明暗を各画素毎に示す図、(c)は現画像の明暗を各画素毎に示す図である。図11は画像の境界に対応する画素における明暗の変化を示す差分画像を表わした図である。図12は一実施形態を示す電気回路ブロック図、図13は他実施形態を示す人体監視のフローチャートである。図14は他実施形態を示す電気回路ブロック図である。
【0009】
図1は本発明の一実施形態の概略を示すものであって、浴室1の内部には浴槽2及び洗場3を設けてある。4は浴室1への出入口である。5は人体センサであり、その詳細については後述するが、浴室1の内壁面上部に取り付けてある。
具体的には、浴槽2の長手方向に接する浴室壁面と対向する浴室壁面の上部位置に取り付けてある。温水機器40には、該温水機器40を遠隔位置から操作する浴室に設置した風呂リモコン60及び台所に設置した台所リモコン70を接続してある。
そして人体センサ5は、本実施形態では浴室1の壁面に取り付けているが、この例に限ることなく、浴室1の天井面に取り付けても良い。
人体センサ5は、人工網膜を利用した撮像装置を有し、浴室1における人体の動きを撮像して画像処理する人体検出センサ51と、赤外線による熱検知により人体を検知する赤外線センサ52とから構成している。
この人体センサ5の設置は浴室に限られず、トイレ、洗面所等密閉空間であってもよい。
【0010】
浴室1には温水機器40を遠隔操作する風呂リモコン60を設置し、また台所には温水機器40を遠隔操作する台所リモコン70を設置している。
ここに、温水機器40とは、浴槽に給湯等水を加熱するための機器であり、具体的には給湯器付風呂釜、給湯器付暖房機、温水暖房機、給湯器等により構成されている。
温水機器にはガスを燃料とするもののみならず石油を燃料とするものでもよい。
温水機器40と、リモコン60、70と、人体検出センサ51との接続については、図1のものにおいては、まず温水機器40と台所リモコン70とがケーブル41により接続され、次に台所リモコン70と風呂リモコン60とがケーブル41で接続され、さらに風呂リモコン60と人体検出センサ51とがケーブル41で接続されている。
そして、給湯器等を制御する前記リモコン60、70には、浴室1に入浴者がいることを知らせる液晶表示パネル等の表示部を有しており、人体センサ5が入浴者を検知して、検知信号を出力すると、表示部が点灯等表示するようにしてもよい。
表示部は上記のものに限られず、入浴者の動きが一定時間無かった場合、浴槽で寝ているかまたは倒れたと推測し、まず風呂リモコン60で警報音あるいは音声により注意を喚起し、浴室側から応答が所定時間内にない場合には、台所リモコン70において警報音あるいは音声により家族等他者に警報報知するようにしておけばよい。
また、人体検出センサをトイレに設置する場合には、温水便座を遠隔操作するリモコン等に報知手段を設けておけばよい。
さらに、人体検出センサを洗面所に設置する場合には、洗面所の給湯カランの湯温等を遠隔操作する機器あるいは洗面所の暖房機のリモコン等に報知手段を設けておけばよい。
【0011】
そして、温水機器40の内部には熱交換器及びバーナが内蔵されており、制御のための各種センサを設けてある。
また、温水機器40から浴槽2に対して給湯落しこみ管46が接続配管されている。また、人体センサ5を作動させるための電源は、温水機器40の電源プラグ47から導入され、温水機器40のコントローラ42部の図示しないトランスを介して降圧され低電圧化されて供給される。
【0012】
図2は人工網膜チップを利用した人体検出センサ51と、赤外線センサ52とからなる人体センサ5の具体構成を示したものである。
人体検出センサ51は監視領域を撮像する撮像装置6と、撮像装置6を制御すると共に処理情報を判定等する制御装置7とから構成されている。
また、制御装置7と外部のリモコン60、70とは例えば後述する通信IC等の通信部53により送受信するようにしてある。
そして、人体検出センサ51の他に赤外線センサ52を同一のケース体内に設け、その制御装置7を共用し、浴室1が暗い場合の監視の相互補填を行なうようにしてある。
【0013】
前記撮像装置6の撮像部8は、縦32×横32画素(=1024画素)からなる低解像度の画像検出部9、結像レンズ10、スキャナ11、マルチプレクサ12及びスキャナ駆動制御部13から構成されている。RAM容量が許せば、もっと多くの画素(縦128×横128画素)を用いても良く、また多数の画素を間引いてその一部で検出処理しても良い。画像検出部9の画素はそれぞれモノクロ256階調「レベル0(黒)〜255(白)の256階調」で表現される。
【0014】
そして、撮像部8においては、浴室内の画像は、結像レンズ10によって画像検出部9に結像される。スキャナ11は、スキャナ駆動制御部13によって駆動制御されており、スキャナ駆動制御部13は画像検出部9の各画素列を順次一定周期毎に受光状態(オン状態)となるように制御している。
受光状態となった1列の各画素から同時に出力された光電流は、マルチプレクサ12によって複数の電気信号は1つの電気信号にまとめられ、増幅器14で増幅された後、アナログ電圧として出力される。アナログデータからデジタルデータへの変換は制御装置7により行うようにしてある。
【0015】
また、画像検出部9の各画素は、図3に示すように画素コア回路17によって構成されている。画素コア回路17は受光素子18、電荷蓄積回路19、感度可変回路20から構成されており、感度可変端子21及びリセット端子22がスキャナ11に接続され、光電流出力端子23がマルチプレクサ12に接続されている。
【0016】
図2においてゲイン調整部16は、画像出力部15における画像平均値(画像の明るさ)をチェックし、画像平均値が適切な範囲から外れていれば、増幅器14によって撮像装置6のゲインを調整すると共にスキャナ駆動制御部13によって画像検出部9の蓄積時間を調整し、適正な明るさの画像が得られるように調光する。この調光は後述する分割された各検知領域ごとに行ってもよい。
【0017】
人工網膜を用いた撮像装置6では、画像平均値は、画像検出部9を構成する全画素における階調(0階調(黒)〜255階調(白)の256階調)の平均値であり、0〜255の値で表わさせる。
この画像平均値は増幅器14のゲインと画像検出部9の蓄積時間によって決定される。
ここで、ゲインはカメラの絞りに相当し、蓄積時間はカメラのシャッタースピードに相当する。従って、撮像装置6の適正な画像平均値を得ようとすれば、適当なゲインに固定しておき、蓄積時間を調整すればよい。あるいは、適当な蓄積時間を固定しておき、ゲインを調整すればよい。
【0018】
そして、図2において少なくとも撮像をおこなう画像検出部9とスキャナ11とスキャナ駆動部13とゲイン調整部16とは1チップで構成されている。このチップは人工網膜チップと称される。
また、このチップの裏面位置には、制御装置7を設けてあり、この制御装置7はマイクロコンピュータからなり、この内部には人体検出センサ51による検知処理を行なう検知領域を複数の領域に分割する領域分割手段24等をソフトウエアーとして組み込んである。
【0019】
具体的には、図4に示すように、制御装置7に入力された画像情報を処理するためのポイントテーブル25を複数域に分割するものである。
すなわち人体検出センサ51による検出可能な撮像能力範囲(ポイントテーブル25全体に相当)を、まず画像処理の必要な検知領域26と、画像処理を行なわない非検知領域27とに区画している。
すなわち、撮像能力範囲のすべてを検知領域とはしていない。
これにより検出処理可能な検出処理領域のうちの一部を、実際に検知し処理するセンサ検知領域として使用することで画像の処理範囲を限定して、画像処理の速度を早めている。
【0020】
さらに前記の検知領域26を、図4のように、入口領域29と洗場領域30と浴槽領域31との3つの領域に分割するようにしてある。検知領域26の分割については、この例に限られることなく、入口領域29と該入口領域29以外の領域の2つに分割してもよい。例えば、洗場領域30及び浴槽領域31を合わせて1つの領域に設定しても差しつかえない。ここに入口領域とは、浴室の場合には浴室内であって浴室への出入口ドアの近傍に位置する領域をいう。洗場領域とは、主として頭や体を洗う床部の領域をいい、また、浴槽領域とは浴槽が位置している領域をさす。このように分割された領域毎に、順次画像情報が制御装置に入力されて、領域毎に検出、演算等の処理がなされるのである。
【0021】
そして、人体センサ51を構成する結像レンズ10と撮像装置6と制御装置7とは、前記赤外線センサ52と共に1つのケースに納められ、人体センサセットとして壁面等に取り付けられる。取り付け位置は浴室への出入口4を含め、浴室1全体を監視領域として視野角内におさめるようにすれば良い。
【0022】
そして、撮像装置6の検出出力と赤外線センサ52の検知出力はそれぞれ判定手段32へ入力される。判定手段32は撮像装置6からの出力と赤外線センサからの出力に基づき、浴室における入浴者の有無や入浴者の動きなどを総合的に判断するようになっている。
【0023】
人工網膜により検出した画像は次のように画像処理される。
画像を制御、処理する制御装置7は、画像検出部9を構成する全画素から画像情報を所定時間毎に受信し、所定時間毎に画像情報を受け取ると、該画像情報を処理し、判定手段32により入浴者の動きを判定するのである。
【0024】
次に、撮像装置6でとらえた画像から人の動きを抽出するための画像処理方法を説明する。
マイクロコンピュータで構成される制御装置7は、所定時間毎に画像情報を受け取ると、当該画像情報から入浴者の動きを所定の解析アルゴリズムに従って解析し、入浴者の動きを監視する。
【0025】
具体的には、いま図10(a)のように正方形の物体の画像(明画像)Pが位置P1から位置P2へ移動したとする。このとき、明るい画素を記号B、暗い画素を記号Dで表わせば、前画像は図10(b)で表わされ、現画像は図10(c)で表わされる。この前後の画像は、図12の画像記憶手段115により一旦記憶される。撮像された画像は順次更新され常に最新の両画像が記憶されるようになっている。そして動き量演算手段111により、分割された領域毎に前記2枚の画像が比較されて、各領域の各画素(x、y)毎に、前画像pの受光量Pp(x、y)と現画像nの受光量Pn(x、y)との差分(動き量)
D(x、y)=Pn(x、y)−Pp(x、y)
が演算され、演算結果は図11のような差分画像として得ることができる。
【0026】
図11の差分画像においては、差分D(x、y)が正の画素は+記号で表わし、負の画素は−記号で表わし、D(x、y)がゼロの画素は0記号で表わしている。このような差分の総和を捉えることで、動きがあるか否かを領域毎に判定することができ、この判定は動き有無判定手段114にて行われる。動き量が生じていなければ動き無しと判定され、動き量が生じていれば動き有りと判定される。
【0027】
一方、動き有無領域検出手段112により、分割された領域毎に動きのある領域か否かを検出するようにしてある。すなわち、撮像装置6で撮像された撮像画像は、入口領域29、洗場領域30及び浴槽領域31の順に一定時間毎に制御装置7に読み込まれ、この画像データを解析することで動きのある領域を検出するようにしてある。例えば人の動きによる光素電圧の変化を捉えて、変化のある領域を動きのある領域であるとして、その領域を検出するようにすればよい。あるいは、前述した動き量のある領域を捉えて動きのある領域を検出してもよい。すなわち、動き量は各領域毎に演算しているので、動き量の生じている領域を動きの有る領域、動き量の生じていない領域を動きの無い領域として検出するようにすればよい。そして、動きの発生している領域が、予め特定された領域に該当するか否かを特定領域該当判定手段113により判定するようにしてある。特定領域とは、浴室の場合には浴槽領域31又は洗場領域30を意味し、入口領域29を除く領域である。具体的には、状態の遷移表を予めマイクロコンピュータに記憶させ、動きの有無と動きのある領域との信号を入力し、順次監視場所等を遷移させるようにして、現在人のいる領域が特定領域かどうかを判定させるようにしてある。
【0028】
また、図14のものは、最後に動きのなくなった領域が入口領域29か否かを判定する入口領域該当判定手段116を設けたものであり、その他の部分については図12のものと同一である。
【0030】
また、人体検出センサは感度を自動調整するための感度調整回路を備えており、浴室1内が暗い場合には感度を高くし、浴室1内が明るい場合には、感度を低くすることによって検出精度が高くなるようにしている。
【0031】
次に、浴室1に人が入室したか否か等の判別について説明する。
図5において、人が浴室1に入り始めると、まず待機状態にある赤外線センサ52が人体を検知してオンとなる(ステップS1)と共にタイマセットされ(ステップS2)、人体検出センサ51が一定時間内に洗場において人を検知すると(ステップS3)、入室したものと判断する(ステップS4)。
【0032】
この入室判定において、人体検出センサ51による人体検知には撮像及び動き量の演算等に時間を要すること、あるいは浴室1が暗い場合には監視感度が鈍いことから、赤外線センサ52を併用し、赤外線センサ52が検出した後、人体検出センサ51が共に人を検出することで、人体検出センサ51の弱点を補い、入室の確実を期しているものである。
【0033】
また、浴室1からの退出時においても、赤外線センサ52がオフとなった場合(ステップS5においてノーの場合)で、かつ、人体検出センサ51が動き量を検知しない場合(ステップS6においてノーの場合)に、浴室1から退出したものと判断させている(ステップS7)。
赤外線センサ52のみでは入口部に立ち止まったままであるとオフとなり、退出したものと誤って判断することが有り得るので、両センサの人体非検出により退出判定して、この赤外線センサ52の弱点を他のセンサを使用することで補完している。
【0034】
そして、人体検出センサ51が洗場3において人を検知しなかった場合(ステップS3でノーの場合)でも、浴槽2において人を検知すると(ステップS8)、所定時間内に赤外線センサ52及び人体検出センサ51が共に人を検知している場合には(ステップS9、S10)、入室しているものと判断することとしている(ステップS4)。
なお、入室したものと判定したのちはセンサの検知継続時間を平均的な入浴時間に見合うようにタイマセットしてもよい。
【0035】
また、人体検出センサ51の取り付けは、浴室1の天井あるいは壁面上部位置であり、この位置は標準的な浴室において洗場3及び浴槽2を設けた浴室内の人の動きを俯瞰できる最適位置である。人体センサ5を構成する人体検出センサ51と赤外線センサ52とは1つのケース内に収納することで、取付けし易く、点検も容易となる。
【0036】
次に装置全体を構成するセンサ、リモコン等の各部材間における他の実施例の接続構成について図7を用いて説明する。
風呂リモコン60と台所リモコン70とは、有線のリモコンのケーブル41によってそれぞれ温水機器40内のコントローラの制御部90に接続されている。
【0037】
また、人体検出センサ51はケーブル41により風呂リモコン60に接続されている。この風呂リモコン60には、ケーブル41を接続するための接続用の端子85を設けてあり、人体検出センサ51を作動させるための電源をこの風呂リモコン60から供給するようになっている。
人体検出センサ51と温水機器40あるいはリモコン60、70との接続は、上記の例に限られず、図8に示されるように人体検出センサ51から通信ICを経て、温水機器40と接続する台所リモコン70から風呂リモコン60を介して接続してもよい。また通信ICを介して台所リモコン70、風呂リモコン60及び温水機器40の順序で接続してもよい。
【0038】
そして図7において、制御部90には温水機器40を制御する給湯器制御部91と、人体検出センサ51による異常検出信号により作動し前記各リモコン60、70に設けたスピーカ等の報知手段61、71を動作させる報知動作部92と、報知手段による報知を解除する報知解除部93とを設けてある。
なお、これら報知動作部92及び報知解除部93は、センサ側あるいはリモコン側に設けてもよい。これにより温水機器側の制御負担を少なくできる。
【0039】
また、風呂リモコン60には報知を解除するための報知解除手段62であるインターホンスイッチ、温水機器を操作するための操作用のスイッチ63、表示を行うための液晶表示板、タッチパネル等の表示手段64が設けられている。
また台所リモコン70には報知を解除するための報知解除手段72であるインターホンスイッチ、温水機器を操作するための操作用のスイッチ73、表示用の表示手段74が設けられている。
また、各リモコンに設けた音声報知のための報知手段61、71は、スピーカと音声ICとにより構成することを推奨する。
【0040】
さらに、報知解除手段72による報知解除がなされない場合において、緊急連絡用の特定電話番号に発信する電話発信部100を制御部90内に設けてもよい。
【0041】
図8は人体検出センサ51と各リモコン60・70、温水機器40間の通信接続関係を示す回路図の一例であり、本実施例は通信ICを使用して接続してある。
人体検出センサ51には前述した撮像装置6の他、制御装置7、通信用の通信ICからなる通信部53を設けてある。
この通信部53は、アナログ通信部55とデジタル通信部56とにより構成してあり、アナログ通信部55は例えばASK(amplitude shift keying)方式で構成すればよい。また、デジタル通信部56は例えばQPSK(quadri phase shift keying)方式の他、M16QAM、GFSK、BPSK等のデジタル高速変調方式を採用すればよい。
【0042】
風呂リモコン60には、前述した操作スイッチの他に、表示手段64、風呂リモコン制御部65、通信用の通信ICからなる前記同様のアナログ通信部66、デジタル通信部67を設けてある。また、風呂リモコン60には、スピーカ等61に報知用の音声IC68、PCMコーディック69を設けてある。このPCMコーディック69は、例えばADPCM、DPCMなどのPCM(pulse code modulation)方式により、音声情報や映像情報を符号化及び復号化するものである。
【0043】
また、風呂リモコン60のインターホンスイッチ62はオン操作により、台所リモコン70に設けたインターホンのスピーカと通話状態となるものである。マイクロホンスイッチと兼用させてもよい。風呂リモコン60のリモコンケースには、ケーブル41を接続するための接続用の端子85を設けてあり、ケーブル41により温水機器40と接続する台所リモコン70を介して風呂リモコン60を経て、人体検出センサ51に作動用の電源を供給するようになっている。
【0044】
また、前記人体検出センサ51には、後述する音声記憶部及び画像記憶部とからなるデータ記憶部54を設けてある。
台所リモコン70には、前述した操作スイッチ73の他、表示手段74、台所リモコン制御部75、アナログ通信用の通信ICからなるアナログ通信部76、デジタル通信用の通信ICからなるデジタル通信部77を設けてある。その他に78は音声ICでスピーカ等71に報知用のICであり、79はPCMコーディックである。また、台所リモコン70のインターホンスイッチ62はそのオン操作により、風呂リモコン60に設けたインターホンのスピーカと通話状態となるものである。マイクロホンスイッチと兼用させてもよい。
温水機器40には、前述した制御部90、給湯制御部91の他、通信用の通信ICからなるアナログ通信部95、商用電源を低電圧化するためのトランス96等を設けてある。
【0045】
そして、人体検出センサ51のアナログ通信部55及びデジタル通信部56は、風呂リモコン60のアナログ通信部66及びデジタル通信部67と接続され、該風呂リモコン60のアナログ通信部66及びデジタル通信部67は、台所リモコン70のアナログ通信部76及びデジタル通信部77を介して温水機器40のアナログ通信部95と接続されている。
これら通信部間のケーブル41線は電力重畳式の二芯ケーブルを使用し、センサ用の信号と通常の給湯制御用の制御信号と重畳して伝送するようにしておけばよい。
【0046】
図9は人体検出センサを操作し、報知させるためのデータ記憶部54の内容を示す説明図である。
【0047】
図9において音声記憶部101は、前述したリモコンに設けた報知手段61、71に音声を報知させるための音声データを記憶させたものであり、ROM等から構成してある。この音声記憶部101は、少なくとも、入浴者に対して「動いて下さい」と言うメッセージで体を動かす動作の要求を報知するための音声データを記憶させた動作要求報知音声記憶部107と、入浴者の動きが停止して所定時間経過した場合に他者に警報を発するための音声データを記憶させた警報報知音声記憶部108とから構成してある。また、前記動作要求報知音声記憶部107と報知手段61、71とで動作要求報知手段を構成している。
【0048】
102は画像記憶部であり、前記表示手段61、71に人体検出用の画像を表示させる画像表示データを記憶させたものである。
この画像記憶部102は、人体検出に必要な機能を画像により表示するためのものであり、例えば人体検出の初期操作に必要な画面を表示手段に表示するための画像データを記憶させる操作用画像記憶部103、人体の動きが停止した状態を前記表示手段に表示する画像データを記憶する停止画像記憶部104、報知手段を報知させた状態を前記表示手段に表示するための画像データを記憶する報知用画像記憶部105及びその他画像を表示するために必要なデータを記憶させるその他記憶部106から構成してある。
【0049】
そして、人体検出装置の操作に際しては、予めリモコンの操作スイッチを操作して、人体検出センサ51側の操作用画像記憶部103から操作に必要な初期画面画像を表示手段64、74に呼出して表示させ、その画面から特定の画面を選択して操作を開始する。これと同時に、人体検出センサ51側の音声記憶部101から音声データの一部を呼出して、スピーカ等の報知手段61、71により音声で報知させる。
【0050】
次に、前述したように入室判断がされると、図6に示されるように、人体停止の検出フローに入り、撮像装置6によって前述したように所定時間間隔で監視領域を撮像して(ステップS11)、前画像と現画像とを一旦制御装置7に記憶させる(ステップS12)。所定時間は必ずしも一定時間でなくてもよく、ランダムに設定してもよい。
次に、制御装置7にプログラムされた動き量演算手段111により、各領域毎の各画素毎に、前画像の受光量と現画像の受光量との差分(動き量)を演算する(ステップS13)。
一方、前記動き有無領域検出手段112により、動きの発生している領域が検出される(ステップS14)。
【0051】
そして、これらの情報は制御装置7の判定手段32に送られる。判定手段32においては、動きの生じている領域が予め特定された領域、すなわち、浴槽領域31又は洗場領域30に該当するか否かを、特定領域該当判定手段113によって判定するのである。さらに、判定手段32においては平行して、動き有無判定手段114により動きがあるか否かを判定するのである。
【0052】
動きが生じている領域が浴槽領域31又は洗場領域30に該当する場合(ステップS15でイエスの場合)において、かつ、動きがないと判定された場合(ステップS16でイエスの場合)には、浴室内で入浴者が倒れたものと推定して、人の動きが停止したものと判定している(ステップS17)。
この停止判定により、前述した報知警報のステップに移行するようにすればよい。
【0053】
また、浴槽、洗場領域において、動きがあると判定された場合(ステップS16でノーの場合)には、前記同様に撮像、演算、判定が所定時間毎に更新して繰り返されるのである。
【0054】
さらに、ステップS15において、動きが生じている領域が浴槽又は洗場領域以外の場合(ステップS15でノーの場合)であって、その後動きがないと判定された場合(ステップS18でイエスの場合)には、赤外線センサ52のオフ(ステップS19でイエスの場合)を前提条件に、浴室から退出したものと判断するようにしている(ステップS20)。
【0055】
また、動きが生じている領域が浴槽又は洗場領域以外の場合(ステップ15でノーの場合)であって、その後も動きが継続している場合(ステップS18でノーの場合)は、入口付近で活動していると考えられるから、継続して監視がなされるのである。このように、入口領域で立ち止まっているときであっても、停止したものとは判断されないことにより、誤判定による誤警報を生じさせることがなくなるのである。
【0056】
本発明はこの図6の例に限られず、他の方法を用いることが可能である。これを図13に示すフローにより設明する。
図6の検出フローが動きの発生している領域を先駆的に検出し、その後動きの有無を検出しているのに対して、図13の検出フローはある領域における動き有無をまず検出し、動きのない場合に、他の領域の動きを検索して停止の判定を行うようにしたものである。
【0057】
図6と共通するステップは同じ番号を付与しており、所定時間間隔で撮像して、前後画像を記憶させて、各領域毎の動き量を演算する点は共通している。動き有無判定手段114により、ある領域に動きがないことを検出した場合には(ステップS21でイエスの場合)、前記動き有無領域検出手段112により他の領域における動きのある領域を検索するようにしてある(ステップS22)。
動きのある領域が他領域にある場合には(ステップS23でイエスの場合)、人は活動していると考えられるから、前記同様に、撮像、記憶、演算、判定が行われる。
【0058】
そして、他の領域においても動きの生じている領域がない場合には(ステップS23でノーの場合)、最後に動きのなくなった領域が入口領域か否かで判断することとしている(ステップS24)。最後か否かは、例えば差分の急速な低下、電圧低下等を検出すればよい。あるいは、前述した状態遷移表を使用して他領域の動き有無を検索して判断させてもよい。動きのなくなった領域が入口領域であり(ステップS24でイエスの場合)、しかも赤外線センサがオフしていれば(ステップS25でイエスの場合)、退出したものと判断している(ステップS26)。また、最後に動きのなくなった領域が入口領域ではなく(ステップS24でノーの場合)、入口領域以外の洗場・浴槽領域である場合には、停止したものと判定することとしている(ステップS27)。
【0059】
この結果、入口領域で立ち止まっているときであっても、停止したものとは判断されず、誤判定による警報を生じさせることがなくなるのである。また、洗場領域で動きがなくなった場合には、最後に動きのなくなった領域が洗場領域と判定されることで、他の領域に移動したのではなく、洗場で倒れ停止したものと判別することができる。
【0060】
そして、人体検出センサ51により人体の動き停止を検出した場合には、判定手段32から信号を出力し、人体検出センサ51側の音声記憶部101の動作要求報知音声記憶部107と画像記憶部102の停止画像記憶部104から、停止した場面に対応する予め記憶させた情報を読み出して、アナログ通信部55及びデジタル通信部56を介して伝送し、リモコン部に音声で報知すると共に画像で表示する。温水機器40を制御するリモコン60、70から人体検出センサ51に電源を供給し、このリモコン部で報知することにより、配線工事が簡略化されるのみならずセンサの報知部材を別途に設ける必要がなくなる。
【0061】
この報知は具体的には、例えば「浴室での動きがありません。動いて下さい」という音声情報および文字画像によって報知するようにすればよい。浴槽内では動きが止まる場合があるので入浴者に対して動きを要請して、人体検出センサの誤検出を防ぐためである。
【0062】
上記所定時間内に、人体検出センサ51が動きを検出すれば入浴者は健在であると推測できる。
一方、停止状態をカウンタ等でカウントし、停止状態が所定時間継続すると異常状態と判定され、判定手段32から信号を出力し、音声記憶部101の警報報知音声記憶部108及び画像記憶部102の報知画像記憶部105から、他者に異常状態を知らせるための予め記憶させた情報を、通信部53を介して異常検出信号を伝送し、各リモコンの報知手段61、71に音声で報知すると共に表示手段64、74に画像で表示する。
【0063】
この報知は具体的には、例えば「浴室を見に行って下さい」という音声情報および文字画像によって報知するようにしてある。これにより、人体検出センサ51による人体の異常情報を浴室のみならず台所に同時に報知することができる。
【0064】
異常検出信号は、通信ICからなる通信部を介して、図8のように伝送する。すなわち、人体検出センサ51に設けた音声記憶部101、画像記憶部102から、音声及び画像データを前述した信号に応じて呼び出し、アナログ及びデジタル通信部66、76を介して台所リモコン70に伝送し、台所リモコン70に設けられたスピーカ等の報知手段71及び表示手段74に報知及び表示する。画像の検出、処理は前述した各領域29、30、31毎に行うことにより、報知及び表示のための応答速度を早めることとなる。
【0065】
報知後においては報知を解除する必要があるが、この報知解除の方法として、報知により浴室内での異常状態を知った家族が、台所リモコン70のインターホンにより浴室リモコン60のインターホンに対して呼出しを掛け、浴室1から応答があった場合に、浴室内の入浴者は健全な状態と推測できるので、報知解除用のインターホンスイッチ62の信号により、ケーブル41を経て、コントローラの制御部90内の報知解除部93を介して報知解除されて、再び監視フローに置かれることとなる。
温水機器を遠隔位置から制御するケーブル41を利用することで、解除指令を伝送するための特別のケーブルを敷設する必要はなくなるのである。
【0066】
インターホンスイッチ62による報知解除手段により報知解除がなされない場合には、特定の電話番号に発信するコントローラ内の電話発信部100から自動的に外部に発信されるようにしてもよい。これにより、家族が同居していない場合にも、安心して入浴することができる。
【0067】
なお、上述した実施形態は本発明の好適な実施形態を示すものであって、本発明はこれに限定されることなく、その範囲内で各種設計変更可能である。
例えば、本実施形態ではシステムバスルームについて説明したが、この例に限られることなくこれ以外の既存の浴室にも設置できるものである。さらに、浴室以外にトイレ、洗面所等においても用いることができるものである。
【0068】
【発明の効果】
以上のように本発明は、分割されたいずれの領域で動きが停止したかを確実に検出することができ、また、煩雑な演算を行うことなく、ソフトウエアが簡素化され、迅速に人体の動きを判定することができる。
また本発明は、人体の動きがなくなる前に特定の領域を検出しておくことで、後刻の動き停止の判定に至る時間を短縮して、迅速に判定することができる。
さらに本発明は、動きの検出を洗場又は浴槽領域であると判定した場合であって、かつ、動き有無判定手段により動き量がないと判定した場合に人体の動きが停止したものと判定することで、特に事故の多発している洗場・浴槽における入浴者の転倒等による動きの停止を迅速に検出することができる。
さらに本発明は、最後に動きのなくなった領域を検索していくことにより、確実に動き停止の領域を特定でき、検出の確実性を向上することができる。また、入口で立ち止まっている場合に、停止したものと誤判定することもなくなった。
さらに本発明は、光から電圧への変換を円滑にでき、撮像部と制御部とを近設しえて小型化が可能となり、画像処理の迅速化、動き停止検出の迅速化、確実化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は本発明の一実施形態を示す全体構成図である。
【図2】図2は本発明の一実施形態を示す電気回路のブロック図である。
【図3】図3は人体検出センサの画像検出部の1画素を構成する画像コア回路の構成を示す回路図である。
【図4】図4はセンサの撮像範囲と検知範囲及び検知領域との関係を示す説明図である。
【図5】図5は本発明の一実施形態を示すフローチャートである。
【図6】図6は本発明の人体監視のフローを示すフローチャートである。
【図7】図7は本発明の装置全体を示す一実施形態を示すブロック図である。
【図8】図8は通信関係を示す他実施形態を示すブロック図である。
【図9】図9は記憶部の概要を示すブロック図である。
【図10】図10の(a)は右下方へ向けて移動した物体の現画像と前画像を示す図、(b)は前画像の明暗を各画素毎に示す図、(c)は現画像の明暗を各画素毎に示す図である。
【図11】図11は画像の境界に対応する画素における明暗の変化を示す差分画像を表わした図である。
【図12】図12は一実施形態を示す電気回路ブロック図である。
【図13】図13は他実施形態を示す人体監視のフローチャートである。
【図14】図14は他実施形態を示す電気回路ブロック図である。
【符号の説明】
1 浴室
2 浴槽
3 洗場
4 出入口
5 人体センサ
6 撮像装置
7 制御装置
9 画像検出部
15 画像出力部
17 画像コア回路
24 領域分割手段
26 検知領域
29 入口領域
30 洗場領域
31 浴槽領域
32 判定手段
40 温水機器
41 ケーブル
42 コントローラ
47 電源プラグ
51 人体検出センサ
52 赤外線センサ
54 データ記憶部
55 アナログ通信部
56 デジタル通信部
60 風呂リモコン
61 報知手段
62 解除手段
66 アナログ通信部
67 デジタル通信部
70 台所リモコン
71 報知手段
76 アナログ通信部
77 デジタル通信部
85 端子
90 制御部
100 電話発信部
101 音声記憶部
102 画像記憶部
103 操作用画像記憶部
104 停止画像記憶部
105 報知用画像記憶部
106 その他記憶部
107 動作要求報知音声記憶部
108 警報報知音声記憶部
111 動き量演算手段
112 動き有無領域検出手段
113 特定領域該当判定手段
114 動き有無判定手段
115 画像記憶手段
116 入口領域該当判定手段

Claims (1)

  1. 赤外線による熱検知により人体を検知する赤外線センサと、監視領域を所定時間間隔で撮像する撮像装置と、検知領域を入口領域と該入口領域以外の領域に分割する領域分割手段と、人体の動き量を前記所定時間間隔前後の両画像の比較により受光量の差として演算する動き量演算手段と、前記領域分割手段による分割した領域毎に動きがある領域か否かを検出する動き有無領域検出手段と、前記動き量演算手段による動きの有無を判定する動き有無判定手段と、前記動き有無領域検出手段により検出された領域が予め特定された領域に該当するか否かを判定する特定領域該当判定手段と、該特定領域該当判定手段により動き量の検出を洗場又は浴槽領域であると判定した場合であって、かつ、前記動き有無判定手段により前記動き量がないと判定した場合には人体の動きが停止したものと判定し、前記特定領域該当判定手段により動き量の検出を洗場又は浴槽領域以外であると判定した場合であって、かつ、前記動き有無判定手段により動き量がないと判定した場合には前記赤外線センサのオフを条件に浴室から退室したものと判定し、前記特定領域該当判定手段により動き量の検出を洗場又は浴槽領域以外であると判定した場合であって、かつ、前記動き有無判定手段により動き量があると判定した場合には継続して監視する判定手段とを設けたことを特徴とする人体検出装置。
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