JP5413897B2 - 動体監視方法及びその装置 - Google Patents
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Description
特許文献5記載の技術は、被検者の呼吸数又は異常呼吸を検知するものであって、これによって、被検者が特定の場所にいることは確認可能であるが、被検者が部屋の中を移動する場合には検知が難しいという問題があった。
発信された前記無線電波の前記部屋内での反射波を順次受信して、該反射波の電力遅延プロファイルをA/D変換して記憶手段に記憶する工程と、
被検者がいる前記部屋内に前記無線電波を発信した際に得られ、前記記憶手段に記憶された前記電力遅延プロファイルと予め該記憶手段に記憶された基準となる静止プロファイルとの比較から差分プロファイル1を時系列的に得る工程と、
前記時系列的に得られた前記差分プロファイル1の立ち上がり位置を求め、該立ち上がり位置が変動するか否かを判定する工程と、
前記立上がり位置が変動すると判定されたことを条件として、順次得られた前記差分プロファイル1の立ち上がり位置の変動範囲と、前記部屋内の前記被検者の各種行動パターンに対応して予め求めておいた差分プロファイル1の立ち上がり位置の変動を示す変動範囲とを比較して、対応する前記被検者の行動パターンを判別し、前記部屋内にいる前記被検者の離床又は該部屋内の移動の監視を行う工程とを有する。
そして、前記呼吸判定又は前記心拍判定は、前記差分プロファイル1の立ち上がり位置に対応するタイミングの前記電力遅延プロファイルの時間変動をフーリエ変換して求めることができる。
送信手段から発信された前記無線電波の前記部屋内での反射波を受信手段で順次受信して、該反射波の電力遅延プロファイルをA/D変換して記憶する記憶手段と、
前記被検者がいる前記部屋内に前記無線電波を発信した際に得られ、前記記憶手段に時系列的に記憶された前記電力遅延プロファイルと、前記被検者がいない状態の前記部屋内に発信した無線電波の反射波を受信して得られる前記電力遅延プロファイルをA/D変換して前記記憶手段に予め記憶されている静止プロファイルから差分プロファイル1を演算する基準差分演算手段と、
前記基準差分演算手段で順次得られた差分プロファイル1を時系列に並べて該差分プロファイル1の立ち上がり位置を求め、該立ち上がり位置が変動するか否かを判定する変動判定手段と、
前記変動判定手段で前記差分プロファイル1の立ち上がり位置が変動すると判定されたことを条件として、前記基準差分演算手段で順次得られた差分プロファイル1の立ち上がり位置の変動範囲と、前記部屋内の前記被検者の各種行動パターンに対応して予め求めておいた差分プロファイル1の立ち上がり位置の変動を示す変動範囲とを比較して、対応する前記被検者の行動パターンを判別し、判別した行動パターンに対応する判別信号を出力する行動判別手段とを有している。
また、前記差分プロファイル1に時間的な変動がない場合に、監視が開始された前記部屋内での反射波を受信して順次得られる前記電力遅延プロファイルのうち前後の該電力遅延プロファイルの差分を演算して前後の差分データからなる差分プロファイル2を求める前後差分演算手段と、
前記前後差分演算手段で得られた前記差分プロファイル2が予め設定された閾値以下であることを判定して、前記差分プロファイル1の立ち上がり位置に対応するタイミングの前記電力遅延プロファイルの時間変動をフーリエ変換するフーリエ変換器を備え、前記被検者の呼吸測定又は心拍測定を行う動体判別手段とを有することが好ましい。
そして、前記無線電波の周波数帯域幅は、100MHz以上であることが好ましい。
図1に示すように、本発明の一実施の形態に係る動体監視装置10は、例えば、療養施設又は介護施設に収容されている被検者27が生活を行う部屋11に、広帯域の無線電波を部屋11内の一定位置からパルスとして順次発信し、発信された無線電波の部屋11内での反射波の電力遅延プロファイルの時間的変化から部屋11内の被検者27の動きを検知するものである。ここで、部屋11には、例えば、入退室用のドア14と、被検者27が使用するベッド15が設置されている。以下、詳細に説明する。
図4に示す吸い込み時又は吐き出し時の電力遅延プロファイルは、被検者27の呼吸運動に伴う胸部や腹部の動きに対応するもので、電力遅延プロファイルの変動は非常に小さいことが分かる。これに対して、被検者27がベッド15上で寝ていても、例えば、手、腕、足を動かす、寝返る、頭を動かす等の動作を行う場合における電力遅延プロファイルは、図4の電力遅延プロファイルより大きく変化することが予測される。また、被検者27が無動作状態(呼吸動作も停止した状態)である場合に得られる電力遅延プロファイルの変動は、ほぼ0となることが予測できる。
被検者27がいる部屋11内に、部屋11内の一定位置から無線電波を発信した際に得られる反射波は、部屋11内の壁、床、ベッド15等の静止物のみが関与した反射波と、被検者27が関与した反射波とが重なり合ったものとなる。
ここで、差分プロファイル1が予め設定した閾値を超えた場合、被検者27は睡眠状態でないとして、変動判定手段18で差分プロファイル1の立ち上がり位置が反射波の受信時刻の経過に伴って変動しているか否かが判定される。そして、差分プロファイル1の立ち上がり位置が変動する場合、部屋11内で被検者27が移動していると判断(行動観測)される。
例えば、送信アンテナ及び受信アンテナとして、それぞれ別のアンテナを設けたが、送信手段から無線電波は一定の時間間隔で発信されるので、無線電波が発信されていない時間範囲で反射波を受信手段で受信する場合は、送信アンテナと受信アンテナをひとつのアンテナで兼用することができる。
更に、動体判別手段では、電力遅延プロファイルを取得するフレーム間隔を、例えば0.1秒又はそれ以下に短くすることにより、心拍数測定を行うこともできる。
なお、本実施の形態では、療養施設又は介護施設に収容されている被検者を対象としたが、被験者を独居老人とすると、その安否の確認を行うことができ、被検者を店舗や美術館等の展示場、駐車場、ATM等の利用者とすると、利用者の中から不審者を発見し警報を出すことができる。更に、動体監視方法及び動体監視装置は、動物園や家庭で飼育されている動物、動物病院に収容されている病気動物の異常行動のモニタリングにも対応できる。
Claims (8)
- 広帯域の無線電波を、監視しようとする部屋内に一定位置からパルスとして順次発信する工程と、
発信された前記無線電波の前記部屋内での反射波を順次受信して、該反射波の電力遅延プロファイルをA/D変換して記憶手段に記憶する工程と、
被検者がいる前記部屋内に前記無線電波を発信した際に得られ、前記記憶手段に記憶された前記電力遅延プロファイルと予め該記憶手段に記憶された基準となる静止プロファイルとの比較から差分プロファイル1を時系列的に得る工程と、
前記時系列的に得られた前記差分プロファイル1の立ち上がり位置を求め、該立ち上がり位置が変動するか否かを判定する工程と、
前記立上がり位置が変動すると判定されたことを条件として、順次得られた前記差分プロファイル1の立ち上がり位置の変動範囲と、前記部屋内の前記被検者の各種行動パターンに対応して予め求めておいた差分プロファイル1の立ち上がり位置の変動を示す変動範囲とを比較して、対応する前記被検者の行動パターンを判別し、前記部屋内にいる前記被検者の離床又は該部屋内の移動の監視を行う工程とを有することを特徴とする動体監視方法。 - 請求項1記載の動体監視方法において、前記静止プロファイルは、前記部屋内に前記被検者がいない場合に、発信された前記無線電波の該部屋内における反射波の前記電力遅延プロファイルデータをA/D変換して前記記憶手段に記憶されたものであることを特徴とする動体監視方法。
- 請求項1又は2記載の動体監視方法においては、前記差分プロファイル1に時間的な変動がなく、前記部屋内での反射波を受信して順次得られる前記電力遅延プロファイルのうち前後の該電力遅延プロファイルの差分を演算して求めた差分プロファイル2が予め設定された閾値以下であることを条件として、前記被検者の呼吸判定又は心拍判定を行うことを特徴とする動体監視方法。
- 請求項3記載の動体監視方法において、前記呼吸判定又は前記心拍判定は、前記差分プロファイル1の立ち上がり位置に対応するタイミングの前記電力遅延プロファイルの時間変動をフーリエ変換して求めることを特徴とする動体監視方法。
- 広帯域の無線電波を、監視しようとする部屋内に一定位置からパルスとして順次発信し、発信された前記無線電波の前記部屋内での反射波の電力遅延プロファイルの時間的変化から前記部屋内の被検者の動きを検知する動体監視装置において、
送信手段から発信された前記無線電波の前記部屋内での反射波を受信手段で順次受信して、該反射波の電力遅延プロファイルをA/D変換して記憶する記憶手段と、
前記被検者がいる前記部屋内に前記無線電波を発信した際に得られ、前記記憶手段に時系列的に記憶された前記電力遅延プロファイルと、前記被検者がいない状態の前記部屋内に発信した無線電波の反射波を受信して得られる前記電力遅延プロファイルをA/D変換して前記記憶手段に予め記憶されている静止プロファイルから差分プロファイル1を演算する基準差分演算手段と、
前記基準差分演算手段で順次得られた差分プロファイル1を時系列に並べて該差分プロファイル1の立ち上がり位置を求め、該立ち上がり位置が変動するか否かを判定する変動判定手段と、
前記変動判定手段で前記差分プロファイル1の立ち上がり位置が変動すると判定されたことを条件として、前記基準差分演算手段で順次得られた差分プロファイル1の立ち上がり位置の変動範囲と、前記部屋内の前記被検者の各種行動パターンに対応して予め求めておいた差分プロファイル1の立ち上がり位置の変動を示す変動範囲とを比較して、対応する前記被検者の行動パターンを判別し、判別した行動パターンに対応する判別信号を出力する行動判別手段とを有することを特徴とする動体監視装置。 - 請求項5記載の動体監視装置において、前記行動判別手段の出力に応じて作動する報知手段を有することを特徴とする動体監視装置。
- 請求項5又は6記載の動体監視装置において、前記差分プロファイル1に時間的な変動がない場合に、監視が開始された前記部屋内での反射波を受信して順次得られる前記電力遅延プロファイルのうち前後の該電力遅延プロファイルの差分を演算して前後の差分データからなる差分プロファイル2を求める前後差分演算手段と、
前記前後差分演算手段で得られた前記差分プロファイル2が予め設定された閾値以下であることを判定して、前記差分プロファイル1の立ち上がり位置に対応するタイミングの前記電力遅延プロファイルの時間変動をフーリエ変換するフーリエ変換器を備え、前記被検者の呼吸測定又は心拍測定を行う動体判別手段とを有することを特徴とする動体監視装置。 - 請求項5〜7のいずれか1項に記載の動体監視装置において、前記無線電波の周波数帯域幅は、100MHz以上であることを特徴とする動体監視装置。
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