JP6150207B2 - Monitoring system - Google Patents

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本発明は、人の動きを検知し監視するシステムに関するものである。特に、ベッド上での人の動きを捉え、ベッドから転落等を防止するための監視システムに関するものである。   The present invention relates to a system for detecting and monitoring human movement. In particular, the present invention relates to a monitoring system for capturing a person's movement on a bed and preventing the fall from the bed.

病院等の医療機関における重大事故において、ベッド周辺での転落事故はかなりの割合を占めている。医療機関は事故防止のため、種々のセンサー等を導入し、事故防止に注力しているが、重大事故数は顕著には減少していない現状がある。   In serious accidents at medical institutions such as hospitals, falling accidents around the bed account for a considerable percentage. Medical institutions have introduced various sensors to prevent accidents and are focusing on accident prevention, but the number of serious accidents has not decreased significantly.

事故防止のセンサーとしては数多くのものが実用化されている。例えば、ベッドに圧力センサを設けて、患者が身体を起こしたことを検知するもの、ベッド脇の床に圧力センサを設けて患者が落下したことを検知するもの、あるいは、ベッドの縁に患者がいることを検知する赤外線ラインセンサーといったものがある。   Many accident prevention sensors have been put into practical use. For example, a pressure sensor is provided on the bed to detect that the patient has woken up, a pressure sensor is provided on the floor beside the bed to detect that the patient has fallen, or a patient on the edge of the bed There is something like an infrared line sensor that detects when you are.

また、多焦点CCDカメラ等を検知手段として用いて、患者を見守るシステムも提案されている。このシステムにおいては、室内にいる見守るべき対象者の状態を、平面位置と高さ方向の情報として検知可能な検知手段と、検知手段で得られた高さ方向情報の比較に際し、室内をベッド、ベッドサイド、フロアの各領域に区画し、それぞれの領域に対応して設定された比較基準高さと比較する。その比較結果により各領域内で対象者他の状況を判断する。その判断結果によって得られた対象者の状況を、通報手段を介して看護師等に通報する(例えば、特許文献1)。   A system for watching a patient using a multifocal CCD camera or the like as a detection means has also been proposed. In this system, when comparing the detection means capable of detecting the state of the subject in the room as information on the plane position and the height direction, and comparing the height direction information obtained by the detection means, the room is a bed, The area is divided into bedside and floor areas, and compared with the reference height set for each area. Based on the comparison result, the other person's situation is judged in each area. The status of the subject obtained from the determination result is reported to a nurse or the like via reporting means (for example, Patent Document 1).

特開2011−86286JP2011-86286A

しかしながら、ベッドに圧力センサを設けて、患者が身体を起こしたことを検知するシステムにおいては、寝返りや体位を変えただけでもセンサーが反応する等の誤検出が生じていた。また、そもそも、ベッドから身体を起こしただけでは、その後にベッドから患者が落下するといった危険行動につながるかどうかが不明であり、危険行動に直接つながるような行動だけを検知するものでは無かった。   However, in a system in which a pressure sensor is provided on the bed to detect that the patient has woken up, erroneous detection such as the sensor reacting even when turning over or changing the position has occurred. In the first place, it was unclear whether just raising the body from the bed would lead to dangerous behaviors such as the patient dropping from the bed afterwards, and it was not possible to detect only behaviors that would directly lead to dangerous behavior.

ベッド脇の床に圧力センサを設けて患者が落下したことを検知するものは、患者の落下を知ることができても、落下を防止することはできなかった。
また、圧力センサ等の接触型のセンサーは、患者の体重や車椅子等の重量物が荷重により劣化や故障が生じ易かった。さらに、一度検知すると、リセットするまで検知ができず、リセットを忘れたことでセンサーが働かず、重大事故が発生するという危険性もあった。
A device that detects that a patient has fallen by providing a pressure sensor on the floor beside the bed could not prevent the fall even if the fall of the patient could be known.
Further, contact type sensors such as pressure sensors tend to cause deterioration or failure of the patient's body weight or a heavy object such as a wheelchair due to the load. Furthermore, once detected, it could not be detected until it was reset, and there was a danger that the sensor would not work due to forgetting the reset and a serious accident would occur.

ベッドの縁に患者がいることを検知する赤外線ラインセンサーは、非接触で検知可能であるため、故障が少ないという利点があるものの、布団等も検知してしまうため、誤検出が多かった。また、患者が赤外線位置を学習し、その位置を避けるようにベッドから降りようとする場合もあり、患者の危険行動を検知できないだけではなく、むしろ、患者の危険行動を促す恐れもあった。   An infrared line sensor that detects the presence of a patient on the edge of a bed can be detected in a non-contact manner, and has the advantage that there are few failures. However, since a futon is also detected, there are many false detections. In addition, the patient may learn the infrared position and try to get out of the bed so as to avoid the position. Not only the patient's dangerous behavior cannot be detected, but also the patient's dangerous behavior may be promoted.

特許文献1に開示されているシステムにおいては、例えば、ベッドからの所定の高さ位置の平面において、ベッドの面積に対して所定割合を越える物体を検知した際には、アラームを鳴らすようにしているため、誤検出が少なくなるという長所を有しているものの、患者が布団を跳ね上げた場合等にはやはり誤検出が生じてしまう。また、日光の入射等により測定個所に明暗が生じると、やはり誤検出が生じるという問題があった。   In the system disclosed in Patent Document 1, for example, when an object exceeding a predetermined ratio with respect to the bed area is detected on a plane at a predetermined height from the bed, an alarm is sounded. Therefore, although there is an advantage that false detection is reduced, false detection still occurs when the patient flips up the futon. In addition, there is a problem in that erroneous detection also occurs when light and darkness occurs at a measurement location due to the incidence of sunlight or the like.

このように誤検出が頻繁に生じてしまうと、アラームが鳴っても、そのアラームの信ぴょう性に看護師が疑問を持ってしまうため、迅速な行動を怠って、重大な事故につながるといった課題もある。   If false alarms occur frequently in this way, even if an alarm sounds, the nurse may question the authenticity of the alarm. is there.

本発明は上記の課題を解決するためになされたものであり、誤検出をできるだけ少なくし、且つ患者の危険行動を確実に捉えることを可能にする監視システムを提供するものである。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and provides a monitoring system that makes it possible to minimize the number of false detections as much as possible and to reliably capture a patient's dangerous behavior.

本発明に係る監視システムは、3次元検知手段と、危険行動判定手段と、を備えた主に病室で用いる監視システムであって、上記3次元検知手段は画素ごとに被検知物までの距離を計測可能な検知手段であり、赤外線を断続的に照射する赤外線パルス照射手段と、赤外線を検知するための画素を2次元に配置した検知部を有するカメラと、上記赤外線パルス照射手段が照射する赤外線パルスが上記カメラの検知部に戻ってくるまでの時間を計測することで被検知物までの距離を上記画素ごとに導出可能な距離導出部と、を備え、前記危険行動判定手段は、監視領域内に危険領域を3次元領域として設定し、且つ、当該危険領域に人の身体の部位の内、どの部位が入った際に危険と判定するかを設定する危険領域設定手段と、上記3次元検知手段が検知した各画素ごとの距離と上記危険領域とから導出される当該危険領域内に検知された物体の2次元形状または3次元形状より、当該物体が人の身体の部位である可能性が高いか否かを判定し、且つ、上記物体が人の身体のどの部位である可能性が高いかを判定する物体判定手段と、を備え、当該物体判定手段が相当する可能性が高いと判定した人の身体の部位が上記危険領域設定手段により設定された人の身体の部位に一致する場合に危険行動であると判定することを特徴とする。   The monitoring system according to the present invention is a monitoring system mainly used in a hospital room provided with three-dimensional detection means and dangerous behavior determination means, and the three-dimensional detection means determines the distance to the detected object for each pixel. Infrared pulse irradiating means for intermittently irradiating infrared rays, a camera having a detection unit in which pixels for detecting infrared rays are two-dimensionally arranged, and infrared rays irradiated by the infrared pulse irradiating means A distance deriving unit capable of deriving the distance to the object to be detected for each pixel by measuring the time until the pulse returns to the detection unit of the camera, A dangerous area setting means for setting a dangerous area as a three-dimensional area and setting which part of the body part of the human body is determined to be dangerous in the dangerous area; Detecting hand The object is more likely to be a part of the human body than the two-dimensional shape or the three-dimensional shape of the object detected in the dangerous area derived from the distance for each pixel detected by the And an object determination means for determining which part of the human body the object is likely to be, and determined that the object determination means is highly likely to correspond. It is characterized in that it is determined that the action is dangerous when the part of the person's body matches the part of the person's body set by the dangerous area setting means.

特に、上記物体判定手段は、上記3次元検知手段が検知した各画素ごとの距離と上記危険領域とから導出される当該危険領域内に検知された物体の大きさが所定以上の大きさである場合に、当該物体が人の身体の部位である可能性が高いか否かを判定し、且つ、上記物体が人の身体のどの部位である可能性が高いかを判定することを特徴とする。   In particular, the object determination means is such that the size of the object detected in the dangerous area derived from the distance for each pixel detected by the three-dimensional detection means and the dangerous area is greater than or equal to a predetermined size. Determining whether or not the object is likely to be a part of a person's body and determining which part of the person's body is likely to be the object. .

また、上記3次元検知手段が検知した各画素ごとの距離と上記危険領域とから導出される当該危険領域内に検知された物体が人の身体の部位であるか否かを判定し、且つ、上記物体が人の身体のどの部位であるを判定する際に、予め設けられた人の身体の部位の3次元形状のリストと比較して判定することを特徴とする。   Further, it is determined whether or not an object detected in the dangerous area derived from the distance for each pixel detected by the three-dimensional detection means and the dangerous area is a part of a human body, and When determining which part of the human body the object is, the determination is made by comparing with a list of a three-dimensional shape of a part of the human body provided in advance.

さらに、上記危険領域内において検知された物体がどの方向から当該危険領域に入ったかをさらに考慮して危険行動であるか否かの判定を行うことを特徴とする。   Furthermore, it is further characterized in that it is determined whether or not the action is dangerous in consideration of from which direction the object detected in the dangerous area enters the dangerous area.

また、上記危険領域内において検知された物体の移動速度をさらに考慮して危険行動であるか否かの判定を行うことを特徴とする。   In addition, it is characterized in that it is determined whether or not the action is dangerous in consideration of the moving speed of the object detected in the dangerous area.

さらに、上記危険行動判定手段が危険行動であると判定した場合に、アラームが起動することを特徴とする。   Further, the alarm is activated when the dangerous behavior determining means determines that the behavior is dangerous.

また、上記危険行動判定手段が危険行動であると判定した場合に、上記危険領域内において検知された人の身体の部位によって異なるアラームが起動することを特徴とする。   Further, when the dangerous behavior determining means determines that the behavior is dangerous behavior, an alarm that is different depending on a part of the human body detected in the dangerous area is activated.

また、上記3次元検知手段が検知した各画素ごとの距離より、当該各画素ごとの検知物の位置を導出し、画像を形成する画像形成手段と、
上記形成した画像を電子データとして送信する通信手段と、
当該通信手段により送信された電子データを受信し、画像として表示する表示手段と、
をさらに備えたことを特徴とする。
Further, an image forming unit for deriving the position of the detection object for each pixel from the distance for each pixel detected by the three-dimensional detection unit and forming an image;
Communication means for transmitting the formed image as electronic data;
Display means for receiving the electronic data transmitted by the communication means and displaying it as an image;
Is further provided.

本発明に係る監視システムは上記のように構成され、物体の3次元形状を精度よく、且つリアルタイムに得られるので、2次元形状または3次元形状の特徴を比較することで、人の身体の部位である可能性が高いか否かの判定を高精度で行える。したがって、誤検出が大きく減少するだけではなく、落下等の重大事故につながる前兆となる行動であるか否かをより詳細に判断できる。さらに、入院患者の危険行動パターンを考慮して、精度を高めることも可能である。   The monitoring system according to the present invention is configured as described above, and the three-dimensional shape of the object can be obtained accurately and in real time. Therefore, by comparing the features of the two-dimensional shape or the three-dimensional shape, It is possible to determine with high accuracy whether or not there is a high possibility. Therefore, it is possible not only to greatly reduce false detection but also to determine in more detail whether or not the behavior is a sign that leads to a serious accident such as a fall. Furthermore, it is possible to improve the accuracy in consideration of the risk behavior pattern of hospitalized patients.

また、夜間であっても照明なしで監視を行える。
さらに、布団等の背景の影響を受けることもない。
また、非接触検知であるので、耐久性にも問題はない。
Even at night, monitoring can be performed without lighting.
Furthermore, it is not affected by the background of futons.
Moreover, since it is non-contact detection, there is no problem in durability.

さらに、部屋やベッドの配置、あるいは被監視者の特徴に応じて、最適な監視状況を簡単な設定変更で得ることができる。
このように多くの優れた特長を有することで、入院患者を守るだけではなく、看護師の精神的且つ身体的負担を大きく低減する等の効果も生まれる。
Furthermore, an optimal monitoring situation can be obtained by a simple setting change in accordance with the arrangement of rooms and beds or the characteristics of the monitored person.
Having such many excellent features not only protects inpatients but also produces effects such as greatly reducing the mental and physical burdens of nurses.

本発明に係る監視システムを構成する3次元検知手段の配置例である。It is an example of arrangement | positioning of the three-dimensional detection means which comprises the monitoring system which concerns on this invention. 本発明に係る監視システムで用いる3次元距離画像カメラの原理説明図である。It is principle explanatory drawing of the three-dimensional distance image camera used with the monitoring system which concerns on this invention. 本発明に係る監視システムの危険領域の例である。It is an example of the danger area | region of the monitoring system which concerns on this invention. 本発明に係る監視システムの構成図である。It is a block diagram of the monitoring system which concerns on this invention. 本発明に係る監視システムにおける危険判定のフローチャートである。It is a flowchart of the danger determination in the monitoring system which concerns on this invention. 本発明に係る監視システムにおける危険判定のフローチャートである。It is a flowchart of the danger determination in the monitoring system which concerns on this invention. 本発明に係る監視システムにおいて、検出した物体が身体の所定部位である可能性が高いか否かを判断するためのフローチャートである。5 is a flowchart for determining whether or not a detected object is highly likely to be a predetermined part of the body in the monitoring system according to the present invention. 本発明の実施の形態2に係る監視システムの危険領域の例である。It is an example of the danger area | region of the monitoring system which concerns on Embodiment 2 of this invention.

実施の形態1.
本発明に係る監視システムの構成およびその使用方法等に関して、以下において、図面を用いて説明する。なお、以下の説明は本発明に関する良好な一例を開示するものであり、本発明が当該実施の形態に限定されるものではない。
Embodiment 1 FIG.
A configuration of a monitoring system according to the present invention and a method of using the same will be described below with reference to the drawings. The following description discloses a good example relating to the present invention, and the present invention is not limited to the embodiment.

まず、図面を用いて、監視システムの構成について説明する。
監視システムは、主に3次元検知手段1と危険行動判定手段5等からなる。危険行動判定手段5等については後述する。まず、3次元検知手段1の配置例に関して、図1を用いた説明から始める。
First, the configuration of the monitoring system will be described with reference to the drawings.
The monitoring system mainly includes a three-dimensional detection unit 1, a dangerous behavior determination unit 5, and the like. The dangerous behavior determination means 5 will be described later. First, the arrangement example of the three-dimensional detection unit 1 will be described with reference to FIG.

図1は、病室等において、部屋の隅にベッド2が置かれ、ベッド上に患者等の被監視者が寝ているところである。病院の病室に限らず、介護施設の部屋や自宅療養者がいる自宅の部屋でも良い。3次元検知手段1は、このベッド2上およびその近傍における被監視者の行動を撮像できるように、ベッド2よりも高い位置に備えられている。例えば、壁や家具の上部等に設置する。   FIG. 1 shows a hospital room or the like in which a bed 2 is placed at a corner of the room and a monitored person such as a patient is sleeping on the bed. Not only hospital hospital rooms, but also nursing homes and homes with home caregivers. The three-dimensional detection means 1 is provided at a position higher than the bed 2 so that the action of the monitored person on and near the bed 2 can be imaged. For example, it is installed on the top of a wall or furniture.

3次元検知手段1は、図2に示すように、赤外線パルス照射部11、カメラ12、および図示しない距離導出部を備えている。
赤外線パルス照射部11は、極めて短い時間間隔で、赤外線光を断続的に照射する赤外線パルス光源である。
As shown in FIG. 2, the three-dimensional detection unit 1 includes an infrared pulse irradiation unit 11, a camera 12, and a distance deriving unit (not shown).
The infrared pulse irradiation unit 11 is an infrared pulse light source that irradiates infrared light intermittently at an extremely short time interval.

カメラ12は、CMOSイメージセンサー等の2次元に画素を配置した撮像装置であり、赤外線パルス照射部が照射する赤外線に対して十分な感度を有している。ここでは、画素数として約2万画素のCMOSイメージセンサーを用いた。
距離導出部は、図2に示すように、赤外線パルス照射部11が照射したパルス光が被写体から反射してカメラ12に帰ってくるまでの時間を画素ごとに計測し、画素ごとに被写体との距離を導出する。計測手法としては、例えば、パルス光の出射時の位相と帰還時の位相との差を計測し、その位相差と光速度から時間及び距離を導出する。
The camera 12 is an imaging device in which pixels are arranged two-dimensionally, such as a CMOS image sensor, and has sufficient sensitivity to infrared rays emitted by the infrared pulse irradiation unit. Here, a CMOS image sensor having about 20,000 pixels was used.
As shown in FIG. 2, the distance deriving unit measures the time until the pulsed light irradiated by the infrared pulse irradiation unit 11 is reflected from the subject and returns to the camera 12 for each pixel. Deriving the distance. As a measurement method, for example, the difference between the phase at the time of emission of the pulsed light and the phase at the time of feedback is measured, and the time and distance are derived from the phase difference and the light velocity.

このような計測手法を用いることで、約2万画素の距離情報をリアルタイムで得ることが可能となる。それによって、1秒間に10から15フレームのフレームレートで、距離情報を含んだ撮像画像を出力することができる。すなわち、3次元撮像画像を高速に出力することが可能である。
また、被写体までの距離は、約1cmという高精度で測定が可能である。
By using such a measurement method, it is possible to obtain distance information of about 20,000 pixels in real time. Thereby, a captured image including distance information can be output at a frame rate of 10 to 15 frames per second. That is, it is possible to output a three-dimensional captured image at high speed.
Further, the distance to the subject can be measured with high accuracy of about 1 cm.

なお、ステレオビジョンと呼ばれる撮像方法、すなわち、複数のカメラで異なる角度から撮像する方法でも、立体画像を得ることができるが、複数の平面画像から立体画像を構築するのに多くの演算を要するため、リアルタイムの処理は不可能である。また、距離精度もかなり悪い。さらに背景の影響も受けやすい。
また、多焦点CCDカメラを用いて、複数の距離における画像を同時に得ることが可能であるが、複数の異なる面における画像を得るだけで、立体画像を得ることはできない。また、デフォーカス面の画像も撮像してしまうため、被写体との距離は大きな誤差を含むと同時に、背景の影響を強く受けることになる。
Note that a stereoscopic image can be obtained by an imaging method called stereo vision, that is, a method of capturing images from different angles with a plurality of cameras, but a lot of computation is required to construct a stereoscopic image from a plurality of planar images. Real-time processing is impossible. Also, the distance accuracy is quite bad. It is also susceptible to background effects.
In addition, it is possible to obtain images at a plurality of distances simultaneously using a multifocal CCD camera, but it is not possible to obtain a stereoscopic image only by obtaining images on a plurality of different surfaces. Further, since an image of the defocus plane is also taken, the distance to the subject includes a large error and at the same time is strongly influenced by the background.

3次元検知手段1を用いる大きな理由は、上述のように、リアルタイム処理で3次元画像が得られることと、測定距離精度に優れていることである。しかし、それ以外にも、暗闇で使用可能であり、且つ昼間でも太陽光や影の影響を受けないという長所もあり、病室での撮像に適している。また、布団等の背景の影響は完全に無視できる。   As described above, the major reason for using the three-dimensional detection means 1 is that a three-dimensional image can be obtained by real-time processing and that the measurement distance accuracy is excellent. However, there is an advantage that it can be used in the dark and is not affected by sunlight or shadow even in the daytime, and is suitable for imaging in a hospital room. The influence of the background of futons can be completely ignored.

この3次元検知手段1を用いて、ベッド2上およびその近傍における被監視者の行動を撮像し、常時監視することができる。その際に、被監視者の危険行動を察知するため、複数の危険領域を設けている。危険領域とは、例えば、図3において点線で示す4A、4B、および4Cのような3次元領域である。4Aと4Bはベッドの縁の所定領域であり、この領域に被監視者が入った場合、ベッドから落ちる危険性のある領域である。また、4Cはベッドのすぐ横の床の領域であり、この領域に被監視者の身体がある場合は、被監視者がベッドから落ちたと判断できる領域である。また、4C領域に被監視者の足のみがある場合には、被監視者がベッドを降りたと判断できる。   Using this three-dimensional detection means 1, the behavior of the monitored person on and near the bed 2 can be imaged and constantly monitored. At that time, a plurality of dangerous areas are provided in order to detect the dangerous behavior of the monitored person. The dangerous area is, for example, a three-dimensional area such as 4A, 4B, and 4C indicated by dotted lines in FIG. 4A and 4B are predetermined areas on the edge of the bed. If a person to be monitored enters this area, there is a risk of falling off the bed. Reference numeral 4C denotes an area of the floor right next to the bed. When the body of the monitored person is present in this area, the area can be determined that the monitored person has fallen from the bed. Further, when only the foot of the monitored person is in the 4C area, it can be determined that the monitored person has got out of the bed.

なお、被監視者の危険行動の予知は、予め入院患者等の行動データを収集し、転落等の危険行動を起こす前兆となる行動を分析することで精度を高めることができる。
例えば、4A領域に被監視者の手がある場合には危険行動とは判断せず、頭や足がある場合に危険行動と判断することで、真に落下等の可能性がある場合だけを危険行動と判断することができる。
In addition, the accuracy of predicting the dangerous behavior of the monitored person can be improved by collecting behavior data of inpatients in advance and analyzing the behavior that is a precursor to causing dangerous behavior such as falling.
For example, if there is a monitored person's hand in the 4A area, it is not judged as dangerous behavior, but if there is a head or foot, it is judged as dangerous behavior, so only when there is a possibility of falling etc. It can be judged as dangerous behavior.

次に、監視システムの全体構成について図4を用いて説明する。
監視システムは、3次元検知手段1の他に危険行動判定手段5からなる。また、必要に応じて、通報手段6やモニター手段7を備えている。
Next, the overall configuration of the monitoring system will be described with reference to FIG.
In addition to the three-dimensional detection unit 1, the monitoring system includes a dangerous behavior determination unit 5. Moreover, the report means 6 and the monitor means 7 are provided as needed.

危険行動判定手段5は、3次元検知手段1の撮像情報を基に、被監視者が危険な行動を行っていないかを判断する手段であり、主としてコンピューターと処理ソフトウエアが協働することによりデータ処理や様々な判断を行う手段である。なお、コンピューターと処理ソフトウエアではなく、専用のプロセッサーを用いることも可能である。
危険行動判定手段5は、危険領域設定手段51、座標変換手段52、物体判定手段53、および最終判定手段54といった各処理手段からなる。
The dangerous behavior determination unit 5 is a unit that determines whether or not the monitored person is performing a dangerous behavior based on the imaging information of the three-dimensional detection unit 1, and mainly by the cooperation between the computer and the processing software. It is a means for data processing and various judgments. A dedicated processor can be used instead of a computer and processing software.
The dangerous behavior determination unit 5 includes processing units such as a dangerous area setting unit 51, a coordinate conversion unit 52, an object determination unit 53, and a final determination unit 54.

危険領域設定手段51は、図3で示したような3次元領域である危険領域をXYZ座標等により規定する。危険領域は一つであっても良いが、図3で示すように複数の領域であるほうが、より被監視者の危険につながる行動を予知する精度は向上する。危険領域の形状は直方体であっても良いし、曲面を含むような形状であっても良い。ベッドの構造や被監視者の特徴等に応じて、適宜最適な形状と位置を決めてやれば良い。   The dangerous area setting means 51 defines a dangerous area that is a three-dimensional area as shown in FIG. 3 using XYZ coordinates or the like. Although there may be only one dangerous area, as shown in FIG. 3, the plurality of areas improves the accuracy of predicting an action that leads to the danger of the monitored person. The shape of the dangerous area may be a rectangular parallelepiped or a shape including a curved surface. What is necessary is just to determine an optimal shape and position suitably according to the structure of a bed, the characteristic of a to-be-monitored person, etc.

また、危険領域設定手段51は、3次元領域である危険領域だけではなく、その危険領域に人の身体の部位の内、どの部位が入った際に危険と判定するかに関しても設定を行う。例えば、図3の4A領域では、前述したように、頭や足が入った場合には危険行動であると設定する。   Further, the dangerous area setting unit 51 sets not only the dangerous area which is a three-dimensional area but also which part of the human body part is determined to be dangerous when it enters the dangerous area. For example, in the 4A area of FIG. 3, as described above, when the head or the foot enters, it is set as dangerous action.

座標変換手段52は、カメラ12の画素位置(x、y)とその画素において測定された被写体との距離lから、座標変換により実座標(X、Y、Z)を得て、被写体の部分位置を表現する。このように実座標に変換することで、被写体の3次元座標系上での位置と3次元形状を得ることができる。また、物体の大きさも実際の大きさを簡単な演算処理で導出できる。   The coordinate conversion means 52 obtains actual coordinates (X, Y, Z) by coordinate conversion from the distance l between the pixel position (x, y) of the camera 12 and the subject measured at the pixel, and the partial position of the subject. Express. By converting into real coordinates in this way, the position and three-dimensional shape of the subject on the three-dimensional coordinate system can be obtained. Further, the actual size of the object can be derived by a simple calculation process.

物体判定手段53は、3次元検知手段1が検知した各画素ごとの距離と危険領域とから、危険領域内にある物体の3次元形状を導出し、この物体が人の身体のどこかの部位である可能性が高いか否かを判定し、且つ、物体が人の身体のどの部位である可能性が高いかを判定する機能を持っている。
物体判定手段53は上述した機能を満足するものであれば、どのような構成でも良いが、本実施の形態では、図4に示すように、大きさ判定手段531、身体部位想定手段532、および身体部位認定手段533の各手段からなる。これらの各手段の具体的な動作については後述する。
The object determination means 53 derives the three-dimensional shape of the object in the dangerous area from the distance for each pixel detected by the three-dimensional detection means 1 and the dangerous area, and this object is a part of the human body. It has a function of determining whether or not the possibility is high and determining which part of the human body the object is likely to be.
The object determination unit 53 may have any configuration as long as it satisfies the above-described functions. In the present embodiment, as shown in FIG. 4, the size determination unit 531, the body part assumption unit 532, and It consists of each means of body part recognition means 533. Specific operations of these means will be described later.

最終判定手段54は、物体判定手段53が、危険領域内に検知された物体が人の身体の部位である可能性が高いと判定した場合に、その人の身体の部位が危険領域設定手段により設定された人の身体の部位に一致するか否かを判定する。一致したと判定した場合には、看護師や介護人に異常を知らせるための通報を行う。   When the object determining unit 53 determines that there is a high possibility that the object detected in the dangerous area is a part of the human body, the final determining unit 54 determines that the human body part is It is determined whether or not it matches the set body part of the person. If it is determined that they match, a report is made to inform the nurse or caregiver of the abnormality.

この通報は、通報手段6により行われる。
通報手段6は、本実施の形態においては、アラーム起動手段61、アラーム手段62、状況確認手段63、およびアラーム停止手段64とからなる。
アラーム起動手段61は、最終判定手段54から異常を知らせるべきであるとの電気信号を得た時に、アラーム62を起動する役割を有している。例えば、アラーム62が看護師の詰め所で鳴る警報であるならば、アラーム起動手段61は警報のスイッチを入れる手段である。また、アラーム62が看護師の携帯電話に異常が発生したことを知らせる電子メールを送信する電子メール送信装置であるならば、アラーム起動手段61は、その送信を制御するパソコンのソフトウエアである。
This notification is made by the reporting means 6.
In the present embodiment, the reporting unit 6 includes an alarm activation unit 61, an alarm unit 62, a status confirmation unit 63, and an alarm stop unit 64.
The alarm activation means 61 has a role of activating the alarm 62 when an electrical signal indicating that an abnormality should be notified is obtained from the final determination means 54. For example, if the alarm 62 is an alarm sounding at the nurse's station, the alarm activation means 61 is a means for switching on the alarm. If the alarm 62 is an e-mail transmission device that transmits an e-mail notifying that an abnormality has occurred in the nurse's mobile phone, the alarm activation means 61 is software of a personal computer that controls the transmission.

アラーム62が看護師の詰め所で鳴る警報であるならば、それを停止するためにアラーム停止手段64が必要であり、例えば、壁に設けられたアラーム停止スイッチである。
また、アラーム起動手段61は、アラーム手段62を起動すると同時に、状況確認手段63を同時に起動しても良い。状況確認手段63は、例えば、後述する3次元検知手段1の撮像画像を表示するモニター等の表示手段73である。病院内では、何人もの患者を同時に複数の監視システムで監視していることが多い。そこで、危険行動が行われた際には、その患者の映像を看護師の詰め所等に置かれたモニター等の表示手段73にすぐに映し出すようにしても良い。看護師は表示手段73により即座に患者の状況を確認可能であり、何をすべきかを迅速に判断できる。また、アラーム停止手段64を表示手段73に設けるようにすれば、看護師は状況を確認後に、マウスクリック等で警報を停止するようにすることもできる。
If the alarm 62 is an alarm sounding at the nurse's station, an alarm stop means 64 is required to stop it, for example, an alarm stop switch provided on the wall.
Further, the alarm activation means 61 may activate the status confirmation means 63 simultaneously with the activation of the alarm means 62. The situation confirmation unit 63 is, for example, a display unit 73 such as a monitor that displays a captured image of the three-dimensional detection unit 1 described later. In hospitals, many patients are often monitored simultaneously by multiple monitoring systems. Therefore, when a dangerous action is performed, the image of the patient may be immediately displayed on the display means 73 such as a monitor placed in a nurse's office or the like. The nurse can immediately confirm the patient's situation by the display means 73 and can quickly determine what to do. If the alarm stop means 64 is provided in the display means 73, the nurse can stop the alarm by clicking the mouse after confirming the situation.

次にモニター手段7について説明する。
モニター手段7は、3次元検知手段1が撮像した動画像を表示する装置である。
3次元検知手段1の撮像データは、画像形成手段71により、ディスプレイモニター等の表示手段73に表示可能なデータに変換される。この表示可能なデータは、有線や無線方式により、画像形成手段71から表示手段73に送信される。
Next, the monitoring means 7 will be described.
The monitor unit 7 is a device that displays a moving image captured by the three-dimensional detection unit 1.
The imaging data of the three-dimensional detection unit 1 is converted by the image forming unit 71 into data that can be displayed on the display unit 73 such as a display monitor. This displayable data is transmitted from the image forming unit 71 to the display unit 73 by wired or wireless method.

3次元検知手段1が撮像した動画像は3次元映像であるので、3Dテレビと同様の方式で、表示手段73に表示することができる。
あるいは、もっと簡易的に、距離情報を色に変換して、疑似的な3次元映像を表示しても良い。例えば、距離が近い部分は赤等の暖色で表し、遠くなるにしたがって、青等の寒色に、順次、色を変えて表示しても良い。このように、奥行きを色で表現することも可能である。
Since the moving image picked up by the three-dimensional detection unit 1 is a three-dimensional image, it can be displayed on the display unit 73 in the same manner as the 3D television.
Or, more simply, the distance information may be converted into a color to display a pseudo three-dimensional image. For example, a portion close to the distance may be represented by a warm color such as red, and the color may be changed in order to a cold color such as blue as the distance increases. In this way, it is also possible to express the depth by color.

奥行きを色で表現するのであれば、スマートフォンや携帯電話、タブレットPC等のディスプレイも、表示手段73として使用可能である。
看護師はいつも詰め所にいるわけではなく、病室の見回り等を行っている時間も長い。したがって、携帯できる機器に被監視者の映像が表示されれば、病室の見回り等を行っている際であっても迅速な行動が可能となる。
If the depth is expressed by color, a display such as a smartphone, a mobile phone, and a tablet PC can also be used as the display unit 73.
Nurses are not always in the stalls, and they spend a lot of time looking around hospital rooms. Therefore, if an image of the person being monitored is displayed on a portable device, a quick action can be performed even during a patrol of the hospital room.

次に、監視システムの動作に関して、図5から図7のフローチャートを用いて説明する。
まず、監視システムを起動し、3次元検知手段1が撮像を開始する。この撮像された3次元映像のデータは、10分の1秒ごとに座標変換手段52に送信され、画素ごとに実空間座標(X、Y、Z)に変換される。これが、図5における撮像データ処理(ステップA)である。この画素ごとの変換データは、物体判定手段53に送られる。
Next, the operation of the monitoring system will be described using the flowcharts of FIGS.
First, the monitoring system is activated, and the three-dimensional detection unit 1 starts imaging. The captured three-dimensional video data is transmitted to the coordinate conversion means 52 every 1/10 second, and converted into real space coordinates (X, Y, Z) for each pixel. This is the imaging data processing (step A) in FIG. The conversion data for each pixel is sent to the object determination means 53.

物体判定手段53においては、まず、大きさ判定手段531が、それぞれの危険領域内に物体が存在するかどうかを判断する(ステップB)。このステップBの詳細は、図6で示すように、まず、危険領域内に所定の大きさ以上の物体があるか否かを判断する(ステップB1)。この判断は必ずしも必要では無いが、必要な場合にだけ、この後の判断処理を行うことで、処理の効率化を図ることができる。例えば、危険領域内に虫が飛来してきても、物体とは判断せず、5cm程度以上の物体を検出した場合だけ物体が存在すると判断する。   In the object determination unit 53, first, the size determination unit 531 determines whether or not an object exists in each danger area (step B). For details of step B, as shown in FIG. 6, it is first determined whether or not there is an object of a predetermined size or larger in the dangerous area (step B1). This determination is not always necessary, but the efficiency of the process can be improved by performing the subsequent determination process only when necessary. For example, even if an insect comes into the danger area, it is not determined as an object, and it is determined that an object exists only when an object of about 5 cm or more is detected.

この判断は、画素ごとに変換された実空間座標(X、Y、Z)が、それぞれの危険領域内にあるかどうかを判定し、そのように判断された連続した画素の実空間座標の長さを求める等の処理を行えば良い。
そして、危険領域内に所定の大きさ以上の物体があると判定された場合だけ、物体を検出したと認定し、次の判定ステップCに進む。上述したようにこのステップBは必ずしも必要では無いオプションのスクリニーング・ステップであるので、このステップBを実施しない場合には、ステップAから直接ステップCに進んでも良い。
This determination is performed by determining whether or not the real space coordinates (X, Y, Z) converted for each pixel are within the respective dangerous areas, and the length of the real space coordinates of the consecutive pixels determined as such. What is necessary is just to perform the process of calculating | requiring thickness.
Then, only when it is determined that there is an object of a predetermined size or more in the dangerous area, it is determined that the object has been detected, and the process proceeds to the next determination step C. As described above, this step B is an optional screening step that is not necessarily required. Therefore, if this step B is not performed, the process may proceed directly from step A to step C.

次に、この物体が人の身体の部位に相当する可能性が高いか否かを判断する(ステップC)。
このステップCの詳細は、図7で示すように、まず、物体の大きさに相当する可能性のある部位を特定する(ステップC1)。例えば、予め、人の身体の各部位の大きさをリスト化しておき、それを参照することで、判定を行うことができる。ここで大きさは、2次元的な面積であっても良いし、3次元的な表面積であっても良い。例えば、頭部ならば200平方cmから500平方cmであると予め定めておき、その範囲内の物体が検出されたならば、頭部の可能性がある物体が検出されたと判断する。
あるいは、もっと単純に1次元的な長さから初期スクリーニングを行っても良い。例えば、手の指は3cmから10cm、手は10cmから20cm、頭は15cmから25cmといった具合に部位とその長さ範囲をリストにしておけば良い。このようにして、検出された物体が相当する可能性のある身体の部位の候補を決める。
あるいは、もっと精密にスクリーニングを行うためには、物体の体積で判断しても良い。
Next, it is determined whether or not this object is likely to correspond to a human body part (step C).
For details of step C, as shown in FIG. 7, first, a part that may correspond to the size of the object is specified (step C1). For example, the size of each part of the human body is listed in advance, and the determination can be performed by referring to the list. Here, the size may be a two-dimensional area or a three-dimensional surface area. For example, it is determined in advance that the head is 200 square centimeters to 500 square centimeters, and if an object within the range is detected, it is determined that an object that may be the head is detected.
Alternatively, the initial screening may be performed from a simple one-dimensional length. For example, the region and its length range may be listed, such as 3 to 10 cm for fingers of a hand, 10 to 20 cm for a hand, and 15 to 25 cm for a head. In this way, candidate body parts that can correspond to the detected object are determined.
Alternatively, in order to perform screening more precisely, the determination may be made based on the volume of the object.

そして、その候補となった身体の部位と物体との2次元形状あるいは3次元形状の特徴が一致するかどうかを判定する(ステップC2)。この判定においても、人の身体の各部位の2次元形状あるいは3次元形状をリスト化しておき、それを参照することで、判定を行うことができる。例えば、手の場合、様々な角度から見た手の3次元形状をリストに登録しておき、物体とすべての角度から見た手の3次元形状の特徴を比較して、物体が手であるか否かを認定する。あるいは、頭部であるか否かを2次元形状で判断するのであれば、アスペクト比が3分の1以上且つ3.3以下としておけば、腕や脚等と区別することができるし、人の部位では無い棒状の物体とも区別できる。   Then, it is determined whether the two-dimensional shape or the three-dimensional shape features of the body part and the object that are candidates match (step C2). Also in this determination, it is possible to make a determination by listing a two-dimensional shape or a three-dimensional shape of each part of a human body and referring to the list. For example, in the case of a hand, the three-dimensional shape of the hand viewed from various angles is registered in a list, and the features of the three-dimensional shape of the hand viewed from all angles are compared. Or not. Alternatively, if it is determined whether or not the head is a two-dimensional shape, it can be distinguished from arms and legs if the aspect ratio is set to 1/3 or more and 3.3 or less. It can also be distinguished from a rod-like object that is not a part of.

このように、物体が手である可能性が高いと認定された場合、最終判定手段54は、被監視者が危険な行動を行う前兆であるについて判断を行う(ステップE)。この判断は、危険領域認定手段が設定した身体の部位に手が含まれる場合には、危険な行動を行う前兆であると判断し、アラーム起動手段61にそれを電気信号により伝達し、最終的にアラーム手段62がアラームを鳴らす等の通報行為を行う(ステップF)。   As described above, when it is determined that the object is likely to be a hand, the final determination unit 54 determines whether it is a sign that the monitored person performs a dangerous action (step E). This determination is made as a sign of dangerous action when a hand is included in the body part set by the dangerous area recognition means, and is transmitted to the alarm activation means 61 by an electric signal, and finally. The alarm means 62 performs a reporting action such as sounding an alarm (step F).

以上が、本発明に係る監視システムの構成例および動作例である。上記は構成例および動作例であって、本発明は必ずしもこれに限定されるわけではない。
例えば、ステップB1において、ある画素が検知した物体に部分が危険領域内にあるかどうかを、実座標において比較した。これに代えて、危険領域の実座標の範囲を、画素と測定距離(x、y、l)の範囲に逆変換しておいて比較することも可能である。
The above is the configuration example and operation example of the monitoring system according to the present invention. The above are configuration examples and operation examples, and the present invention is not necessarily limited thereto.
For example, in step B1, whether or not a part of an object detected by a pixel is in a dangerous area is compared in real coordinates. Alternatively, the real coordinate range of the dangerous area may be converted back to the range of the pixel and the measurement distance (x, y, l) and compared.

さらに、ステップC1からC3においては、物体に相当する身体のすべての部位との一致を調べたが、危険領域51が設定した特定の部位であるか否かだけを調べても良い。このようにすれば、さらに効率化が可能であり、最終判定手段54は不要となる。   Furthermore, in steps C1 to C3, the coincidence with all the parts of the body corresponding to the object is examined, but it may be examined only whether or not the danger region 51 is a specific part set. In this way, further efficiency can be achieved, and the final determination means 54 is not necessary.

また、危険領域51は、足や頭といったひとつの部位が危険領域に入った際に危険な行動であると設定したが、複数の部位、例えば、手と頭が同時に危険領域に入った場合に危険な行動であると設定しても良い。   The dangerous area 51 is set to be a dangerous action when one part such as a foot or a head enters the dangerous area. However, when a plurality of parts, for example, a hand and a head enter the dangerous area at the same time. You may set it as dangerous action.

また、危険行動にランク付けを行い、それによってアラームの種類を変えても良い。例えば、危険領域に足が入った場合、その足の高さ位置が低い位置にある場合には、危険は小さいと判断して、周期の長い警報を鳴らし、足の高さ位置が高い位置にある場合には、危険は大きいと判断して、周期の短いけたたましい警報を鳴らすようにしても良い。もちろん、危険領域と身体の部位との組み合わせでも、危険度は変わるため、その危険度に応じてアラームの種類を変えても良い。   Moreover, it is possible to rank the dangerous behavior and change the type of alarm accordingly. For example, when a foot enters the danger area, if the foot height is at a low position, it is judged that the danger is small, an alarm with a long cycle is sounded, and the foot height position is at a high position. In some cases, it may be judged that the danger is great, and a vigorous alarm with a short cycle may be sounded. Of course, since the risk varies depending on the combination of the dangerous area and the body part, the type of alarm may be changed according to the risk.

さらに、本監視システムは、常時監視を行っているため、身体の各部位の移動方向や移動速度も検出できる。そこで、身体の各部位がベッド内から外に移動したときには危険行動の可能性があり、逆に、ベッドの外からベッド内に移動した場合は危険行動ではない、といった判断条件を加えることも可能である。このようにすることで、介護者がベッド内に手を入れた場合に、アラームがご起動することを防止することができる。また、被監視者の手や足の移動速度が異常に早い場合には、けいれん等を起こしている可能性もあり、危険領域内でなくともアラームを起動するようにしても良い。   Furthermore, since this monitoring system is constantly monitoring, it can also detect the moving direction and moving speed of each part of the body. Therefore, it is possible to add a judgment condition that each part of the body may be dangerous when it moves from inside the bed, and conversely, it is not dangerous when it moves from outside the bed to inside the bed. It is. By doing in this way, when a caregiver puts a hand in a bed, it can prevent starting an alarm. Further, when the movement speed of the person or foot of the monitored person is abnormally fast, there is a possibility that convulsion or the like may occur, and an alarm may be activated even if it is not in the dangerous area.

以下において、本発明に係る監視システムの特長についてまとめる。
まず、従来の監視システムと大きく異なる点は、赤外線パルス光と赤外線カメラを用いることで、物体の3次元形状を精度よく、且つリアルタイムに得られるようになったことである。これによって、以下の具体的なメリットが得られる。
The features of the monitoring system according to the present invention will be summarized below.
First, the major difference from the conventional monitoring system is that the three-dimensional shape of the object can be obtained accurately and in real time by using infrared pulsed light and an infrared camera. This provides the following specific advantages.

まず、物体の形状だけではなく、カメラからの距離も計測できるため、計測したい物体の2次元形状や3次元形状に加えて、実際の長さ、面積、表面積あるいは体積も簡単な演算で導出できる。そのため、最初に面積等によって、身体の部位に相当する可能性のある物体か否かのスクリーニング精度が向上する。
さらに次のステップとして、2次元あるいは3次元形状の特徴を比較することで、人の身体の部位である可能性が高いか否かの判定を高精度で行える。これによって、身体の部位以外の物体、例えば、布団や枕、被監視者の持ち物等が危険領域に入っても、危険行動と誤判断する可能性が非常に減少する。例えば、被監視者が布団を大きく蹴り上げた場合、危険領域をベッドから所定の高さに設定しておいたとしても、本監視システム以外のシステムでは誤検出してしまうことがある。一方、本システムにおいては、布団の3次元形状の特徴と身体の部位の特徴は異なるので、誤検出することは基本的にない。
First, not only the shape of the object but also the distance from the camera can be measured, so in addition to the 2D shape and 3D shape of the object you want to measure, the actual length, area, surface area, or volume can be derived with a simple calculation. . Therefore, the screening accuracy of whether or not the object is likely to correspond to a body part is first improved by the area or the like.
Further, as a next step, it is possible to determine with high accuracy whether or not there is a high possibility of being a part of a human body by comparing features of two-dimensional or three-dimensional shapes. As a result, even if an object other than a body part, for example, a futon, a pillow, a person to be monitored, or the like enters the dangerous area, the possibility of erroneously determining that the action is dangerous is greatly reduced. For example, when the monitored person greatly kicks up the futon, even if the dangerous area is set to a predetermined height from the bed, it may be erroneously detected by a system other than the monitoring system. On the other hand, in this system, since the characteristics of the three-dimensional shape of the futon are different from the characteristics of the body part, there is basically no false detection.

さらに、本監視システムでは、人の身体のどの部位である可能性が高いかも認知できるため、入院患者の危険行動パターンを考慮して、落下等につながる前兆となる行動であるか否かをより詳細に判断できる。すなわち、真に必要な際だけ、アラームを起動できる。被監視者の行動に応じて、危険度のランク付けも可能である。   In addition, since this monitoring system can recognize which part of a person's body is likely to be, it is possible to determine whether the action is a precursor to a fall or the like in consideration of the risk behavior pattern of an inpatient. Judge in detail. That is, an alarm can be activated only when it is really necessary. Depending on the behavior of the monitored person, it is possible to rank the degree of risk.

また、赤外線を用いているので、夜間であっても監視のために照明は不要である。
さらに、普通の2次元の撮像カメラを用いた場合、デフォーカスした物体も撮像に影響を与える。例えば、背景となる布団の色や模様も映り込んでしまうため、誤検出の原因となる。一方、本監視システムにおいては、3次元位置が完全に特定できるため、背景となる布団等の影響は全く受けない。
Moreover, since infrared rays are used, illumination is unnecessary for monitoring even at night.
Furthermore, when an ordinary two-dimensional imaging camera is used, a defocused object also affects imaging. For example, since the color and pattern of the futon used as a background are reflected, it causes a false detection. On the other hand, in this monitoring system, since the three-dimensional position can be specified completely, it is not affected at all by the background futon.

常時監視であり、且つリアルタイムで処理を行えるので、被監視者の身体の部位の動きの方向や動きの速さも認知でき、それらを危険行動判定の条件に加えることも可能である。このようにすることで、誤検出をさらに防止することができる。   Since monitoring is always performed and processing can be performed in real time, the direction and speed of movement of the body part of the monitored person can be recognized, and these can be added to the condition for determining dangerous behavior. In this way, erroneous detection can be further prevented.

また、非接触のシステムであるため、耐久性が優れている。
さらに、危険領域の設定も自由に変更できるため、部屋やベッド等の配置、あるいは被監視者の特徴等に応じた最適な監視状況を得ることができる。
Moreover, since it is a non-contact system, durability is excellent.
Furthermore, since the setting of the dangerous area can be freely changed, it is possible to obtain an optimum monitoring situation according to the arrangement of the room, the bed, etc., the characteristics of the monitored person, or the like.

以上に述べてきたように、本監視システムは数多くの長所を有している。特に重要なことは、転落事故等の重大事故につながる被監視者の前兆となる行動を予め検知し、看護師等に通報できることである。従来のシステムでも、ある程度は行動予知が可能であったかもしれないが、安全である行動も危険行動として検知する過剰検出が頻繁に発生してしまうため、看護師等に負担が掛かったり、真に危険な行動があった場合に、看護師の適切な行動が遅れてしまうといった問題が生じていた。   As described above, this monitoring system has many advantages. What is particularly important is that it is possible to detect in advance a behavior that is a precursor of a monitored person leading to a serious accident such as a fall accident and to notify a nurse or the like. Even with conventional systems, it may have been possible to predict behavior to some extent, but over-detection that detects safe behavior as dangerous behavior frequently occurs, which puts a burden on nurses etc. There was a problem that proper actions of nurses were delayed when there were dangerous actions.

一方、本監視システムでは、患者の危険行動分析に基づいた、細かな監視および判断が可能となったことで、過剰検出を最小限に抑えることができるとともに、真に危険につながる前兆を素早く捉えることができる。
これによって、患者、看護師、病院等に以下のメリットが生じる。
On the other hand, with this monitoring system, detailed monitoring and judgment based on analysis of risk behaviors of patients can be performed, so that over-detection can be minimized and signs that lead to real danger can be captured quickly. be able to.
This brings about the following merits for patients, nurses, hospitals and the like.

まず、患者にとっては、落下等の危険性が減少する。
また、転落等の危険性が減少するので、ベッドに無理やり拘束される等の処置を受けなくて済む。
First, the risk of falling or the like is reduced for the patient.
In addition, since the risk of falling or the like is reduced, it is not necessary to take measures such as being restrained by the bed.

看護師にとっては、安心して仕事を行えるため、心的な負担が減少する。また、過剰検出が減少することで、誤ったアラームが起動することがなく、頻繁に病室にチェックに行く等の身体の負担も減少数する。
さらに、モニターで3次元映像を確認できるので、必要な対処を正確且つ迅速に行える。
For nurses, they can work with peace of mind, reducing their mental burden. Moreover, since the excessive detection is reduced, a false alarm is not activated, and the burden on the body, such as frequent check-ups, is reduced.
Furthermore, since the 3D image can be confirmed on the monitor, the necessary measures can be performed accurately and quickly.

病院等の医療機関にとっても、重大事故を未然に防止できることで、責任問題が生じるリスクが減少する。また、看護師の心的および身体の負担が減ることで、看護師や医師にストレスなく仕事をしてもらうことができるため、病院全体として効率的な治療、診療が可能となる。   For medical institutions such as hospitals, the risk of liability issues is reduced by preventing serious accidents. In addition, since the mental and physical burden on the nurse is reduced, nurses and doctors can work without stress, enabling efficient treatment and medical care as a whole hospital.

実施の形態2.
本発明の実施の形態2に係る監視システムに関して、図8を用いて説明する。
なお、実施の形態1と異なる点は、より危険行動の検知精度を向上させるため、危険領域の設定が複雑になっていることである。
図8には、4Dから4Iの6つの危険領域が設定されている。これらの危険領域は、現場で実際に看護にあたる看護師の経験を基に設定した。
Embodiment 2. FIG.
A monitoring system according to Embodiment 2 of the present invention will be described with reference to FIG.
The difference from the first embodiment is that the setting of the dangerous area is complicated in order to improve the detection accuracy of the dangerous action.
In FIG. 8, six danger areas from 4D to 4I are set. These risk areas were set based on the experience of nurses who actually performed nursing on site.

まず、危険領域4Dは、ベッド脇に設けられている落下防止用柵の外側の領域である。この領域内に、手足や頭を検出すれば、危険行動と判断する。
危険領域4Eは、ベッドの足側にある仕切りの上の領域であり、やはり、この領域内に手足や頭を検出すれば、危険行動と判断する。
First, the dangerous area 4D is an area outside the fall prevention fence provided beside the bed. If a limb or head is detected in this area, it is determined that the action is dangerous.
The dangerous area 4E is an area above the partition on the foot side of the bed, and if a limb or head is detected in this area, it is determined as dangerous action.

危険領域4Fはベッド上の高い位置の領域であり、天井に近い領域である。この領域内に頭や肩を検出した場合、被監視者はベッド上で立ち上がった状態であり、最高度の危険度と判断する。ベッドから飛び降りる等の危険度の高い行為であるからである。   The dangerous area 4F is an area at a high position on the bed and is an area close to the ceiling. If the head or shoulder is detected in this area, the person to be monitored stands on the bed and is determined to have the highest degree of risk. This is because it is an action with high risk such as jumping off the bed.

危険領域4Gは、ベッドの頭側にある仕切り付近の領域であり、この領域内に頭や肩を検出した場合、被監視者は上体を起こしたと判断し、危険予備行為と判断する。上体を起こしただけでは、直ぐに危険行動を取る可能性は大きくないが、看護師等の立場からは注意すべき状態である。ただし、この領域に足を検出した場合は、危険行為と判断する。   The dangerous area 4G is an area near the partition on the head side of the bed. When the head or shoulder is detected in this area, the person to be monitored is determined to have raised his / her upper body, and is determined to be a dangerous preparatory action. Just raising your upper body is not likely to take a dangerous action right away, but you should be careful from the standpoint of a nurse. However, if a foot is detected in this area, it is determined as a dangerous act.

危険領域4Hは、ベッド内部であって、被監視者が寝ている時の通常の高さよりもわずかに高い位置のある領域である。この領域において、手足や頭を検出した場合、被監視者は、必ずしも危険行動を取る可能性は大きくない。被監視者が眠りから覚めて、身体を動かしている状態と考えられるからである。ただし、この場合も、看護師等の立場からは注意すべき状態であり、危険予備行為と判断する。   The dangerous area 4H is an area inside the bed and having a position slightly higher than the normal height when the monitored person is sleeping. In this area, when a limb or head is detected, the person being monitored is not necessarily likely to take a dangerous action. This is because it is considered that the monitored person is awake from sleep and is moving. However, in this case as well, from the standpoint of a nurse or the like, it is a state to be careful of, and is judged as a dangerous preliminary act.

危険領域4Iは、ベッドのすぐ横の床の領域であり、この領域に被監視者の身体がある場合は、あるいは、頭や手を検出した場合は、被監視者がベッドから落ちたと考えられるので、緊急事態と判断する。また、4C領域に被監視者の足のみがある場合には、被監視者がベッドを降り、外に出る等の行動を取る可能性が高いので、危険行為と判断する。   The dangerous area 4I is an area of the floor right next to the bed. If the body of the monitored person is present in this area, or if the head or hand is detected, it is considered that the monitored person has fallen from the bed. So it is judged as an emergency. Further, when there is only the feet of the monitored person in the 4C area, it is highly likely that the monitored person takes actions such as getting out of the bed and going outside, so it is determined as a dangerous act.

このように、現場で実際に看護にあたる経験のある看護師の意見を基に、平面方向および高さ方向に多重の危険領域を設定することで、被監視者の状況を確実且つ詳細に検出することができるので、状況に応じた適切な対応が可能となる。   In this way, by setting multiple risk areas in the plane direction and height direction based on the opinions of nurses who actually have nursing experience in the field, the situation of the monitored person can be detected reliably and in detail. Therefore, it is possible to respond appropriately according to the situation.

また、それぞれの危険領域で検出される身体の部位に応じて、危険度のランク付けを行い、ランクに応じて、アラームの鳴り方や看護師への連絡の仕方といった通報方法を変えることで、看護師が迅速且つ適切な処置および行動を取ることが可能になる。
通報方法としては、例えば、危険予備行為、危険行為、最高度の危険行為、緊急事態の順に、アラームの音量を大きくする。また、いずれの場合でも、看護師の詰め所に設置したモニター画面や携帯情報端末に、被監視者の映像を映すようにすることで、より迅速に被監視者の状態を知ることができる。
Also, according to the body part detected in each dangerous area, rank the degree of danger, and according to the rank, change the reporting method such as how to sound an alarm and how to contact the nurse, Nurses can take prompt and appropriate actions and actions.
As a report method, for example, the volume of the alarm is increased in the order of dangerous preliminary action, dangerous action, highest dangerous action, and emergency. In any case, the state of the monitored person can be known more quickly by displaying the image of the monitored person on the monitor screen or portable information terminal installed in the nurse's office.

また、危険度のランク付けが低い場合には、詰め所に設置したモニター画面や携帯情報端末に簡易な一次警報を出し、その後に、被監視者の行動に異変が無ければ、一定時間後に一次警報を解除してもよい。一次警報後に、危険度のランク付けが高い行動を検知した場合には、本格的な危険警報をモニター画面や携帯情報端末に表示するといった様々な使用方法も可能である。
すなわち、本発明においては、複数の危険領域の設定が自由に行えるので、看護師の経験に基づいた最適な設定が可能となる。
If the risk ranking is low, a simple primary alarm is issued on the monitor screen or personal digital assistant installed in the station. After that, if there is no change in the behavior of the monitored person, the primary alarm will be issued after a certain time. May be released. When an action with a high risk ranking is detected after the primary alarm, various usage methods such as displaying a full-scale danger alarm on a monitor screen or a portable information terminal are possible.
That is, in the present invention, since a plurality of risk areas can be set freely, an optimal setting based on the experience of the nurse can be performed.

なお、実施の形態1および2で開示した本発明に係る監視システムは、病院だけではなく、介護施設や自宅療養者がいる家庭でも用いることが可能であり、警報も介護者や家族といった必要な人に知らせることで、病院で用いる場合と同様の特長を発揮することができる。   Note that the monitoring system according to the present invention disclosed in Embodiments 1 and 2 can be used not only in a hospital but also in a home where a care facility or home caregiver is present, and an alarm is also required for a caregiver or family member. By notifying people, the same features as those used in hospitals can be exhibited.

1.3次元検知手段
2.ベッド
3.被監視者
4A、4B、4C、4D、4E、4F、4G、4H、4I 危険領域
5.危険行動判定手段
6.通報手段
7.モニター手段
11 赤外線パルス照射手段
12 カメラ
51 危険領域設定手段
53 物体判定手段
1. Three-dimensional detection means Bed 3. Monitored person 4A, 4B, 4C, 4D, 4E, 4F, 4G, 4H, 4I Hazardous area 5. 6. Dangerous behavior determination means Reporting means 7. Monitor means 11 Infrared pulse irradiation means 12 Camera 51 Hazardous area setting means 53 Object determination means

Claims (7)

3次元検知手段と、危険行動判定手段と、を備えた主に病室において用いる監視システムであって、
上記3次元検知手段は画素ごとに被検知物までの距離を計測可能な検知手段であり、
赤外線を断続的に照射する赤外線パルス照射手段と、
赤外線を検知するための画素を2次元に配置した検知部を有するカメラと、
上記赤外線パルス照射手段が照射する赤外線パルスが上記カメラの検知部に戻ってくるまでの時間を計測することで被検知物までの距離を上記画素ごとに導出可能な距離導出部と、
を備え、
前記危険行動判定手段は、
監視領域内に危険領域を3次元領域として設定し、且つ、当該危険領域に人の身体の部位の内、どの部位が入った際に危険と判定するかを設定する危険領域設定手段と、
上記3次元検知手段が検知した各画素ごとの距離と上記危険領域とから導出される当該危険領域内に検知された物体の2次元形状または3次元形状より、当該物体が人の身体の部位である可能性が高いか否かを判定し、且つ、上記物体が人の身体のどの部位である可能性が高いかを判定する物体判定手段と、
を備え、
上記物体判定手段は、上記3次元検知手段が検知した各画素ごとの距離と上記危険領域とから導出される当該危険領域内に検知された物体の大きさが所定以上の大きさである場合に、当該物体が人の身体の部位である可能性が高いか否かを判定し、且つ、上記物体が人の身体のどの部位である可能性が高いかを判定するものであり、
上記危険行動判定手段は、当該物体判定手段が相当する可能性が高いと判定した人の身体の部位が上記危険領域設定手段により設定された人の身体の部位に一致する場合に危険行動であると判定する
ことを特徴とする監視システム。
A monitoring system mainly used in a hospital room, comprising a three-dimensional detection means and a dangerous behavior determination means,
The three-dimensional detection means is a detection means capable of measuring the distance to the detected object for each pixel,
An infrared pulse irradiation means for irradiating infrared rays intermittently;
A camera having a detection unit in which pixels for detecting infrared rays are two-dimensionally arranged;
A distance deriving unit capable of deriving the distance to the detected object for each pixel by measuring the time until the infrared pulse irradiated by the infrared pulse irradiation means returns to the detection unit of the camera;
With
The dangerous behavior determination means includes
A dangerous area setting means for setting a dangerous area as a three-dimensional area in the monitoring area, and setting which part of the body part of the human body is determined to be dangerous when the dangerous area is entered;
From the two-dimensional shape or three-dimensional shape of the object detected in the dangerous area derived from the distance for each pixel detected by the three-dimensional detection means and the dangerous area, the object is a part of the human body. Object determining means for determining whether or not there is a high possibility, and determining which part of the human body the object is likely to be;
With
The object determination unit is configured such that the size of an object detected in the dangerous area derived from the distance for each pixel detected by the three-dimensional detection unit and the dangerous area is greater than or equal to a predetermined size. Determining whether or not the object is likely to be a part of a person's body, and determining which part of the person's body is likely to be the object,
The dangerous behavior determination means is dangerous behavior when the body part of the person determined to be highly likely to correspond to the object determination means matches the body part of the person set by the dangerous area setting means. A monitoring system characterized by
上記3次元検知手段が検知した各画素ごとの距離と上記危険領域とから導出される当該危険領域内に検知された物体が人の身体の部位である可能性が高いか否かを判定し、且つ、上記物体が人の身体のどの部位である可能性が高いかを判定する際に、予め設けられた人の身体の部位の2次元形状または3次元形状のリストと比較して判定する  Determining whether or not the object detected in the dangerous area derived from the distance for each pixel detected by the three-dimensional detection means and the dangerous area is a human body part; In determining which part of the human body the object is likely to be, the determination is made by comparing with a list of a two-dimensional shape or a three-dimensional shape of a part of the human body provided in advance.
ことを特徴とする請求項1に記載の監視システム。  The monitoring system according to claim 1.
上記危険領域内において検知された物体がどの方向から当該危険領域に入ったかをさらに考慮して危険行動であるか否かの判定を行う  Judgment is made on whether or not the action is dangerous by further considering from which direction the object detected in the dangerous area has entered the dangerous area.
ことを特徴とする請求項1または2に記載の監視システム。  The monitoring system according to claim 1 or 2, characterized by the above-mentioned.
上記危険領域内において検知された物体の移動速度をさらに考慮して危険行動であるか否かの判定を行う  Judgment is made on whether or not the action is dangerous in consideration of the moving speed of the object detected in the dangerous area.
ことを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載の監視システム。  The monitoring system according to any one of claims 1 to 3, wherein:
上記危険行動判定手段が危険行動であると判定した場合に、アラームが起動する  An alarm is activated when the dangerous behavior determination means determines that the behavior is dangerous
ことを特徴とする請求項1から4のいずれかに記載の監視システム。  The monitoring system according to any one of claims 1 to 4, wherein:
上記危険行動判定手段が危険行動であると判定した場合に、上記危険領域内において検知された人の身体の部位によって異なるアラームが起動する  When the dangerous behavior determination means determines that the behavior is dangerous behavior, an alarm is activated depending on a part of the human body detected in the dangerous area.
ことを特徴とする請求項5に記載の監視システム。  The monitoring system according to claim 5.
上記3次元検知手段が検知した各画素ごとの距離より、当該各画素ごとの検知物の位置を導出し、画像を形成する画像形成手段と、  From the distance for each pixel detected by the three-dimensional detection means, an image forming means for deriving the position of the detection object for each pixel and forming an image;
上記形成した画像を電子データとして送信する通信手段と、  Communication means for transmitting the formed image as electronic data;
当該通信手段により送信された電子データを受信し、画像として表示する表示手段と、  Display means for receiving the electronic data transmitted by the communication means and displaying it as an image;
をさらに備えた  Further equipped
ことを特徴とする請求項1から6のいずれかに記載の監視システム。  The monitoring system according to any one of claims 1 to 6, wherein:
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