JP7056179B2 - Submersion determination system and submergence determination method - Google Patents
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Description
本発明は、沈水判定システム、及び、沈水判定方法に関する。 The present invention relates to a submergence determination system and a submersion determination method.
特許文献1は、浴室の天井に設けた超音波発受信装置を用いて浴槽の水面と入浴者の身体上端部との間の距離を測定し、その測定結果に基づいて浴槽内の入浴者の沈水状態を判定する技術を開示している。
In
図6には、浴室の浴槽100の上部に位置する天井に超音波発受信装置101を設け、浴槽100の水面102と入浴者103の身体上端部104との間の距離を測定し、その測定結果に基づいて入浴者103の沈水状態を判定する技術を例示している。超音波発受信装置101から浴槽100に向けて発信された超音波は、浴槽100の水面102や入浴者103の身体上端部104で反射し、反射波として超音波発受信装置101で受信される。
In FIG. 6, an ultrasonic wave emitting /
図7には、超音波発受信装置101で受信された反射波を例示している。(tx)は、超音波発受信装置101から発信された超音波の送信波形を示している。(rx)は、超音波発受信装置101で受信された反射波の受信波形を示している。受信波形を解析することで、受信波形から、入浴者103の身体上端部104からの反射波w1と、浴槽100の水面102からの反射波w2と、を区別して抽出する。超音波発受信装置101から超音波が発信されてから入浴者103の身体上端部104からの反射波w1が受信されるまでの時間t1と、超音波発受信装置101から超音波が発信されてから浴槽100の水面102からの反射波w2が受信されるまでの時間t2と、が測定される。時間t1と時間t2の差分に基づいて、浴槽100の水面102と入浴者103の身体上端部104との間の距離が測定される。
FIG. 7 illustrates a reflected wave received by the ultrasonic wave emitting / receiving
図7に示すように、入浴者103の身体上端部104からの反射波w1は、浴槽100の水面102からの反射波w2と比較して振幅が小さい。これは、前者の入浴者103の身体上端部104、即ち頭頂部は球面であるのに対し、後者の浴槽100の水面102は平面だからである。従って、例えば図8に示すように、浴槽100の水面102と入浴者103の身体上端部104との間の距離が短い場合は、受信波形を解析するに際し、入浴者103の身体上端部104からの反射波w1と、浴槽100の水面102からの反射波w2と、を区別して抽出すること自体が困難となる。
As shown in FIG. 7, the reflected wave w1 from the
また、図9には、超音波発受信装置101の真下に入浴者103の頭部105が位置している場合を示している。この場合、図10に示すように、浴槽100の水面102からの反射波w2の振幅が著しく小さくなる。これは、超音波発受信装置101から真下に発信された超音波が入浴者103の頭部105によって遮られることで、超音波発受信装置101の真下の水面102に到達することができず、また、超音波発受信装置101から斜め下方に発信された超音波は水面102で等角反射するため、その反射波は超音波発受信装置101で受信されることがないからである。
Further, FIG. 9 shows a case where the
上述のように、図6から図10に示す比較例においては、入浴者103の身体上端部104からの反射波w1と、浴槽100の水面102からの反射波w2と、を区別して抽出し確実に識別することが困難である。それ故、入浴者が沈水状態に進行する可能性がある入浴姿勢であるか否かを確実に検出することができなかった。
As described above, in the comparative example shown in FIGS. 6 to 10, the reflected wave w1 from the
そこで、本発明の目的は、入浴者が沈水状態に進行する可能性がある入浴姿勢であるか否かを確実に検出する技術を提供することにある。 Therefore, an object of the present invention is to provide a technique for reliably detecting whether or not a bather is in a bathing posture that may progress to a submerged state.
本発明の一実施形態によれば、浴室の浴槽の上部に位置する天井に配置された第1の超音波装置及び第2の超音波装置と、入浴者が沈水状態に進行する可能性がある入浴姿勢であるか否かを判定する沈水判定装置と、を備え、前記第1の超音波装置と前記第2の超音波装置は、前記浴槽の長手方向において離れて配置されており、前記第1の超音波装置は、前記第1の超音波装置から発信された超音波が前記浴槽の水面で等角反射して前記第2の超音波装置で受信されるように斜め下向きに超音波を発信するように構成されており、前記沈水判定装置は、前記第1の超音波装置が受信した反射波に基づいて前記第1の超音波装置から前記入浴者の頭部までの距離である頭部距離を算出し、前記第2の超音波装置が受信した反射波に基づいて前記水面の高さ位置を算出し、前記頭部距離と前記水面の高さ位置に基づいて、前記入浴者が沈水状態に進行する可能性がある入浴姿勢であるか否かを判定する、沈水判定システムが提供される。
According to one embodiment of the present invention, the first ultrasonic device and the second ultrasonic device arranged on the ceiling located at the upper part of the bathtub of the bathroom, and the bather may proceed to the submerged state. A submergence determination device for determining whether or not the bathing posture is provided, the first ultrasonic device and the second ultrasonic device are arranged apart from each other in the longitudinal direction of the bathtub, and the first ultrasonic device is provided. The
本発明の他の実施形態によれば、浴室の浴槽の上部に位置する天井に配置された第1の超音波装置及び第2の超音波装置を用いて、入浴者が沈水状態に進行する可能性がある入浴姿勢であるか否かを判定する沈水判定方法であって、前記第1の超音波装置と前記第2の超音波装置は、前記浴槽の長手方向において離れて配置されており、前記第1の超音波装置が、前記第1の超音波装置から発信された超音波が前記浴槽の水面で等角反射して前記第2の超音波装置で受信されるように斜め下向きに超音波を発信するステップと、前記第1の超音波装置が受信した反射波に基づいて前記第1の超音波装置から前記入浴者の頭部までの距離である頭部距離を算出するステップと、前記第2の超音波装置が受信した反射波に基づいて前記水面の高さ位置を算出するステップと、前記頭部距離と前記水面の高さ位置に基づいて、前記入浴者が沈水状態に進行する可能性がある入浴姿勢であるか否かを判定するステップと、を含む、沈水判定方法が提供される。 According to another embodiment of the present invention, the bather can proceed to the submerged state by using the first ultrasonic device and the second ultrasonic device arranged on the ceiling located at the upper part of the bathtub of the bathroom. It is a submergence determination method for determining whether or not the bathing posture has a characteristic, and the first ultrasonic device and the second ultrasonic device are arranged apart from each other in the longitudinal direction of the bathtub. In the first ultrasonic device, the ultrasonic waves transmitted from the first ultrasonic device are reflected equiangularly on the water surface of the bathtub and are received by the second ultrasonic device diagonally downward. A step of transmitting a sound wave, a step of calculating a head distance which is a distance from the first ultrasonic device to the head of the bather based on a reflected wave received by the first ultrasonic device, and a step of calculating the head distance. The bather advances to a submerged state based on the step of calculating the height position of the water surface based on the reflected wave received by the second ultrasonic device, and the head distance and the height position of the water surface. A submergence determination method is provided, including a step of determining whether or not the bathing posture may occur.
本発明によれば、入浴者が沈水状態に進行する可能性がある入浴姿勢であるか否かを確実に検出することができる。 According to the present invention, it is possible to reliably detect whether or not the bather is in a bathing posture that may progress to a submerged state.
以下、図1から図5を参照して、本発明の実施形態を説明する。以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号を付している。ただし、図面は模式的なものであり、厚みと平面寸法との関係、各層の厚みの比率等は現実のものとは異なることに留意すべきである。従って、具体的な厚みや寸法は以下の説明を参酌して判断すべきものである。又、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることはもちろんである。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 5. In the description of the drawings below, the same or similar parts are designated by the same or similar reference numerals. However, it should be noted that the drawings are schematic, and the relationship between the thickness and the plane dimensions, the ratio of the thickness of each layer, etc. are different from the actual ones. Therefore, the specific thickness and dimensions should be determined in consideration of the following explanation. In addition, it goes without saying that parts having different dimensional relationships and ratios are included between the drawings.
また、以下に示す実施形態は、この発明の技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであって、この発明の技術的思想は、構成部品の材質、形状、構造、配置等を下記のものに特定するものでない。この発明の技術的思想は、特許請求の範囲において、種々の変更を加えることができる。 Further, the embodiments shown below exemplify devices and methods for embodying the technical idea of the present invention, and the technical idea of the present invention is the material, shape, structure, and arrangement of components. Etc. are not specified as the following. The technical idea of the present invention can be modified in various ways within the scope of claims.
(沈水判定システム1)
図1に示すように、本実施形態に係る沈水判定システム1は、第1の超音波装置2と、第2の超音波装置3と、沈水判定装置4と、警報装置5と、を備える。
(Submersion determination system 1)
As shown in FIG. 1, the
第1の超音波装置2及び第2の超音波装置3は、浴室の浴槽6の上部に位置する天井7に配置されている。第1の超音波装置2は、浴槽6の長手方向における一端6aの上方に配置されている。第2の超音波装置3は、浴槽6の長手方向における他端6bの上方に配置されている。第1の超音波装置2及び第2の超音波装置3は、図示しない平面視で、浴槽6の長手方向の中央6Cから等しい距離に配置されている。
The first
(第1の超音波装置2)
第1の超音波装置2は、超音波を送信及び受信可能に構成されている。第1の超音波装置2は、第1の超音波装置2から発信された超音波が浴槽6の水面8で等角反射して第2の超音波装置3で受信されるように斜め下向きに超音波を発信するように構成されている。第1の超音波装置2から発信される超音波の発信方向、即ち、第1の超音波装置2から発信される超音波の音響レベルが最大となる方向と水面8との成す角度を以下、角度θと称する。角度θは、発信角度の一具体例である。本実施形態において角度θは、15度以上90度未満である。好ましくは、角度θは、85度未満、又は、80度未満、又は、75度未満である。なお、第1の超音波装置2が発信する超音波の指向特性は、第1の超音波装置2から真下に向かって発信される超音波の強度が可及的に小さくなるように設定されている。詳しくは、第1の超音波装置2が発信する超音波の指向特性は、第1の超音波装置2が発信する超音波のメインローブの半値角内の成分が何れも斜め下向きとなるように設定されている。好ましくは、第1の超音波装置2は、第1の超音波装置2から真下に向かって超音波を発信しないように構成するとよい。上記のように指向特性を設定することで、第1の超音波装置2から発信された超音波が水面8や浴槽6の縁部上面9で反射して第1の超音波装置2で受信され難くなる。
(First ultrasonic device 2)
The first
(第2の超音波装置3)
第2の超音波装置3は、超音波を受信可能に構成されている。ただし、第2の超音波装置3は、超音波を発信可能に構成してもよい。
(Second ultrasonic device 3)
The second
(沈水判定装置4)
沈水判定装置4は、入浴者Pが沈水状態に進行する可能性がある入浴姿勢であるか否かを判定する装置である。
(Submersion determination device 4)
The
入浴者Pの沈水状態とは、以下の通りである。即ち、浴槽における溺死は、入浴者Pが浴槽6の湯に浸かったときに何らかの理由で意識喪失状態になったり、浴槽6から出ようと立ち上がった時に血圧の急速な低下により脳もしくは心臓が虚血状態になったりして浴槽6の湯に入浴者Pの頭部Qが沈水し、鼻や口などの呼吸器官を浴槽6の湯が塞ぐことにより発生する。そして、入浴者Pの沈水状態とは、入浴者Pの頭部Qが浴槽6の湯に沈水した状態を意味するものとする。
The submerged state of bather P is as follows. That is, drowning in the bathtub causes the bather P to become unconscious for some reason when immersed in the hot water of the
沈水判定装置4は、第1の超音波装置2及び第2の超音波装置3と有線又は無線にて接続されている。沈水判定装置4は、第1の超音波装置2で受信された反射波及び第2の超音波装置3で受信された反射波に基づいて、入浴者Pが沈水状態に進行する可能性がある入浴姿勢であるか否かを判定する。
The
(警報装置5)
警報装置5は、沈水判定装置4と有線又は無線にて接続されている。沈水判定装置4及び警報装置5は、浴室内外の任意の場所に設置可能である。沈水判定装置4及び警報装置5は、第1の超音波装置2及び第2の超音波装置3の何れか一方に内蔵されていてもよい。警報装置5は、沈水判定装置4により入浴者Pが沈水状態に進行する可能性がある入浴姿勢であると判定された場合に警告を発する。
(Alarm device 5)
The
(沈水判定装置4の詳細な説明)
以下、図2を参照して、沈水判定装置4を詳細に説明する。
(Detailed explanation of submergence determination device 4)
Hereinafter, the
図2に示すように、沈水判定装置4は、パルス発生回路20、発振回路21、断続回路22、送信用増幅回路23、発受信切替回路24、受信用増幅回路25、フィルタ回路26、波形分析回路27、頭部反射波抽出部28、頭部距離算出部29、頭部高さ位置算出部30を備える。また、沈水判定装置4は、受信用増幅回路31、フィルタ回路32、波形分析回路33、水面反射波抽出部34、水面高さ位置算出部35を備える。更に、沈水判定装置4は、沈水判定部36を備える。頭部反射波抽出部28、頭部距離算出部29、頭部高さ位置算出部30、水面反射波抽出部34、水面高さ位置算出部35、沈水判定部36は、例えば中央演算処理装置(Central Processing Unit)の論理回路により構成される。
As shown in FIG. 2, the
発振回路21は、超音波帯域の交流信号を発生させる。パルス発生回路20は、超音波の発受信時間を決定するためのパルスを発生し、断続回路22、発受信切替回路24、波形分析回路27、波形分析回路33に出力する。断続回路22は、パルス発生回路20からのパルスにより制御され、発振回路21からの交流信号をパルス状の振幅を持った交流波形とする。送信用増幅回路23は、断続回路22からの交流信号を増幅する。
The
発受信切替回路24は、パルス発生回路20からのパルスにより制御され、第1の超音波装置2の発受信を切り替える。第1の超音波装置2により、継続時間幅が短いパルス状の超音波が浴槽6に向けて発信される。第1の超音波装置2から発信された超音波が反射波となって第1の超音波装置2や第2の超音波装置3に到達する前に、発受信切替回路24は、第1の超音波装置2の接続先を受信用増幅回路25に切り替える。
The transmission /
受信用増幅回路25は、第1の超音波装置2で受信された反射波を増幅する。フィルタ回路26は、第1の超音波装置2で受信された反射波から、第1の超音波装置2から発信された超音波の周波数成分以外の周波数成分を除去する。フィルタ回路26からの出力は波形分析回路27に入力される。
The receiving
波形分析回路27は、フィルタ回路26から入力した受信波形に対してエンベロープ検波を行い、エンベロープ検波波形を出力する。
The
頭部反射波抽出部28は、波形分析回路27から出力されたエンベロープ検波波形に基づいて、第1の超音波装置2で受信された反射波から入浴者Pの頭部Qでの反射波を抽出する。
The head reflected
頭部距離算出部29は、入浴者Pの頭部Qでの反射波に基づいて、第1の超音波装置2から入浴者Pの頭部Qまでの距離である頭部距離D1(図1参照)を算出する。具体的には、頭部距離算出部29は、第1の超音波装置2から超音波が発信されてから第1の超音波装置2が入浴者Pの頭部Qでの反射波を受信するまでの遅延時間を算出し、この遅延時間に超音波の伝搬速度を掛けることで、上記頭部距離D1を算出する。
The head
頭部高さ位置算出部30は、上記の頭部距離D1に基づいて、入浴者Pの頭部Qの高さ位置を算出する。具体的には、頭部高さ位置算出部30は、第1の超音波装置2の既知の高さ位置からD1×sinθを引くことで、入浴者Pの頭部Qの高さ位置を近似的に算出する。
The head height
受信用増幅回路31は、第2の超音波装置3で受信された反射波を増幅する。フィルタ回路32は、第2の超音波装置3で受信された反射波から、第1の超音波装置2から発信された超音波の周波数成分以外の周波数成分を除去する。フィルタ回路32からの出力は波形分析回路33に入力される。
The receiving
波形分析回路33は、フィルタ回路32から入力した受信波形に対してエンベロープ検波を行い、エンベロープ検波波形を出力する。
The
水面反射波抽出部34は、波形分析回路33から出力されたエンベロープ検波波形に基づいて、第2の超音波装置3で受信された反射波から水面8での反射波を抽出する。
The water surface reflected
水面高さ位置算出部35は、水面8での反射波に基づいて、水面8の高さ位置を算出する。具体的には、水面高さ位置算出部35は、第1の超音波装置2から超音波が発信されてから第2の超音波装置3が反射波を受信するまでの遅延時間を算出し、この遅延時間に超音波の伝搬速度を掛けることで、水面8で等角反射した超音波のV字状の伝播経路の伝播距離D2(図1参照)を算出する。水面高さ位置算出部35は、この伝播距離D2と、第1の超音波装置2と第2の超音波装置3の間の既知の離間距離D3と、に基づいて三平方の定理等の幾何学的な手段により第2の超音波装置3と水面8との間の鉛直距離D4を算出する。そして、水面高さ位置算出部35は、第2の超音波装置3の既知の高さ位置から鉛直距離D4を引くことで、水面8の高さ位置を算出する。
The water surface height
沈水判定部36は、頭部高さ位置算出部30が算出した入浴者Pの頭部Qの高さ位置と、水面高さ位置算出部35が算出した水面8の高さ位置と、を比較し、その比較結果に基づいて、入浴者Pが沈水状態に進行する可能性がある入浴姿勢であるか否かを判定する。具体的には、沈水判定部36は、入浴者Pの頭部Qの高さ位置と、水面8の高さ位置と、の差分を算出し、この差分が所定値以下となった場合、入浴者Pが沈水状態に進行する可能性がある入浴姿勢であると判定する。ここで、所定値とは、例えば、15cmから30cmの範囲内で適宜に設定されるものであり、入浴者Pの頭部Qの大きさや呼吸器の位置等に応じて決定することが好ましい。所定値は、一例として25cmに設定される。所定値は沈水判定装置4の図示しない記憶装置等に予め記憶させておく。
The
警報装置5は、沈水判定部36により入浴者Pが沈水状態に進行する可能性がある入浴姿勢であると判定された場合に警告を発する。
The
(沈水判定方法)
次に、本発明の実施形態に係る沈水判定システム1を用いた沈水判定方法を説明する。図3は、沈水判定システム1の制御フローを示す図である。図4は、受信波形を例示する図である。
(Submersion judgment method)
Next, a submergence determination method using the
ステップS100:
先ず、図1に示すように、第1の超音波装置2が、浴槽6の長手方向の中央6Cへ向けて超音波を斜め下向きに発信する。図1において、入浴者Pの頭部Qは、浴槽6の他端6b寄りに位置している。第1の超音波装置2が発信した超音波のうち、入浴者Pの頭部Qで反射した反射波は、主として第1の超音波装置2で受信される。一方、第1の超音波装置2が発信した超音波のうち、水面8で等角反射した反射波は、第2の超音波装置3でのみ受信され、第1の超音波装置2では受信されない。なぜなら、第1の超音波装置2が発信する超音波は水面8に対して斜めに入射するからである。
Step S100:
First, as shown in FIG. 1, the first
ステップS110:
次に、波形分析回路27が、第1の超音波装置2及び第2の超音波装置3が受信した反射波のエンベロープ検波波形を出力する。
Step S110:
Next, the
ステップS120:
次に、頭部反射波抽出部28が、波形分析回路27から出力されたエンベロープ検波波形に基づいて、第1の超音波装置2が受信した反射波から入浴者Pの頭部Qでの反射波を抽出する。図4において、(rx1)は、第1の超音波装置2が受信した反射波の受信波形を示している。図4に示すように、第1の超音波装置2が受信した反射波において、入浴者Pの頭部Qでの反射波wQは、水面8での反射波w8よりも振幅が大きい。即ち、第1の超音波装置2が受信した反射波において、水面8での反射波w8の振幅は、入浴者Pの頭部Qでの反射波wQの振幅と比較して極めて小さいものとなる。従って、頭部反射波抽出部28は、波形分析回路27から出力されたエンベロープ検波波形に基づいて、第1の超音波装置2が受信した反射波から入浴者Pの頭部Qでの反射波wQを容易に抽出することができる。
Step S120:
Next, the head reflected
ステップS130:
次に、水面反射波抽出部34が、波形分析回路33から出力されたエンベロープ検波波形に基づいて、第2の超音波装置3が受信した反射波から水面8での反射波を抽出する。図4において、(rx2)は、第2の超音波装置3が受信した反射波の受信波形を示している。図4に示すように、第2の超音波装置3が受信した反射波において、水面8での反射波w8は、入浴者Pの頭部Qでの反射波wQよりも振幅が極めて大きい。即ち、第2の超音波装置3が受信した反射波において、入浴者Pの頭部Qでの反射波wQの振幅は、水面8での反射波w8の振幅と比較して無視できるほど小さいものとなる。従って、水面反射波抽出部34は、波形分析回路33から出力されたエンベロープ検波波形に基づいて、第2の超音波装置3が受信した反射波から水面8での反射波w8を容易に抽出することができる。
Step S130:
Next, the water surface reflected
ステップS140:
次に、頭部距離算出部29が、入浴者Pの頭部Qでの反射波wQに基づいて、第1の超音波装置2から入浴者Pの頭部Qまでの距離である頭部距離D1(図1参照)を算出する。
Step S140:
Next, the head
ステップS150:
次に、頭部高さ位置算出部30が、上記の頭部距離D1に基づいて、入浴者Pの頭部Qの高さ位置を算出する。
Step S150:
Next, the head height
ステップS160:
次に、水面高さ位置算出部35が、水面8での反射波w8に基づいて、水面8の高さ位置を算出する。
Step S160:
Next, the water surface height
ステップS170:
次に、沈水判定部36が、入浴者Pの頭部Qの高さ位置と、水面8の高さ位置と、の差分を算出する。
Step S170:
Next, the
ステップS180:
次に、沈水判定部36が、ステップS170で算出された差分が所定値以下であるか否か判定する。沈水判定部36は、上記差分が所定値以下であると判定した場合(S180:YES)、入浴者Pが沈水状態に進行する可能性がある入浴姿勢であると判定する。一方、沈水判定部36は、上記差分が所定値以下でないと判定した場合(S180:NO)、入浴者Pが沈水状態に進行する可能性がある入浴姿勢でないと判定し、処理を終了する。
Step S180:
Next, the
ステップS190:
警報装置5は、沈水判定部36により入浴者Pが沈水状態に進行する可能性がある入浴姿勢であると判定された場合、警告を発する。
Step S190:
The
ここで、図5を参照されたい。図5には、入浴者Pの頭部Qが浴槽6の長手方向の中央6Cにある場合における、超音波の反射の様子を示している。図6に示すように、入浴者Pの頭部Qが浴槽6の長手方向の中央6Cに位置している場合、一見すると、第1の超音波装置2から発信された超音波が水面8で等角反射して反射波として第2の超音波装置3で受信されることができないように見える。
See FIG. 5 here. FIG. 5 shows the state of reflection of ultrasonic waves when the head Q of the bather P is located at the
しかしながら、超音波はある程度の直進性を有しつつも、例えばレーザービームほどの直進線は備えておらず、拡散しながら水面8に入射されることになる。また、超音波には回折する特性があり、また、水面8は僅かながらも揺れている。更に言えば、入浴者Pの頭部Qは細い頸部で支えられており、頸部の両側には十分なスペースが存在している。従って、第1の超音波装置2から浴槽6の長手方向の中央6Cに向かって発信された超音波は、入浴者Pの頭部Qの前頭部曲面脇を通って入浴者Pの肩付近の水面8で等角反射し、後頭部曲面脇を通り抜けて反射波として第2の超音波装置3に到達することが可能となっている。従って、図6に示すように超音波を真下に発信する比較例と比較して、第1の超音波装置2から超音波が斜め下向きに発信されることで、入浴者Pの頭部Qがどこに位置していようとも、第1の超音波装置2から発信された超音波が水面8で等角反射して反射波として第2の超音波装置3で受信されることが妨げられ難くなっている。
However, although the ultrasonic wave has a certain degree of straightness, it does not have a straight line as much as a laser beam, and is diffused and incident on the
図3に示した一連の手順は、図2と等価なアルゴリズムのプログラムにより、図1に示した沈水判定システム1を制御して実行できる。このプログラムは、図示を省略した記憶装置等に記憶させればよい。また、このプログラムは、コンピュータ読取り可能な記録媒体に保存し、この記録媒体を記憶装置に読み込ませることにより、図3に示した一連の手順を実行することができる。
The series of procedures shown in FIG. 3 can be executed by controlling the
以上に、本願発明の実施形態を説明したが、上記実施形態は、以下の特徴を有している。 Although the embodiment of the present invention has been described above, the above-described embodiment has the following features.
即ち、図1に示すように、沈水判定システム1は、浴室の浴槽6の上部に位置する天井7に配置された第1の超音波装置2及び第2の超音波装置3と、入浴者Pが沈水状態に進行する可能性がある入浴姿勢であるか否かを判定する沈水判定装置4と、を備える。第1の超音波装置2と第2の超音波装置3は、浴槽6の長手方向において離れて配置されている。第1の超音波装置2は、第1の超音波装置2から発信された超音波が浴槽6の水面8で等角反射して第2の超音波装置3で受信されるように斜め下向きに超音波を発信するように構成されている。沈水判定装置4は、第1の超音波装置2が受信した反射波に基づいて第1の超音波装置2から入浴者Pの頭部Qまでの距離である頭部距離D1を算出し、第2の超音波装置3が受信した反射波に基づいて水面8の高さ位置を算出し、頭部距離D1と水面の高さ位置に基づいて、入浴者Pが沈水状態に進行する可能性がある入浴姿勢であるか否かを判定する。以上の構成によれば、入浴者Pの頭部Qでの反射波は第1の超音波装置2における受信波形から明瞭に識別可能となり、水面8での反射波は第2の超音波装置3における受信波形から明瞭に識別可能となる。また、第1の超音波装置2から斜め下向きに発信されて水面8で反射した反射波を第1の超音波装置2とは異なる位置に配置された第2の超音波装置3で受信するようにしているので、入浴者Pの頭部Qがどこに位置していようとも、水面8で等角反射した反射波を一層確実に受信できるようになる。従って、以上の構成によれば、入浴者Pが沈水状態に進行する可能性がある入浴姿勢であるか否かを確実に検出することができる。
That is, as shown in FIG. 1, the
また、沈水判定装置4は、第1の超音波装置2による超音波の発信角度(角度θ)と頭部距離D1に基づいて入浴者Pの頭部Qの高さ位置を算出し、入浴者Pの頭部Qの高さ位置と水面8の高さ位置に基づいて入浴者Pが沈水状態に進行する可能性がある入浴姿勢であるか否かを判定する。このように、第1の超音波装置2から見て検出対象となる入浴者Pの頭部Qがどこに位置していようとも、近似的に入浴者Pの頭部Qが第1の超音波装置2による超音波の発信方向上に位置しているものと見做すことで、入浴者Pの頭部Qの高さ位置を簡単な計算式で推定できるようになる。
Further, the
また、図1に示すように、第1の超音波装置2は、浴槽6の長手方向における一端6aの上方に配置され、第2の超音波装置3は、浴槽6の長手方向における他端6bの上方に配置される。以上の構成によれば、第1の超音波装置2による超音波の発信角度(角度θ)をより小さくすることができるので、入浴者Pの頭部Qがどこに位置していようとも、水面8で等角反射した反射波を第2の超音波装置3で一層確実に受信できるようになる。
Further, as shown in FIG. 1, the first
また、図1に示すように、第1の超音波装置2及び第2の超音波装置3は、平面視で、浴槽6の長手方向における中央6Cから等しい距離に配置されている。しかし、これに代えて、第1の超音波装置2及び第2の超音波装置3は、平面視で、浴槽6の長手方向における中央6Cから異なる距離に配置されていてもよい。
Further, as shown in FIG. 1, the first
また、図3に示すように、浴室の浴槽6の上部に位置する天井7に配置された第1の超音波装置2及び第2の超音波装置3を用いて、入浴者Pが沈水状態に進行する可能性がある入浴姿勢であるか否かを判定する沈水判定方法は、以下のステップを含む。
ステップS100:第1の超音波装置2が、第1の超音波装置2から発信された超音波が浴槽6の水面8で等角反射して第2の超音波装置3で受信されるように斜め下向きに超音波を発信する。
ステップS140:第1の超音波装置2が受信した反射波に基づいて第1の超音波装置2から入浴者Pの頭部Qまでの距離である頭部距離D1を算出する。
ステップS160:第2の超音波装置3が受信した反射波に基づいて水面8の高さ位置を算出する。
ステップS140、S150、S170、S180:頭部距離D1と水面の高さ位置に基づいて、入浴者Pが沈水状態に進行する可能性がある入浴姿勢であるか否かを判定する。換言すれば、入浴者Pの頭部Qの高さ位置と水面の高さ位置に基づいて、入浴者Pが沈水状態に進行する可能性がある入浴姿勢であるか否かを判定する。
以上の方法によれば、入浴者Pが沈水状態に進行する可能性がある入浴姿勢であるか否かを確実に検出することができる。
Further, as shown in FIG. 3, the bather P is submerged by using the first
Step S100: The first
Step S140: The head distance D1, which is the distance from the first
Step S160: The height position of the
Steps S140, S150, S170, S180: Based on the head distance D1 and the height position of the water surface, it is determined whether or not the bather P is in a bathing posture that may progress to a submerged state. In other words, based on the height position of the head Q of the bather P and the height position of the water surface, it is determined whether or not the bather P is in a bathing posture that may progress to a submerged state.
According to the above method, it is possible to reliably detect whether or not the bather P is in a bathing posture that may progress to a submerged state.
上記の沈水判定方法は、コンピュータの中央演算処理装置が記憶装置に記憶されたプログラムを読み出して、中央演算処理装置上でプログラムを実行することで実現される。 The above-mentioned submergence determination method is realized by the central processing unit of the computer reading the program stored in the storage device and executing the program on the central processing unit.
なお、浴槽6内に水中用の超音波センサを設け、この超音波センサにより入浴者の有無を沈水判定に先立って判定してもよい。
An underwater ultrasonic sensor may be provided in the
また、沈水判定をするに際し、水面8の高さ位置を閾値に用いることに代えて、浴槽6の縁部上面9の高さ位置、又は、浴槽6の縁部上面9の高さ位置に基づいて算出された高さ位置を閾値として用いてもよい。浴槽6の縁部上面9の高さ位置は、水面8の高さ位置に等しいか、又は、水面8の高さ位置より高い、という性質を有する。従って、浴槽6の縁部上面9の高さ位置は、沈水判定をする際の適切な閾値と成り得る。また、浴槽6の縁部上面9の高さ位置に基づいて算出された高さ位置とは、例えば、浴槽6の縁部上面9の高さ位置から所定値を減算して得られる高さ位置が挙げられる。
Further, when determining the submergence, instead of using the height position of the
このように、本発明はここでは記載していない様々な実施形態等を含むことは勿論である。したがって、本発明の技術的範囲は上記の説明から妥当な特許請求の範囲に係る発明抽出事項によってのみ定められるものである。 As described above, it goes without saying that the present invention includes various embodiments not described here. Therefore, the technical scope of the present invention is defined only by the invention extraction matters relating to the reasonable claims from the above description.
1 沈水判定システム
2 第1の超音波装置
3 第2の超音波装置
4 沈水判定装置
5 警報装置
6 浴槽
6a 一端
6b 他端
6C 中央
7 天井
8 水面
9 縁部上面
20 パルス発生回路
21 発振回路
22 断続回路
23 送信用増幅回路
24 発受信切替回路
25 受信用増幅回路
26 フィルタ回路
27 波形分析回路
28 頭部反射波抽出部
29 頭部距離算出部
30 頭部高さ位置算出部
31 受信用増幅回路
32 フィルタ回路
33 波形分析回路
34 水面反射波抽出部
35 水面高さ位置算出部
36 沈水判定部
D1 頭部距離
D2 伝播距離
D3 離間距離
D4 鉛直距離
P 入浴者
Q 頭部
wQ 反射波
w8 反射波
θ 角度
1
Claims (5)
入浴者が沈水状態に進行する可能性がある入浴姿勢であるか否かを判定する沈水判定装置と、
を備え、
前記第1の超音波装置と前記第2の超音波装置は、前記浴槽の長手方向において離れて配置されており、
前記第1の超音波装置は、真下に向かって発信される超音波の強度を可及的に小さく設定し、前記第1の超音波装置から発信された前記超音波が前記浴槽の水面で等角反射して前記第2の超音波装置で受信されるように斜め下向きに前記超音波を発信するように構成されており、
前記沈水判定装置は、前記第1の超音波装置が受信した反射波に基づいて前記第1の超音波装置から前記入浴者の頭部までの距離である頭部距離を算出し、前記第2の超音波装置が受信した反射波に基づいて前記水面の高さ位置を算出し、前記頭部距離と前記水面の高さ位置に基づいて、前記入浴者が沈水状態に進行する可能性がある入浴姿勢であるか否かを判定する、
沈水判定システム。 A first ultrasonic device and a second ultrasonic device placed on the ceiling located at the top of the bathtub in the bathroom, and
A submersion determination device that determines whether or not the bather is in a bathing posture that may progress to a submerged state,
Equipped with
The first ultrasonic device and the second ultrasonic device are arranged apart from each other in the longitudinal direction of the bathtub.
The first ultrasonic device sets the intensity of the ultrasonic wave transmitted directly downward as small as possible, and the ultrasonic wave transmitted from the first ultrasonic device is equal to or equal to the water surface of the bathtub. It is configured to emit the ultrasonic wave diagonally downward so as to be angularly reflected and received by the second ultrasonic device.
The submersion determination device calculates the head distance, which is the distance from the first ultrasonic device to the head of the bather, based on the reflected wave received by the first ultrasonic device, and the second The height position of the water surface is calculated based on the reflected wave received by the ultrasonic device of the above, and the bather may proceed to the submerged state based on the head distance and the height position of the water surface. Judging whether or not it is a bathing posture,
Submergence judgment system.
請求項1に記載の沈水判定システム。 The submergence determination system according to claim 1.
請求項1又は2に記載の沈水判定システム。 The submersion determination device calculates the height position of the head of the bather based on the transmission angle of ultrasonic waves by the first ultrasonic device and the head distance, and the height of the head of the bather. Based on the position and the height position of the water surface, it is determined whether or not the bather is in a bathing posture that may progress to a submerged state.
The submergence determination system according to claim 1 or 2 .
前記第2の超音波装置は、前記浴槽の長手方向における他端の上方に配置されている、
請求項1から3までの何れか1項に記載の沈水判定システム。 The first ultrasonic device is arranged above one end in the longitudinal direction of the bathtub.
The second ultrasonic device is located above the other end in the longitudinal direction of the bathtub.
The submergence determination system according to any one of claims 1 to 3 .
前記第1の超音波装置と前記第2の超音波装置は、前記浴槽の長手方向において離れて配置されており、
前記第1の超音波装置が、前記第1の超音波装置から発信された超音波が前記浴槽の水面で等角反射して前記第2の超音波装置で受信されるように斜め下向きに、真下に向かって発信される前記超音波の強度が可及的に小さくなるように、前記超音波を発信するステップと、
前記第1の超音波装置が受信した反射波に基づいて前記第1の超音波装置から前記入浴者の頭部までの距離である頭部距離を算出するステップと、
前記第2の超音波装置が受信した反射波に基づいて前記水面の高さ位置を算出するステップと、
前記頭部距離と前記水面の高さ位置に基づいて、前記入浴者が沈水状態に進行する可能性がある入浴姿勢であるか否かを判定するステップと、
を含む、
沈水判定方法。 Using the first ultrasonic device and the second ultrasonic device located on the ceiling located at the top of the bathtub in the bathroom, whether or not the bather is in a bathing posture that may progress to a submerged state. It is a submergence judgment method to judge
The first ultrasonic device and the second ultrasonic device are arranged apart from each other in the longitudinal direction of the bathtub.
The first ultrasonic device diagonally downwards so that the ultrasonic waves transmitted from the first ultrasonic device are equiangularly reflected on the water surface of the bathtub and received by the second ultrasonic device . The step of transmitting the ultrasonic wave and the step of transmitting the ultrasonic wave so that the intensity of the ultrasonic wave transmitted directly downward is reduced as much as possible .
A step of calculating the head distance, which is the distance from the first ultrasonic device to the head of the bather, based on the reflected wave received by the first ultrasonic device.
A step of calculating the height position of the water surface based on the reflected wave received by the second ultrasonic device, and
A step of determining whether or not the bather is in a bathing posture that may progress to a submerged state based on the head distance and the height position of the water surface.
including,
Submergence determination method.
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