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 Patent Document 1, the distance between the water surface of the bathtub and the upper end of the bather's body is measured by using an ultrasonic wave emitting / receiving device provided on the ceiling of the bathroom, and the bather in the bathtub is measured based on the measurement result. It discloses a technique for determining a submerged state.

特許第5488995号公報Japanese Patent No. 5488995

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 / receiving device 101 is provided on the ceiling located above the bathtub 100 of the bathroom, and the distance between the water surface 102 of the bathtub 100 and the upper end portion 104 of the body of the bather 103 is measured and measured. An example is a technique for determining the submerged state of the bather 103 based on the result. The ultrasonic waves transmitted from the ultrasonic wave emitting / receiving device 101 toward the bathtub 100 are reflected by the water surface 102 of the bathtub 100 and the upper end portion 104 of the body of the bather 103, and are received by the ultrasonic wave emitting / receiving device 101 as reflected waves. ..

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 device 101. (Tx) shows the transmission waveform of the ultrasonic wave transmitted from the ultrasonic wave generation / reception device 101. (Rx) shows the received waveform of the reflected wave received by the ultrasonic wave emitting / receiving device 101. By analyzing the received waveform, the reflected wave w1 from the upper end portion 104 of the body of the bather 103 and the reflected wave w2 from the water surface 102 of the bathtub 100 are separately extracted from the received waveform. The time t1 from when the ultrasonic wave is transmitted from the ultrasonic wave emitting / receiving device 101 until the reflected wave w1 from the upper end portion 104 of the body of the bather 103 is received, and the ultrasonic wave is transmitted from the ultrasonic wave emitting / receiving device 101. The time t2 until the reflected wave w2 from the water surface 102 of the bathtub 100 is received is measured. Based on the difference between the time t1 and the time t2, the distance between the water surface 102 of the bathtub 100 and the upper end portion 104 of the body of the bather 103 is measured.

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 upper end portion 104 of the body of the bather 103 has a smaller amplitude than the reflected wave w2 from the water surface 102 of the bathtub 100. This is because the upper end portion 104 of the body of the former bather 103, that is, the crown portion is spherical, while the water surface 102 of the latter bathtub 100 is flat. Therefore, for example, as shown in FIG. 8, when the distance between the water surface 102 of the bathtub 100 and the upper end portion 104 of the body of the bather 103 is short, when analyzing the received waveform, the upper end portion 104 of the body of the bather 103 is used. It becomes difficult to distinguish and extract the reflected wave w1 of the bathtub 100 and the reflected wave w2 from the water surface 102 of the bathtub 100.

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 head 105 of the bather 103 is located directly below the ultrasonic wave emitting / receiving device 101. In this case, as shown in FIG. 10, the amplitude of the reflected wave w2 from the water surface 102 of the bathtub 100 becomes significantly small. This is because the ultrasonic waves transmitted directly below the ultrasonic wave emitting / receiving device 101 are blocked by the head 105 of the bather 103, so that the water surface 102 directly below the ultrasonic wave emitting / receiving device 101 cannot be reached. Further, since the ultrasonic wave transmitted obliquely downward from the ultrasonic wave emitting / receiving device 101 is reflected at an equal angle on the water surface 102, the reflected wave is not received by the ultrasonic wave emitting / receiving device 101.

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 upper end portion 104 of the body of the bather 103 and the reflected wave w2 from the water surface 102 of the bathtub 100 are separately extracted and surely extracted. It is difficult to identify. Therefore, it was not possible to reliably detect whether or not the bather was in a bathing posture that could progress to a submerged state.

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 ultrasonic device 1 emits ultrasonic waves diagonally downward 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 head, which is configured to transmit, 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. The unit distance is calculated, the height position of the water surface is calculated based on the reflected wave received by the second ultrasonic device, and the bather is based on the head distance and the height position of the water surface. A submergence determination system is provided that determines whether or not the bathing posture may progress to a submerged state.

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.

沈水判定システムの概略図である。It is a schematic diagram of the submergence determination system. 沈水判定装置の機能ブロック図である。It is a functional block diagram of the submergence determination device. 沈水判定システムにおける制御フローである。This is the control flow in the submergence determination system. 受信波形を例示する図である。It is a figure which illustrates the received waveform. 入浴者の頭部が浴槽の長手方向の中央にある場合における、超音波の反射の様子を示す図である。It is a figure which shows the state of the reflection of the ultrasonic wave when the head of a bather is in the center in the longitudinal direction of a bathtub. 入浴者の頭部が浴槽の長手方向の中央にない場合における、超音波の反射の様子を示す図である。(比較例)It is a figure which shows the state of the reflection of the ultrasonic wave when the head of a bather is not in the center in the longitudinal direction of a bathtub. (Comparative example) 受信波形を例示する図である。(比較例)It is a figure which illustrates the received waveform. (Comparative example) 受信波形を例示する図である。(比較例)It is a figure which illustrates the received waveform. (Comparative example) 入浴者の頭部が浴槽の長手方向の中央にある場合における、超音波の反射の様子を示す図である。(比較例)It is a figure which shows the state of the reflection of the ultrasonic wave when the head of a bather is in the center in the longitudinal direction of a bathtub. (Comparative example) 受信波形を例示する図である。(比較例)It is a figure which illustrates the received waveform. (Comparative example)

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 submersion determination system 1 according to the present embodiment includes a first ultrasonic device 2, a second ultrasonic device 3, a submersion determination device 4, and an alarm device 5.

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 ultrasonic device 2 and the second ultrasonic device 3 are arranged on the ceiling 7 located at the upper part of the bathtub 6 in the bathroom. The first ultrasonic device 2 is arranged above one end 6a in the longitudinal direction of the bathtub 6. The second ultrasonic device 3 is arranged above the other end 6b in the longitudinal direction of the bathtub 6. The first ultrasonic device 2 and the second ultrasonic device 3 are arranged at the same distance from the center 6C in the longitudinal direction of the bathtub 6 in a plan view (not shown).

(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 ultrasonic device 2 is configured to be able to transmit and receive ultrasonic waves. The first ultrasonic device 2 is obliquely downward so that the ultrasonic waves transmitted from the first ultrasonic device 2 are equiangularly reflected on the water surface 8 of the bathtub 6 and received by the second ultrasonic device 3. It is configured to emit ultrasonic waves. The transmission direction of the ultrasonic waves transmitted from the first ultrasonic device 2, that is, the direction in which the acoustic level of the ultrasonic waves transmitted from the first ultrasonic device 2 is maximized and the angle formed by the water surface 8 are described below. It is called the angle θ. The angle θ is a specific example of the transmission angle. In the present embodiment, the angle θ is 15 degrees or more and less than 90 degrees. Preferably, the angle θ is less than 85 degrees, less than 80 degrees, or less than 75 degrees. The directivity characteristic of the ultrasonic wave transmitted by the first ultrasonic device 2 is set so that the intensity of the ultrasonic wave transmitted from the first ultrasonic device 2 directly downward is as small as possible. There is. Specifically, the directivity characteristic of the ultrasonic wave transmitted by the first ultrasonic device 2 is such that all the components within the half-value angle of the main lobe of the ultrasonic wave transmitted by the first ultrasonic device 2 are obliquely downward. It is set. Preferably, the first ultrasonic device 2 may be configured so as not to emit ultrasonic waves directly downward from the first ultrasonic device 2. By setting the directivity as described above, the ultrasonic waves transmitted from the first ultrasonic device 2 are reflected by the water surface 8 and the upper surface 9 of the edge of the bathtub 6 and received by the first ultrasonic device 2. It becomes difficult.

(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 ultrasonic device 3 is configured to be able to receive ultrasonic waves. However, the second ultrasonic device 3 may be configured to be capable of transmitting ultrasonic waves.

(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 submergence determination device 4 is a device for determining whether or not the bather P is in a bathing posture that may progress to a submerged state.

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 bathtub 6, or the brain or heart becomes imaginary due to a rapid drop in blood pressure when the bathtub 6 stands up. It occurs when the head Q of the bather P is submerged in the hot water of the bathtub 6 due to a blood state, and the hot water of the bathtub 6 blocks the respiratory organs such as the nose and the mouth. The submerged state of the bather P means a state in which the head Q of the bather P is submerged in the hot water of the bathtub 6.

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 submergence determination device 4 is connected to the first ultrasonic device 2 and the second ultrasonic device 3 by wire or wirelessly. The submersion determination device 4 may advance the bather P to a submerged state based on the reflected wave received by the first ultrasonic device 2 and the reflected wave received by the second ultrasonic device 3. Determine if it is in the bathing posture.

(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 alarm device 5 is connected to the submergence determination device 4 by wire or wirelessly. The submergence determination device 4 and the alarm device 5 can be installed at any place inside or outside the bathroom. The submergence determination device 4 and the alarm device 5 may be built in either the first ultrasonic device 2 or the second ultrasonic device 3. The alarm device 5 issues a warning when it is determined by the submersion determination device 4 that the bather P is in a bathing posture in which the bather P may progress to the submerged state.

(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 submergence determination device 4 will be described in detail with reference to FIG. 2.

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 submergence determination device 4 includes a pulse generation circuit 20, an oscillation circuit 21, an intermittent circuit 22, a transmission amplifier circuit 23, a transmission / reception switching circuit 24, a reception amplifier circuit 25, a filter circuit 26, and waveform analysis. A circuit 27, a head reflected wave extraction unit 28, a head distance calculation unit 29, and a head height position calculation unit 30 are provided. Further, the submergence determination device 4 includes a reception amplifier circuit 31, a filter circuit 32, a waveform analysis circuit 33, a water surface reflected wave extraction unit 34, and a water surface height position calculation unit 35. Further, the submersion determination device 4 includes a submersion determination unit 36. The head reflected wave extraction unit 28, the head distance calculation unit 29, the head height position calculation unit 30, the water surface reflected wave extraction unit 34, the water surface height position calculation unit 35, and the submersion determination unit 36 may be, for example, a central processing unit. It is composed of a logic circuit of (Central Processing Unit).

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 oscillation circuit 21 generates an AC signal in the ultrasonic band. The pulse generation circuit 20 generates a pulse for determining the ultrasonic wave generation / reception time, and outputs the pulse to the intermittent circuit 22, the transmission / reception switching circuit 24, the waveform analysis circuit 27, and the waveform analysis circuit 33. The intermittent circuit 22 is controlled by a pulse from the pulse generation circuit 20, and makes an AC signal from the oscillation circuit 21 an AC waveform having a pulse-like amplitude. The transmission amplifier circuit 23 amplifies the AC signal from the intermittent circuit 22.

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 / reception switching circuit 24 is controlled by the pulse from the pulse generation circuit 20, and switches the transmission / reception of the first ultrasonic device 2. The first ultrasonic device 2 transmits a pulsed ultrasonic wave having a short duration width toward the bathtub 6. Before the ultrasonic waves transmitted from the first ultrasonic wave device 2 become reflected waves and reach the first ultrasonic wave device 2 and the second ultrasonic wave device 3, the transmission / reception switching circuit 24 is subjected to the first transmission / reception switching circuit 24. The connection destination of the ultrasonic device 2 is switched to the receiving amplification circuit 25.

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 amplifier circuit 25 amplifies the reflected wave received by the first ultrasonic device 2. The filter circuit 26 removes a frequency component other than the frequency component of the ultrasonic wave transmitted from the first ultrasonic wave device 2 from the reflected wave received by the first ultrasonic wave device 2. The output from the filter circuit 26 is input to the waveform analysis circuit 27.

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 waveform analysis circuit 27 performs envelope detection on the received waveform input from the filter circuit 26, and outputs the envelope detection waveform.

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 wave extraction unit 28 extracts the reflected wave at the head Q of the bather P from the reflected wave received by the first ultrasonic device 2 based on the envelope detection waveform output from the waveform analysis circuit 27. Extract.

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 distance calculation unit 29 is a head distance D1 (FIG. 1) which is a distance from the first ultrasonic device 2 to the head Q of the bather P based on the reflected wave at the head Q of the bather P. See). Specifically, in the head distance calculation unit 29, after the ultrasonic wave is transmitted from the first ultrasonic wave device 2, the first ultrasonic wave device 2 receives the reflected wave at the head Q of the bather P. The head distance D1 is calculated by calculating the delay time up to and multiplying this delay time by the propagation speed of ultrasonic waves.

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 position calculation unit 30 calculates the height position of the head Q of the bather P based on the head distance D1 described above. Specifically, the head height position calculation unit 30 approximates the height position of the head Q of the bather P by subtracting D1 × sin θ from the known height position of the first ultrasonic device 2. Calculate.

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 amplifier circuit 31 amplifies the reflected wave received by the second ultrasonic device 3. The filter circuit 32 removes a frequency component other than the frequency component of the ultrasonic wave transmitted from the first ultrasonic wave device 2 from the reflected wave received by the second ultrasonic wave device 3. The output from the filter circuit 32 is input to the waveform analysis circuit 33.

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 waveform analysis circuit 33 performs envelope detection on the received waveform input from the filter circuit 32, and outputs the envelope detection waveform.

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 wave extraction unit 34 extracts the reflected wave on the water surface 8 from the reflected wave received by the second ultrasonic device 3 based on the envelope detection waveform output from the waveform analysis circuit 33.

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 position calculation unit 35 calculates the height position of the water surface 8 based on the reflected wave on the water surface 8. Specifically, the water surface height position calculation unit 35 calculates the delay time from the transmission of the ultrasonic wave from the first ultrasonic device 2 to the reception of the reflected wave by the second ultrasonic device 3. By multiplying this delay time by the propagation velocity of the ultrasonic wave, the propagation distance D2 (see FIG. 1) of the V-shaped propagation path of the ultrasonic wave reflected at the water surface 8 at an equal angle is calculated. The water surface height position calculation unit 35 is based on the propagation distance D2 and the known separation distance D3 between the first ultrasonic device 2 and the second ultrasonic device 3, and the geometry such as the three-square theorem. The vertical distance D4 between the second ultrasonic device 3 and the water surface 8 is calculated by scientific means. Then, the water surface height position calculation unit 35 calculates the height position of the water surface 8 by subtracting the vertical distance D4 from the known height position of the second ultrasonic device 3.

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 submergence determination unit 36 compares the height position of the head Q of the bather P calculated by the head height position calculation unit 30 with the height position of the water surface 8 calculated by the water surface height position calculation unit 35. Then, based on the comparison result, it is determined whether or not the bather P is in a bathing posture that may progress to a submerged state. Specifically, the submergence determination unit 36 calculates the difference between the height position of the head Q of the bather P and the height position of the water surface 8, and when this difference is equal to or less than a predetermined value, the bather is bathed. It is determined that the person P is in a bathing posture that may progress to a submerged state. Here, the predetermined value is appropriately set within the range of, for example, 15 cm to 30 cm, and is preferably determined according to the size of the head Q of the bather P, the position of the respiratory organ, and the like. The predetermined value is set to 25 cm as an example. The predetermined value is stored in advance in a storage device or the like (not shown) of the submergence determination device 4.

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 alarm device 5 issues a warning when the submersion determination unit 36 determines that the bather P is in a bathing posture that may progress to a submerged state.

(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 submersion determination system 1 according to the embodiment of the present invention will be described. FIG. 3 is a diagram showing a control flow of the submergence determination system 1. FIG. 4 is a diagram illustrating a received waveform.

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 ultrasonic device 2 transmits ultrasonic waves diagonally downward toward the center 6C in the longitudinal direction of the bathtub 6. In FIG. 1, the head Q of the bather P is located near the other end 6b of the bathtub 6. Of the ultrasonic waves transmitted by the first ultrasonic device 2, the reflected wave reflected by the head Q of the bather P is mainly received by the first ultrasonic device 2. On the other hand, among the ultrasonic waves transmitted by the first ultrasonic device 2, the reflected wave reflected at the water surface 8 at an equal angle is received only by the second ultrasonic device 3 and not by the first ultrasonic device 2. .. This is because the ultrasonic waves transmitted by the first ultrasonic device 2 are obliquely incident on the water surface 8.

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 waveform analysis circuit 27 outputs the envelope detection waveform of the reflected wave received by the first ultrasonic device 2 and the second ultrasonic device 3.

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 wave extraction unit 28 reflects from the reflected wave received by the first ultrasonic device 2 at the head Q of the bather P based on the envelope detection waveform output from the waveform analysis circuit 27. Extract the waves. In FIG. 4, (rx1) shows the received waveform of the reflected wave received by the first ultrasonic device 2. As shown in FIG. 4, in the reflected wave received by the first ultrasonic device 2, the reflected wave wQ at the head Q of the bather P has a larger amplitude than the reflected wave w8 at the water surface 8. That is, in the reflected wave received by the first ultrasonic device 2, the amplitude of the reflected wave w8 at the water surface 8 is extremely small as compared with the amplitude of the reflected wave wQ at the head Q of the bather P. .. Therefore, the head reflected wave extraction unit 28 is a reflected wave at the head Q of the bather P from the reflected wave received by the first ultrasonic device 2 based on the envelope detection waveform output from the waveform analysis circuit 27. wQ can be easily extracted.

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 wave extraction unit 34 extracts the reflected wave on the water surface 8 from the reflected wave received by the second ultrasonic device 3 based on the envelope detection waveform output from the waveform analysis circuit 33. In FIG. 4, (rx2) shows the received waveform of the reflected wave received by the second ultrasonic device 3. As shown in FIG. 4, in the reflected wave received by the second ultrasonic device 3, the reflected wave w8 on the water surface 8 has an extremely large amplitude than the reflected wave wQ on the head Q of the bather P. That is, in the reflected wave received by the second ultrasonic device 3, the amplitude of the reflected wave wQ at the head Q of the bather P is negligibly smaller than the amplitude of the reflected wave w8 at the water surface 8. It becomes. Therefore, the water surface reflected wave extraction unit 34 easily extracts the reflected wave w8 on the water surface 8 from the reflected wave received by the second ultrasonic device 3 based on the envelope detection waveform output from the waveform analysis circuit 33. be able to.

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 distance calculation unit 29 is the head distance, which is the distance from the first ultrasonic device 2 to the head Q of the bather P, based on the reflected wave wQ at the head Q of the bather P. Calculate D1 (see FIG. 1).

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 position calculation unit 30 calculates the height position of the head Q of the bather P based on the above head distance D1.

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 position calculation unit 35 calculates the height position of the water surface 8 based on the reflected wave w8 on the water surface 8.

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 submergence determination unit 36 calculates the difference between the height position of the head Q of the bather P and the height position of the water surface 8.

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 submergence determination unit 36 determines whether or not the difference calculated in step S170 is equal to or less than a predetermined value. When the submergence determination unit 36 determines that the difference is equal to or less than a predetermined value (S180: YES), the submersion determination unit 36 determines that the bather P is in a bathing posture in which the submergence state may progress. On the other hand, when the submersion determination unit 36 determines that the difference is not equal to or less than a predetermined value (S180: NO), the submersion determination unit 36 determines that the bather P is not in a bathing posture that may progress to a submerged state, and ends the process.

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 alarm device 5 issues a warning when the submersion determination unit 36 determines that the bather P is in a bathing posture that may progress to a submerged state.

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 center 6C in the longitudinal direction of the bathtub 6. As shown in FIG. 6, when the head Q of the bather P is located at the center 6C in the longitudinal direction of the bathtub 6, at first glance, the ultrasonic waves transmitted from the first ultrasonic wave device 2 are on the water surface 8. It seems that it cannot be received by the second ultrasonic device 3 as a reflected wave due to equiangular reflection.

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 water surface 8. Further, the ultrasonic wave has a characteristic of diffracting, and the water surface 8 is slightly shaken. Furthermore, the head Q of the bather P is supported by a thin neck, and there is sufficient space on both sides of the neck. Therefore, the ultrasonic waves transmitted from the first ultrasonic device 2 toward the center 6C in the longitudinal direction of the bath 6 pass through the side of the frontal curved surface of the head Q of the bather P and near the shoulder of the bather P. It is possible to reflect at the water surface 8 at an equal angle, pass through the side of the curved surface of the back of the head, and reach the second ultrasonic device 3 as a reflected wave. Therefore, as compared with the comparative example in which the ultrasonic waves are transmitted directly downward as shown in FIG. 6, the ultrasonic waves are transmitted diagonally downward from the first ultrasonic device 2, so that the head Q of the bather P is increased. Regardless of where it is located, it is difficult to prevent the ultrasonic waves transmitted from the first ultrasonic device 2 from being uniformly reflected on the water surface 8 and received by the second ultrasonic device 3 as reflected waves. There is.

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 submergence determination system 1 shown in FIG. 1 by a program of an algorithm equivalent to that of FIG. This program may be stored in a storage device or the like (not shown). Further, the program can be stored in a computer-readable recording medium, and the recording medium can be read by the storage device to execute a series of procedures shown in FIG.

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 submergence determination system 1 includes a first ultrasonic device 2 and a second ultrasonic device 3 arranged on a ceiling 7 located above a bathtub 6 in a bathroom, and a bather P. It is provided with a submersion determination device 4 for determining whether or not the bathing posture may progress to a submerged state. The first ultrasonic device 2 and the second ultrasonic device 3 are arranged apart from each other in the longitudinal direction of the bathtub 6. The first ultrasonic device 2 is obliquely downward so that the ultrasonic waves transmitted from the first ultrasonic device 2 are equiangularly reflected on the water surface 8 of the bathtub 6 and received by the second ultrasonic device 3. It is configured to emit ultrasonic waves. The submergence determination device 4 calculates a head distance D1 which is a distance from the first ultrasonic device 2 to the head Q of the bather P based on the reflected wave received by the first ultrasonic device 2. The height position of the water surface 8 is calculated based on the reflected wave received by the ultrasonic device 3 of 2, and the bather P may proceed to the submerged state based on the head distance D1 and the height position of the water surface. Determine if it is in a certain bathing posture. According to the above configuration, the reflected wave at the head Q of the bather P can be clearly distinguished from the received waveform in the first ultrasonic device 2, and the reflected wave at the water surface 8 is the second ultrasonic device 3. It can be clearly identified from the received waveform in. Further, the reflected wave transmitted diagonally downward from the first ultrasonic device 2 and reflected on the water surface 8 is received by the second ultrasonic device 3 arranged at a position different from that of the first ultrasonic device 2. Therefore, no matter where the head Q of the bather P is located, the reflected wave reflected at an equal angle on the water surface 8 can be received more reliably. Therefore, according to the above configuration, it is possible to reliably detect whether or not the bather P is in a bathing posture that may progress to a submerged state.

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 submersion determination device 4 calculates the height position of the head Q of the bather P based on the transmission angle (angle θ) of the ultrasonic waves by the first ultrasonic device 2 and the head distance D1, and the bather. Based on the height position of the head Q of P and the height position of the water surface 8, it is determined whether or not the bather P is in a bathing posture that may progress to a submerged state. In this way, no matter where the head Q of the bather P to be detected is located when viewed from the first ultrasonic device 2, the head Q of the bather P is approximately the first ultrasonic device. By assuming that it is located in the direction of ultrasonic wave transmission by 2, the height position of the head Q of the bather P can be estimated by a simple calculation formula.

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 ultrasonic device 2 is arranged above one end 6a in the longitudinal direction of the bathtub 6, and the second ultrasonic device 3 is the other end 6b in the longitudinal direction of the bathtub 6. Placed above. According to the above configuration, the transmission angle (angle θ) of the ultrasonic waves by the first ultrasonic device 2 can be made smaller, so that the water surface 8 is located no matter where the head Q of the bather P is located. The second ultrasonic device 3 can more reliably receive the reflected wave reflected at the same angle.

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 ultrasonic device 2 and the second ultrasonic device 3 are arranged at the same distance from the center 6C in the longitudinal direction of the bathtub 6 in a plan view. However, instead of this, the first ultrasonic device 2 and the second ultrasonic device 3 may be arranged at different distances from the center 6C in the longitudinal direction of the bathtub 6 in a plan view.

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 ultrasonic device 2 and the second ultrasonic device 3 arranged on the ceiling 7 located above the bathtub 6 of the bathroom. The submergence determination method for determining whether or not the bathing posture may progress includes the following steps.
Step S100: The first ultrasonic device 2 so that the ultrasonic waves transmitted from the first ultrasonic device 2 are equiangularly reflected on the water surface 8 of the bathtub 6 and received by the second ultrasonic device 3. Ultrasonic waves are transmitted diagonally downward.
Step S140: The head distance D1, which is the distance from the first ultrasonic device 2 to the head Q of the bather P, is calculated based on the reflected wave received by the first ultrasonic device 2.
Step S160: The height position of the water surface 8 is calculated based on the reflected wave received by the second ultrasonic device 3.
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 bathtub 6, and the presence or absence of a bather may be determined prior to the submergence determination by the ultrasonic sensor.

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 water surface 8 as the threshold value, it is based on the height position of the edge upper surface 9 of the bathtub 6 or the height position of the edge upper surface 9 of the bathtub 6. The height position calculated by the above may be used as a threshold value. The height position of the upper surface 9 of the edge of the bathtub 6 has the property of being equal to the height position of the water surface 8 or higher than the height position of the water surface 8. Therefore, the height position of the upper surface 9 of the edge of the bathtub 6 can be an appropriate threshold value for determining submersion. Further, the height position calculated based on the height position of the edge portion upper surface 9 of the bathtub 6 is, for example, a height position obtained by subtracting a predetermined value from the height position of the edge portion upper surface 9 of the bathtub 6. Can be mentioned.

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 Submersion determination system 2 First ultrasonic device 3 Second ultrasonic device 4 Submersion determination device 5 Alarm device 6 Bathtub 6a One end 6b End end 6C Central 7 Ceiling 8 Water surface 9 Edge top surface 20 Pulse generation circuit 21 Oscillation circuit 22 Intermittent circuit 23 Transmission amplifier circuit 24 Transmission / reception switching circuit 25 Reception amplifier circuit 26 Filter circuit 27 Waveform analysis circuit 28 Head reflected wave extraction unit 29 Head distance calculation unit 30 Head height position calculation unit 31 Reception amplifier circuit 32 Filter circuit 33 Wave surface analysis circuit 34 Water surface reflected wave extraction unit 35 Water surface height position calculation unit 36 Submersion determination unit D1 Head distance D2 Propagation distance D3 Separation distance D4 Vertical distance P Bather Q Head wQ Reflected wave w8 Reflected wave θ angle

Claims (5)

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、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.
前記第1の超音波装置は、前記第1の超音波装置が発信する前記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、 The first ultrasonic device is set so that all the components within the half-value angle of the main lobe of the ultrasonic wave transmitted by the first ultrasonic device are obliquely downward.
請求項1に記載の沈水判定システム。 The submergence determination system according to claim 1.
前記沈水判定装置は、前記第1の超音波装置による超音波の発信角度と前記頭部距離に基づいて前記入浴者の頭部の高さ位置を算出し、前記入浴者の頭部の高さ位置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、
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1の超音波装置は、前記浴槽の長手方向における一端の上方に配置され、
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 .
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、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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