JP7336942B2

JP7336942B2 - 入浴判定システム及びプログラム

Info

Publication number: JP7336942B2
Application number: JP2019179635A
Authority: JP
Inventors: 衛橋本
Original assignee: Lixil Corp
Current assignee: Lixil Corp
Priority date: 2019-09-30
Filing date: 2019-09-30
Publication date: 2023-09-01
Anticipated expiration: 2039-09-30
Also published as: JP2021053161A

Description

本発明は、浴槽内の人を検出する入浴判定システム及びプログラムに関する。

近年、入浴中の人の体調の変化を監視することが求められている。例えば、浴槽内の湯水に長時間浸かっていると体温が上昇する虞がある。従って、入浴中の人の体温の上昇を防止するために先ず浴槽内に人が存在するか否かを検出する必要がある。これに関連して、人の心電を検出し、浴槽内の人の有無を判定する技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に記載された入浴検知装置は、浴槽内に設けられた複数のセンサと、センサにより得られた信号に基づいて心電信号を抽出し浴槽内の入浴者の有無を判定する判定部とを有している。

特開２００１－１９５６７６号公報

浴槽内の湯水が桶やポンプにより撹拌されると、心電図波形に特有なＲ波に近い周波数を含むノイズが検出される。そのため、心電信号に基づいて人の有無を判定する場合、人が入浴していないにもかかわらず人が存在していると判定される虞がある。浴槽への入出時や入浴姿勢を変えた時などの湯水が攪拌される状況でも、信号に上記ノイズが混じるため、異常状態となり湯水の状態が安定するまで正確な入浴判定ができなくなる虞がある。

本発明は、浴槽内の湯水の状態に関わらず浴槽内の人の有無を判定することができる入浴判定システム及びプログラムを提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、湯水が入れられた浴槽内の電位を検出する検出部と、前記検出部により検出された信号をフィルタリング処理して、心電信号を含む所定周波数帯域の波形を抽出し、単位時間において前記波形の最大値が閾値以上である状態が所定時間内に設定された回数以上連続する場合、前記浴槽内に人が入浴していると判定する判定部と、を備える、入浴判定システムである。

入浴判定システムの構成を示す図である。入浴判定システムの構成を示すブロック図である。人がいる浴槽の湯水が安静時に検出される信号の波形を示す図である。浴槽の湯水が攪拌された時に検出される信号の波形を示す図である。湯水の状態の変化と人の有無により検出される信号の波形を示す図である。状態（１）で検出される信号の波形を示す図である。状態（２）で検出される信号の波形を示す図である。状態（３）で検出される信号の波形を示す図である。状態（４）で検出される信号の波形を示す図である。入浴判定システムにおいて実行される処理の流れを示すフローチャートである。

以下、図面を参照しつつ、本発明の実施形態に係る入浴判定システム及びプログラムについて説明する。

図１及び図２に示されるように、入浴判定システム１は、水中の電位の変化を検出する検出部２と、検出部２により検出された信号に基づいて浴槽Ｂ内の人Ｕの有無を判定する判定部４と、判定結果を表示する表示部６と、判定に関する各種データを記憶する記憶部８とを備える。

検出部２は、例えば、複数の電位センサ３を有する。電位センサ３は、浴槽ＢのエプロンＢ１内に設けられている。電位センサ３は、浴槽Ｂ内の湯水の通常の水位よりも下方の位置に配置されている。浴槽Ｂ内には、エプロンＢ１内に連通する穴Ｂ２が形成されている。電位センサ３は、電位を検出する部分が浴槽Ｂ内の湯水に接触するように穴Ｂ２に取り付けられている。電位センサ３は、湯水内の微弱な電位を電気信号として出力する。電位センサ３から出力された電気信号は、増幅回路（不図示）を介して増幅される。

判定部４は、増幅された電気信号を取得する。判定部４は、電気信号をフィルタリング処理し、心拍数を含む所定周波数帯域の波形データを抽出する。フィルタリング処理は、例えば、バンドパスフィルタ、デジタルフィルタ等の既知の回路を用いることができる。フィルタリング処理は、増幅回路から出力された電気信号のＤＣ成分と交流電源のノイズを除去する。またフィルタリング処理は、心電信号のピークを強調した波形を生成するものであってもよい。判定部４は、抽出した波形データに基づいて浴槽Ｂ内の人Ｕの有無を判定する。判定部４の判定方法の詳細については後述する。

判定部４は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＧＰＵ（Graphics Processing Unit）等のプロセッサがプログラム９（ソフトウェア）を実行することで実現される。これらの各機能部のうち少なくとも一部は、ＬＳＩ（Large Scale Integration）やＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、ＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）等のハードウェアによって実現されてもよいし、ソフトウェアとハードウェアの協働によって実現されてもよい。

記憶部８は、判定部４の演算のためのプログラム９や演算に用いる後述の閾値等のデータが記憶されている。記憶部８は、フラッシュメモリやＨＤＤ（Hard Disk Drive）等の記憶媒体により構成された記憶装置である。プログラム９は、記憶部８に格納されていてもよいし、フラッシュメモリ、ＤＶＤ、ＣＤ－ＲＯＭなどの着脱可能な記憶媒体に格納されており、記憶媒体がドライブ装置に装着されることで記憶部８にインストールされてもよい。

表示部６は、判定部４による判定結果を表示する。表示部６は、例えば、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）、有機ＥＬ（Electro Luminescence）ディスプレイ、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）ディスプレイ等の表示装置や、ＬＥＤ等の発光体によるインジケータである。表示部６は、必ずしも浴槽Ｂの近傍に設けられていなくてもよく、判定部４と無線および有線の何れかにより接続されるパーソナルコンピュータ、タブレット型端末、スマートフォン等の他の端末装置により実現されてもよい。

次に、判定部４の判定方法について説明する。

図３に示されるように、浴槽Ｂ内の湯水が安静な状態で人Ｕが入浴している場合、増幅されたセンサ値Ｓ１をフィルタリング処理した後のデータＳ２の波形には、心電図の波形が現れる。この波形には心電図波形に特有なＲ波Ｓ３が現れている。

図４に示されるように、人Ｕが入浴していない場合で且つ浴槽Ｂ内の湯水が撹拌された場合、増幅されたセンサ値Ｓ１をフィルタリング処理した後のデータＳ２の波形は、心電図のＲ波Ｓ３のように急峻な傾きを有するノイズＳ４の成分が含まれた波形が現れている。従って、データＳ２のＲ波Ｓ３の成分を検出するだけでは、人Ｕの有無が判定できない。そこで、以下の処理によりデータＳ２に基づいて人Ｕの有無を判定する。

図５に示されるように、浴槽Ｂ内の状態は、例えば、以下に示す４個のパターンがある。（１）は、人Ｕが入浴しておらず、湯水が安静な状態である。（２）は、人Ｕがおらず、湯水が撹拌された状態である。（３）は、人Ｕが入浴しており、湯水が撹拌された状態である。（４）は、人Ｕが浴槽Ｂから出て、湯水が撹拌された状態である。

判定部４は、データＳ２の最大値と閾値とを比較し、単位時間（例えば、１秒）における波形の最大値が閾値以上であるか否かを判定する。判定部４は、単位時間に最大値が閾値以上となった場合、この状態が所定時間（例えば、数秒）内に予め設定された所定回数以上に連続するか否かを判定する。判定部４は、単位時間に最大値が閾値以上である状態が所定時間内に所定回数以上に連続する場合、浴槽Ｂ内に人がいると判定する。

図６に示されるように、（１）の状態において、判定部４は、データＳ２の最大値と閾値とを比較した結果、単位時間の間にデータＳ２の最大値が閾値未満となり、所定時間内に閾値以上である状態が所定時間内に連続しない場合、判定部４は、浴槽Ｂ内に人が存在しないと判定する。しかしながら、この処理だけでは上述したように湯水が撹拌された状態のノイズを検出する可能性がある。

図７に示されるように、（２）の状態において、湯水が撹拌された状態においてｅの単位時間の区間には閾値を超えたノイズが検出されている。しかしながら、ノイズの成分は、心電図の波形とは異なり、所定のサイクルで出現しない。判定部４は、単位時間の間にデータＳ２の最大値が閾値以上である場合で且つ、所定時間内に閾値以上である状態が所定時間内に連続しない場合、データＳ２の最大値が閾値以上であるｅの区間の単位時間におけるノイズとして出現するデータを除外する。

判定部４は、例えば、ｅの区間の取得した単位時間の最大値を、その周辺を含んだ所定個数（例えば、５個）の区間の最大値の平均値に置き換える移動平均フィルタ処理によりｅの区間のノイズを除外してもよい。この他、判定部４は、例えば、取得した単位時間の最大値データを、その周辺を含んだ所定個数の区間の中央値に置き換えるメジアンフィルタ処理によりｅの区間のノイズを除外してもよい。

図８に示されるように、（３）の状態において、湯水が撹拌された状態で且つ、人が入浴している場合、心電図の波形に加えてノイズの成分の波形も重畳されている。上述したようにノイズの成分は、所定のサイクルで出現しない。従って、判定部４は、上記処理を適用し、単位時間において波形の最大値が閾値以上である回数が所定時間内に設定された回数以上連続する場合、浴槽Ｂ内に人が入浴していると判定する。判定部４は、単位時間において波形の最大値が閾値未満である回数が所定時間内に設定された回数未満に連続する場合、浴槽Ｂ内に人が入浴していないと判定する。

図９に示されるように、（４）の状態において、湯水が撹拌された状態で且つ、人が浴槽Ｂから出た場合、（２）の状態と同様の波形が検出される。この場合、上述したように湯水が撹拌されたノイズを除去することにより、判定部４は、浴槽Ｂ内に人が存在しないと判定する。

次に、入浴判定システム１において実行される処理の流れを説明する。

図１０に示されるように、検出部２は、湯水が入れられた浴槽内の電位の変化を検出する（ステップＳ１０）。判定部４は、検出部２により検出された信号をフィルタリング処理し、心拍数を含む所定周波数帯域の波形を抽出する（ステップＳ１２）。判定部４は、単位時間において抽出した波形の最大値が閾値以上である回数が所定時間内に設定された回数以上連続するか否かを判定する（ステップＳ１４）。

ステップＳ１４で肯定的な判定となった場合、判定部４は、浴槽Ｂ内に人が存在すると判定する（ステップＳ１６）。ステップＳ１４で否定的な判定となった場合、判定部４は、浴槽Ｂ内に人が存在しないと判定する（ステップＳ１８）。判定部４は、稼働中において上記処理を繰り返す。

上述したように、入浴判定システム１によれば、浴槽Ｂ内の湯水の状態に関わらず、浴槽Ｂ内に人が存在するか否かを判定できる。即ち、入浴判定システム１によれば、湯水が撹拌されて心電図の波形成分のノイズが検出される状態であっても浴槽Ｂ内に人が存在するか否かを判定できる。

以上、本発明の一実施形態について説明した。本発明は上記の一実施形態に限定されるものではなく、適宜変更、置換が可能である。例えば、検出部２は、既存の浴槽Ｂに後付けするものであってもよい。

１入浴判定システム、２検出部、３電位センサ、４判定部、６表示部、８記憶部、Ｂ浴槽、Ｂ１エプロン、Ｂ２穴、Ｓ１センサ値、Ｓ２データ、Ｓ３Ｒ波、Ｓ４ノイズ、Ｕ人

Claims

湯水が入れられた浴槽内の電位を検出する検出部と、
前記検出部により検出された信号をフィルタリング処理して、心電信号を含む所定周波数帯域の波形を抽出し、単位時間において前記波形の最大値が閾値以上である状態が所定時間内に設定された回数以上連続する場合、前記浴槽内に人が入浴していると判定する判定部と、
を備える入浴判定システム。
前記判定部は、単位時間において前記波形の最大値が前記閾値以上である場合で且つ、所定時間内に前記閾値以上である状態が連続しない場合、前記単位時間において検出される前記波形の最大値を判定から除外する、
請求項１に記載の入浴判定システム。
前記判定部は、取得した単位時間の最大値を、その周辺を含んだ所定個数の区間の最大値の平均値に置き換える、
請求項１または２に記載の入浴判定システム。
前記判定部は、取得した単位時間の最大値を、その周辺を含んだ所定個数の区間の最大値の中央値に置き換える、
請求項１または２に記載の入浴判定システム。
湯水が入れられた浴槽内に人がいるか否かを判定するためのプログラムであって、
前記浴槽内の電位を検出し、
検出された信号をフィルタリング処理させて心電信号を含む所定周波数帯域の波形を抽出し、
単位時間において前記波形の最大値が閾値以上である状態が所定時間内に設定された回数以上連続する場合、前記浴槽内に人が入浴していると判定する、ことをコンピュータに実行させるためのプログラム。