WO2016208501A1 - 被監視者監視システムに用いるセンサの周波数割当方法及び被監視者監視システム - Google Patents

被監視者監視システムに用いるセンサの周波数割当方法及び被監視者監視システム Download PDF

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WO
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interference
frequency
monitored person
sensor
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塩田　奈津子
楠田　将之
木戸　稔人
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コニカミノルタ株式会社
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    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
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    • G01—MEASURING; TESTING
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    • G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/02—Systems using reflection of radio waves, e.g. primary radar systems; Analogous systems
    • G01S13/50—Systems of measurement based on relative movement of target
    • G01S13/52—Discriminating between fixed and moving objects or between objects moving at different speeds
    • G01S13/56—Discriminating between fixed and moving objects or between objects moving at different speeds for presence detection
    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08B—SIGNALLING OR CALLING SYSTEMS; ORDER TELEGRAPHS; ALARM SYSTEMS
    • G08B21/00—Alarms responsive to a single specified undesired or abnormal condition and not otherwise provided for
    • G08B21/02—Alarms for ensuring the safety of persons

Definitions

  • the present invention relates to a sensor frequency allocation method and a monitored person monitoring system in a monitored person monitoring system that monitors a monitored person who is to be monitored using a plurality of sensors.
  • Japan has become an aging society due to the improvement of living standards accompanying the post-war high economic growth, the improvement of sanitation environment and the improvement of medical standards, and more specifically, the ratio of the elderly population over 65 years to the total population
  • it has become a super-aging society that exceeds 21%.
  • the total population was about 126.5 million, while the elderly population over the age of 65 was about 25.56 million.
  • the total population was about 124.11 million.
  • the elderly population will be about 34.56 million.
  • the number of nurses who need nursing or nursing due to illness, injury, or elderly age is the number of nurses who need nursing or nursing in a normal society that is not an aging society. Is expected to increase much more.
  • Japan is not only a super-aging society, but also a society with a declining birthrate with a total fertility rate of 1.43 in 2013, for example. For this reason, there is a problem such as geriatric care in which an elderly family (spouse, child, brother) cares for an elderly person who needs nursing or care.
  • Nursing and care recipients enter hospitals and other facilities such as welfare facilities for the elderly (Japanese elderly law short-term entrance facilities, nursing homes for the elderly and special nursing homes for the elderly, etc.) and receive nursing and nursing care. To do. Nursing and care recipients have problems such as falling from the bed, falling down and injured while walking, and getting out of bed and hesitating. If any state is left for a long time, a larger problem may occur. For this reason, nurses, caregivers, and the like check the safety and state of the facility by periodically patrol. However, the number of caregivers cannot keep up with the increasing number of care recipients, and the care industry has a problem of chronic shortage of workers. Furthermore, since the number of nurses, caregivers, etc.
  • mat sensors, bed sensors, bed side gate sensors, etc. are generally used as monitored person monitoring devices. These sensors are arranged around the monitored person's bed. When the monitored person operates, the operation is transmitted to a nurse or a caregiver.
  • the bed sensor is used for various purposes because it is easy for the monitored person to accurately grasp the timing when the person leaves the bed.
  • the bed sensor may malfunction due to the monitored person turning over or the like. For this reason, the bed sensor may increase the burden on the caregiver instead of reducing the burden on the caregiver.
  • a vital sensor is a sensor that applies a Doppler sensor, which irradiates a monitored person with a microwave carrier wave (detection wave), detects the reflected wave, and senses a frequency difference or phase change between the carrier wave and the reflected wave. It is. Based on the frequency difference between the carrier wave and the reflected wave, various vital data such as body motion data, respiratory data, and pulse data of the monitored person can be acquired.
  • a Doppler sensor which irradiates a monitored person with a microwave carrier wave (detection wave), detects the reflected wave, and senses a frequency difference or phase change between the carrier wave and the reflected wave. It is. Based on the frequency difference between the carrier wave and the reflected wave, various vital data such as body motion data, respiratory data, and pulse data of the monitored person can be acquired.
  • Radio wave interference occurs when the other Doppler sensor receives a detection wave generated by one Doppler sensor or a reflected wave thereof when a detection wave having the same frequency is used for two adjacent Doppler sensors.
  • Patent Document 1 discloses an automatic water supply apparatus using a Doppler sensor for each toilet of a public toilet.
  • a carrier generation unit that generates a carrier wave has a timer that holds a switching cycle for switching the frequency of the carrier wave, a random number generator that generates a random number for each switching cycle held by the timer, Based on the random number generated by the random number generator, the frequency switching means for selecting and switching the frequency of a predetermined carrier wave from a plurality of frequency bands for each switching period held by the timer, and the frequency switched by the frequency switching means for the carrier wave Frequency setting means for setting.
  • the frequency of the carrier wave of the microwave Doppler sensor can be randomly switched based on the random number generated by the random number generator, and the carrier wave of the switched frequency can be transmitted to the mobile body.
  • the toilet space in which the automatic water supply device disclosed in Patent Document 1 is installed is in a limited installation environment where the number of Doppler sensors installed in the vicinity is limited to about 10 at most.
  • the influence of the radio wave interference can be reduced to a level that does not cause a problem in practice.
  • radio wave interference occurs, there is only a disadvantage that water is not discharged by a toilet that requires water discharge, or conversely, water is discharged by a toilet that does not require water discharge.
  • the Doppler sensor is also used for other equipment such as the above-described toilet and door, for example, all frequencies permitted only by each Doppler sensor of the monitored person monitoring system If this is used up, the use of the Doppler sensor may be restricted by other equipment.
  • An object of the present invention is to provide a frequency allocation method in which a plurality of sensors used in a monitored person monitoring system are less likely to interfere with each other and the number of frequencies used is small.
  • a frequency allocation method for a sensor used in a monitored person monitoring system is to assign a frequency to each of the sensors in the monitored person monitoring system including a plurality of sensors that emit detection waves, A first frequency allocating step of allocating different frequencies to the detection waves of any two of the plurality of sensors within an interference distance where the detection waves interfere with each other; and among the plurality of sensors, A second frequency allocating step of allocating the same frequency to the detection waves of any two of the sensors existing at a non-interference distance that is a position away from the interference distance from each other.
  • a monitored person monitoring system includes a plurality of sensors that radiate detection waves, and any two of the plurality of sensors that exist within an interference distance in which detection waves interfere with each other.
  • a first frequency allocating unit that assigns different frequencies to the detected wave, and a detected wave of any two of the plurality of sensors existing at a non-interference distance that is a position away from the interference distance.
  • a second frequency allocation unit that allocates the same frequency to each other.
  • the monitored person monitoring system and the frequency allocation method of sensors used in the monitored person monitoring system according to the present invention are such that the plurality of sensors hardly interfere with each other and the number of frequencies used for the plurality of sensors is small.
  • FIG. 4 is a flowchart showing each step of a sensor frequency allocation method according to the first embodiment. It is a schematic diagram explaining the relationship between a unit square area
  • the monitored person monitoring system of the present embodiment detects a monitored person (monitoring target) that is a monitoring target (monitoring target) to be monitored (monitored) and monitors the monitored person.
  • the monitored person monitoring system according to the present embodiment is disposed in an appropriate place such as a living room, a toilet, and an opening / closing door according to the monitored person.
  • the monitored person is, for example, a person who needs nursing due to illness or injury, a person who needs care due to a decrease in physical ability, or a single person living alone.
  • the person being monitored is a person who needs to be detected when a certain unfavorable event such as an abnormal condition occurs in the person. Is preferred.
  • the monitored person monitoring system is suitably disposed in a building such as a hospital, a welfare facility for the elderly, and a dwelling unit according to the type of the monitored person.
  • FIG. 1 is an example of a floor plan of a care facility to which the monitored person monitoring system according to the first embodiment is applied.
  • the monitored person monitoring system of the present embodiment is typically disposed in a care facility including a plurality of living rooms RM in which a plurality of monitored persons are resident as shown in FIG.
  • a bedding (for example, a bed) BD for a monitored person to sleep is arranged in each of a plurality of living rooms RM, and a sensor 2 is installed on the ceiling surface above the bedding BD.
  • the arrangement position of the bedding BD is an example of a planned location where the monitored person to be monitored is scheduled to be located.
  • the sensor 2 may be installed on a ceiling surface at a position other than the position above the bedding BD.
  • the monitored person monitoring system includes a plurality of sensors 2 that emit detection waves, and within a distance (interference distance) where the detection waves emitted by the sensors 2 interfere with each other. It exists in the non-interference distance by assigning a different frequency to the detection wave of each sensor existing in the interference distance. The same frequency is assigned to the detection wave of each sensor. Thus, by assigning a frequency to the detection wave of each sensor 2, interference between the detection waves of each sensor 2 can be suppressed. In addition, the number of detection wave frequencies used in the entire monitored person monitoring system can be reduced. As a result, it is possible to leave a frequency band that can be used for a sensor used in equipment other than the monitored person monitoring system (for example, a toilet or the like).
  • FIG. 2 is a diagram showing the configuration of the monitored person monitoring system of the present embodiment.
  • the monitored person monitoring system 10 of this embodiment includes a plurality of sensors 2-1 to 2-k and a sensor control unit 1, as shown in FIG. These are wired or wirelessly connected to each other so as to be communicable via a network (network, communication line) such as a LAN (Local Area Network), a telephone network and a data communication network.
  • the network may be provided with repeaters such as repeaters, bridges, routers, and cross-connects that relay communication signals.
  • the plurality of sensors 2-1 to 2-k and the sensor control unit 1 can communicate with each other via a wireless LAN including an access point AP (for example, a LAN according to the IEEE 802.11 standard). It is connected.
  • AP for example, a LAN according to the IEEE 802.11 standard
  • Each of the plurality of sensors 2-1 to 2-k is connected to the sensor control unit 1 by wire or wirelessly, and is arranged so as to be able to monitor the space (location space) where the monitored person should be located.
  • FIG. 2 shows K first to K-th sensors 2-1 to 2-k as an example, and the first sensor 2-1 is placed in the room RM101 of Mr. A who is one of the monitored persons. Arranged.
  • the second sensor 2-2 is disposed in the room RM102 of Mr. B who is one of the monitored persons.
  • the third sensor 2-3 is disposed in the room RM103 of Mr. C who is one of the monitored persons.
  • These sensors 2-1 to 2-k are all sensors having a communication function for communicating with the sensor control unit 1 via a network and capable of sensing the operation of the monitored person. These sensors 2-1 to 2-k are devices that emit detection waves. The sensors 2-1 to 2-k detect the monitored person by detecting the Doppler shift of the microwave caused by the body movement (for example, breathing movement) of the monitored person by transmitting and receiving microwaves, for example. A shift type Doppler sensor is preferable.
  • the Doppler sensor is a sensor that transmits a detection wave of a specific wavelength, receives a reflection wave of the detection wave reflected by the monitored person, and outputs a Doppler signal based on the detection wave and the reflection wave.
  • the detection wave may be an ultrasonic wave, a microwave, or the like, but is a microwave in the present embodiment. Since the microwaves can pass through the clothes and be reflected on the body surface of the monitored person, there is an advantage that the movement of the body surface can be detected even if the monitored person wears clothes.
  • the Doppler sensor is arranged to transmit the detection wave to a location space and receive the reflected wave from the space.
  • the range in which the sensor can detect the person to be monitored is a spherical range of about 20 m from the Doppler sensor, although it depends on the output of the detection wave.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view for explaining the relationship between the detection range of the sensor and the non-interference distance between the sensors.
  • FIG. 3 shows an example in which six sensors 2 are arranged at equal intervals on the same straight line on the ceiling surface. Since the detection ranges of the left end sensor 2 and the right end sensor 2 in FIG. 3 do not overlap with each other, radio wave interference does not occur even if detection waves having the same frequency are assigned to these sensors 2.
  • a distance between two sensors that does not cause radio wave interference with each other even if detection waves having the same frequency are assigned in this way is called a non-interference distance.
  • a distance between two sensors that cause radio wave interference when a detection wave having the same frequency is assigned is called an interference distance.
  • the sensor control unit 1 is a circuit for controlling each part of the monitored person monitoring system according to the function of each part.
  • the sensor control unit 1 includes, for example, a CPU (Central Processing Unit) and its peripheral circuits, and specifically includes a position information acquisition unit 3, a minimum distance calculation unit 4, an interference region creation unit 5, A first frequency allocation unit 6 and a second frequency allocation unit 7 are functionally provided.
  • a CPU Central Processing Unit
  • the position information acquisition unit 3 acquires position information where each of the plurality of sensors 2-1 to 2-k is installed.
  • the position information here includes, for example, two-dimensional coordinates that specify the position of the sensor in the monitored person monitoring system.
  • the minimum distance calculation unit 4 calculates the minimum distance between a plurality of sensors (hereinafter also referred to as “minimum distance between sensors”) based on the position information of each of the sensors 2-1 to 2-k acquired by the position information acquisition unit 3. calculate. For example, the distance between the sensor in the room RM103 and the sensor in the room RM104 is smaller than the distance between the sensor in the room RM101 and the sensor in the room RM102. As described above, the distance between any two sensors differs depending on the arrangement position of the sensor 2 in each room, but for each sensor, the distance between each sensor is obtained, and the distance between all the sensors is calculated. The minimum distance is calculated as the minimum distance between sensors.
  • the interference area creating unit 5 repeats an interference area having a plurality of unit square areas with one side as the minimum distance in the same plane, so that all the sensors become one or more interference areas. Create interference areas to be included.
  • the interference region is a square region having a side that is a multiple of the minimum distance and longer than the non-interference distance.
  • the center of the sensor here means the center of gravity of the sensor in a top view.
  • the unit square region is preferably a unit square region having the minimum distance between the sensors as one side. It is preferable to assign the frequency of the detection wave radiated from each sensor using the unit square area and the interference area set in this way.
  • the first frequency allocation unit 6 allocates different frequencies to the detection waves of any two sensors existing within the interference distance among the plurality of sensors 2-1 to 2-k. Specifically, the first frequency allocation unit 6 allocates different frequencies to the detection waves of the plurality of sensors 2-1 to 2-k existing in the same interference region created by the interference region creation unit 5. . As a result, radio wave interference between a plurality of sensors existing in the same interference region can be suppressed.
  • the second frequency allocating unit 7 detects the detection waves of any two sensors that are present at a non-interference distance among the sensors 2-1 to 2-k (that is, at a position separated from the interference distance). The same frequency is assigned to each other. Specifically, the second frequency allocating unit 7 responds to the detection waves of the plurality of sensors that exist in the same unit square region in the interference region in different interference regions created by the interference region creating unit 5. Assign different frequencies. As a result, the number of frequencies used by the plurality of sensors used in the monitored person monitoring system can be reduced. Below, the frequency allocation method of each sensor is demonstrated concretely.
  • FIG. 4 is a flowchart illustrating each step of the sensor frequency allocation method according to the first embodiment.
  • the frequency allocation method of the sensor used in the present embodiment includes the step (S1) of acquiring the position information of all sensors used in the monitored person monitoring system, and the above-described position information based on the acquired position information.
  • step (S2) of calculating a minimum distance between a plurality of sensors and an interference area having a plurality of unit square areas with one side being the minimum distance between the plurality of sensors all the sensors are obtained.
  • S5 second frequency allocation step
  • the position information acquisition unit 3 acquires the position of the sensor 2 used in the monitored person monitoring system.
  • the method for acquiring the position information of the sensor 2 may be acquired by manually inputting the position of each sensor 2 based on the arrangement information of the sensor 2 as shown in FIG.
  • the distance from the sensor 2 to the access point AP may be obtained based on the reception strength of the communication signal at the plurality of access points AP, and the position information of each sensor 2 may be acquired based on the distance based on the principle of triangulation. .
  • the minimum distance calculation unit 4 calculates a minimum distance between a plurality of sensors (minimum distance between sensors) based on the position information acquired above. This minimum distance between sensors is calculated by calculating the distance (inter-sensor distance) between any one sensor and another sensor located closest to the sensor, and performing this calculation for all sensors. It is obtained by specifying the minimum value of the distances between sensors of each sensor.
  • the interference area creating unit 5 repeats an interference area having a plurality of unit square areas with one side being the minimum distance between sensors obtained above in the same plane, so that all the sensors become one or more interference areas. Create interference areas to be included.
  • FIG. 5 is a schematic diagram for explaining the relationship between the unit square area and the interference area.
  • the interference area in FIG. 5 has unit square areas 1 to 25 of 5 ⁇ 5 in length and width, the number of unit square areas included in the interference area is not particularly limited.
  • the interference region is preferably a square region formed by arranging the same number of unit square regions in the vertical and horizontal directions.
  • FIG. 5 shows the case where the length of one side of the interference region is the same as the length of the non-interference distance, but the length of one side of the interference region is not particularly limited as long as it is longer than the non-interference distance. .
  • One side of the interference region is, for example, a length obtained by integrating the integer value obtained by dividing the non-interference distance by the minimum distance between sensors and rounding up the decimal point, and the minimum distance between sensors.
  • the unit square areas 1 to 25 in FIG. 5 are square areas whose vertical and horizontal lengths are the same as the minimum distance between sensors, but at least one side of the unit square areas 1 to 25 is the minimum distance between sensors. As long as the length of the other side is as long as the minimum distance between sensors, it can be any length. As shown in FIG. 5, the unit square regions 1 to 25 are preferably unit square regions with all sides having a minimum distance between sensors. By providing the unit square area in this way, it is easy to arrange one unit square area for each sensor. By setting the unit square area as described above, each sensor is arranged in at least one unit square area. In addition, by setting the unit square area as described above, it is difficult to arrange two or more sensors in the same unit square area.
  • FIG. 6 is an explanatory diagram when the monitored person monitoring system of the present embodiment is applied to the care facility of the floor plan of FIG.
  • the first frequency assignment unit 6 assigns different frequencies to the detection waves of a plurality of sensors existing in the same interference region. For example, 25 different frequencies are assigned to the sensors located in the unit square regions 1 to 25 in the same interference region in FIG. For example, 25 different frequencies from 123 MHz to 171 MHz in increments of 2 MHz may be assigned to each of the unit square regions 1 to 25.
  • a frequency to each sensor it is possible to suppress a plurality of sensors existing in the same interference region from interfering with each other.
  • the frequency of the detection wave is assigned to the unit square area where the center of the sensor is located, assuming that the sensor is located. Is located at the interface of two or more unit square regions, the frequency of any one of the unit square regions is assigned.
  • the second frequency allocating unit 7 allocates the same frequency to the detection waves of a plurality of sensors existing in the unit square region having the same position in the interference region in different interference regions.
  • the procedure of the second frequency allocating step will be described with reference to FIG. 6.
  • the second frequency allocating unit 7 is the same for all the detection waves of the sensors located in the unit square area 1 in the different interference areas in FIG. A frequency (for example, 123 MHz) is assigned.
  • the 2nd frequency allocation part 7 allocates the same frequency (for example, 125 MHz) altogether with respect to the detection wave of the sensor located in the unit square area
  • the second frequency allocation unit 7 uses the same frequency (for each of the sensors in the unit square region 6 in the interference region A and the sensor in the unit square region 6 in the interference region B in FIG. For example, 123 MHz) and the same frequency (for example, 125 MHz) for the sensor in the unit square area 16 in the interference area A and the sensor in the unit square area 16 in the interference area B in FIG. Assign.
  • the sensors set to the same frequency are present at positions that are separated from each other by a non-interference distance, and thus are unlikely to interfere with each other.
  • the interference area A and the interference area B have been described as examples. However, in all the interference areas in FIG. 6, similarly, frequencies can be assigned to the detection waves of the sensors in the interference areas.
  • unit square area having the same position in the interference area in different interference areas means, for example, all the unit square areas located at specific positions in all the 5 ⁇ 5 interference areas in FIG. For example, in FIG. 6, all six unit square regions to which the same number is assigned in the six interference regions composed of 5 ⁇ 5 unit square regions.
  • the positions in the interference area in different interference areas are the same for the detection waves of a plurality of sensors existing in the same unit square area.
  • the sensors are less likely to interfere with each other, and the number of frequencies used in the monitored person monitoring system can be reduced, leaving room for the frequency band desired to be used in other equipment.
  • the position information acquisition unit 3, the minimum distance calculation unit 4, or the interference region creation unit 5 may be omitted. That is, the monitored person monitoring system of the present invention includes at least a plurality of sensors 2-1 to 2-k, a first frequency allocation unit 6, and a second frequency allocation unit 7. As described above, the first frequency allocating unit 6 and the second frequency allocating unit 7 allocate the same or different frequencies to the detection waves of the plurality of sensors 2-1 to 2-k. -K hardly interferes with each other, and the number of frequencies used can be reduced.
  • the positions of all the sensors are preferably specified by coordinates on the XY coordinate plane.
  • the minimum distance between the plurality of sensors can be easily calculated.
  • the position of the sensor may be specified based on the XYZ coordinate space.
  • the disclosure of the interference area, unit square area, and the like intended for a plane in the above-described embodiment can be understood by interpreting the interference space, the unit cuboid area, etc. as all intended as a space.
  • a frequency allocation method for a sensor is a frequency allocation method for a sensor used in a monitored person monitoring system that allocates a frequency to each of the sensors in the monitored person monitoring system including a plurality of sensors that emit detection waves.
  • the radio wave interference between the sensors can be suppressed by setting the frequencies for the detection waves of the sensors existing within the interference distance range by the first frequency allocation step.
  • the same frequency for the detection waves of the sensors existing at the non-interference distance by the second frequency allocation step the number of frequencies used for all the sensors of the monitored person monitoring system can be reduced.
  • the plurality of sensors used in the monitored person monitoring system are unlikely to interfere with each other and the number of frequencies used can be reduced.
  • all the sensors are included in any one or more of the interference areas by repeating an interference area having a plurality of unit square areas each having a predetermined unit length as one side in the same plane.
  • the method further comprises the step of creating the interference region, wherein the first frequency allocation step is performed on the detection waves of the plurality of sensors existing in the same interference region, and the second frequency allocation step includes: The detection is performed on the detection waves of the plurality of sensors existing in the same unit square region at different positions in the interference region.
  • the detection waves radiated to each sensor are less likely to interfere with radio waves, and simply The frequency of the detection wave of each sensor can be assigned.
  • the number of frequencies used can be reduced by setting the same frequency for the detection waves of a plurality of sensors whose positions in different interference areas in the same unit square area.
  • a step of acquiring position information of all the sensors used in the monitored person monitoring system a step of calculating a minimum distance between the plurality of sensors based on the acquired position information, Further, one side of the unit square region is a minimum distance between the plurality of sensors.
  • a plurality of sensors are not arranged in the same unit square area, and one unit is provided for each sensor.
  • a square area can be assigned.
  • the position of the sensor can be specified by the unit square region, and in the first and second frequency assignment steps, the frequency can be easily assigned to the detection wave of each sensor.
  • one side of the interference region includes an integer value obtained by dividing the non-interference distance by the minimum distance between the plurality of sensors and rounded up to the nearest decimal point, and the minimum distance between the plurality of sensors.
  • the length obtained by integration is obtained by dividing the non-interference distance by the minimum distance between the plurality of sensors and rounded up to the nearest decimal point, and the minimum distance between the plurality of sensors.
  • the interference area can be divided into an integer number in the vertical and horizontal directions by the minimum distance between the plurality of sensors, and an integer number of unit square areas can be arranged in the vertical and horizontal directions of the interference area, respectively.
  • an integer number of unit square areas can be arranged in the vertical and horizontal directions of the interference area, respectively.
  • the unit square region is a unit square region having the minimum distance as one side
  • the interference region is an integral multiple of the minimum distance and has a distance longer than the non-interference distance as one side. It is a square area.
  • the number of unit square areas existing in the interference area increases due to a decrease in the area of the unit square area, and the detection wave assigned to each unit square area.
  • the number of frequencies increases.
  • the unit square area a unit square area as in the above configuration, the area of the unit square area in the interference area can be maximized, so the number of unit square areas in one interference area is reduced. And the number of frequencies used can be reduced.
  • the step of acquiring the position information of the sensor is performed by specifying the position of the sensor based on a distance from two or more access points to the sensors. More preferably, the position information of each sensor is acquired using three or more access points. With the above configuration, the position information of the sensor can be easily obtained using the principle of triangulation.
  • a sensor frequency allocation method and a monitored person monitoring system in a monitored person monitoring system that monitors a monitored person to be monitored using a plurality of sensors.

Abstract

本発明の被監視者監視システムに用いるセンサの周波数割当方法は、検知波を放射する複数のセンサを備えた被監視者監視システムにおける前記センサそれぞれに周波数を割り当てる被監視者監視システムに用いるものであって、前記複数のセンサのうち、互いに検知波の干渉する干渉距離以内に存在する任意の２つの前記センサの検知波に対して互いに異なる周波数を割り当てる第１周波数割当工程と、前記複数のセンサのうち、互いに前記干渉距離よりも離れた位置である非干渉距離に存在する任意の２つの前記センサの検知波に対して同一の周波数を割り当てる第２周波数割当工程と、を含む。

Description

被監視者監視システムに用いるセンサの周波数割当方法及び被監視者監視システム
　本発明は、複数のセンサを用いて監視すべき監視対象である被監視者を監視する被監視者監視システムにおけるセンサの周波数割当方法及び被監視者監視システムに関する。
　我が国（日本）は、戦後の高度経済成長に伴う生活水準の向上、衛生環境の改善及び医療水準の向上等によって、高齢化社会、より詳しくは、総人口に対する６５歳以上の高齢者人口の割合が２１％を超える超高齢化社会になっている。また、２００５年では、総人口約１億２７６５万人に対し６５歳以上の高齢者人口は、約２５５６万人であったのに対し、２０２０年では、総人口約１億２４１１万人に対し高齢者人口は、約３４５６万人となる予測もある。このような高齢化社会では、病気や怪我や高齢等によって看護や介護が必要となる要看護者の数が、高齢化社会ではない通常の社会で看護や介護が必要となる要看護者の数よりもはるかに増加することが見込まれる。また、我が国は、超高齢化社会というだけでなく、例えば２０１３年の合計特殊出生率が１．４３という少子化社会でもある。そのため、看護や介護の必要な高齢者を高齢の家族（配偶者、子、兄弟）が介護する老老介護といった問題も起きている。
　要看護者や要介護者は、病院や、老人福祉施設（日本の法令では老人短期入所施設、養護老人ホームおよび特別養護老人ホーム等）等の施設に入所し、その看護や介護を受けながら生活する。要看護者や要介護者は、ベッドから転落したり、歩行中に転倒して怪我をしたり、ベッドから抜け出して徘徊するなどの問題がある。いずれの状態も長時間放置しておくとさらに大きな問題が発生する可能性がある。そのため、施設では、看護師や介護士等は、定期的に巡視することによってその安否や様子を確認している。しかし増加する要介護者の数に介護士の成り手の数が追い付かず介護業界は慢性的な人手不足という問題を抱えている。さらに、日勤の時間帯に較べ、準夜勤や夜勤の時間帯では、看護師や介護士等の人数が減るため、一人当たりの業務負荷が増大するので、前記業務負荷の軽減が要請されている。また、前述した老老介護の問題は、家庭内だけでなく施設でも発生している。高齢の要介護者を高齢の介護士がケアをすることもしばしばあり、施設内で働く介護士の多くが高齢という介護施設も存在する。高齢になると体力が衰え、健康であっても若い介護士に比べると介護することは負担であり、どうしても動きや判断が遅くなる。介護業務では転倒や転落等の事故を防止するために早い判断が重要であり、判断が遅いと手遅れになることもある。このような人手不足や介護士の負担を軽減するため、介護業務を補完する技術が求められている。このため、近年では、要介護者等の、監視すべき監視対象である被監視者を監視（モニタ）する被監視者監視装置が研究、開発されている。
　現在のところ被監視者監視装置としては、マットセンサ、ベッドセンサ、ベッド横ゲートセンサ等が一般的に用いられている。これらのセンサは、被監視者のベット周辺に配置される。そして、被監視者が動作すると、その動作を看護師又は介護士に伝達する。中でもベッドセンサは、被監視者がベッドから離れたタイミングを的確に把握しやすいことから多用途で用いられている。しかしながら、上記ベッドセンサは、被監視者の寝返り等によって誤作動することがある。このため、ベッドセンサは、介護士の負担を低減するどころか却って介護士の負担を増大させてしまうこともある。
　そこで、近年注目を集めている被監視者監視装置のセンサとして、非接触式のバイタルセンサがある。バイタルセンサはドップラセンサを応用したセンサであり、マイクロ波の搬送波（検知波）を被監視者に照射して、その反射波を検出し、搬送波及び反射波の周波数差あるいは位相変化をセンシングするものである。この搬送波と反射波の周波数差に基づいて、被監視者の体動データ、呼吸データ、脈拍データ等の各種バイタルデータを取得することができる。
　一方、上記ドップラセンサを利用するデメリットとして、他のドップラセンサとの電波干渉の問題が挙げられる。電波干渉は、近接する２つのドップラセンサに同一の周波数の検知波を用いた場合に、一方のドップラセンサが発した検知波又はその反射波を、他方のドップラセンサが受信することによって生じる。
　上記電波干渉を抑制する技術の一例として、例えば特許文献１には、公衆トイレの各便器のそれぞれにドップラセンサを用いた自動給水装置が開示されている。
　特許文献１に開示の自動給水装置は、搬送波を生成する搬送波生成部が、搬送波の周波数を切替える切替周期を保持するタイマと、タイマが保持する切替周期毎に乱数を発生させる乱数発生器と、乱数発生器が発生した乱数に基づいて所定の搬送波の周波数をタイマが保持する切替周期毎に複数の周波数帯域の中から選択して切り替える周波数切替手段と、周波数切替手段が切り替えた周波数を搬送波に設定する周波数設定手段と、を有している。
　特許文献１の構成によれば、乱数発生器が発生した乱数に基づいてランダムにマイクロ波ドップラセンサの搬送波の周波数を切り替え、切り替えた周波数の搬送波を移動体に送信することができる。これにより複数のドップラセンサが使用される場合に各ドップラセンサ同士の電波干渉を抑制することができる。
　特許文献１に開示の自動給水装置が設置されるトイレ空間は、近接して設置されるドップラセンサの個数がせいぜい１０個程度の限られた設置環境にあり、この程度の個数であれば、許可された電波の範囲内の搬送波周波数の乱数に基づいて搬送波の周波数を切替えることで、電波干渉の影響を実用上問題にない程度にすることができる。それに、もし仮に電波干渉が生じたとしても、吐水が必要な便器で吐水されなかったり、逆に吐水が不要な便器で吐水されたり、という程度の不都合が生じるに過ぎない。
　一方、被監視者監視装置は、前述したように介護業務では事故を予防するために正確で素早い判断は重要であり、判断が遅くなったために予防できたはずの事故が生じてしまったり、被監視者に転倒などのトラブルが起きた場合に対応が遅くなり重症化したり、といった問題が起きる。また判断の遅れだけでなく、誤判断も問題である。すなわち、事故を事故でないと判断する場合だけではなく、事故ではないのに事故だと判断する誤判断により、介護士の業務が増えて、人手不足の課題がある介護業務において大きな労力の損失となり、別の事故に気づくのが遅くなるといった問題も起きる。したがって、特許文献１に開示の技術のように、確率論的に問題が生じにくい程度の信頼性では、被監視者監視システムに適用する上で心もとない。
　また介護施設や病院施設には多数の被監視者が在籍することから、彼らを監視するドップラセンサも施設内に多数設置する必要がある。一方で、ドップラセンサは行政の許可なく使用できる周波数帯域が限られている。このため、同一設備内でドップラセンサの個数があまりにも多くなると、全てのドップラセンサに対して別々の周波数の検知波を設定できなくなる。しかも、介護施設や病院施設は、建物構造や部屋割りが多種多様に亘っているため、その建物構造や部屋割りに応じて各センサが放射する検知波の周波数を適切に設定することも要請されている。
　さらに、上記施設では、例えば上述のトイレ、開閉扉等の他の設備にもドップラセンサを使用したい場合が想定されることから、被監視者監視システムの各ドップラセンサだけで許可されている全周波数を使用しきってしまうと、他の設備でドップラセンサの使用を制限される虞がある。
　したがって、被監視者監視システムに用いる複数のセンサが互いに電波干渉を生じない範囲で、被監視者監視システム全体で用いる検知波の周波数の個数を減らすことが望まれている。
特開２００９－８００７３号公報
　本発明の目的は、被監視者監視システムに用いる複数のセンサが互いに電波干渉しにくく、かつ用いる周波数の個数が少ない周波数割当方法を提供することである。
　本発明の一態様に係る被監視者監視システムに用いるセンサの周波数割当方法は、検知波を放射する複数のセンサを備えた被監視者監視システムにおける前記センサそれぞれに周波数を割り当てるものであって、前記複数のセンサのうち、互いに検知波の干渉する干渉距離以内に存在する任意の２つの前記センサの検知波に対して互いに異なる周波数を割り当てる第１周波数割当工程と、前記複数のセンサのうち、互いに前記干渉距離よりも離れた位置である非干渉距離に存在する任意の２つの前記センサの検知波に対して同一の周波数を割り当てる第２周波数割当工程と、を含む。
　本発明の一態様に係る被監視者監視システムは、検知波を放射する複数のセンサと、前記複数のセンサのうち、互いに検知波の干渉する干渉距離以内に存在する任意の２つの前記センサの検知波に対して互いに異なる周波数を割り当てる第１周波数割当部と、前記複数のセンサのうち、互いに前記干渉距離よりも離れた位置である非干渉距離に存在する任意の２つの前記センサの検知波に対して同一の周波数を割り当てる第２周波数割当部と、を含む。
　したがって、本発明に係る被監視者監視システム及び当該被監視者監視システムに用いるセンサの周波数割当方法は、複数のセンサが互いに電波干渉しにくく、かつ複数のセンサに用いる周波数の個数が少ない。上記並びにその他の本発明の目的、特徴及び利点は、以下の詳細な記載と添付図面から明らかになるであろう。
実施形態１の被監視者監視システムを適用した介護施設の間取り図の一例である。 実施形態１の被監視者監視システムの構成を示す図である。 センサの検出範囲とセンサ同士の非干渉距離の関係を説明する断面図である。 実施形態１のセンサの周波数割当方法の各工程を示すフローチャートである。 単位方形領域と干渉領域の関係を説明する模式図である。 図１の間取りの介護施設に対して本実施形態の被監視者監視システムを適用した場合の模式図である。
　以下、本発明にかかる実施形態を図面に基づいて説明する。なお、各図において同一の符号を付した構成は、同一の構成であることを示し、その説明を適宜省略する。
　（実施形態１）
　本実施形態の被監視者監視システムは、監視すべき（見守るべき）監視対象（見守り対象）である被監視者（見守り対象者）を検知して前記被監視者を監視するものである。本実施形態の被監視者監視システムは、被監視者に応じて、居室、トイレ、開閉扉等の適宜な場所に配設される。被監視者は、例えば、病気や怪我等によって看護を必要とする者、身体能力の低下等によって介護を必要とする者、又は一人暮らしの独居者等である。特に、早期発見と早期対処とを可能にする必要性から、被監視者は、例えば異常状態等の所定の不都合な事象がその者に生じた場合に、その発見を必要としている者であることが好ましい。このため、被監視者監視システムは、被監視者の種類に応じて、病院、老人福祉施設および住戸等の建物に好適に配設される。
　図１は、実施形態１の被監視者監視システムを適用した介護施設の間取り図の一例である。本実施形態の被監視者監視システムは、典型的には、図１に示すような、複数の被監視者が入居する複数の居室ＲＭを備える介護施設に配設される。図１において、複数の居室ＲＭのそれぞれに被監視者が寝るための寝具（例えばベッド）ＢＤが配置されており、当該寝具ＢＤの上部の天井面にセンサ２が設置されている。なお、寝具ＢＤの配置位置は、前記監視対象の被監視者が所在を予定している所在予定位置の一例である。センサ２は、前記寝具ＢＤ上方の位置を除く他の位置の天井面上に設置されても良い。
　実施形態１の被監視者監視システムは、図１に示すように、検知波を放射する複数のセンサ２を有し、前記センサ２が放射する検知波同士が互いに干渉する距離（干渉距離）内に存在する場合と当該干渉距離を超える距離（非干渉距離）に存在する場合とに切り分けて、干渉距離内に存在する各センサの検知波に対して異なる周波数を割り当てて、非干渉距離に存在する各センサの検知波に対して同一の周波数をそれぞれ割り当てるものである。このように各センサ２の検知波に対して周波数を割り当てることにより、各センサ２の検知波同士の干渉を抑制することができる。しかも被監視者監視システム全体で用いる検知波の周波数の個数を減らすことができる。これにより被監視者監視システム以外の他の設備（例えばトイレ等）に用いるセンサに使用できる周波数帯域を残すことができる。
　図２は、本実施形態の被監視者監視システムの構成を示す図である。本実施形態の被監視者監視システム１０は、図２に示すように、複数のセンサ２－１～２－ｋと、センサ制御部１とを備えている。これらは互いに有線又は無線で、ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ　Ａｒｅａ　Ｎｅｔｗｏｒｋ）、電話網及びデータ通信網等の網（ネットワーク、通信回線）を介して通信可能に接続される。ネットワークには、通信信号を中継する例えばリピーター、ブリッジ、ルーター及びクロスコネクト等の中継機が備えられても良い。図１に示す例では、これら複数のセンサ２－１～２－ｋとセンサ制御部１とは、アクセスポイントＡＰを含む無線ＬＡＮ（例えばＩＥＥＥ８０２．１１規格に従ったＬＡＮ等）によって互いに通信可能に接続されている。
　複数のセンサ２－１～２－ｋはそれぞれ、センサ制御部１に有線又は無線で接続され、監視すべき被監視者が所在するべき空間（所在空間）を監視可能に配置される。図２には、一例としてＫ個の第１～第Ｋセンサ２－１～２－ｋが示されており、第１センサ２－１は、被監視者の一人であるＡさんの居室ＲＭ１０１に配設される。第２センサ２－２は、被監視者の一人であるＢさんの居室ＲＭ１０２に配設される。そして、第３センサ２－３は、被監視者の一人であるＣさんの居室ＲＭ１０３に配設される。
　これらのセンサ２－１～２－ｋはいずれも、ネットワークを介してセンサ制御部１と通信する通信機能を備え、被監視者の動作を感知できるセンサである。このセンサ２－１～２－ｋは、検知波を放射する装置である。センサ２－１～２－ｋは、例えばマイクロ波を送受信して被監視者の体動（例えば呼吸動作等）によって生じた前記マイクロ波のドップラシフトを検出することで被監視者を検知するドップラシフト方式のドップラセンサであることが好ましい。
　ドップラセンサは、特定の波長の検知波を送信し、被監視者で反射した前記検知波の反射波を受信し、前記検知波と前記反射波とに基づいたドップラ信号を出力するセンサである。前記検知波は、超音波、マイクロ波等であって良いが、本実施形態ではマイクロ波である。マイクロ波は、着衣を透過して被監視者の体表で反射できるため、被監視者が衣服を着ていても体表の動きを検知できるという利点がある。ドップラセンサは、所在空間に前記検知波を送信し、前記空間から前記反射波を受信するように配置される。
　センサが被監視者を検知できる範囲（検出範囲）は、検知波の出力にもよるが一例ではドップラセンサから約２０ｍの球形状の範囲である。図３は、センサの検出範囲とセンサ同士の非干渉距離の関係を説明する断面図である。図３では、天井面の同一直線上に６つのセンサ２が等間隔に配置された例を示している。図３における左端のセンサ２と右端のセンサ２は、検出範囲が互いに重複していないため、これらのセンサ２に同一の周波数の検知波を割り当てても互いに電波干渉は生じない。このように同一の周波数の検知波を割り当てても互いに電波干渉が生じない２センサ間の距離を非干渉距離と呼ぶ。逆に、同一の周波数の検知波を割り当てたときに互いに電波干渉が生じる２センサ間の距離を干渉距離という。電波干渉を防ぐためには、干渉距離の範囲内にある異なる複数のセンサの検知波に対してそれぞれ別々の周波数を割り当てる必要がある。
　センサ制御部１は、被監視者監視システムの各部を当該各部の機能に応じてそれぞれ制御するための回路である。センサ制御部１は、例えば、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｕｎｉｔ）及びその周辺回路を備えて構成され、具体的には、位置情報取得部３と、最小距離算出部４と、干渉領域作成部５と、第１周波数割当部６と、第２周波数割当部７とを機能的に備えている。
　位置情報取得部３は、複数のセンサ２－１～２－ｋのそれぞれが設置されている位置情報を取得する。ここでの位置情報としては、例えば、被監視者監視システムにおけるセンサの位置を特定する２次元座標が挙げられる。
　最小距離算出部４は、位置情報取得部３によって取得された各センサ２－１～２－ｋの位置情報に基づいて複数のセンサ間における最小距離（以下「センサ間最小距離」とも記す）を算出する。例えば、居室ＲＭ１０３にあるセンサと居室ＲＭ１０４にあるセンサとのセンサ間の距離は、居室ＲＭ１０１にあるセンサと居室ＲＭ１０２にあるセンサとのセンサ間の距離よりも小さい。このように任意の２つのセンサ間の距離は、各居室におけるセンサ２の配置位置によって異なるが、全てのセンサに対して、それぞれ各センサ間の距離を求め、全てのセンサ間の距離のうちの最小の距離をセンサ間最小距離として算出する。
　干渉領域作成部５は、図５に示すように、上記最小距離を一辺とした単位方形領域を複数有する干渉領域を同一平面内で繰り返すことにより、全てのセンサがいずれか１以上の干渉領域に含まれるように干渉領域を作成する。前記干渉領域は、前記最小距離の整数倍であって、かつ非干渉距離よりも長い距離を一辺とする正方領域であることが好ましい。上記センサ間最小距離を一辺とする単位正方領域とすることにより、１つの単位方形領域内に２以上のセンサの中心が配置されることがないようにすることができる。ここでのセンサの中心とは、上面視におけるセンサの重心を意味するものとする。前記単位方形領域は、前記センサ間最小距離を一辺とする単位正方領域であることが好ましい。このように設定された単位方形領域及び干渉領域を用いて各センサが放射する検知波の周波数を割り当てることが好ましい。
　第１周波数割当部６は、複数のセンサ２－１～２－ｋのうちの互いに干渉距離以内に存在する任意の２つのセンサの検知波に対して互いに異なる周波数を割り当てる。具体的には、第１周波数割当部６は、干渉領域作成部５で作成された同一の干渉領域内に存在する複数のセンサ２－１～２－ｋの検知波に対して異なる周波数を割り当てる。これにより同一の干渉領域内に存在する複数のセンサ同士の電波干渉を抑制することができる。
　第２周波数割当部７は、複数のセンサ２－１～２－ｋのうちの互いに非干渉距離に存在する（つまり、干渉距離よりも離れた位置にある）任意の２つのセンサの検知波に対して同一の周波数を割り当てる。具体的には、第２周波数割当部７は、干渉領域作成部５で作成された異なる干渉領域における干渉領域での位置が同一の単位方形領域に存在する複数の前記センサの検知波に対して異なる周波数を割り当てる。これにより、被監視者監視システムに用いる複数のセンサ全体で用いる周波数の個数を減らすことができる。以下に、各センサの周波数割当方法を具体的に説明する。
　（センサの周波数割当方法）
　図４は、実施形態１のセンサの周波数割当方法の各工程を示すフローチャートである。
　本実施形態で用いるセンサの周波数割当方法は、図４に示すように、被監視者監視システムに用いる全てのセンサの位置情報を取得する工程（Ｓ１）と、取得した前記位置情報に基づいて前記複数のセンサ間における最小距離を算出する工程（Ｓ２）と、前記複数のセンサ間における最小距離を一辺とした複数の単位方形領域を有する干渉領域を同一平面内で繰り返すことにより、全ての前記センサがいずれか１以上の前記干渉領域に含まれるように前記干渉領域を作成する工程（Ｓ３）と、同一の干渉領域内に存在する複数のセンサの検知波に対して互いに異なる周波数を割り当てる第１周波数割当工程（Ｓ４）と、異なる干渉領域における干渉領域での位置が同一の単位方形領域に存在する複数のセンサの検知波に対して同一の周波数を割り当てる第２周波数割当工程（Ｓ５）と、を含む。以下、各工程を説明する。
　（Ｓ１：センサ位置取得工程）
　位置情報取得部３は、被監視者監視システムに用いられるセンサ２の位置を取得する。センサ２の位置情報を取得する方法は、例えば図１に示すようなセンサ２の配置情報に基づいて、各センサ２の位置をそれぞれ手作業で入力することによって取得してもよいし、図外の複数のアクセスポイントＡＰにおける通信信号の受信強度に基づいて、センサ２からアクセスポイントＡＰまでの距離を求め、この距離に基づいて三角測量の原理で各センサ２の位置情報を取得してもよい。
　（Ｓ２：最小距離算出工程）
　最小距離算出部４は、上記で取得した位置情報に基づいて複数のセンサ間における最小距離（センサ間最小距離）を算出する。このセンサ間最小距離は、いずれか１のセンサと、当該センサから最も近い位置に位置する別のセンサとの距離（センサ間距離）を算出し、この計算を全てのセンサに対して行うことで、各センサのセンサ間距離のうちの最小値を特定することによって得られる。
　（Ｓ３：干渉領域作成工程）
　干渉領域作成部５は、上記で得られたセンサ間最小距離を一辺とした複数の単位方形領域を有する干渉領域を同一平面内で繰り返すことにより、全てのセンサがいずれか１以上の干渉領域に含まれるように干渉領域を作成する。
　図５は、単位方形領域と干渉領域の関係を説明する模式図である。図５における干渉領域は、縦横５×５の単位方形領域１～２５を有するものとしているが、干渉領域に含まれる単位方形領域の個数は特に限定されない。干渉領域は、図５に示すように、縦横に同数の単位方形領域を並べて形成される正方領域であることが好ましい。図５においては、干渉領域の一辺の長さが非干渉距離の長さと同一の場合を示しているが、干渉領域の一辺の長さは、非干渉距離以上の長さである限り特に限定されない。干渉領域の一辺は、例えば、非干渉距離をセンサ間最小距離で除して小数点以下を繰り上げた整数値と、前記センサ間最小距離とを積算して得られた長さである。このように干渉領域の一辺を設定することにより、干渉領域内の単位方形領域の個数を最小にすることができるため、被監視者監視システムに用いる周波数の個数を減らす効果を高めることができる。
　また図５における単位方形領域１～２５は、縦横の長さがいずれもセンサ間最小距離と同じ長さの正方領域であるが、単位方形領域１～２５は少なくとも一辺がセンサ間最小距離である限り、他の辺の長さはセンサ間最小距離以上の長さ以上の任意の長さにすることができる。前記単位方形領域１～２５は、図５に示すように、全ての辺がセンサ間最小距離の単位正方領域であることが好ましい。このように単位正方領域を設けることにより、各センサに対してそれぞれ１つずつの単位正方領域を配置しやすくなる。上記のように単位方形領域を設定することにより、各センサが少なくとも１つの単位方形領域に配置される。しかも、上記のように単位方形領域を設定することにより、同一の単位方形領域内に２以上のセンサが配置されにくくなる。
　（Ｓ４：第１周波数割当工程）
　図６は、図１の間取りの介護施設に対して本実施形態の被監視者監視システムを適用した場合の説明図である。第１周波数割当部６は、同一の干渉領域内に存在する複数のセンサの検知波に対して互いに異なる周波数を割り当てる。例えば図６における同一の干渉領域内の単位方形領域１～２５に位置するセンサに対しては、それぞれ２５通りの異なる周波数を割り当てる。このような周波数の設定は、例えば単位方形領域１～２５のそれぞれに対して１２３ＭＨｚから２ＭＨｚ刻みで１７１ＭＨｚまでの２５個の別々の周波数を割り当てても良い。このように各センサに対して周波数を割り当てることにより、同一の干渉領域内に存在する複数のセンサが互いに電波干渉することを抑制することができる。
　なお、センサが２以上の単位方形領域に跨って位置している場合は、当該センサの中心が位置する単位方形領域に当該センサが位置するものとして検知波の周波数を割り当てるものとし、センサの中心が２以上の単位方形領域の界面に位置する場合は、それらの単位方形領域のうちのいずれか一の検知波の周波数を割り当てるものとする。
　（Ｓ５：第２周波数割当工程）
　第２周波数割当部７は、異なる干渉領域における干渉領域での位置が同一の単位方形領域に存在する複数のセンサの検知波に対して同一の周波数を割り当てる。図６を用いて第２周波数割当工程の手順を説明すると、第２周波数割当部７が図６中の異なる干渉領域内の単位方形領域１に位置するセンサの検知波に対しては全て同一の周波数（例えば１２３ＭＨｚ）を割り当てる。そして、第２周波数割当部７は、図６中の異なる干渉領域内の単位方形領域２に位置するセンサの検知波に対して全て同一の周波数（例えば１２５ＭＨｚ）を割り当てる。
　例えば、第２周波数割当部７は、図６中の干渉領域Ａ内の単位方形領域６にあるセンサと、干渉領域Ｂ内の単位方形領域６にあるセンサとに対してそれぞれ、同一の周波数（例えば１２３ＭＨｚ）を割り当てるとともに、図６中の干渉領域Ａ内の単位方形領域１６にあるセンサと、干渉領域Ｂ内の単位方形領域１６にあるセンサとに対してそれぞれ、同一の周波数（例えば１２５ＭＨｚ）を割り当てる。これにより同じ周波数が設定される各センサは、互いに非干渉距離よりも離れた位置に存在することになるため互いに干渉しにくい。ここでは干渉領域Ａ及び干渉領域Ｂを例にとって説明したが、図６における全ての干渉領域においても同様に、各干渉領域における各センサの検知波に対して周波数を割り当てることができる。
　上記の「異なる干渉領域における干渉領域での位置が同一の単位方形領域」とは、例えば図６において、全ての５×５の干渉領域内のうちの特定の位置に位置する全ての単位方形領域を意味し、例えば、図６においては、５×５の単位方形領域で構成される６つの干渉領域内で、同じ番号が付与された６つ全ての単位方形領域を意味する。
　このように本実施形態では、被監視者監視システムに用いる全てのセンサのうち、異なる干渉領域における干渉領域での位置が同一の単位方形領域に存在する複数のセンサの検知波に対して同一の周波数を設定することにより、各センサが互いに電波干渉しにくく、かつ被監視者監視システムで用いる周波数の個数を減らすことができ、他の設備で使用したい周波数帯域の余地を残すことができる。
　上記実施形態の被監視者監視システムにおいて、位置情報取得部３、最小距離算出部４又は干渉領域作成部５を省略してもよい。すなわち、本発明の被監視者監視システムは、複数のセンサ２－１～２－ｋと、第１周波数割当部６と、第２周波数割当部７とを少なくとも備えるものである。このように第１周波数割当部６及び第２周波数割当部７によって、複数のセンサ２－１～２－ｋの検出波にそれぞれ同一又は異なる周波数を割り当てることにより、複数のセンサ２－１～２－ｋが互いに電波干渉しにくく、かつ用いる周波数の個数を少なくすることができる。
　上記実施形態において、全てのセンサの位置は、Ｘ－Ｙ座標平面における座標によって特定することが好ましい。このように座標平面を用いてセンサの位置を特定することにより、複数のセンサ間における最小距離の算出が容易となる。
　上記においては、全てのセンサ２が同一平面内に存在する場合を前提として記載しているが、必ずしも同一平面内に全てのセンサ２が存在する必要はなく、同一平面から多少上下していても本実施形態の周波数割当方法を適用することができる。
　また、病院施設又は介護施設が２階建て以上の複数階である場合、Ｘ－Ｙ－Ｚの座標空間に基づいてセンサの位置を特定してもよい。この場合、上記実施形態における平面を意図する干渉領域、単位方形領域等の開示は全て空間を意図するものとして、干渉空間、単位方体領域等と読み替えて理解することができる。
　（実施形態の纏め）
　一態様に係るセンサの周波数割当方法は、検知波を放射する複数のセンサを備えた被監視者監視システムにおける前記センサそれぞれに周波数を割り当てる被監視者監視システムに用いるセンサの周波数割当方法であって、前記複数のセンサのうち、互いに検知波の干渉する干渉距離以内に存在する任意の２つの前記センサの検知波に対して互いに異なる周波数を割り当てる第１周波数割当工程と、複数のセンサのうち、互いに前記干渉距離よりも離れた位置である非干渉距離に存在する任意の２つの前記センサの検知波に対して同一の周波数を割り当てる第２周波数割当工程と、を含むことを特徴とする被監視者監視システムに用いる。
　上記第１周波数割当工程によって干渉距離の範囲内に存在する各センサの検知波に対して、それぞれ周波数を設定することにより、センサ間の電波干渉を抑制することができる。また上記第２周波数割当工程によって非干渉距離に存在する各センサの検知波に対して同一の周波数を設定することにより、被監視者監視システムの全センサに用いる周波数の個数を減らすことができる。上記第１及び第２周波数割当工程を含むことにより、被監視者監視システムに用いる複数のセンサが互いに電波干渉しにくく、かつ用いる周波数の個数を少なくすることができる。
　上記構成において、好ましくは、所定の単位長さを一辺とした複数の単位方形領域を有する干渉領域を同一平面内で繰り返すことにより、全ての前記センサがいずれか１以上の前記干渉領域に含まれるように前記干渉領域を作成する工程をさらに備え、前記第１周波数割当工程は、同一の前記干渉領域内に存在する複数の前記センサの検知波に対して行い、前記第２周波数割当工程は、異なる前記干渉領域における前記干渉領域での位置が同一の前記単位方形領域に存在する複数の前記センサの検知波に対して行う。
　上記のように干渉領域を設定し、同一の干渉領域内に存在する各センサの検知波に対して異なる周波数を割り当てることにより、各センサに放射される検知波が電波干渉しにくく、かつ簡便に各センサの検知波の周波数を割り当てることができる。また、異なる前記干渉領域における干渉領域での位置が同一の単位方形領域に存在する複数のセンサの検知波に対して同一の周波数を設定することにより、用いる周波数の個数を減らすことができる。
　上記構成において、好ましくは、前記被監視者監視システムに用いる全ての前記センサの位置情報を取得する工程と、取得した前記位置情報に基づいて前記複数のセンサ間における最小距離を算出する工程と、をさらに備え、前記単位方形領域の一辺は前記複数のセンサ間における最小距離である。
　上記構成のように、複数のセンサ間における最小距離を単位方形領域の一辺とすることにより、同一の単位方形領域内に複数のセンサが配置されなくなり、各センサに対してそれぞれ１つずつの単位方形領域を割り当てることができる。この単位方形領域によってセンサの位置を特定することができ、上記第１及び第２周波数割当工程において、各センサの検知波にそれぞれ周波数を簡便に割り当てることができる。
　上記構成において、好ましくは、前記干渉領域の一辺は、前記非干渉距離を前記複数のセンサ間における最小距離で除して小数点以下を繰り上げた整数値と、前記複数のセンサ間における最小距離とを積算して得られた長さである。
　上記構成により、複数のセンサ間における最小距離によって干渉領域を縦横に整数個に分割することができ、干渉領域の縦横にそれぞれ整数個の単位方形領域を配置することができる。これにより、異なる干渉領域における干渉領域での位置が同一の単位方形領域に存在する複数のセンサを容易に特定することができる。
　上記構成において、前記単位方形領域は、前記最小距離を一辺とする単位正方領域であり、前記干渉領域は、前記最小距離の整数倍であって、前記非干渉距離よりも長い距離を一辺とする正方領域である。
　単位方形領域を構成する一辺が上記最小距離よりも短い場合には、単位方形領域の面積が小さくなることによって干渉領域内に存在する単位方形領域の個数が増え、各単位方形領域に割り当てる検知波の周波数の個数が増えてしまうことになる。一方、上記構成のように単位方形領域を単位正方領域とすることにより、干渉領域内における単位方形領域の面積を最大にすることができるので、１つの干渉領域内における単位方形領域の個数を減らすことができ、用いる周波数の個数を減らすことができる。
　上記各構成において、好ましくは、前記センサの位置情報を取得する工程は、２以上のアクセスポイントから前記各センサまでの距離に基づいて前記センサの位置を特定することによって行われる。より好ましくは、各センサの位置情報は３以上のアクセスポイントを用いて取得することである。前記構成により、三角測量の原理を用いて簡便にセンサの位置情報を取得することができる。
　この出願は、２０１５年６月２４日に出願された日本国特許出願特願２０１５－１２６９０７号を基礎とするものであり、その内容は、本願に含まれるものである。
　今回開示された実施形態は全ての点で例示であって、制限的なものではないと解されるべきである。本発明の範囲は、上記した説明ではなくて特許請求の範囲により示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。
　本発明によれば、複数のセンサを用いて監視すべき監視対象である被監視者を監視する被監視者監視システムにおけるセンサの周波数割当方法及び被監視者監視システムが提供される。

Claims (7)

  1. 　検知波を放射する複数のセンサを備えた被監視者監視システムにおける前記センサそれぞれに周波数を割り当てる被監視者監視システムに用いるセンサの周波数割当方法であって、
    　前記複数のセンサのうち、互いに検知波の干渉する干渉距離以内に存在する任意の２つの前記センサの検知波に対して互いに異なる周波数を割り当てる第１周波数割当工程と、
    　前記複数のセンサのうち、互いに前記干渉距離よりも離れた位置である非干渉距離に存在する任意の２つの前記センサの検知波に対して同一の周波数を割り当てる第２周波数割当工程と、を含む被監視者監視システムに用いるセンサの周波数割当方法。
  2. 　所定の単位長さを一辺とした複数の単位方形領域を有する干渉領域を同一平面内で繰り返すことにより、全ての前記センサがいずれか１以上の前記干渉領域に含まれるように前記干渉領域を作成する工程をさらに備え、
    　前記第１周波数割当工程は、同一の前記干渉領域内に存在する複数の前記センサの検知波に対して行い、
    　前記第２周波数割当工程は、異なる前記干渉領域における前記干渉領域での位置が同一の前記単位方形領域に存在する複数の前記センサの検知波に対して行う、請求項１に記載の被監視者監視システムに用いるセンサの周波数割当方法。
  3. 　前記被監視者監視システムに用いる全ての前記センサの位置情報を取得する工程と、
    　取得した前記位置情報に基づいて前記複数のセンサ間における最小距離を算出する工程と、をさらに備え、
    　前記単位方形領域の一辺は前記複数のセンサ間における最小距離である、請求項２に記載の被監視者監視システムに用いるセンサの周波数割当方法。
  4. 　前記干渉領域の一辺は、前記非干渉距離を前記最小距離で除して小数点以下を繰り上げた整数値と、前記複数のセンサ間における最小距離とを積算して得られた長さである、請求項３に記載の被監視者監視システムに用いるセンサの周波数割当方法。
  5. 　前記単位方形領域は、前記最小距離を一辺とする単位正方領域であり、前記干渉領域は、前記最小距離の整数倍であって、前記非干渉距離よりも長い距離を一辺とする正方領域である請求項４に記載の被監視者監視システムに用いるセンサの周波数割当方法。
  6. 　前記センサの位置情報を取得する工程は、２以上のアクセスポイントから前記各センサまでの距離に基づいて前記センサの位置を特定することによって行われる請求項４又は５に記載の被監視者監視システムに用いるセンサの周波数割当方法。
  7. 　検知波を放射する複数のセンサと、
    　前記複数のセンサのうち、互いに検知波の干渉する干渉距離以内に存在する任意の２つの前記センサの検知波に対して互いに異なる周波数を割り当てる第１周波数割当部と、
    　前記複数のセンサのうち、互いに前記干渉距離よりも離れた位置である非干渉距離に存在する任意の２つの前記センサの検知波に対して同一の周波数を割り当てる第２周波数割当部と、を含む被監視者監視システム。
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