(57)【要約】  ケアサポートシステムは、センサ部と、放射制御部と、記憶部とを含む。センサ部は、被検者の居室に設置される動体検知ユニットの筐体内に配置され、電波の放射および受信によって被検者の生体情報を検知する。記憶部は、筐体内でのセンサ部の異なる向きごとに、センサ部にて検知されるノイズレベルが、生体情報を検知可能な所定レベルよりも小さくなるような特定放射周波数を規定したテーブルを記憶する。放射制御部は、センサ部の向きの設定に応じて、センサ部から放射される電波の放射周波数を、テーブルに基づいて得られる、センサ部の向きに対応する特定放射周波数に切り替える。
2018216362.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検者の居室に設置される動体検知ユニットの筐体内に配置され、電波の放射および受信によって被検者の生体情報を検知するセンサ部と、
前記電波の放射周波数を制御する放射制御部と、
前記筐体内での前記センサ部の異なる向きごとに、前記センサ部にて検知されるノイズレベルが、前記生体情報を検知可能な所定レベルよりも小さくなるような特定放射周波数を規定したテーブルを記憶する記憶部とを含み、
前記放射制御部は、前記センサ部の向きの設定に応じて、前記センサ部から放射される前記電波の放射周波数を、前記テーブルに基づいて得られる、前記センサ部の向きに対応する前記特定放射周波数に切り替える、ケアサポートシステム。
【請求項２】
前記動体検知ユニットは、前記放射制御部および前記記憶部を含む、請求項１に記載のケアサポートシステム。
【請求項３】
前記動体検知ユニットは、
居室内を撮影して画像を取得する撮像部と、
前記撮像部にて取得された画像から、画像認識によって居室内のベッドまたは布団の位置を認識して就寝場所を特定する画像認識部とをさらに含み、
前記放射制御部は、前記撮像部によって取得された前記画像内での前記就寝場所に対応する画角に基づいて、前記センサ部の向きを把握し、前記センサ部から放射される前記電波の放射周波数を、前記テーブルに基づいて得られる、前記センサ部の向きに対応する前記特定放射周波数に切り替える、請求項２に記載のケアサポートシステム。
【請求項４】
該システムは、前記動体検知ユニットから出力される情報を管理する管理サーバーをさらに含み、
前記動体検知ユニットは、前記放射制御部を含み、
前記管理サーバーは、
前記記憶部と、
前記記憶部に記憶された前記テーブルに基づいて得られる前記特定放射周波数への切り替えを要求する制御信号を前記動体検知ユニットに送信する管理制御部とを含み、
前記動体検知ユニットの前記放射制御部は、前記管理制御部から送信される前記制御信号に基づいて、前記センサ部から放射される前記電波の放射周波数を、前記特定放射周波数に切り替える、請求項１に記載のケアサポートシステム。
【請求項５】
前記管理サーバーは、前記センサ部の向きに関する情報を入力するための入力部を含み、
前記管理制御部は、前記入力部によって前記情報が入力されたときに、前記テーブルに基づいて、前記センサ部の向きに対応する前記特定放射周波数を求め、前記制御信号を前記動体検知ユニットに送信する、請求項４に記載のケアサポートシステム。
【請求項６】
前記管理制御部は、前記管理サーバーと通信可能な外部端末から、前記センサ部の向きに関する情報を受信したときに、前記テーブルに基づいて、前記センサ部の向きに対応する前記特定放射周波数を求め、前記制御信号を前記動体検知ユニットに送信する、請求項４または５に記載のケアサポートシステム。
【請求項７】
前記動体検知ユニットは、
居室内を撮影して画像を取得する撮像部と、
前記撮像部にて取得された画像から、画像認識によって居室内のベッドまたは布団の位置を認識して就寝場所を特定する画像認識部とをさらに含み、
前記管理制御部は、前記動体検知ユニットから出力される、前記画像および前記就寝場所の情報に基づいて、前記画像内での前記就寝場所に対応する画角および前記センサ部の向きを把握し、前記テーブルに基づいて、前記センサ部の向きに対応する前記特定放射周波数を求め、前記制御信号を前記動体検知ユニットに送信する、請求項４から６のいずれかに記載のケアサポートシステム。
【請求項８】
前記センサ部の向きを規定する角度は、水平面に垂直な方向を回転軸として前記センサ部が回転するときのヨー角、および前記水平面に平行な方向を回転軸として前記センサ部が回転するときのピッチ角を含む、請求項１から７のいずれかに記載のケアサポートシステム。
【請求項９】
前記センサ部と保持部を介して一体的に設けられ、前記センサ部から放射される前記電波の指向性を制御するレドームレンズをさらに含む、請求項１から８のいずれかに記載のケアサポートシステム。
【請求項１０】
前記テーブルは、前記筐体内での前記センサ部の異なる向きごとに、前記ノイズレベルが最小となるような前記特定放射周波数を規定している、請求項１から９のいずれかに記載のケアサポートシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被検者の居室に設置される動体検知ユニットの筐体内に配置されるセンサ部が、電波の放射および受信によって被検者の生体情報（例えば呼吸状態）を検知するケアサポートシステムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、物体に向けて電波を放射し、物体で反射してドップラーシフトした反射波を受信することで、物体の動きを検知するドップラーセンサが種々提案されている。このようなドップラーセンサでは、検知精度を上げるために、クラッターと呼ばれる不要なノイズ（検知対象以外の物体での反射波）を極力低減することが必要とされる。そこで、例えば特許文献１では、検知対象の物体が存在しない状態（クラッターのみが存在する状態）で取得した信号と、検知対象の物体が存在する状態（物体およびクラッターが存在する状態）で取得した信号との差をとることにより、ノイズとなるクラッター信号を除去するようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−３２８９号公報（請求項１、段落〔００２２〕、〔００２３〕等参照）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
近年では、介護施設や病院などにおいて、被介護者等の被検者の日常の生活を支援することを目的として、ドップラーセンサ（以下、センサ部とも称する）を用いて被検者の状態を検知し、これをサーバーで管理するケアサポートシステムが利用されつつある。このようなケアサポートシステムにおいても、センサ部での検知精度を上げることが望まれるが、このときに上記した特許文献１の方法を適用することは、以下の理由により適切ではない。【０００５】
上記した特許文献１の方法は、観測したい信号（物体での反射波）がクラッター信号よりも大きい場合のみ有効である。観測したい信号がクラッター信号よりも小さい場合、観測したい信号がクラッター信号の中に埋もれてしまうため、減算処理を行うと、観測したい信号を検知することができなくなる。特に、介護施設では、高齢者が入居している場合が多く、高齢者の場合、センサ部で検知される信号（例えば呼吸信号）は、中年層や若年層の人に比べて小さい。このため、観測したい信号（呼吸信号）がクラッター信号よりも小さい場合が多い。したがって、ケアサポートシステムでは、減算処理によってクラッター信号を除去する方法は採用できない。【０００６】
また、介護施設では、高齢や身体不自由などの理由により、一日の大半を居室内で過ごす被介護者も多い。このため、介護施設で構築されるケアサポートシステムにおいて、居室内で被介護者が存在せず、クラッターのみが存在する状況を自由に作り出すことができない。このため、ケアサポートシステムの用途では、クラッターのみが存在する状況を故意に作り出して減算処理を行う特許文献１の方法を使用することは困難である。【０００７】
また、ケアサポートシステムにおいて、センサ部（ドップラーセンサ）は筐体で覆われており、例えば居室の天井に設置される。そして、センサ部の向きは、通常、居室内のベッドや布団の方向を向くように調整される（就寝中の呼吸状態を検知するため）。センサ部の向きを調整すると、センサ部とその前方の筐体との相対的な位置関係（例えば相対距離）が変化するため、センサ部から放射される電波の放射周波数を一定としたとき、センサ部の向きによっては、センサ部から放射されて筐体内面で反射され、センサ部に戻ってくる不要な反射波（クラッター）が増大し、センサ部の向きによって検知性能がばらつく。したがって、センサ部がどの向きに設定されても、筐体との相対位置の変化に起因するノイズの増大を抑え、センサ部の向きによる検知性能のばらつきを抑えることが望まれる。【０００８】
本発明は、上記の問題点を解決するためになされたもので、その目的は、クラッター信号の減算処理を行うことなく、ノイズとなるクラッターを低減してセンサ部（ドップラーセンサ）での検知精度を上げるとともに、センサ部の向きによる検知性能のばらつきを抑えることができるケアサポートシステムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の一側面に係るケアサポートシステムは、被検者の居室に設置される動体検知ユニットの筐体内に配置され、電波の放射および受信によって被検者の生体情報を検知するセンサ部と、前記電波の放射周波数を制御する放射制御部と、前記筐体内での前記センサ部の異なる向きごとに、前記センサ部にて検知されるノイズレベルが、前記生体情報を検知可能な所定レベルよりも小さくなるような特定放射周波数を規定したテーブルを記憶する記憶部とを含み、前記放射制御部は、前記センサ部の向きの設定に応じて、前記センサ部から放射される前記電波の放射周波数を、前記テーブルに基づいて得られる、前記センサ部の向きに対応する前記特定放射周波数に切り替える。
【発明の効果】
【００１０】
ケアサポートシステムにおいて、クラッター信号の減算処理を後処理で行うことなく、ノイズとなるクラッターを低減してセンサ部での検知精度を上げるとともに、センサ部の向きによる検知性能のばらつきを抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施の一形態に係るケアサポートシステムの概略の構成を示す説明図である。
【図２】上記ケアサポートシステムの動体検知ユニットが設置された居室内の様子を模式的に示す説明図である。および第２の電波検出部が設置された居室内の様子を模式的に示す説明図である。
【図３】上記動体検知ユニットの概略の構成を示すブロック図である。
【図４】上記動体検知ユニットが有する光学検出部の詳細な構成を示すブロック図である。
【図５】上記光学検出部での撮影によって取得された画像の一例を模式的に示す説明図である。
【図６】上記動体検知ユニットの筐体の前カバーの取付状態および離脱状態のそれぞれにおける、上記動体検知ユニットおよび電波検出部の断面図である。
【図７】上記電波検出部から出力される、無人のときの検知信号のフーリエ変換スペクトルの一例を示す説明図である。
【図８】被介護者の呼吸状態を検知したときの、検知信号のフーリエ変換スペクトルを示す説明図である。
【図９】図６で示した動体検知ユニットの内部で発生するクラッター信号の発生経路を模式的に示す説明図である。
【図１０】上記電波検出部のセンサ部にて検知される呼吸信号の大きさと、ノイズレベルとの関係を模式的に示す説明図である。
【図１１】無人のときに上記センサ部にて検知される信号のフーリエ変換スペクトルを、クラッター信号の大小のそれぞれについて示す説明図である。
【図１２】クラッター信号が呼吸信号のパワーレベルよりも大きい場合の、上記センサ部での検知信号のフーリエ変換スペクトルを示す説明図である。
【図１３】波の干渉現象を説明するための説明図である。
【図１４】居室内の複数のベッドの位置に応じて変化する上記センサ部の向きを示す説明図である。
【図１５】レドーム角度とノイズレベルとの関係の一例を示す説明図である。
【図１６】送信波の放射周波数を変化させた場合の、送信波、反射波および合成波の各波形を模式的に示す説明図である。
【図１７】異なる放射周波数でのノイズレベルのレドーム角度依存性を示す説明図である。
【図１８】具体例１のケアサポートシステムの構成を示すブロック図である。
【図１９】上記ケアサポートシステムの記憶部に記憶されるテーブルの一例を示す説明図である。
【図２０】図１７で示したノイズレベルのレドーム角度依存性に基づいて得られる、特定放射周波数の一例を示す説明図である。
【図２１】上記特定放射周波数の他の例を示す説明図である。
【図２２】具体例２のケアサポートシステムの構成を示すブロック図である。
【図２３】具体例３のケアサポートシステムにおいて、記憶部に記憶されるテーブルの一例を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明の実施の一形態について、図面に基づいて説明すれば、以下の通りである。
【００１３】
〔ケアサポートシステムの概略〕
図１は、本実施形態のケアサポートシステム１の概略の構成を示す説明図である。ケアサポートシステム１は、介護施設や一般住宅に入居している被介護者や、病院に入院している患者（被看護者）の日常の生活を支援するためのシステムであり、見守りシステムとも呼ばれている。被介護者および被看護者は、ケアサポートシステム１による支援の対象、つまり、後述する画像認識システム２０や電波検出部３０での認識や検出等によって管理される対象者（被検者）である。ここでは、例として、ケアサポートシステム１が介護施設内で構築されている場合について説明する。
【００１４】
介護施設には、スタッフステーション１００および居室１０１が設けられている。スタッフステーション１００は、介護施設で過ごす被介護者の生活をサポートする介護者のいわゆる詰め所である。このスタッフステーション１００には、管理サーバー１００ａおよび表示部１００ｂが設けられている。管理サーバー１００ａは、通信回線２００を介して、居室１０１に設置される後述の動体検知ユニット１０と通信可能に接続される端末装置であり、中央演算処理装置（ＣＰＵ；Central Processing Unit）を含んで構成される。なお、通信回線２００は、例えば有線ＬＡＮ（Local Area Network）で構成されるが、無線ＬＡＮであっても勿論構わない。
【００１５】
管理サーバー１００ａは、通信回線２００を介して、動体検知ユニット１０から送信（出力）される各種の情報（例えば居室１０１内の撮影画像や被介護者の生体情報）を受信して管理するとともに、受信した情報を表示部１００ｂに表示する処理を行う。これにより、介護施設の介護者は、表示部１００ｂに表示された情報を見て、居室１０１内の様子や被介護者の生体情報を把握することができる。表示部１００ｂは、例えばパーソナルコンピュータのディスプレイで構成することができる。また、後述する画像認識システム２０での画像認識処理により、被介護者が床面で転倒するなど、被介護者の動作が異常であることが認識されたときには、管理サーバー１００ａは、動体検知ユニット１０からその旨の情報を受信して、動体検知ユニット１０の光学検出部２３で取得される居室１０１内の撮影画像のデータを、介護者が所有する携帯端末に送信し、被介護者の異常を介護者に知らせることも可能である。なお、管理サーバー１００ａから上記携帯端末への画像データの送信時には、画像のサイズや解像度は適宜調整される。
【００１６】
居室１０１は、介護施設において少なくとも１つ設けられており、図１では例として居室１０１が２つ設けられている場合を示している。各居室１０１内には、被介護者が使用するベッド１０２が１つ設置されている。なお、１つの居室１０１内に被介護者が二人以上入居する場合、被介護者の各々に対応する複数のベッド１０２が設置される。
【００１７】
図２は、動体検知ユニット１０が設置された居室１０１内の様子を模式的に示す説明図である。図１および図２に示すように、動体検知ユニット１０は、各居室１０１の天井部１０１ａに設置され、通信回線２００と通信可能に接続されている。居室１０１が複数のベッド１０２が設置された多床室である場合、動体検知ユニット１０は各ベッド１０２に対応して居室１０１の天井部１０１ａに設置される。
【００１８】
上述したケアサポートシステム１は、少なくとも１つの居室１０１に設置される動体検知ユニット１０（少なくとも１つの動体検知ユニット１０）と、スタッフステーション１００に設けられた管理サーバー１００ａとを、通信回線２００を介して通信可能に接続して構成されている。
【００１９】
〔動体検知ユニット〕
次に、上記した動体検知ユニット１０の詳細について説明する。図３は、動体検知ユニット１０の概略の構成を示すブロック図である。動体検知ユニット１０は、居室１０１内の被介護者の情報を検知するユニットであり、筐体１１（図６参照）内に、画像認識システム２０、電波検出部３０およびユニット制御部４０を備えている。動体検知ユニット１０は、上記の電波検出部３０をはじめ、後述する光学検出部２３など、種々のセンサを備えていることから、センサボックスとも呼ばれる。
【００２０】
画像認識システム２０は、照明部２１、照明制御部２２および光学検出部２３を備えている。照明部２１は、暗闇での撮影を可能にすべく、赤外線（例えば近赤外光）を発光するＬＥＤ（Light Emitting Diode）を含んで構成されており、居室１０１の天井部１０１ａの中央部に位置して、居室１０１内を照明する。例えば、照明部２１は、複数のＬＥＤを有しており、居室１０１内の床面１０１ｂ（図２参照）や、天井部１０１ａと床面１０１ｂとをつなぐ壁を照明する。照明制御部２２は、例えばＣＰＵで構成されて、照明部２１による照明（赤外線の発光）を制御する。
【００２１】
光学検出部２３は、照明部２１の照明のもとで居室１０１内を撮影して画像を取得する撮像部であり、例えばカメラで構成される。図４は、光学検出部２３の詳細な構成を示すブロック図であり、図５は、光学検出部２３での撮影によって取得された画像の一例を模式的に示している。光学検出部２３は、居室１０１の天井部１０１ａ（図２参照）の中央部に、照明部２１と隣接して配置されており、撮影によって視野方向が直下である直上視点の画像を取得する。この光学検出部２３は、レンズ５１、撮像素子５２、ＡＤ変換部５３、画像処理部５４および制御演算部５５を備えている。
【００２２】
レンズ５１は、例えば固定焦点レンズであり、一般的な超広角レンズや魚眼レンズで構成されている。超広角レンズとしては、対角画角が１５０°以上のレンズを用いることができる。これにより、図５で示したように、天井部１０１ａから居室１０１の全体を撮影することが可能となり、室内の被介護者と部屋全体とを死角レスで撮影することが可能となる。
【００２３】
撮像素子５２は、例えばＣＣＤ（Charge Coupled Device）やＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）といったイメージセンサで構成されている。撮像素子５２は、真っ暗な環境でも被介護者の状態が画像として検出できるように、ＩＲカットフィルタを除去して構成されている。撮像素子５２からの出力信号は、ＡＤ変換部５３に入力される。
【００２４】
ＡＤ変換部５３は、撮像素子５２によって撮像された画像のアナログの画像信号を受信し、そのアナログの画像信号をデジタルの画像信号に変換する。ＡＤ変換部５３から出力されるデジタルの画像信号は、画像処理部５４に入力される。
【００２５】
画像処理部５４は、ＡＤ変換部５３から出力されるデジタルの画像信号を受信し、そのデジタルの画像信号に対して、例えば黒補正、ノイズ補正、色補間、ホワイトバランスなどの画像処理を実行する。画像処理部５４から出力される画像処理後の信号は、後述する画像認識部２５に入力される。
【００２６】
制御演算部５５は、撮像素子５２の制御に関する例えばＡＥ（Automatic Exposure）などの演算を実行するとともに、撮像素子５２に対して露光時間やゲインなどの制御を実行する。また、制御演算部５５は、必要に応じて、照明部２１に対して好適な光量設定や配光設定などの演算を実行するとともに、制御を実行する。なお、制御演算部５５に、上述の照明制御部２２の機能を持たせるようにしてもよい。
【００２７】
上記の画像処理部５４および制御演算部５５は、例えば別々のＣＰＵで構成されるが、１つのＣＰＵで一体的に構成されてもよいし、画像処理や演算処理を行う専用の回路でそれぞれ構成されてもよい。
【００２８】
上記した画像認識システム２０は、さらに、記憶部２４および画像認識部２５を備えている。
【００２９】
記憶部２４は、ユニット制御部４０が実行する制御プログラムや各種の情報を記憶するメモリであり、例えばＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、不揮発性メモリなどで構成されている。
【００３０】
画像認識部２５は、光学検出部２３にて取得された画像の画像データに対して画像認識処理を行う。より具体的には、画像認識部２５は、光学検出部２３の画像処理部５４が画像処理を実行した後の信号を受信し、例えば対象物の輪郭を抽出してパターンマッチング等の手法で形状を認識する画像認識処理を実行する。これにより、画像認識部２５は、居室１０１内にいる被介護者の状態を認識することができる。
【００３１】
ここで、居室１０１内にいる被介護者の状態としては、起床、離床、入床、転倒などが想定される。起床は、被介護者が目を覚ましてから、ベッドの上で体を起こすまでの状態を指す。離床は、被介護者がベッドの上で体を起こしてから、床面に降りてベッドから離れるまでの状態を指す。入床は、被介護者が床面からベッドの上に上がり、横になるまでの動作を指す。転倒は、被介護者が床面上で転倒する動作を指す。上記の起床、離床、入床、転倒は、被介護者の体の大きさ動作（体動）を伴う点で、電波検出部３０で検出される微体動（呼吸等による体の微小な動き）と区別される。
【００３２】
なお、画像認識部２５は、画像認識によって、居室１０１内のベッド１０２や布団の形状および位置も認識することができる。
【００３３】
電波検出部３０は、電波の放射および受信によって居室１０１内の動体を検出するブロックであり、不図示の放射部から例えば２４ＧＨｚ帯のマイクロ波を各居室のベッドに向けて放射し、被介護者にて反射してドップラーシフトした反射波を不図示の受信部にて受信する。これにより、電波検出部３０は、受信した反射波から被介護者の生体情報（呼吸状態、睡眠状態、心拍数などの情報）を検出することができる。
【００３４】
なお、被介護者が呼吸しているとき（睡眠中も含む）、被介護者の呼吸による体の微小な動き（微体動）が生じる。このため、被介護者の呼吸状態や睡眠状態を検出することは、被介護者の微体動を検出するのと同じである。このことから、電波検出部３０は、被介護者（被検者）の微体動を検出する微体動検出部として機能しているとも言うことができる。
【００３５】
ユニット制御部４０は、画像認識システム２０および電波検出部３０の動作を制御するとともに、画像認識システム２０および電波検出部３０から得た情報に対して画像処理や信号処理を行い、得られた結果を被介護者の状態に関する情報として管理サーバー１００ａに出力する制御基板である。このユニット制御部４０は、主制御部４１、情報処理部４２、およびインターフェース部４３を備えており、さらに上記した記憶部２４および画像認識部２５を備えている。なお、記憶部２４および画像認識部２５は、ユニット制御部４０とは独立して設けられていてもよい。
【００３６】
主制御部４１は、動体検知ユニット１０内の各部の動作を制御するＣＰＵで構成されている。情報処理部４２および画像認識部２５は、上記のＣＰＵで構成されてもよいし（主制御部４１と一体化されていてもよいし）、他の演算部や、特定の処理を行う回路で構成されてもよい。
【００３７】
情報処理部４２は、画像認識システム２０の光学検出部２３から出力される情報（例えば画像データ）や、電波検出部３０から出力される情報（例えば呼吸状態に関するデータ）に対して、所定のアルゴリズムに基づいた信号処理を行う。信号処理によって得られた情報は、画像認識システム２０（特に画像認識部２５）での画像認識に利用される。
【００３８】
インターフェース部４３には、通信回線２００のネットワークケーブル（不図示）が電気的に接続される。画像やマイクロ波に基づいて動体検知ユニット１０が検出した被介護者の状態に関する情報は、インターフェース部４３および通信回線２００を介して管理サーバー１００ａに送信される。
【００３９】
〔電波検出部についての補足〕
次に、上記した電波検出部３０について説明を補足する。図６は、筐体１１の後述する本体１１ｂに対する前カバー１１ａの取付状態および離脱状態のそれぞれにおける、動体検知ユニット１０および電波検出部３０の断面図である。電波検出部３０は、センサ部３１と、レドームレンズ３２とを有している。
【００４０】
センサ部３１は、電波の放射および受信によって被介護者の生体情報を個別に検出するためのマイクロ波ドップラーセンサによって構成されるチップであり、基板３３に搭載されている。このセンサ部３１は、ＲＦＬＳＩ（高周波用集積回路素子）や、電波を送受信するための送信アンテナおよび受信アンテナを含んで構成されている。
【００４１】
レドームレンズ３２は、センサ部３１を保護するとともに、センサ部３１から放射される電波の指向性を制御する（例えば狭くする）ための電波レンズであり、センサ部３１の前方（電波放射側）に位置するように、保持部３４を介してセンサ部３１と一体的に設けられている。レドームレンズ３２は、例えばセンサ部３１側の面３２ａが平面で、センサ部３１とは反対側の面３２ｂが電波放射側に凸形状の平凸レンズで構成されており、その主軸がセンサ部３１の中心を通るように保持部３４で保持されている。それゆえ、センサ部３１の向きは、レドームレンズ３２の主軸の方向と一致している。
【００４２】
ここで、レドームレンズ３２の主軸とは、レドームレンズ３２の面３２ｂの曲率中心を通り、面３２ａに垂直な軸であり、光軸または回転対称軸と同義である。また、上記した「センサ部３１の向き」を規定する角度は、水平面（ここでは動体検知ユニット１０が設置される居室１０１の天井部１０１ａを想定）に垂直な方向を回転軸としてセンサ部３１が回転するときのヨー角、および上記水平面に平行な方向を回転軸としてセンサ部３１が回転するときのピッチ角によって規定されるが、ここでは説明の理解をしやすくするために、特に断らない限り、ピッチ角を指すものとする。
【００４３】
また、ここでは、水平面に平行な面内で互いに垂直な２つの回転軸を考えたときに、一方の回転軸（例えば左右方向）を中心として回転するときの回転角であるピッチ角と、他方の回転軸（例えば前後方向）を中心として回転するときの回転角であるヨー角とを区別する必要がないため（水平面に平行な方向の回転によって上記一方の回転軸は上記他方の回転軸にもなり得るため）、両者はピッチ角として統一して扱うことにする。
【００４４】
また、上述した動体検知ユニット１０の筐体１１は、レドームレンズ３２の前方（センサ部３１とは反対側）に位置する前カバー１１ａと、残りの本体１１ｂとを含んで構成されている。前カバー１１ａは、本体１１ｂに対して着脱自在に設置されている。これにより、後述するように就寝中の被介護者の呼吸状態をセンサ部３１で検知すべく、センサ部３１の向きを、ベッド１０２の方向を向くように調整する際には、本体１１ｂから前カバー１１ａを取り外して調整することが可能となる。センサ部３１の向きの調整が完了すると、前カバー１１ａは本体１１ｂに再び装着される。
【００４５】
センサ部３１が搭載される上記の基板３３は、固定部材３８に固定されている。そして、固定部材３８は、センサ部３１の向きを変更できるように、筐体１１の本体１１ｂに固定された支持体３９に回動自在に支持されている。
【００４６】
〔センサ部の向きとノイズレベルとの関係について〕
次に、上記したセンサ部３１の向きと、センサ部３１にて検知されるノイズレベルとの関係について説明する。
【００４７】
（ノイズレベルについて）
ドップラーセンサで構成されるセンサ部３１にて検知される信号（データ）は、時系列の（連続した）振幅データとして得られる。これらのデータをフーリエ変換することにより、周波数領域での信号解析が可能となる。例えば、居室１０１内に被介護者がいないとき、センサ部３１にて検知される信号のフーリエ変換スペクトルは、図７のような波形として得られる。なお、図７の縦軸のパワーレベルは、便宜的に、センサ部３１にて検出される電波の強さ（ｄＢ）に対応する任意単位（arbitary unit）で示している。ノイズレベルとは、図７で示したスペクトル、つまり、検知対象である被介護者が居室１０１にいないときに、センサ部３１にて検知される信号の大きさ（パワーレベル）を指す。
【００４８】
一方、居室１０１内のベッド１０２で寝ている被介護者の呼吸状態をセンサ部３１で検知したとき、検知信号のフーリエ変換スペクトルは、例えば図８のような波形となり、上記のノイズレベルに、呼吸信号が上乗せされたようなスペクトルとなる。このとき、呼吸周波数（約０．２Ｈｚ（１２回／分）付近）での信号レベルと、ノイズレベルとの比がＳ／Ｎ（signal to noise）比となり、このＳ／Ｎ比が大きいほど、呼吸状態の検知精度が高くなる。なお、Ｓ／Ｎ比が大きいと、呼吸周波数のみならず、その高調波成分も検知できる。
【００４９】
したがって、良好なＳ／Ｎ比で呼吸信号を検知するためには、ノイズレベルを、被介護者の生体情報の検知信号（呼吸信号）のレベルよりもできるだけ小さくすることが望ましい。つまり、センサ部３１での検知精度を上げるためには、センサ部３１にて検知されるノイズレベルを極力低減することが必要である。
【００５０】
ここで、本願発明者らによる種々の検討および解析の結果、ノイズレベルを悪化させる主要因は、クラッター信号であることが分かっている。クラッター信号とは、ドップラーシフトしていない受信波、つまり、放射電波（送信波）と同一の周波数の受信波のことである。本来、ドップラーセンサは、送信波が動く物体で反射されて戻ってくる反射波を検知するセンサであるが、送信波も電波であるため、動いていない静止物体で直接反射されてセンサで受信される反射波も存在する。その直接反射波のことを、クラッター信号と呼ぶ。
【００５１】
通常、ドップラーセンサ内部には、クラッターキャンセル回路が内蔵されており、フィルタ等を使用した電気的な処理によってクラッター信号をキャンセルさせる機能が備わっている。しかし、センサの電波送信部（送信アンテナ）の近傍に反射物体が存在する場合は、クラッターキャンセル回路でキャンセルできる能力以上のクラッター信号が発生してしまう。
【００５２】
図９は、図６で示した動体検知ユニット１０の内部で発生するクラッター信号の幾つかの発生経路を模式的に示している。上記クラッター信号の発生経路は、主に、以下の３つである。
（１）センサ部３１の送信アンテナから送信された電波が、受信アンテナに直接入射する（漏れ込む）経路Ａ。
（２）センサ部３１の送信アンテナから送信された電波が、送信アンテナの極近傍に位置する静止物体であるレドームレンズ３２のセンサ部３１側の面３２ａで反射されてセンサ部３１に直接入射する経路Ｂ。
（３）センサ部３１の送信アンテナから送信された電波が、送信アンテナの近傍に位置する静止物体である筐体１１の前カバー１１ａの内面で反射されてセンサ部３１に直接入射する経路Ｃ。
【００５３】
上記３つの経路Ａ〜Ｃのうち、経路Ｃで発生するクラッター信号の影響が他の経路で発生するクラッター信号に比べて、ノイズへの影響が最も大きい。これは、経路Ａおよび経路Ｂで発生するクラッター信号については、センサ部３１の設計、および電波検出部３０の設計（センサ部３１とレドームレンズ３２との位置関係の設定を含む）によって、ある程度抑えることができるが、経路Ｃで発生するクラッター信号については、センサ部３１と前カバー１１ａとの相対的な位置関係が固定でないため（居室１０１内のベッド１０２の位置によってセンサ部３１の向きが変化するため）、設計でコントロールすることができないことによる。
【００５４】
ここで、図１０は、センサ部３１にて検知される呼吸信号の大きさと、ノイズレベルとの関係を模式的に示しており、上図はノイズレベルが相対的に小さい場合を、下図はノイズレベルが相対的に大きい場合を示している。なお、同図において、横軸の「呼吸信号の大きさ」は、図８で示した検知信号のフーリエ変換スペクトルの、呼吸検知区間（例えば呼吸周波数（０．２Ｈｚ付近）を含む０．１〜０．５Ｈｚの呼吸周波数帯）における積分値（面積）に相当し、呼吸信号の小さい人（例えば高齢者）は、横軸の中央（呼吸信号の大きさが標準的な人）に対して左側に分布し、呼吸信号の大きい人（例えば若年層の人）は、横軸の中央に対して右側に分布する。また、縦軸の「頻度」とは、ある呼吸信号の大きさを示す人のトータルの数（度数）に対応している。また、図１０で示すノイズレベルは、無人のときにセンサ部３１にて検知される信号の上記呼吸検知区間での積分値に相当する。
【００５５】
図１０の上図のように、呼吸信号の大きさの分布に対して、ノイズレベルが十分小さければ、呼吸信号が小さくてもその呼吸信号を検知できる（呼吸信号を失報することはない）。しかし、図１０の下図のように、クラッター信号によってノイズレベルが悪化（増大）すると、ノイズレベル以下の呼吸信号はノイズレベルに埋もれてしまうため、上記呼吸信号を検知できない（呼吸信号を失報する）。したがって、呼吸信号の検知精度を上げるためには、クラッター信号によるノイズレベルの増大を抑えることが必要である。
【００５６】
また、図１１は、居室１０１内に被介護者がいないときに、センサ部３１にて検知される信号のフーリエ変換スペクトルであって、クラッター信号が大きい場合と小さい場合とを示している。クラッター信号によって発生するノイズは、全周波数に発生するホワイトノイズであるため、クラッター信号が大きい場合は、クラッター信号が小さい場合に比べて、パワーレベル全体が上方にオフセットされたようなスペクトルとなる。
【００５７】
図１２は、被介護者の呼吸信号の取得時の検知信号のフーリエ変換スペクトルであって、クラッター信号が、検知したい呼吸信号のパワーレベルよりも大きい場合を示している。同図のように、クラッター信号によって持ち上がったノイズレベルよりも、検知したい呼吸信号のレベルが小さい場合、検知したい呼吸信号がノイズに埋もれてしまうため、呼吸信号を検知できなくなることがわかる。
【００５８】
前述の特許文献１のように、ノイズレベルを減算処理してクラッター信号をキャンセルする場合、図８で示したように、検知したい呼吸信号のパワーレベルがノイズレベルよりも大きければ、上記減算処理によってクラッター信号をキャンセルすることができる。しかし、図１２のように、呼吸信号のパワーレベルがノイズレベルよりも小さい場合、呼吸信号がノイズに埋もれているため、上記減算処理を行っても呼吸信号を検知することができない。ケアサポートシステム１では、呼吸信号が決して大きくはない高齢者も被検者に含まれ、クラッター信号もかなり大きい場合を想定しているため、特許文献１のような減算処理でクラッター信号をキャンセルする手法を採用することはできない。そのため、減算処理以外の方法で、クラッター信号を低減することが必要となる。
【００５９】
ところで、上記のクラッター信号は、波の干渉現象と同様に、送信波と反射波との合成波であると考えられる。波の場合、固定端の位置によって合成波が強まったり、弱まったりする。クラッター信号の場合、固定端は、図９で示したレドームレンズ３２（面３２ａ）や筐体１１の前カバー１１ａに相当する。したがって、レドームレンズ３２や前カバー１１ａと、センサ部３１（特に送信アンテナ）との位置関係によって、クラッター信号も強まったり、弱まったりする。つまり、図１３の上図に示すように、固定端での反射波が送信波（入射波）と逆位相となるような位置に固定端がある場合、送信波と反射波とは互いに打ち消される（振幅がゼロの合成波（定常波）が得られる）。一方、図１３の下図に示すように、固定端での反射波が送信波と同位相となるような位置に固定端がある場合、送信波と反射波とは互いに強め合う（振幅が送信波の２倍である合成波（定常波）が得られる）。
【００６０】
図１４は、居室１０１内の複数のベッド１０２の位置に応じて変化するセンサ部３１の向きを模式的に示している。なお、図１４では、天井部１０１ａ（水平面）に垂直な鉛直方向を基準（０°）とし、その鉛直方向からのセンサ部３１のピッチ角θ（ここではレドームレンズ３２の主軸の角度（レドーム角度）とする）を、ベッド１０２の位置に応じて、θ＝０°から、θ＝＋２０°およびθ＝＋４５°に変化させた場合を示している。ケアサポートシステム１では、センサ部３１により、被介護者Ｐの就寝中に、ベッド１０２に横たわっている被介護者Ｐの呼吸状態を検知するため、天井部１０１ａに設置された動体検知ユニット１０内のセンサ部３１は、ベッド１０２の方向に向けられて運用される。
【００６１】
同図に示すように、センサ部３１の向きをベッド１０２の位置に応じて変化させても、センサ部３１（特に送信アンテナ）とレドームレンズ３２との相対的な位置関係（相対距離）は変化しないが、センサ部３１と前カバー１１ａとの相対的な位置関係（相対距離）は変化する。このことは、居室１０１内に設置されるベッド１０２の位置によって（動体検知ユニット１０とベッド１０２との距離、および動体検知ユニット１０から見たベッド１０２の方角によって）、センサ部３１と前カバー１１ａとの相対距離が変化することを意味する。
【００６２】
このように、センサ部３１の向きによって、センサ部３１と前カバー１１ａとの相対的な位置関係が変化すると、センサ部３１に対して、図１３で示した固定端（前カバー１１ａ）の位置が変化する。これは、センサ部３１の向きによってクラッター信号の大きさ（合成波の振幅、レベル）が変化し、センサ部３１にて検知されるノイズレベルがセンサ部３１の向きによって変化することを意味する。
【００６３】
図１５は、レドーム角度とノイズレベルとの関係の一例を示している。ただし、同図では、センサ部３１からの電波の放射周波数（送信波周波数）はＡ（Ｈｚ）で一定とする。また、縦軸のノイズレベルは、無人のときにセンサ部３１にて検知される信号のフーリエ変換スペクトルにおける呼吸検知区間の積分値を指す。レドーム角度θ１〜θ４のそれぞれにおいて、センサ部３１と前カバー１１ａとの相対距離が異なるため、同図のように、ノイズレベルがレドーム角度に応じて変化していることがわかる。つまり、ノイズレベルにレドーム角度依存性がある。このような特性では、動体検知ユニット１０とベッド１０２との位置関係（設定されるセンサ部３１の向き）によって、検知されるノイズレベルが異なり（ばらつき）、センサ部３１の向きによって微体動検知能力に差が出ることになる。
【００６４】
〔ノイズレベルを低減する考え方〕
センサ部３１の向きによるノイズレベルのばらつきを抑えるためには、センサ部３１の向きを変化させたときに、検知されるノイズレベルの変化を抑えることが必要であり、そのためには、例えば、センサ部３１の向きごとに、固定端となる前カバー１１ａの位置を、ノイズレベルが小さくなる位置（クラッター信号を打ち消すことができる位置）に変化させればよいとも考えられる。しかし、動体検知ユニット１０において、センサ部３１の向きごとに前カバー１１ａを上記の位置を変化させることは現実的には困難であり（ほぼ不可能に近く）、また、センサ部３１の向きによらずにノイズレベルを低減できるような、前カバー１１ａの形状の設計も実際には困難である。
【００６５】
そこで、再び波の性質に戻って検討する。波の場合、固定端の位置は同じであっても、送信波の周波数（放射周波数）を変えることにより、合成波の大きさを下げることができる。図１６は、送信波の放射周波数をＡ（Ｈｚ）、Ｂ（Ｈｚ）、Ｃ（Ｈｚ）とした場合の、送信波、反射波および合成波の各波形を模式的に示している。なお、Ｂ＝１．１Ａであり、Ｃ＝０．９Ａである。同図のように、固定端の位置は同じであっても、送信波の放射周波数を変化させることにより、合成波の大きさ（振幅）は変化する。例えば、放射周波数がＢおよびＣの場合、放射周波数がＡの場合よりも、合成波の振幅が送信波（または反射波）よりも３０〜４０％ほど小さくなっている。これは、放射周波数を変化させることで、固定端の位置での送信波の位相を変えているからである。
【００６６】
図１６に示すように、固定端の位置が同じであれば、送信波の放射周波数が変化すると、合成波の大きさ、つまり、クラッター信号の大きさも変化するため、ノイズレベルのレドーム角度依存性も放射周波数によって異なる特性を示す。図１７は、異なる放射周波数ＡおよびＢでのノイズレベルのレドーム角度依存性を示している。同図において、放射周波数Ａでは、レドーム角度が増大するに伴ってノイズレベルが増大する特性となっているが、放射周波数Ｂでは、レドーム角度が増大するに伴ってノイズレベルが減少する特性となっている。この結果、レドーム角度がθ１およびθ２では、放射周波数Ａのときにノイズレベルが最小となり、レドーム角度がθ３およびθ４では、放射周波数Ｂのときにノイズレベルが最小となっている。
【００６７】
したがって、レドーム角度ごとに、ノイズレベルが最小となるような放射周波数（特定放射周波数）を規定したテーブルをメモリに記憶させておき、設定されたレドーム角度に対応する特定放射周波数を上記テーブルから求め、そのような特定放射周波数でセンサ部３１から電波を放射させることにより、センサ部３１にて検出されるノイズレベルを、どのレドーム角度においても最小にすることができ、レドーム角度による検知性能のばらつきを低減することができる。本実施形態のケアサポートシステム１では、このような考え方に基づき、センサ部３１からの電波の放射周波数を制御するようにしている。以下、本実施形態のケアサポートシステム１の特徴的な構成について、具体例１〜３として説明する。
【００６８】
〔具体例１〕
図１８は、具体例１のケアサポートシステム１の構成を示すブロック図である。なお、同図では、便宜的に、画像認識ユニット２０の一部の構成を省略しているが、画像認識ユニット２０の構成は、図３で示した通りである。具体例１のケアサポートシステム１では、上述した電波検出部３０が、上記のセンサ部３１およびレドームレンズ３２等に加えて、記憶部３５と、放射制御部３６と、インターフェース部３７とをさらに備えている。インターフェース部３７は、ユニット制御部４０との間で情報または制御信号を入出力するためのインターフェースであり、入出力ポート（端子）を含む。
【００６９】
記憶部３５は、動体検知ユニット１０の筐体内でのセンサ部３１の異なる向き（ここではレドーム角度）ごとに、電波の放射によってセンサ部３１にて検知されるノイズレベルが、生体情報を検知可能な所定レベルよりも小さくなるような（例えばノイズレベルが最小となるような）特定放射周波数を規定したテーブルを記憶するメモリである。この記憶部３５は、例えばＲＡＭ、ＲＯＭ、不揮発性メモリなどで構成される。
【００７０】
図１９は、記憶部３５に記憶されるテーブルの一例を示している。また、図２０は、図１７で示したノイズレベルのレドーム角度依存性に基づいて得られる、特定放射周波数の一例を示している。図１７では、上述のように、レドーム角度θ１およびθ２については、放射周波数Ａのときにノイズレベルが最小となっており、レドーム角度θ３およびθ４については、放射周波数Ｂのときにノイズレベルが最小となっている。このため、具体例１では、図１９および図２０のように、レドーム角度θ１およびθ２については、放射周波数Ａを特定放射周波数として設定し、レドーム角度θ３およびθ４については、放射周波数Ｂを特定放射周波数として設定している。記憶部３５は、このようなレドーム角度と特定放射周波数との対応関係を示すテーブル（放射周波数設定テーブル）を記憶している。
【００７１】
放射制御部３６は、センサ部３１における電波の放射周波数を制御する制御部であり、例えばＣＰＵで構成される。特に、放射制御部３６は、センサ部３１の向きの設定に応じて、センサ部３１から放射される電波の放射周波数を、記憶部３５に記憶されたテーブルに基づいて得られる、センサ部３１の向き（レドーム角度）に対応する特定放射周波数に切り替える。
【００７２】
例えば、居室１０１内のベッド１０２の位置の変更に伴い、レドーム角度がθ２からθ３に変更された場合、放射制御部３６は、上記テーブルを参照して、レドーム角度θ３に対応する特定放射周波数（放射周波数Ｂ）を把握し、放射周波数を、レドーム角度θ２に対応する特定放射周波数（放射周波数Ａ）から、レドーム角度θ３に対応する特定放射周波数（放射周波数Ｂ）に切り替える。これにより、センサ部３１は、切り替え後の放射周波数Ｂで電波を放射することになる。
【００７３】
ここで、上記したレドーム角度の変更の有無は、撮影画像の画像認識を利用することで、放射制御部３６が判断することができる。すなわち、動体検知ユニット１０が光学検出部２３および画像認識部２５を有する構成では、光学検出部２３が居室１０１内を撮影して取得した画像から、画像認識部２５による画像認識（ベッド１０２の形状認識）によって、ベッド１０２の形状および位置を認識し、これによって被介護者の就寝場所を画像内で特定することができる。画像内で就寝場所を特定できると、就寝場所に対応する画角、つまり、画像内での就寝場所（ベッド１０２の位置）の縦方向および横方向のそれぞれの画角がわかる。センサ部３１は光学検出部２３とともに動体検知ユニット１０として居室１０１の天井部１０１ａに設置されており、センサ部３１の向きはベッド１０２の方向に向けられるため、画像内での就寝場所に対応する画角は、動体検知ユニット１０から見たベッド１０２の方向、つまり、センサ部３１の向きを示すと考えてもよい。したがって、放射制御部３６は、撮影画像の画像認識を利用して、センサ部３１の向きの変更（レドーム角度の変更）の有無を判断することができる。
【００７４】
以上のように、放射制御部３６により、センサ部３１の向きの設定に応じて、センサ部３１から放射される電波の放射周波数が、テーブルに基づいて、センサ部３１の向きに対応する特定放射周波数に切り替えられる。これにより、居室１０１内のベッド１０２の位置の変更によってセンサ部３１がどの向きに設定された場合でも、センサ部３１にて検知されるノイズレベルが最小となる。したがって、検知したい生体情報の信号（呼吸信号）が小さい場合でも、クラッターを含むノイズが最初から低減された状態で、その信号を確実に検知することが可能となる。よって、従来のように、クラッター信号を減算する後処理を行うことなくノイズを低減して、センサ部３１での検知精度を上げることができる。また、センサ部３１のどの向きにおいても、検知されるノイズレベルが最小となるため、センサ部３１の向きによって検知性能にばらつきが生じるのを抑えることが可能となる。
【００７５】
また、ノイズレベルの主要因となるクラッター信号には、図９で示した経路Ａ〜Ｃのほか、それ以外の経路でセンサ部３１に直接入射する電波（例えば共鳴条件を満足する電波）も含まれる。しかし、具体例１では、そのような直接入射波によるノイズも含めて、全体のノイズレベルが最小となる特定放射周波数を設定しているため、上記特定放射周波数への切り替えにより、全ての経路で発生するクラッター信号をまとめて低減して、全体のノイズを低減でき、これによってセンサ部３１での検知精度を確実に上げることができる。
【００７６】
また、動体検知ユニット１０は、上記の記憶部３５および放射制御部３６を含んでいるため、動体検知ユニット１０単独で（管理サーバー１００ａからの指示によらずに）、動体検知ユニット１０の内部処理によって、センサ部３１の向きの設定に応じた、特定放射周波数への切り替えを行うことができる。
【００７７】
特に、動体検知ユニット１０が、光学検出部２３および画像認識部２５を含む構成では、放射制御部３６は、撮影画像内での就寝場所（ベッド１０２の位置）に対応する画角に基づいて、センサ部３１の向きを把握することができる。これにより、放射制御部３６は、センサ部３１から放射される電波の放射周波数を、テーブルを参照して、センサ部３１の向きに対応する特定放射周波数に自動的に切り替えることが可能となる。つまり、センサ部３１の向きの変更や設定をトリガーとして、動体検知ユニット１０（電波検出部３０）自身で、センサ部３１の放射周波数を特定放射周波数に切り替えることが可能となる。
【００７８】
また、電波検出部３０のレドームレンズ３２は、センサ部３１と保持部３４を介して一体的に設けられているため、ベッド１０２の位置に応じて、レドームレンズ３２とともにセンサ部３１の向きがどのように変化しても、電波の指向性をレドームレンズ３２によって適切に制御しながら、上記特定放射周波数への切り替えによって、センサ部３１での検知精度を上げることができるとともに、センサ部３１の向きによる検知性能のばらつきを低減することができる。
【００７９】
また、記憶部３５に記憶されるテーブルは、筐体１１内でのセンサ部３１の異なる向き（レドーム角度）ごとに、ノイズレベルが最小となるような特定放射周波数を規定していている（図１９参照）。放射制御部３６は、上記テーブルを参照して、放射周波数をセンサ部３１の向きに対応する特定放射周波数に切り替えることで、電波の放射によってセンサ部３１にて検知されるノイズレベルが最小となる。その結果、センサ部３１にて検知すべき信号（例えば呼吸信号）を確実に取得することができる。
【００８０】
なお、テーブルに記憶される特定放射周波数は、ノイズレベルが最小となる放射周波数には限定されない。特定放射周波数は、センサ部３１にて検知されるノイズレベルが、生体情報を検知可能な所定レベルよりも小さくなるような放射周波数であればよい。
【００８１】
例えば、図２１は、レドーム角度ごとに設定される特定放射周波数の他の例を示している。同図に示すように、レドーム角度θ１およびθ２のときに、放射周波数Ａと放射周波数Ｂとの間の放射周波数Ｐ（Ｈｚ）であっても、センサ部３１にて検知されるノイズレベル（フーリエ変換スペクトルにおける呼吸検知区間の積分値）が、生体情報を検知可能な所定レベルＮｔｈよりも小さくなるのであれば、そのような放射周波数Ｐを特定放射周波数として設定してもよい。同様に、レドーム角度θ３およびθ４のときに、放射周波数Ａと放射周波数Ｂとの間の放射周波数Ｑ（Ｈｚ）であっても、センサ部３１にて検知されるノイズレベルが所定レベルＮｔｈよりも小さくなるのであれば、そのような放射周波数Ｑを特定放射周波数として設定してもよい。
【００８２】
放射周波数Ｐでは、放射周波数Ａに比べて、レドーム角度θ１およびθ２のときにノイズレベルが増大し、放射周波数Ｑでは、放射周波数Ｂに比べて、レドーム角度θ３およびθ４のときにノイズレベルが増大するが、それらのノイズレベルはいずれも、生体情報を検知可能な所定レベルＮｔｈよりも小さく、検知したい呼吸信号のレベルよりも小さいため、図１２のように、ノイズレベルが呼吸信号のレベルよりも大きく、呼吸信号がノイズレベルに埋もれてしまう場合に比べて、呼吸信号の検知精度を上げることができることに変わりはない。
【００８３】
なお、以上では、被介護者の就寝場所として、居室１０１内のベッド１０２を想定しているが、居室１０１内にベッド１０２を設置せず、床に布団を敷いて寝る被介護者については、上記布団を就寝場所として考えればよい。この場合でも、画像認識によって布団の形状および位置を認識して就寝場所を特定できるため、放射制御部３６は、画像内の就寝場所に対応する画角に基づいて、センサ部３１の向きを把握することができる。
【００８４】
なお、電波検出部３０の記憶部３５および放射制御部３６は、ユニット制御部４０に設けられていてもよく、また、ユニット制御部４０の記憶部２４および主制御部４１が、上記した記憶部３５および放射制御部３６の機能を兼ねていてもよい。
【００８５】
〔具体例２〕
図２２は、具体例２のケアサポートシステム１の構成を示すブロック図である。具体例２では、具体例１で説明したテーブルを、ケアサポートシステム１の管理サーバー１００ａに記憶させ、管理サーバー１００ａから動体検知ユニット１０側に上記テーブルから把握される特定放射周波数への切り替え要求を出し、この切り替え要求に基づいて、センサ部３１の放射周波数を切り替えるようにしている。より詳細には、以下の通りである。
【００８６】
ケアサポートシステム１の電波検出部３０は、図１８で示した具体例１の電波検出部３０から記憶部３５を省略した以外は、具体例１と同様の構成であり、センサ部３１およびレドームレンズ３２（図６等参照）に加えて、放射制御部３６と、インターフェース部３７とを有している。放射制御部３６は、センサ部３１における電波の放射を制御するが、管理サーバー１００ａの後述する管理制御部１１１からの制御信号に基づいて電波の放射を制御する点で、具体例１とは異なっている。
【００８７】
管理サーバー１００ａは、管理制御部１１１と、記憶部１１２と、入力部１１３と、インターフェース部１１４とを有している。インターフェース部１１４は、通信回線２００を介してユニット制御部４０との間で情報または制御信号を入出力するためのインターフェースであり、入出力ポート（端子）を含む。
【００８８】
管理制御部１１１は、管理サーバー１００ａの各部の動作を制御するＣＰＵで構成されている。記憶部１１２は、図１９で示した、レドーム角度と特定放射周波数との対応関係を示すテーブルを記憶するメモリであり、例えばハードディスクで構成されている。入力部１１３は、例えばキーボード、マウス、タッチパネルなどで構成され、センサ部３１の向きに関する情報を入力するために設けられている。
【００８９】
また、システムの利用者（管理者）は、管理サーバー１００ａと通信回線２００を介して無線通信可能な外部端末３００を所有（携帯）している。これにより、利用者は、外部端末３００を介して管理サーバー１００ａに種々の情報を提供することが可能である。外部端末３００としては、例えば、タブレットやスマートフォンなどの多機能型携帯端末や、ノート型パーソナルコンピュータなど、少なくとも入力部を有する端末を想定することができる。
【００９０】
上記システムの構成において、居室１０１内のベッド１０２の位置の変更に伴い、レドーム角度を変更した場合、システムの利用者は、管理サーバー１００ａの入力部１１３により、変更後のレドーム角度を入力したり、外部端末３００にて、変更後のレドーム角度を入力して、その情報を管理サーバー１００ａに送信する。すると、管理制御部１１１は、記憶部１１２に記憶されたテーブルを参照し、入力されたレドーム角度に対応する特定放射周波数を求め、求めた特定放射周波数への切り替えを要求する制御信号（設定コマンド）を、動体検知ユニット１０に送信する。動体検知ユニット１０は上記制御信号を受信し、放射制御部３６は、上記制御信号に基づいて、センサ部３１から放射される電波の放射周波数を、上記特定放射周波数に切り替える。これにより、センサ部３１は、切り替え後の特定放射周波数で電波を放射することになる。
【００９１】
具体例２のケアサポートシステム１では、管理サーバー１００ａが、上記テーブルを記憶した記憶部１１２を有しているため、動体検知ユニット１０に大容量のメモリを設ける必要がなくなり、動体検知ユニット１０の製造コストの低減および小型化を図ることができる。また、管理制御部１１１は、上記テーブルに基づいて得られる特定放射周波数への切り替えを要求する制御信号を動体検知ユニット１０に送信し、それを受けて、動体検知ユニット１０の放射制御部３６は、センサ部３１の放射周波数を特定放射周波数に切り替える。したがって、管理サーバー１００がセンサ部３１の放射周波数を管理する構成において、センサ部３１での検知精度を上げたり、センサ部３１の向きによる検知性能のばらつきを低減できるなどの、具体例１と同様の効果を得ることができる。
【００９２】
また、管理制御部１１１は、入力部１１３によってセンサ部３１の向きに関する情報が入力されたとき、または、外部端末３００から、上記情報を受信したときに、記憶部１１２のテーブルに基づいて、センサ部３１の向きに対応する特定放射周波数を求め、上記特定放射周波数への切り替えを要求する制御信号を動体検知ユニット１０に送信する。管理制御部１１１は、入力部１１３にて入力された情報または外部端末３００から受信した情報に基づき、センサ部３１の向きを把握でき、これによって、センサ部３１の向きに対応する特定放射周波数をテーブルに基づいて求めることができる。したがって、管理制御部１１１は、動体検知ユニット１０に対して、適切な特定放射周波数への切り替え要求（制御信号の送信）を行うことができる。
【００９３】
ところで、動体検知ユニット１０が前述の光学検出部２３（図３参照）および画像認識部２５を有する構成では、具体例１で示したような、画像内での就寝場所を示す画角およびそれに基づくセンサ部３１の向きの把握を、管理サーバー１００ａで行ってもよい。つまり、光学検出部２３および画像認識部２５で取得される情報（撮影画像および画像内で特定された就寝場所の情報）を管理サーバー１００ａに送信し、管理制御部１１１が、上記情報に基づいて、画像内での就寝場所に対応する画角およびセンサ部３１の向きを把握してもよい。そして、管理制御部１１１は、記憶部１１２に記憶されたテーブルに基づいて、センサ部３１の向きに対応する特定放射周波数を求め、上記特定放射周波数への切り替えを要求する制御信号を動体検知ユニット１０に送信してもよい。
【００９４】
この場合、管理サーバー１００ａ（管理制御部１１１）は、入力部１１３や外部端末３００からセンサ部３１の向きに関する情報が何ら入力されなくても、動体検知ユニット１０から出力される情報に基づいてセンサ部３１の向きを把握し、テーブルに基づいて、センサ部３１の向きに対応する特定放射周波数を求めることができる。その結果、管理制御部１１１は、動体検知ユニット１０に対して、適切な特定放射周波数への切り替え要求（制御信号の送信）を行うことができる。
【００９５】
〔具体例３〕
具体例３のケアサポートシステム１は、記憶部（電波検出部３０の記憶部３５または管理サーバー１００ａの記憶部１１２）に記憶されるテーブルが異なる以外は、具体例１または２のケアサポートシステム１と同様である。図２３は、具体例３のケアサポートシステム１の記憶部に記憶されるテーブルの一例を示している。具体例１および２では、センサ部３１の向きを規定する角度がレドーム角度のみであったが、厳密には、レドーム回転角も考慮する必要がある。レドーム回転角は、水平面（天井部１０１ａ）に垂直な方向を回転軸としてセンサ部３１が回転するときのヨー角に相当する。なお、上記したレドーム角度は、上記水平面に平行な方向を回転軸としてセンサ部３１が回転するときのピッチ角に相当する。レドーム回転角が変化すると、筐体１１の前カバー１１ａの形状によっては、センサ部３１と前カバー１１ａとの相対的な位置関係（相対距離）が変化し、その結果、レドーム回転角に応じて、ノイズレベルが変化する。
【００９６】
そこで、具体例３では、センサ部３１の向きを規定する角度として、レドーム回転角およびレドーム角度の両方を考え、レドーム回転角およびレドーム角度の両方によって規定されるセンサ部３１の向きごとに、ノイズレベルが最小となる特定放射周波数を予め設定し、その対応関係をテーブルとして記憶部（記憶部３５または記憶部１１２）に記憶させている。設定されるセンサ部３１の向きに対応する特定放射周波数をテーブルから求め、求めた特定放射周波数でセンサ部３１を駆動する（放射周波数を切り替える）点は、具体例１または２と同様である。
【００９７】
具体例３のように、ヨー角およびピッチ角を用いてセンサ部３１の向きを３次元的で規定して、センサ部３１の向きと特定放射周波数との関係をテーブルとして記憶するため、センサ部３１の向きが３次元空間である居室１０１内でどの方向であっても、センサ部３１の向きに応じた適切な特定放射周波数への切り替えを実現して、センサ部３１での検知精度の向上およびセンサ部３１の向きによる検知性能のばらつきの低減を図ることができる。
【００９８】
なお、以上では、電波検出部３０がレドームレンズ３２を有する構成について説明したが、レドームレンズ３２は必要に応じて設けられればよく、レドームレンズ３２の設置を省略することも可能である。電波検出部３０において、レドームレンズ３２がない場合、センサ部３１の向きは、センサ部３１が搭載される基板３３に垂直な方向を考えればよい。また、上述した「レドーム角度」は「センサ部３１のピッチ角」と読み替えればよく、「レドーム回転角」は「センサ部３１のヨー角」と読み替えればよい。
【００９９】
なお、以上では、変更後のセンサ部３１の向きを、画像認識（具体例１参照）または手動入力（具体例２参照）によって把握するようにしているが、ピッチ角センサ等を用いて変更後のセンサ部３１の向き（角度）を読み取り、これによって、センサ部３１の向きに対応する特定放射周波数をテーブルに基づいて求めるようにしてもよい。
【０１００】
以上、本発明の実施形態につき説明したが、本発明の範囲はこれに限定されるものではなく、発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えて実施することができる。例えば、具体例１および２の構成を両方とも備えたケアサポートシステム１を構成することも勿論可能である。
【０１０１】
〔その他〕
以上で説明した本実施形態のケアサポートシステムは、以下のように表現することができ、これによって以下の作用効果を奏する。
【０１０２】
本実施形態で説明したケアサポートシステムは、被検者の居室に設置される動体検知ユニットの筐体内に配置され、電波の放射および受信によって被検者の生体情報を検知するセンサ部と、前記電波の放射周波数を制御する放射制御部と、前記筐体内での前記センサ部の異なる向きごとに、前記センサ部にて検知されるノイズレベルが、前記生体情報を検知可能な所定レベルよりも小さくなるような特定放射周波数を規定したテーブルを記憶する記憶部とを含み、前記放射制御部は、前記センサ部の向きの設定に応じて、前記センサ部から放射される前記電波の放射周波数を、前記テーブルに基づいて得られる、前記センサ部の向きに対応する前記特定放射周波数に切り替える。
【０１０３】
上記の構成によれば、放射制御部により、センサ部の向きの設定に応じて、センサ部から放射される電波の放射周波数が、テーブルに基づいて得られる特定放射周波数に切り替えられる。これにより、センサ部がどの向きに設定された場合でも、センサ部にて検知されるノイズレベルは、生体情報を検知可能な所定レベルよりも小さくなり、ノイズ（クラッターを含む）を最初から低減した信号（生体情報の検知信号）が得られる。したがって、従来のように、検知信号からクラッター信号を減算する後処理を行うことなくノイズを低減して、センサ部での検知精度を上げることができる。また、センサ部がどの向きに設定された場合でも、ノイズレベルが小さいため、センサ部の向きによって検知性能にばらつきが生じるのを抑えることが可能となる。
【０１０４】
前記動体検知ユニットは、前記放射制御部および前記記憶部を含んでいてもよい。この場合、外部（例えば管理サーバー）からの指示を仰がなくても、動体検知ユニットの内部処理によって（動体検知ユニット単体で）、センサ部の向きに対応する特定放射周波数への切り替えを行うことができる。
【０１０５】
前記動体検知ユニットは、居室内を撮影して画像を取得する撮像部と、前記撮像部にて取得された画像から、画像認識によって居室内のベッドまたは布団の位置を認識して就寝場所を特定する画像認識部とをさらに含み、前記放射制御部は、前記撮像部によって取得された前記画像内での前記就寝場所に対応する画角に基づいて、前記センサ部の向きを把握し、前記センサ部から放射される前記電波の放射周波数を、前記テーブルに基づいて得られる、前記センサ部の向きに対応する前記特定放射周波数に切り替えてもよい。
【０１０６】
動体検知ユニットが、撮像部と画像認識部とを有する構成では、居室内を撮影して取得した画像から画像認識によってベッド等の位置（就寝場所）を特定でき、これによって、画像内での就寝場所の縦方向および横方向の（撮影）画角がわかる。センサ部は、撮像部とともに動体検知ユニットに設けられ、ユニット内で通常、被検者の就寝中の呼吸状態等の検知を目的として、就寝場所の方向に向けて設置されるため、画像内での就寝場所に対応する画角は、センサ部の向きを示すと考えてよい。したがって、放射制御部は、センサ部の向きに関する情報が外部から何ら入力されなくても、センサ部の向きを設定（調整）するごとに、上記画角からセンサ部の向きを把握して、その向きに対応する特定放射周波数に自動的に切り替えることができる。
【０１０７】
該システムは、前記動体検知ユニットから出力される情報を管理する管理サーバーをさらに含み、前記動体検知ユニットは、前記放射制御部を含み、前記管理サーバーは、前記記憶部と、前記記憶部に記憶された前記テーブルに基づいて得られる前記特定放射周波数への切り替えを要求する制御信号を前記動体検知ユニットに送信する管理制御部とを含み、前記動体検知ユニットの前記放射制御部は、前記管理制御部から送信される前記制御信号に基づいて、前記センサ部から放射される前記電波の放射周波数を、前記特定放射周波数に切り替えてもよい。
【０１０８】
管理サーバーが、上記テーブルを記憶した記憶部を有しているため、動体検知ユニットに大容量のメモリを設ける必要がなくなり、動体検知ユニットの製造コストの低減および小型化を図ることができる。また、管理サーバーの管理制御部は、テーブルに基づいて得られる特定放射周波数への切り替えを要求する制御信号を動体検知ユニットに送信し、動体検知ユニットの放射制御部は、上記制御信号に基づいて、センサ部の放射周波数を特定放射周波数に切り替える。したがって、管理サーバー（特に管理制御部）がセンサ部の放射周波数を管理する構成において、減算処理を行うことなくセンサ部での検知精度を上げることができるなど、上述の効果を得ることができる。
【０１０９】
前記管理サーバーは、前記センサ部の向きに関する情報を入力するための入力部を含み、前記管理制御部は、前記入力部によって前記情報が入力されたときに、前記テーブルに基づいて、前記センサ部の向きに対応する前記特定放射周波数を求め、前記制御信号を前記動体検知ユニットに送信してもよい。管理制御部は、入力部にて入力された情報から、センサ部の向きを把握し、そのセンサ部の向きに対応する特定放射周波数をテーブルに基づいて求めることができる。その結果、管理制御部は、動体検知ユニットに対して、適切な特定放射周波数への切り替え要求（制御信号の送信）を行うことができる。
【０１１０】
前記管理制御部は、前記管理サーバーと通信可能な外部端末から、前記センサ部の向きに関する情報を受信したときに、前記テーブルに基づいて、前記センサ部の向きに対応する前記特定放射周波数を求め、前記制御信号を前記動体検知ユニットに送信してもよい。この場合、管理制御部は、外部端末（例えば多機能携帯端末）から受信した情報から、センサ部の向きを把握し、そのセンサ部の向きに対応する特定放射周波数をテーブルに基づいて求めることができる。その結果、管理制御部は、動体検知ユニットに対して、適切な特定放射周波数への切り替え要求（制御信号の送信）を行うことができる。
【０１１１】
前記動体検知ユニットは、居室内を撮影して画像を取得する撮像部と、前記撮像部にて取得された画像から、画像認識によって居室内のベッドまたは布団の位置を認識して就寝場所を特定する画像認識部とをさらに含み、前記管理制御部は、前記動体検知ユニットから出力される、前記画像および前記就寝場所の情報に基づいて、前記画像内での前記就寝場所に対応する画角および前記センサ部の向きを把握し、前記テーブルに基づいて、前記センサ部の向きに対応する前記特定放射周波数を求め、前記制御信号を前記動体検知ユニットに送信してもよい。
【０１１２】
動体検知ユニットが、撮像部と画像認識部とを有する構成では、居室内を撮影して取得した画像から画像認識によってベッド等の位置（就寝場所）を特定でき、これによって、画像内での就寝場所の縦方向および横方向の（撮影）画角がわかる。センサ部は、撮像部とともに動体検知ユニットに設けられ、ユニット内で通常、被検者の就寝中の呼吸状態等の検知を目的として、就寝場所の方向に向けて設置されるため、画像内での就寝場所に対応する画角は、センサ部の向きを示すと考えてよい。したがって、管理サーバー（管理制御部）は、入力部や外部端末からセンサ部の向きに関する情報が何ら入力されなくても、動体検知ユニットから出力される情報（撮影画像や就寝場所の情報）に基づいて、画角およびセンサ部の向きを把握し、テーブルに基づいて、センサ部の向きに対応する特定放射周波数を求めることができる。その結果、管理制御部は、動体検知ユニットに対して、適切な特定放射周波数への切り替え要求（制御信号の送信）を行うことができる。
【０１１３】
前記センサ部の向きを規定する角度は、水平面に垂直な方向を回転軸として前記センサ部が回転するときのヨー角、および前記水平面に平行な方向を回転軸として前記センサ部が回転するときのピッチ角を含んでいてもよい。この場合、ヨー角およびピッチ角を用いてセンサ部の向きが３次元的に規定されるため、センサ部の向きが３次元空間である居室内でどの方向であっても、センサ部の向きに対応する特定放射周波数への切り替えを実現して、減算処理を行うことなくセンサ部での検知精度を上げることができる、などの上述の効果を得ることができる。
【０１１４】
該システムは、前記センサ部と保持部を介して一体的に設けられ、前記センサ部から放射される前記電波の指向性を制御するレドームレンズをさらに含んでいてもよい。この場合、レドームレンズとともにセンサ部の向きがどのように変化しても、電波の指向性をレドームレンズによって適切に制御しながら、センサ部の向きに対応する特定放射周波数への切り替えにより、減算処理を行うことなくセンサ部での検知精度を上げることができる、などの上述の効果を得ることができる。
【０１１５】
前記テーブルは、前記筐体内での前記センサ部の異なる向きごとに、前記ノイズレベルが最小となるような前記特定放射周波数を規定していてもよい。センサ部の向きに対応する特定放射周波数への切り替えにより、電波の放射によってセンサ部にて検知されるノイズレベルが最小となるため、センサ部にて検知すべき信号（観測したい生体情報の検知信号）を確実に取得することができる。
【産業上の利用可能性】
【０１１６】
本発明は、例えば居室内での被介護者等の被検者の日常の生活を支援するケアサポートシステムに利用可能である。
【符号の説明】
【０１１７】
１      ケアサポートシステム
１０      動体検知ユニット
１１      筐体
１１ａ    前カバー
２３      光学検出部（撮像部）
２５      画像認識部
３１      センサ部
３２      レドームレンズ
３４      保持部
３５      記憶部
３６      放射制御部
１００ａ    管理サーバー
１０１      居室
１０２      ベッド
１１１      管理制御部
１１２      記憶部
１１３      入力部
３００      外部端末
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
2018216362.tif 000021
【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【国際調査報告】
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