(57)【要約】【課題】個人毎の異常データベースによりきめ細かな異常検知システムを提供できるとともに、外部との連携による高度なセキュリティシステム。【解決手段】無線通信する通信手段および加速度検出手段を有し、人体に装着する端末と、前記通信手段からの距離が一定以下になった場合に信号を受信する複数の受信手段と、前記受信手段からの情報を収集する情報収集手段と、前記加速度検出手段からの加速度情報より前記人体の姿勢および行動を判定する姿勢・行動判定手段と、前記受信手段固有の番号および前記端末固有の番号から人体が個人毎にいずれのエリアに存在するかを特定したエリア情報毎にあらかじめ定めた異常行動データベースと、異常判定手段とを備え、前記異常判定手段は、前記姿勢・行動判定手段により判定した姿勢・行動結果および異常行動データベースに基づいて人体の異常を判定することを特徴とする。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線通信する通信手段および加速度検出手段を有し、人体に装着する端末と、前記通信手段からの距離が一定以下になった場合に信号を受信する複数の受信手段と、前記受信手段からの情報を収集する情報収集手段と、前記加速度検出手段からの加速度情報より前記人体の姿勢および行動を判定する姿勢・行動判定手段と、前記受信手段固有の番号および前記端末固有の番号から人体が個人毎にいずれのエリアに存在するかを特定したエリア情報毎にあらかじめ定めた異常行動データベースと、異常判定手段とを備え、前記異常判定手段は、前記姿勢・行動判定手段により判定した姿勢・行動結果および異常行動データベースに基づいて人体の異常を判定することを特徴とする個人行動検知システム。
【請求項２】
前記端末はさらに脈拍検出手段を具備し、前記人体の脈拍情報を前記受信手段に送信することを特徴とする請求項１記載の個人行動検知システム。
【請求項３】
前記異常判定手段は、前記姿勢・行動判定手段により判定した姿勢・行動結果および前記脈拍情報の少なくともいずれか一つに基づいて異常と判定することを特徴とする請求項２記載の個人行動検知システム。
【請求項４】
前記情報収集手段はさらに警報手段を具備し、前記警報手段は前記異常判定手段により異常と判定された場合に警報を発することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の個人行動検知システム。
【請求項５】
前記端末はさらにスピーカを装備し、前記情報収集手段は前記異常判定手段により異常と判定した場合に前記端末内の前記スピーカを作動させることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の個人行動検知システム。
【請求項６】
前記端末はさらにスイッチを装備し、前記通信手段はさらに前記スイッチの動作情報を送信し、前記警報手段は、前記異常判定手段が異常と判定し、かつあらかじめ定めた時間内に前記スイッチの動作情報が前記情報収集手段に入力されない場合に警報を発することを特徴とする請求項４または５に記載の個人行動検知システム。
【請求項７】
前記情報収集手段は外部通信手段により外部と接続されており、前記異常判定手段により異常と判定された場合に前記外部通信手段により、セキュリティ会社の管理端末に通報することを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載のセキュリティシステム。
【請求項８】
前記スピーカは、前記管理端末から外部通信手段を介してにより外部から送信されてきた音声を再生することを特徴とする請求項５〜７のいずれかに記載のセキュリティシステム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、人間の行動情報を収集・検知するシステムおよびセキュリティシステムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、高齢社会の到来という背景のもとに高齢者の介護が注目されている。特に、痴呆症の患者や徘徊を伴う高齢者の介護は大変重要視され、さまざまな技術の提案がなされている。これらの高齢者の行動を追跡し、異常行動を行った場合に本人や外部に通報する手段は介護の観点から大変重要であると考えられる。また、高齢者に限らず人の行動を計測し、解析することで、たとえば行動パターンを得ることができるならば、照明や空調を快適に制御したり、安全に動作させたりすることが可能となり、人の生活に大変有効である。さらに、人に限らず、動物や機械においても行動を計測することは有効で、動物の場合は今までわからなかった生態の研究に用いることが可能であり、機械においても状態や動作を計測することができれば、効率よく、安全に稼動させることができ、生産活動などの観点から大変有効である。人体や物体の行動を把握する上で、「誰が（何が）」「どこで」「何を」行うかを捕らえることは大変重要である。これは個人や特定物体を同定し、室内の位置を検出し、動作や姿勢を検出する必要がある。
【０００３】
個人や特定物体を同定する方法は、ＲＦ−ＩＤやＣＣＤ画像からの画像認識による方法が挙げられる（例えば、特許文献１および特許文献２参照）。ＲＦ−ＩＤは特定周波数の電波を使用し、人体や物などの移動体に取り付けられたタグ（トランスポンダともいう。以下タグに統一）と、コンピュータなどの上位機器に接続されたアンテナ（リーダーともいう。以下アンテナに統一）との間で双方向通信を行うことにより、タグの識別情報を受信し対象物を自動的に識別するシステムである。また、ＣＣＤ画像からの画像認識による方法は、出入り口を通過する人体や物体をＣＣＤカメラにより撮影し、人体の顔面や物体の形状やマークなどの特徴量を画像認識により抽出し、あらかじめ登録されている固有の特徴量と照合することにより、個人や特定の物体の同定を行うものである。室内での人体や物体の位置を特定する方法は、ＣＣＤ画像からの抽出や二次元の赤外線センサによって得られた温度分布情報からの抽出などが挙げられる。
【０００４】
その他、非常に大きな建物内であれば、ＰＨＳなどを用いて複数の基地局からの電波の強度からおおよその位置を特定する方法が開示されている（例えば、特許文献３参照）。また、焦電型赤外線センサや、音波を用いて人体の位置を検出する方法が、に開示されている（例えば、特許文献４または特許文献５参照）。
【０００５】
また、動作や姿勢を検出する方法は、古くは万歩計（Ｒ）や水銀スイッチなどを用いて静止状態と動作状態を判別する方法が提案されている。最近では、種種の加速度センサやジャイロセンサ（角加速度センサ）が高性能化し、それらを用いて、歩行状態、身体の傾き、歩く方向等を検出する方法が開示されている（例えば、特許文献６参照）。
【０００６】
そして、ＲＦ‐ＩＤ、ＣＣＤと加速度センサの技術を融合して人体の異常を検知する方式が、開示されている。この方式においては、ＲＦ‐ＩＤ、ＣＣＤ画像処理結果から人体の位置情報を得、加速度センサにより人体の姿勢の変化を検出して人体の存在位置に対応した異常を検知している（例えば、特許文献７参照）。
【０００７】
【特許文献１】
特開昭６２−２８７７２７号公報
【特許文献２】
特開平０５−２１９８号公報
【特許文献３】
特開平９−２２４２８０号公報
【特許文献４】
特開平１０−２９３８８６号公報
【特許文献５】
特開平６−１３０１５０号公報
【特許文献６】
特開平８−２４０４５０号公報
【特許文献７】
特開２００１−１０１５４７号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
上述のように、人体の存在位置に対応した異常を検知することを目的とする方法が特許文献７に提案されているが、この方式によれば、ある範囲に誰が存在していたとしても画一的に異常と判定してしまう。なお、ＲＦ−ＩＤは室内に入る特定個人や物体を同定することが可能であるが、アンテナの検知エリアが１ｍ程度と狭く、ある特定の区画間において移動を検知するにはあまりに多くのアンテナを設置する必要があり、利用できない。また、ＣＣＤ画像からの抽出方法において人体の追跡を連続的に行う場合には、検出されていた対象者が退室した直後などに例えばカーテンの揺れやテレビ画面の映像の変化、日照の変化による影の動きなどが発生した場合、誤検知が継続され「誰が」「どこに」いるかを連続的に検出することについては困難である。また、ＣＣＤ画像から特徴量を抽出して個人を識別する方法を取った場合、例えば遮蔽物や夜間において顔面が見えない場合、人体の同定は全くできなくなる。このため、ある特定の区画において確実に「誰が（何が）」「どこに」いるかについては判別するのは困難となる。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明の個人行動検知システムは、無線通信する通信手段および加速度検出手段を有し、人体に装着する端末と、前記通信手段からの距離が一定以下になった場合に信号を受信する複数の受信手段と、前記受信手段からの情報を収集する情報収集手段と、前記加速度検出手段からの加速度情報より前記人体の姿勢および行動を判定する姿勢・行動判定手段と、前記受信手段固有の番号および前記端末固有の番号から人体が個人毎にいずれのエリアに存在するかを特定したエリア情報毎にあらかじめ定めた異常行動データベースと、異常判定手段とを備え、前記異常判定手段は、前記姿勢・行動判定手段により判定した姿勢・行動結果および異常行動データベースに基づいて人体の異常を判定することを特徴とする。
【００１０】
また、本発明の個人行動検知システムは、前記端末が、さらに脈拍検出手段を具備し、前記人体の脈拍情報を前記受信手段に送信すると有効である。
【００１１】
また、本発明の個人行動検知システムは、前記異常判定手段が、前記姿勢・行動判定手段により判定した姿勢・行動結果および前記脈拍情報の少なくともいずれか一つに基づいて異常と判定すると有効である。
【００１２】
また、本発明の個人行動検知システムは、前記情報収集手段が、さらに警報手段を具備し、前記警報手段は前記異常判定手段により異常と判定された場合に警報を発すると有効である。
【００１３】
また、本発明の個人行動検知システムは、前記端末が、さらにスピーカを装備し、前記情報収集手段は前記異常判定手段により異常と判定した場合に前記端末内の前記スピーカを作動させると有効である。
【００１４】
また、本発明の個人行動検知システムは、前記端末がさらにスイッチを装備し、前記通信手段はさらに前記スイッチの動作情報を送信し、前記警報手段は、前記異常判定手段が異常と判定し、かつあらかじめ定めた時間内に前記スイッチの動作情報が前記情報収集手段に入力されない場合に警報を発すると有効である。
【００１５】
また、本発明のセキュリティシステムは、前記情報収集手段は外部通信手段により外部と接続されており、前記異常判定手段により異常と判定された場合に前記外部通信手段により、セキュリティ会社の管理端末に通報すると有効である。
【００１６】
また、本発明のセキュリティシステムは、前記スピーカは、前記管理端末から外部通信手段を介してにより外部から送信されてきた音声を再生する。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図１から図７を用いて説明する。
【００１８】
（実施の形態１）
実施の形態１の個人行動検知方法について図面を参照しながら説明する。図１は本発明の一実施の形態の個人行動検知システムの概略構成図を示すものである。以下に本実施の形態における構成を説明する。本実施の形態は、通信手段１、加速度検出手段２、受信手段３、情報収集手段５、とから構成される。受信手段３と情報収集手段５は接続されている。通信手段１と加速度検出手段２は端末４に内蔵される。ここで、接続は有線で記述してあるが、無線の方法をとることもできる。端末４は人間が所持し、端末毎に固有の端末番号を持たせている。なお、通信手段１の電波到達距離は複数の受信手段３が離れて存在する場合に誤検知をしないようにするため約５ｍ〜１０ｍ程度が望ましい。端末４から受信手段３に送信された情報は情報収集手段５に送信され、受信範囲６内に存在する人体の特定を行う。また、情報収集手段５内に姿勢・行動検知手段２２と異常行動判定手段２３とを具備し、さらに警報手段２１を具備したシステムを示したものである。姿勢・行動検知手段２２は加速度検出手段２により検出された加速度情報の値をもとに端末４を装備した人体の姿勢・行動を判定し検知する。その姿勢としては、加速度の重力成分を評価することで、臥位・立位・座位などを検知するなどが挙げられ、また、行動としては、加速度の変動周期を評価して歩行を検出する、あるいは瞬間的な変動を評価して転倒を検出するなどがあげられる。上記姿勢・行動検知手段２２で判定された姿勢・行動結果とその時点での位置情報とから、異常検知手段２３は異常を判定し、警報手段２１により警報を発生する。その警報としては家庭内の同居人に対して発してもよいし、装備している本人に発してもよい。なお、加速度情報の変動分の積算から活動量を判定するようにして、これを異常判定の元にすることもできる。
【００１９】
また、上記姿勢・行動検知結果と、受信手段固有の番号とからその人体がどこでどんな姿勢を取っているかを検出し、たとえば図２に示すように受信手段が複数存在する場合に、受信手段Ａの近傍で座っている、受信手段Ｂの近傍で歩いている、あるいは受信手段の場所にかかわらず転倒しているなどの検出結果が得られた場合には異常検知手段により異常を検知するようにする。このようにすることにより、各場所において取り得ない姿勢・行動を行った場合に異常とすることができ、きめこまかな異常検知を行うことができる。なお、上記で受信手段Ａの近傍、受信手段Ｂの近傍としたが、これは、各受信手段が閉じられた空間毎に設定されるとなおよい。たとえば、台所・風呂・廊下などというように閉じられた空間毎に受信手段の通信エリアを設定することで人体の存在位置を見て、その上でふさわしい異常検知を行うことができるようになる。
【００２０】
なお、ここでの無線通信手段としては、規格化されたものとしてはｂｌｕｅｔｏｏｔｈ規格が好ましい。ｂｌｕｅｔｏｏｔｈは短距離パケット無線ネットワーク仕様として採用された規格であり、将来標準化が見こまれ普及の期待が高まっている。その規格としては、小型・省電力と高い通信速度を謳っている。その一方で通信範囲が限定され、たとえば、クラス１と呼ばれる規格では通信距離１００ｍであるが、クラス２と呼ばれる規格では通信距離は１０ｍとなっている。このクラス２規格のものを使用することにより、限定区画ごとに受信機を設置することで人体の区画の移動が検出できる。また、通信速度が数１００Ｋｂｐｓと高速なため、人体の加速度情報を常時無線通信でき、遠隔的に詳細な人体情報を得ることができる。その反面で、通信モジュールが小型なものが提供されつつあり、かつ消費電力が約１ｍＷと省電力であるため、携帯する端末を小型化することが出来るとともに、携帯電話などと異なり医療機器への影響も小さいと考えられ、医療現場への応用も容易に行うことができる。
【００２１】
なお、ここで姿勢・行動検出手段は情報収集手段に装備したが、これは端末内に装備していてもよい。また異常判定については、加速度情報の変動分の積算から活動量を判定するようにして、この結果を基に異常判定をすることもできる。
【００２２】
図２は本発明の実際の家庭における設置状況を示した図である。図２では図１で示した受信手段３を複数設置することで、各受信範囲ごとの位置を得ることができる。端末４を所持した人体が複数存在する場合、それぞれの受信範囲において受信可能な端末４をそれぞれの受信手段が検出し、その人体の加速度情報と同時に位置情報を得ることができる。
【００２３】
なお、各受信手段同士は建物内にあらかじめはりめぐらしたネットワークを使用する。その規格としては、ＴＣＰ／ＩＰやＥＣＨＯＮＥＴなどがあげられ、より汎用的な規格に順ずることにより今後の家庭内ネットワーク網の発達とともに搭載することができる。
【００２４】
図３は、家庭内における受信手段の設置例を示したものである。図の黒色の星印が受信手段３を示しており、これらが全て接続されて情報収集手段５に情報を収集する。このように各閉じられた空間毎に受信装置３を設置することにより、部屋間の移動状況を遠隔的に把握することができる。なお、確実に閉じられた空間にするために部屋間の壁面に電波の遮蔽板を埋め込むようにしてもよい。なお、姿勢行動検知手段２２としては重力加速度を検出できる加速度センサによる重力加速度の増減などの方法が利用できる。
【００２５】
また、図４は本発明の一実施の形態の異常行動データベースの一例を示したものである。この図は人間情報として位置情報、加速度情報から判定した姿勢行動情報を取得した場合の姿勢行動異常を判定するためのデータベースを示している。データベース内では各個人の存在個所に対して個別の行動毎に異常を判定させている。このようにすることにより、位置に適合した異常判定を行うことができる。もし異常判定手段が異常と判定した場合には警報手段を作動させる。なお、各個人の特性により異常の判断基準が異なるためこのデータベースは、個人毎に設けられており、同じ位置に同じ姿勢または行動をしていたとしても個人により異常判定となったり、あるいは異常と判定されなかったりする違いが生じる。たとえば幼児がベランダで歩行している場合には、大人と異なり異常判定と判定される。なお、姿勢行動検知手段は端末４内に内蔵させる形式をとってもよい。
【００２６】
また、図５は本発明の一実施の形態の異常行動データベースの一例を示したものである。この図は人間情報として位置情報、加速度情報から判定した姿勢行動情報ならびに脈拍情報を取得した場合の脈拍異常を判定するためのデータベースを示している。データベース内では各個人の存在個所および姿勢の違いに基づいて、脈拍レベルに伴う異常判定のしきい値を変化させている。
【００２７】
人間工学からの知見によれば、立位における正常な脈拍範囲は９０〜１００拍／分、座位における正常な脈拍範囲は６０〜１００拍／分、臥位における正常な脈拍範囲は４０〜６０拍／分といわれている。そこで、異常状態の判定基準例として、姿勢が立位で、かつ脈拍が０〜９０拍／分および１００拍／分以上の場合、姿勢が座位で、かつ脈拍が０〜６０拍／分および１００拍／分以上の場合、姿勢が臥位で、かつ脈拍が０〜４０拍／分および６０拍／分以上の場合に脈拍の異常として判定するということができると考えられる。
【００２８】
ただし、存在位置がたとえば風呂である場合には、体温の上昇に伴い全身の血流がよくなることから、通常の部屋内で活動している場合と比較して通常の脈拍が高いレベルで推移することが考えられる。そこで、異常状態の判定基準例として、例えば存在位置が風呂である場合には、通常の異常判定用しきい値より設定しきい値を高くし、姿勢が立位で、かつ脈拍が０〜１００拍／分および１２０拍／分以上の場合、姿勢が座位で、かつ脈拍が０〜８０拍／分および１２０拍／分以上の場合、姿勢が臥位で、かつ脈拍が０〜６０拍／分および８０拍／分以上の場合に脈拍の異常として判定するということができると考えられる。
【００２９】
なお、ここでは各姿勢について脈拍の正常な範囲として上限と下限の両方を示しているが、これは上限か下限のいずれか一方のみを用いて異常と判定する方式にしてもよい。また、個人差をあらかじめ考慮して正常な脈拍範囲を変更できるようにしても良いし、逐次学習させることにより正常な脈拍範囲を自動変更させてもよい。
【００３０】
このようにすることにより、位置および姿勢の違いに適合した脈拍の異常判定を行うことができる。もし異常判定手段が異常と判定した場合には警報手段を作動させる。なお、このデータベースにさらに個人毎のパラメータを付加して異常判定をかえることにより、たとえば通常の脈拍が低めの人間にはより低い異常判定しきい値を設定して異常と判定させることもできる。
【００３１】
図６は本発明の一実施の形態の端末の概略構成図を示すものである。以下に本実施の形態における構成を説明する。本実施の形態は、重力加速度を検知する加速度センサ５１、脈波を計測する血流計５３、血流計５３による血流変化から人体の脈拍を算出する脈拍算出部５４、スイッチ５２、スピーカ５５、脈拍算出部により算出した脈拍情報と姿勢判定部により判定した姿勢情報およびスイッチ５２の作動情報を送信する通信手段１から構成される。端末４は人体の腰部等に装着する。なお、図１で示した警報手段（スピーカー等）をさらに内蔵していてもよい。警報手段は音や光などによって構成し、使用者に異常状態であることを知らせ、注意を喚起するようにするようにする。
【００３２】
（実施の形態２）
実施の形態２のセキュリティシステムについて図面を参照しながら説明する。図７は本発明の一実施の形態のセキュリティシステムの概略構成図を示すものである。以下に本実施の形態における構成を説明する。本実施の形態は、図４に示した構成からなる端末４および、受信手段３、情報収集手段５と管理端末９１からなる。情報収集手段５中の異常判定手段が異常と判定した場合に管理端末９１に異常情報を送信する。なお、この図で管理端末９１と示している装置は、例えば外部のセキュリティ会社などに設置した専用端末などとして設定することができる。このようにすることにより、使用者が自ら通報することなく自動的にセキュリティ会社などに通報できる。
【００３３】
また、図５に示したように端末４にさらにスピーカを搭載し、異常行動の判定結果を管理端末９１が受信した場合に受信手段３側から使用者９２に対してスピーカを通して安否を確認するシステムにしてもよいし、さらにスイッチを押すことを促して、スイッチを押した場合には判定自体が誤検知であるという運用をしてもよい。また、端末内のスイッチによって使用者が自らの意志で通報できる機能としてもよい。受信した管理端末９１は、例えば独自の着信音やバイブレーション機能を用いて使用者の異常行動を遠隔的に把握することができる。このように、異常時に一度問いかけ、安否を確認してからそれでも異常の場合には急行するなどのセキュリティシステム・安否確認システム・緊急通報システム・介護支援システムなどの運用が期待できるとともに、受信手段が細かく区画分けされているため、異常発生個所も同時に認識できる。
【００３４】
なお、本実施の形態では、外部のセキュリティ会社としたが、これはケア会社や病院などでもよい。また、外部との連絡は電話回線で明示的に電話をかける形式だけではなく、専用回線でもよい。また、インターネットを会してウェブ表示を自動更新する形式をとってもよい。
【００３５】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明は限定した通信エリアを所持する通信を利用することで、個人の行動情報とともに、位置情報を収集／検知できるシステムを提案するものである。この提案システムにより、人間の行動情報を個別に遠隔的に収集／検知できるようになる。また、位置情報と行動情報に依存する異常行動データベースを導入することにより、現在まで有効な方法が存在しなかったきめ細かな異常検知システムを提供できるとともに、外部との連携により高度なセキュリティシステムなどを構築できるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１にかかる人体行動収集システムの概略構成図
【図２】本発明の実施の形態１にかかる実際の家庭における設置状況を示す図
【図３】本発明の実施の形態１にかかる家庭内における受信手段の設置例を示す図
【図４】本発明の実施の形態１にかかる異常行動データベースの一例を示す図
【図５】本発明の実施の形態１にかかる異常行動データベースの一例を示す図
【図６】本発明の実施の形態１にかかる端末の概略構成図
【図７】本発明の実施の形態２にかかるセキュリティシステムの概略構成図
【符号の説明】
１  通信手段
２  加速度検出手段
３  受信手段
４  端末
５  情報収集手段
６  受信エリア
２１  警報手段
２２  姿勢行動判定手段
２３  異常行動判定手段
２４  異常行動データベース
５１  加速度センサ
５２  スイッチ
５３  血流計
５４  脈拍算出手段
５５  スピーカ
５７  警報手段
９１  管理端末
９２  使用者
【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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