(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
住居内の複数の水使用場所に水を供給する給水管の所定箇所に設置され、所定の時間間隔で、前記給水管を流れる水の流量に関する所定のデータを計測する流量計測手段と、
該流量計測手段の計測結果に基づいて、前記給水管を流れる水の瞬時流量を算出し、算出した瞬時流量を流量データとして時系列的に所定のメモリに保存する流量算出手段と、
前記メモリに保存されている所定時間分の流量データに基づいて、前記給水管を流れる水の瞬時流量における時間変化の推移から、周期の異なる時間変動成分を算出することで、その特徴量を導出する特徴量算出手段と、
水洗トイレの使用時に対応する水の瞬時流量における時間変化の推移に対応する特徴量が登録されたデータベースと、
前記特徴量算出手段により導出された特徴量と、前記データベースに登録されている特徴量と、を所定条件の下で比較することで、水洗トイレが使用されたか否かを判定するトイレ使用判定手段と、
前記住居に架線された給電線に流れる電流値を計測する電流計測手段と、
該電流計測手段の計測結果を電流データとして時系列的に前記メモリに保存する電流データ保存手段と、
前記メモリに保存されている電流データに基づいて、電流値が所定の閾値以上に変化する電流変化時刻を検出する電流変化検出部と、
前記メモリに保存されている所定期間分の流量データを取得し、取得した当該期間分の流量データを所定の時間長の複数の区間データに分割し、所定条件の下、分割した各区間データに対応する前記特徴量を導出し、導出した全特徴量から、水の使用時間に関する所定条件を満たすと共に、他の特徴量との一致度が所定の閾値以上となる全ての特徴量を抽出し、抽出した各特徴量と、前記電流変化時刻と、に基づいて、当該特徴量が水洗トイレに対応する特徴量か否かを判定し、水洗トイレに対応すると判定した場合には、当該特徴量を前記データベースに登録するトイレ特徴量登録手段と、を備える、
ことを特徴とするトイレ使用検出システム。
【請求項２】
前記特徴量算出手段は、ウェーブレット変換を用いて、前記周期の異なる時間変動成分を算出する、
ことを特徴とする請求項１に記載のトイレ使用検出システム。
【請求項３】
前記特徴量算出手段は、短時間フーリエ変換を用いて、前記周期の異なる時間変動成分を算出する、
ことを特徴とする請求項１に記載のトイレ使用検出システム。
【請求項４】
前記トイレ使用判定手段は、前記特徴量算出手段により導出された特徴量と、前記データベースに登録されている特徴量とのベクトルの内積に基づいて、両者の一致度を算出することで、水洗トイレが使用されたか否かを判定する、
ことを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載のトイレ使用検出システム。
【請求項５】
住居内の複数の水使用場所に水を供給する給水管の所定箇所に設置され、所定の時間間隔で、前記給水管を流れる水の流量に関する所定のデータを計測する流量計測器から、前記データを取得する流量計測器インタフェース手段と、
前記流量計測器の計測結果に基づいて、前記給水管を流れる水の瞬時流量を算出し、算出した瞬時流量を流量データとして時系列的に所定のメモリに保存する流量算出手段と、
前記メモリに保存されている所定時間分の流量データに基づいて、前記給水管を流れる水の瞬時流量における時間変化の推移から、周期の異なる時間変動成分を算出することで、その特徴量を導出する特徴量算出手段と、
水洗トイレの使用時に対応する水の瞬時流量における時間変化の推移に対応する特徴量が登録されたデータベースと、
前記特徴量算出手段により導出された特徴量と、前記データベースに登録されている特徴量と、を所定条件の下で比較することで、水洗トイレが使用されたか否かを判定するトイレ使用判定手段と、
前記住居に架線された給電線に流れる電流値を計測する電流計測器から、前記電流値を取得する電流計測器インタフェース手段と、
前記電流計測器の計測結果を電流データとして時系列的に前記メモリに保存する電流データ保存手段と、
前記メモリに保存されている電流データに基づいて、電流値が所定の閾値以上に変化する電流変化時刻を検出する電流変化検出部と、
前記メモリに保存されている所定期間分の流量データを取得し、取得した当該期間分の流量データを所定の時間長の複数の区間データに分割し、所定条件の下、分割した各区間データに対応する前記特徴量を導出し、導出した全特徴量から、水の使用時間に関する所定条件を満たすと共に、他の特徴量との一致度が所定の閾値以上となる全ての特徴量を抽出し、抽出した各特徴量と、前記電流変化時刻と、に基づいて、当該特徴量が水洗トイレに対応する特徴量か否かを判定し、水洗トイレに対応すると判定した場合には、当該特徴量を前記データベースに登録するトイレ特徴量登録手段と、を備える、
ことを特徴とするトイレ使用検出装置。
【請求項６】
トイレ検出システムと、安否確認サーバと、から構成される安否確認システムであって、
前記トイレ検出システムは、
前記安否確認サーバとデータ通信を行うデータ通信手段と、
住居内の複数の水使用場所に水を供給する給水管の所定箇所に設置され、所定の時間間隔で、前記給水管を流れる水の流量に関する所定のデータを計測する流量計測手段と、
該流量計測手段の計測結果に基づいて、前記給水管を流れる水の瞬時流量を算出し、算出した瞬時流量を流量データとして時系列的に所定のメモリに保存する流量算出手段と、
前記メモリに保存されている所定時間分の流量データに基づいて、前記給水管を流れる水の瞬時流量における時間変化の推移から、周期の異なる時間変動成分を算出することで、その特徴量を導出する特徴量算出手段と、
水洗トイレの使用時に対応する水の瞬時流量における時間変化の推移に対応する特徴量が登録されたデータベースと、
前記特徴量算出手段により導出された特徴量と、前記データベースに登録されている特徴量と、を所定条件の下で比較することで、水洗トイレが使用されたか否かを判定し、水洗トイレが使用されたと判定した場合には、その旨を示す情報と、現在の日時と、からなるトイレ使用データを生成し、前記メモリに保存するトイレ使用判定手段と、
前記住居に架線された給電線に流れる電流値を計測する電流計測手段と、
該電流計測手段の計測結果を電流データとして時系列的に前記メモリに保存する電流データ保存手段と、
前記メモリに保存されている電流データに基づいて、電流値が所定の閾値以上に変化する電流変化時刻を検出する電流変化検出部と、
前記メモリに保存されている所定期間分の流量データを取得し、取得した当該期間分の流量データを所定の時間長の複数の区間データに分割し、所定条件の下、分割した各区間データに対応する前記特徴量を導出し、導出した全特徴量から、水の使用時間に関する所定条件を満たすと共に、他の特徴量との一致度が所定の閾値以上となる全ての特徴量を抽出し、抽出した各特徴量と、前記電流変化時刻と、に基づいて、当該特徴量が水洗トイレに対応する特徴量か否かを判定し、水洗トイレに対応すると判定した場合には、当該特徴量を前記データベースに登録するトイレ特徴量登録手段と、を備え、
前記データ通信手段は、所定のタイミングで前記メモリに保存されている前記トイレ使用データを前記安否確認サーバに送信し、
前記安否確認サーバは、
前記トイレ検出システムから送られた前記トイレ使用データに基づいて、当該住居で生活する人の安否判定を行う、
ことを特徴とする安否確認システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、生活者の安否を確認するための技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、高齢化社会の進行に伴い、一人暮らしの高齢者の数は、増加の一途をたどっている。そのため、このような独居高齢者の異常有無を監視する「見守りサービス」に対する需要が高まっている。この種の見守りサービスでは、対象者（生活者）の安否等を当該家屋に設置した各種のセンサの検出結果に基づいて判断する技術が採用されている。
【０００３】
これに対し、例えば、特許文献１には、家屋内に配置された水道管等にショックセンサを取り付け、ショックセンサからの検出データにより、水が流れたか否かを判断することで、住人の安否を確認する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−１３４１５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、生活者は、トイレを１日に数回使用するのが通常である。したがって、生活者のトイレの使用についての情報は、上記の見守りサービスの運用にあたって有用な情報であるといえる。
【０００６】
この点に関し、特許文献１には、水洗トイレの給水管の外側にショックセンサを設置して、該給水管に水が流れたか否かを判断する旨を開示している。
【０００７】
しかしながら、トイレという非常にプライバシーの高い空間に、このようなセンサを生活者の目に入る態様で設置することは、生活者に精神的苦痛を与えてしまうおそれも否定できない。
【０００８】
本発明は、上記のような問題を解決するためになされたものであり、生活者に無用なストレスを与えることなく、当該生活者のトイレの使用についての情報を取得することのできるトイレ使用検出システム、トイレ使用検出装置及び安否確認システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するため、本発明に係るトイレ使用検出システムは、
住居内の複数の水使用場所に水を供給する給水管の所定箇所に設置され、所定の時間間隔で、前記給水管を流れる水の流量に関する所定のデータを計測する流量計測手段と、
該流量計測手段の計測結果に基づいて、前記給水管を流れる水の瞬時流量を算出し、算出した瞬時流量を流量データとして時系列的に所定のメモリに保存する流量算出手段と、
前記メモリに保存されている所定時間分の流量データに基づいて、前記給水管を流れる水の瞬時流量における時間変化の推移から、周期の異なる時間変動成分を算出することで、その特徴量を導出する特徴量算出手段と、
水洗トイレの使用時に対応する水の瞬時流量における時間変化の推移に対応する特徴量が登録されたデータベースと、
前記特徴量算出手段により導出された特徴量と、前記データベースに登録されている特徴量と、を所定条件の下で比較することで、水洗トイレが使用されたか否かを判定するトイレ使用判定手段と、
前記住居に架線された給電線に流れる電流値を計測する電流計測手段と、
該電流計測手段の計測結果を電流データとして時系列的に前記メモリに保存する電流データ保存手段と、
前記メモリに保存されている電流データに基づいて、電流値が所定の閾値以上に変化する電流変化時刻を検出する電流変化検出部と、
前記メモリに保存されている所定期間分の流量データを取得し、取得した当該期間分の流量データを所定の時間長の複数の区間データに分割し、所定条件の下、分割した各区間データに対応する前記特徴量を導出し、導出した全特徴量から、水の使用時間に関する所定条件を満たすと共に、他の特徴量との一致度が所定の閾値以上となる全ての特徴量を抽出し、抽出した各特徴量と、前記電流変化時刻と、に基づいて、当該特徴量が水洗トイレに対応する特徴量か否かを判定し、水洗トイレに対応すると判定した場合には、当該特徴量を前記データベースに登録するトイレ特徴量登録手段と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、生活者に無用なストレスを与えることなく、当該生活者のトイレの使用についての情報を取得し、当該生活者の安否確認に利用することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施形態１に係るトイレ使用検出システムの全体構成を示す図である。
【図２】図１の解析装置の構成を示すブロック図である。
【図３】一般的な水洗トイレの構造を示す図である。
【図４】水洗トイレの使用時における流量パターン例を示すグラフである。
【図５】皿洗い時における流量パターン例を示すグラフである。
【図６】湯張り時における流量パターン例を示すグラフである。
【図７】湯張り時における流量の時間変動成分を示すグラフである。
【図８】特徴量算出処理の手順を示すフローチャートである。
【図９】トイレ使用判定処理の手順を示すフローチャートである。
【図１０】本発明の実施形態１に係るトイレ使用検出システムを組み入れた安否確認システムの全体構成を示す図である。
【図１１】本発明の実施形態２に係るトイレ使用検出システムの全体構成を示す図である。
【図１２】図１１の解析装置の構成を示すブロック図である。
【図１３】トイレの照明操作時における電気使用量の時間推移と、電気使用量の差分の時間推移の例を示すグラフである。
【図１４】電流変化検出処理の手順を示すフローチャートである。
【図１５】トイレ特徴量登録処理の手順を示すフローチャート（その１）である。
【図１６】トイレ特徴量登録処理の手順を示すフローチャート（その２）である。
【図１７】流量データから区間データを切り出すことについて説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００１３】
（実施形態１）
図１は、本発明の実施形態１に係るトイレ使用検出システム１の全体構成を示す図である。このトイレ使用検出システム１は、一般家庭の住居２に設置され、当該住居２で生活する人（生活者）のトイレの使用に関する情報を取得するシステムである。
【００１４】
図１に示すように、トイレ使用検出システム１は、流量計測器１０と、解析装置１１と、を備える。流量計測器１０は、住居２内の複数の水使用場所（トイレ、台所、洗面所、浴室等）に水を供給する給水管３の所定箇所に設置され、管内を流れる水の流量を計測するために使用される。流量計測器１０の設置箇所は任意であるが、何れの水使用場所よりも上流側に設置されるものとする。流量計測器１０は、例えば、ショックセンサで構成され、例えば、所定の時間間隔（例えば、１秒間隔）で給水管３の当該箇所における振動を検出し、検出結果（電圧や電荷等の電気信号）を含む計測情報を通信線１２を介して接続する解析装置１１に送信する。
【００１５】
解析装置１１（トイレ使用検出装置）は、何れも図示しないが、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、外部記憶装置（例えば、フラッシュメモリ等の読み書き可能な不揮発性の半導体メモリやハードディスクドライブ等）、所定の通信インタフェース等を備える。
【００１６】
解析装置１１は、機能的には、図２に示すように、通信インタフェース部１００と、流量算出部１０１と、データ記憶部１０２と、特徴量算出部１０３と、トイレ使用判定部１０４と、流量パターンデータベース１０５と、を備える。
【００１７】
通信インタフェース部１００は、通信線１２を介して流量計測器１０と接続し、流量計測器１０からの上述した計測情報を受信する。通信インタフェース部１００は、受信した計測情報を流量算出部１０１に供給する。流量算出部１０１は、通信インタフェース部１００から供給された計測情報に含まれる電気信号に基づいて、給水管３を流れた水の瞬時流量を算出する。例えば、流量算出部１０１は、予め用意された電気信号と、流量との関係を示す変換テーブルを参照して、流量を算出する。流量算出部１０１は、算出した流量と、計測日時と、を含む流量データを生成し、データ記憶部１０２に格納する。計測日時は、当該解析装置１１が備える図示しない内部時計から取得できるものとする。
【００１８】
特徴量算出部１０３は、所定時間（例えば、１分間）における流量データから、この期間（区間）における流量パターンの特徴量を算出する。
【００１９】
以下、本発明において取り扱う「流量パターンの特徴量」について概念的に説明する。
【００２０】
図３は、一般的な水洗トイレの構造を示す図である。このような水洗トイレでは、給水管３から給水タンク４０に供給される流量は、給水タンク４０内の水位によって開閉度が変化するボールタップ４１によって制御されている。例えば、レバー４３をひねると、フロート弁４４が動作し、給水タンク４０内の水が配水管４５を介して便器へと流れる。その際、給水タンク４０内の水位が下がるため、浮玉４２も下がり、ボールタップ４１の弁が開いて、給水タンク４０内へ給水が開始される。しかる後、水位がフロート弁４４まで下がると、フロート弁４４は閉じ、便器への排水が止まる。ボールタップ４１からの給水により、給水タンク４０内の水位が上昇して浮玉４２が上がりきると、ボールタップ４１の弁が閉じ、給水タンク４０への給水が止まる。
【００２１】
通常、水洗トイレの水使用時における流量パターン（水の瞬時流量の時間変化の推移）は、図４に示すように、使用開始時に急峻に立ち上がり、徐々に減少するといった特徴を有する。これは上記のように、給水タンク４０内への給水は、給水タンク４０内の水位に依存するためである。使用開始直後は、給水タンク４０内の水を一気に排水するため、給水タンク４０内の水位が下がり、給水量が急激に増える。一方、排水が止まると、給水タンク４０内の水位が徐々に上がるため、給水量は少しずつ減少していく。このような仕組みのため、一般的な水洗トイレにおける水使用時の流量パターンは、毎回ほぼ同一となるといえる。
【００２２】
一方、トイレ以外の他の場所における水使用時の流量パターンは、通常、水洗トイレの流量パターンと異なる。例えば、一般に、台所にて皿洗いをする場合の流量パターンは、図５に示すように、使用開始時と使用終了時の両方とも急峻に変化する特徴を示すことが多い。
【００２３】
また、一般に、浴室において風呂に湯をためる（即ち、湯張りする）場合、その際の流量パターンは、図６に示すように、階段状に変化する特徴を示すことが多い。また、瞬時流量の高さも台所で使用する場合と異なる。これらは、水栓ハンドルの構造や使用する水の量が、通常、双方の場所で異なること等による。
【００２４】
このように水の使用場所によって、流量パターンに違いが出てくるため、流量パターンは、水の使用場所を推定するための有用な判断データとなる。
【００２５】
例えば、流量パターンの変動成分を計算することで、異なる場所で同時に水が使用された場合でも、水洗トイレでの使用を検出することができる。例えば、風呂に湯をためている間にトイレを使用することがある。風呂に湯をためるなど長時間一定の水量を使用する場合の流量パターンは、ベースラインが上がったパターンとなる。ここで、変動成分を計算することで、長時間一定の水量を使用する場所の影響を無視できる。
【００２６】
流量パターンに含まれる周期の異なる時間変動成分は、周期の短い時間変動成分と、周期の長い時間変動成分との、多重解像度データに分解できる。周期の短い時間変動成分とは、急峻な流量の変化である。また、周期の長い時間変動成分とは、緩やかな流量の変化である。
【００２７】
例えば、水洗トイレにおける水使用時には、開始直後は給水タンク４０から排水が行われることで、給水量が急激に増え、変動成分がプラスの方向に大きくなる。一方、一定時間経過後では、流量制御弁（即ち、ボールタップ４１の弁）が徐々に閉じて給水量が減少するため、変動成分は時間と共にマイナス側にふれる。その際、周期ごとの変動成分に着目すると、開始直後の急峻な流量の増加においては、周期の短い変動成分がより大きくなり、一方の流量の緩やかな減少において、周期の長い変動成分がより大きくなる。
【００２８】
風呂に湯をためる場合の変動成分を図７に示す。風呂に湯をためる場合、一般的に、数回に分けて水栓ハンドルをひねるため、周期の短い変動成分７０１は、ピークを複数持つ外形となる。変動成分の周期が長くなるにつれて、瞬時的な変化が無視されて、複数のピークは１つに合併する。周期の長い変動成分７０２は、ピークが１つになる途中の様子を示している。
【００２９】
続いて、図８のフローチャートに沿って、特徴量算出部１０３による処理（特徴量算出処理）の手順について説明する。この特徴量算出処理は、トイレ使用検出システム１の運用開始と共に開始される。先ず、特徴量算出部１０３は、データ記憶部１０２から、所定時間（例えば、１分）前から現時点までの全ての流量データを取得する（ステップＳ１０１）。
【００３０】
特徴量算出部１０３は、取得した流量データ（時系列データ）から、当該期間における周期の異なる流量の時間変動成分を算出する（ステップＳ１０２）。この場合の時間変動成分を計算する手法として、例えば、ウェーブレット変換を用いた時間−周波数変換方法がある。ウェーブレット変換を用いることで、流量の時系列データから周期の異なる変動成分に分解して、多重解像度データとして表現できる。
【００３１】
特徴量算出部１０３は、周期の異なる流量の時間変動成分をとりまとめて、当該期間における流量パターンの特徴量（特徴量ベクトル）を導出する（ステップＳ１０３）。時間変動成分の取りまとめ方は、例えば、解像度ごとの各時間の値をそれぞれ独立の次元として、（解像度×時間サンプル数）次元のベクトルにする。計算上は、次元数分の長さを持つ配列を用意し、それぞれの値を配列に格納することで実現する。特徴量算出部１０３は、導出した流量パターンの特徴量ベクトルをトイレ使用判定部１０４に供給する。
【００３２】
特徴量算出部１０３は、所定時間（例えば、１分）、処理の実行を待機（ウエイト）し（ステップＳ１０４）、その後、ステップＳ１０１の処理に戻って、上記の各処理を繰り返し実行する。
【００３３】
図２に戻り、トイレ使用判定部１０４は、特徴量算出部１０３から供給された流量パターンの特徴量ベクトルと、流量パターンデータベース１０５に登録されている水洗トイレの流量パターンの特徴量ベクトルと、を所定条件の下で比較して、水洗トイレが使用されたか否かを判定する。
【００３４】
流量パターンデータベース１０５には、上記のように、水洗トイレの使用時における流量パターンの特徴量ベクトルが予め登録されている。登録されている流量パターンの特徴量ベクトルは、例えば、予め別の場所で計測しておいた同一機種（水洗トイレ）の流量パターンの特徴量ベクトルや、水洗トイレの一般化した流量パターンの特徴量ベクトルであってもよい。
【００３５】
図９は、トイレ使用判定部１０４による処理（トイレ使用判定処理）の手順を示すフローチャートである。このトイレ使用判定処理は、特徴量算出部１０３から流量パターンの特徴量ベクトルが供給される度に実行される。
【００３６】
トイレ使用判定部１０４は、流量パターンデータベース１０５から、登録されている水洗トイレの流量パターンの特徴量ベクトルを取得する（ステップＳ２０１）。以降、流量パターンデータベース１０５から取得した流量パターンの特徴量ベクトルを登録特徴量ベクトルといい、特徴量算出部１０３から供給された流量パターンの特徴量ベクトルを現在の特徴量ベクトルという。
【００３７】
トイレ使用判定部１０４は、現在の特徴量ベクトルの各次元の合計を算出し、その絶対値を求める（ステップＳ２０２）。そして、トイレ使用判定部１０４は、求めた絶対値が、所定の値（例えば、０．２）以下であるか否かを判定する（ステップＳ２０３）。この絶対値が所定の値以下でない場合（ステップＳ２０３；ＮＯ）、トイレ使用判定部１０４は、本処理を終了する。特徴量ベクトルの各次元における合計の絶対値が、例えば、０．２を越える場合は、風呂へ湯をためる場合など、水の使用時間が長い場合が想定され、水洗トイレの使用は除外できるものと考えられるからである。
【００３８】
一方、上記の絶対値が、所定の値以下である場合（ステップＳ２０３；ＹＥＳ）、トイレ使用判定部１０４は、現在の特徴量ベクトルと登録特徴量ベクトルの一致度を算出する（ステップＳ２０４）。例えば、現在の特徴量ベクトルと登録特徴量ベクトルとの内積を、それぞれのノルムで除した値を一致度（０〜１）として採用する。
【００３９】
上述したように、水洗トイレの流量パターンは、水使用の開始直後では、プラスの変動成分が大きく、水使用の終了時においては、マイナスの変動成分が小さい、という特徴がある。また、使用終了時の流量パターンは、緩やかに減量するため、周期の長い変動成分で大きくなる。このことから、水洗トイレの流量パターンの特徴量ベクトルと、他の使用場所での水使用時における流量パターンの特徴量ベクトルとの一致度は低くなる。
【００４０】
使用判定部１０４は、算出した一致度が、所定の閾値（例えば、０．８）以上であるか否かを判定する（ステップＳ２０５）。一致度が、所定の閾値以上でない場合（ステップＳ２０５；ＮＯ）、水洗トイレの水使用ではないとして、トイレ使用判定部１０４は、本処理を終了する。一方、一致度が、所定の閾値以上である場合（ステップＳ２０５；ＹＥＳ）、トイレ使用判定部１０４は、水洗トイレで水が使用された、即ち、生活者がトイレを使用したと判定する。この場合、トイレ使用判定部１０４は、トイレが使用されたことを示す情報と、現在の日時と、からなるデータ（トイレ使用データ）を生成し、データ記憶部１０２に保存して（ステップＳ２０６）、本処理を終了する。
【００４１】
以上のように、本実施形態のトイレ使用検出システム１によれば、生活者の水洗トイレの使用有無を、住居２内の各水使用場所に給水する給水管３の流量の計測結果に基づいて推定する。したがって、トイレ内に生活者の目に入る態様で流量を計測するセンサ等を設置する必要がなく、生活者に無用なストレスを与える心配がない。
【００４２】
図１０は、本実施形態のトイレ使用検出システム１を組み入れた安否確認システムの全体構成を示す図である。この安否確認システムは、トイレ使用検出システム１と、安否確認サーバ５と、から構成される。この安否確認システムにおいて、トイレ使用検出システム１の解析装置１１には、所定の通信方式により、安否確認サーバ５とデータ通信するためのデータ通信部（図示せず）が新たに追加されている。安否確認サーバ５は、トイレ使用検出システム１に対して、蓄積して保存しているトイレ使用データの送信要求を、所定のタイミング（所定時間毎）で発行する。
【００４３】
トイレ使用検出システム１の解析装置１１は、かかる要求を受けると、前回の要求後から現時点までに、データ記憶部１０２に格納された全てのトイレ使用データを取り出し、これをまとめたデータを安否確認データとして、安否確認サーバ５に送信する。安否確認サーバ５は、トイレ使用検出システム１から送られた安否確認データを解析して、当該生活者の安否判定を行う。例えば、所定時間継続して、トイレの使用が無い場合に、当該生活者に異常が発生したものとして判定する。このように、生活者の異常が判定されると、当該安否確認システムの運営会社や、そこから委託を受けた会社等の担当員が、当該生活者の住居２に訪問し、当該生活者の安否の確認等を行う。
【００４４】
本実施形態の変形例として、以下のような様々な構成も採用可能である。
【００４５】
例えば、流量計測器１０は、給水管３内に設けた羽根車と、羽根車の回転数を計測するカウンタ等によって構成されるものであってもよい。この場合、流量計測器１０は、所定の時間間隔で、計測したカウンタ値を解析装置１１に送信する。解析装置１１の流量算出部１０１は、例えば、予め用意されたカウンタ値と、流量との関係を示す変換テーブルを参照して、流量を算出する。
【００４６】
あるいは、流量計測器１０は、給水管３に沿って双方向に超音波を送出し、それぞれの伝播時間から流速を検出し、その結果を解析装置１１に送信してもよい。この場合の解析装置１１の流量算出部１０１は、例えば、検出された流速と、給水管３の断面積との関係から瞬間流量を求めてもよい。
【００４７】
また、流量計測器１０と解析装置１１との間の通信は、無線方式によって行われてもよい。
【００４８】
また、特徴量算出処理において、周期の異なる流量の時間変動成分を、短時間フーリエ変換を用いて算出してもよい。短時間フーリエ変換を用いることで、流量パターンを短い区間に区切り、区間ごとの時間成分を周波数成分に変換した値に取りまとめることで、特徴量を導出することができる。
【００４９】
また、流量パターンデータベース１０５に他の水使用場所における水使用時の流量パターンの特徴量ベクトルも登録しておいてもよい。そして、トイレ使用判定処理において、これらの他の水使用場所における特徴量ベクトルと、現在の特徴量ベクトルとの一致度が高い場合には、トイレの使用ではないと判定するようにしてもよい。
【００５０】
また、トイレ使用判定処理において、現在の特徴量ベクトルと、登録特徴量ベクトルとの各次元の値を比較し、値がほぼ一致する次元を数えることで、一致度を算出してもよい。このように次元ごとに比較することで、流量パターンに局在する時間変動成分だけを評価することができる。
【００５１】
また、住居２における図示しない給電線上の電流値を計測し、トイレ使用判定処理において、この計測した電流値も加味して、トイレが使用されたか否かが判定されるようにしてもよい。即ち、現在の特徴量ベクトルと登録特徴量ベクトルとの一致度が、所定の閾値以上である場合（図９のステップＳ２０５；ＹＥＳ）、トイレ使用判定部１０４は、さらに、計測した電流値からトイレの照明操作の有無を判断することで、トイレが使用されたか否かを判定してもよい。このようにすることで、判定精度がより向上する。
【００５２】
（実施形態２）
続いて、本発明の実施形態２について説明する。図１１は、実施形態２に係るトイレ使用検出システム６の全体構成を示す図である。このトイレ使用検出システム６は、実施形態１と同様、一般家庭の住居２に設置され、当該住居２で生活する人（生活者）のトイレの使用に関する情報を取得するシステムである。
【００５３】
実施形態１のトイレ使用検出システム１では、トイレ使用判定処理の際、本システムの運用前に予め解析装置１１の流量パターンデータベース１０５に登録しておいた水洗トイレの流量パターンの特徴量ベクトル（登録特徴量ベクトル）を使用した。つまり、実施形態１では、予め設定された登録特徴量ベクトルを用いてトイレ使用判定を行っていた。本実施形態のトイレ使用検出システム６では、実施形態１のトイレ使用検出システム１の機能に加え、この登録特徴量ベクトルを自らが生成する機能を有する。以下、かかる特徴を中心にして詳細に説明する。
【００５４】
図１１に示すように、トイレ使用検出システム６は、流量計測器１０と、電流計測器６０と、解析装置６１と、を備える。流量計測器１０は、実施形態１と同様、例えば、ショックセンサで構成され、所定の時間間隔（例えば、１秒間隔）で給水管３の所定箇所における振動を検出し、検出結果（電圧や電荷等の電気信号）を含む計測情報を通信線１２を介して接続する解析装置１１に送信する。
【００５５】
電流計測器６０は、住居２内の複数の電気機器（例えば、トイレに設置された照明器、テレビ、冷蔵庫など）に電力を供給するための給電線７に流れる電流の値を計測する。電流計測器６０は、例えば、電磁誘導を利用して瞬時的な電流値を計測するクランプ式の電流センサ等よって構成される。電流計測器６０は、計測した電流値を同軸ケーブル等の接続線６２を介して、解析装置６１に出力する。
【００５６】
解析装置６１は、何れも図示しないが、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、外部記憶装置（例えば、フラッシュメモリ等の読み書き可能な不揮発性の半導体メモリやハードディスクドライブ等）、所定の通信インタフェース等を備える。解析装置６１は、機能的には、図１２に示すように、実施形態１の解析装置６１と同様に、通信インタフェース部１００と、流量算出部１０１と、データ記憶部１０２と、特徴量算出部１０３と、トイレ使用判定部１０４と、流量パターンデータベース１０５と、を備える。さらに、解析装置６１は、電流値入力部１０６と、電流変化検出部１０７と、トイレ特徴量登録部１０８と、を備える。
【００５７】
解析装置６１は、このように、実施形態１の解析装置１１と同様の構成要素を備え、解析装置１１と同等の機能を有する。即ち、解析装置６１は、上述した特徴量算出処理及びトイレ使用判定処理を実行する。したがって、以下の説明では、解析装置１１と共通する構成要素の説明や、特徴量算出処理及びトイレ使用判定処理についての説明を割愛する。
【００５８】
電流値入力部１０６は、接続線６２を介して電流計測器６０に接続し、電流計測器６０から出力される電流値を取り込んで、これを電流データとして、データ記憶部１０２に時系列的に蓄積保存する。
【００５９】
電流変化検出部１０７は、データ記憶部１０２から、保存されている電流データを取得し、電流値が所定の閾値以上に変化する電流変化時刻を検出する。電流変化検出部１０７は、例えば、入力の時間微分を出力する微分回路等を備える。
【００６０】
トイレ特徴量登録部１０８は、データ記憶部１０２から、保存されている所定期間（例えば、１日）分の流量データを取得し、取得した全ての流量データを所定時間長の区間に分割し、分割した区間の使用水量と、流量の時間変動成分と、から流量パターンの絞りこみを行う。そして、トイレ特徴量登録部１０８は、絞り込んだ流量パターン同士のパターンマッチングにより複数回出現する流量パターンを選出する。これは、普通、生活者は、トイレを１日に数回使用することによる。トイレ特徴量登録部１０８は、選出した流量パターンと、電流変化検出部１０７によって検出された電流変化時刻と、に基づいて、水洗トイレの使用有無を判定する。
【００６１】
そして、水洗トイレが使用されたと判定した場合には、トイレ特徴量登録部１０８は、当該流量パターンの特徴量ベクトルを流量パターンデータベース１０５に登録する。
【００６２】
図１３は、トイレの照明操作時における電気使用量の時間推移と、電気使用量の差分の時間推移の例を示すグラフである。
【００６３】
トイレを使用する際、生活者は、昼夜を問わず、使用前にトイレ内に設置された照明器を点灯させ、使用後に消灯させる、といった操作を行うのが通常である。そのため、トイレの照明器の点灯・消灯についての情報は、生活者の水洗トイレの使用を推定する上で、有用な情報となる。
【００６４】
トイレの照明器を点灯させると、照明器に流れる電流は給電線７上に重畳する。図１３に示すように、照明器が点灯している期間の電気使用量は、照明器の電気使用量分だけ増加する。ここで、電気使用量の差分は、照明器の点灯操作時刻、即ち、電流増加発生時刻において、増加判定閾値以上となる。そして、電気使用量の差分は、照明器の消灯操作時刻、即ち、電流減少発生時刻において、減少判定閾値以下となる。増加判定閾値及び減少判定閾値は、トイレに設置した照明器の消費電力から決定する。
【００６５】
続いて、図１４のフローチャートに沿って、電流変化検出部１０７による処理（電流変化検出処理）の手順について説明する。この処理は、本システムを当該住居２に導入し、運用（ここでは、電流値と流量の計測）を開始してから、所定期間（例えば、１日）経過後に自動的に開始される。あるいは、解析装置６１が備える図示しないユーザインタフェースを介して、ユーザ（生活者やシステム運営会社等の担当員など）により所定の操作が行われることで実行されるようにしてもよい。
【００６６】
電流変化検出部１０７は、データ記憶部１０２から、保存されている所定期間（例えば、１日）分の電流データを取得する（ステップＳ３０１）。
【００６７】
電流変化検出部１０７は、取得した電流データを所定時間毎に複数の区間に分割する（ステップＳ３０２）。例えば、電流変化検出部１０７は、電流データを、１秒間ずつ、８６４００個の区間に分割する。
【００６８】
電流変化検出部１０７は、各区間ｋの電気使用量を算出する（ステップＳ３０３）。電気使用量は、例えば、区間内の電流値の積分値や、平均値を計算することで、求めることができる。
【００６９】
次に、電流変化検出部１０７は、区間ｋの電気使用量から、区間ｋ＋１の電気使用量を引くことで、区間ｋと区間ｋ＋１の電気使用量の差分を算出する（ステップＳ３０４）。
【００７０】
電流変化検出部１０７は、算出した電気使用量の差分が、プラス側に所定の範囲、例えば、電球の消費電力として考えられる２０〜１００Ｗに収まっているか否かを判定する（ステップＳ３０５）。収まっている場合（ステップＳ３０５；ＹＥＳ）、電流変化検出部１０７は、区間ｋの終了時刻を電流増加発生時刻として、データ記憶部１０２に保存する（ステップＳ３０６）。
【００７１】
一方、収まっていない場合（ステップＳ３０５；ＮＯ）、電流変化検出部１０７は、算出した電気使用量の差分が、マイナス側に所定の範囲、例えば、−１００〜−２０Ｗに収まっているか否かを判定する（ステップＳ３０７）。収まっている場合（ステップＳ３０７；ＹＥＳ）は、電流変化検出部１０７は、区間ｋの終了時刻を電流減少発生時刻として、データ記憶部１０２に保存する（ステップＳ３０８）。
【００７２】
電流変化検出部１０７は、上記のステップＳ３０４〜Ｓ３０８の処理を、全区間数−１回（例えば、８６４００−１）回、繰り返した後、電流変化検出処理を終了する。
【００７３】
続いて、図１５及び図１６のフローチャートに沿って、トイレ特徴量登録部１０８による処理（トイレ特徴量登録処理）の手順について説明する。この処理は、上記の電流変化検出処理の終了後に自動的に開始される。あるいは、電流変化検出処理の終了後、ユーザにより所定の操作が行われることで実行されるようにしてもよい。
【００７４】
トイレ特徴量登録部１０８は、データ記憶部１０２から、保存されている過去所定期間（例えば、１日）分の流量データを取得する（ステップＳ４０１）。トイレ特徴量登録部１０８は、取得した流量データから、図１７に示すように、起点時（例えば、丁度１日前の時点）から現在に向かって所定時間（例えば、１分間）分のデータ（区間データ）を切り出す（ステップＳ４０２）。
【００７５】
トイレ特徴量登録部１０８は、切り出した区間データから、当該区間の流量の総和を算出する（ステップＳ４０３）。トイレ特徴量登録部１０８は、当該区間の流量の総和、即ち、水使用量が所定の値、例えば、４リットル以上であるか否かを判定する（ステップＳ４０４）。４リットル以上の場合（ステップＳ４０４；ＹＥＳ）、トイレ特徴量登録部１０８は、当該区間における流量の時間変動成分を算出することで、特徴量ベクトルを導出する（ステップＳ４０５）。ここでは、例えば、ウェーブレット変換を用いた時間−周波数変換方法を用いて、時間変動成分を計算する。
【００７６】
一方、４リットル以上でない場合（ステップＳ４０４；ＮＯ）、トイレ特徴量登録部１０８は、ステップＳ４０９の処理を行う。
【００７７】
ステップＳ４０５の処理後、トイレ特徴量登録部１０８は、導出した特徴量ベクトルの各次元を合計し、その絶対値を求める（ステップＳ４０６）。そして、トイレ特徴量登録部１０８は、求めた絶対値が所定の値（例えば、０．２）以下であるか否かを判定する（ステップＳ４０７）。絶対値が所定の値以下でない場合（ステップＳ４０７；ＮＯ）、トイレ特徴量登録部１０８は、ステップＳ４０９の処理を行う。
【００７８】
一方、上記絶対値が所定の値以下の場合（ステップＳ４０７；ＹＥＳ）、トイレ特徴量登録部１０８は、導出した特徴量ベクトル、即ち、切り出した当該区間データに対応する特徴量ベクトルをデータ記憶部１０２に保存する（ステップＳ４０８）。
【００７９】
ステップＳ４０９では、トイレ特徴量登録部１０８は、取得した流量データから、次の区間データを切り出す。この際、図１７に示すように、トイレ特徴量登録部１０８は、所定のシフト幅（例えば、５秒間）でシフトした位置から次の区間データを切り出す。次の区間データを切り出せない場合（ステップＳ４１０；ＮＯ）、トイレ特徴量登録部１０８は、ステップＳ４１１（図１６参照）の処理を行う。
【００８０】
一方、次の区間データを切り出せた場合（ステップＳ４１０；ＹＥＳ）、トイレ特徴量登録部１０８の処理は、ステップＳ４０３に戻る。
【００８１】
図１６のフローチャートに移り、ステップＳ４１１では、トイレ特徴量登録部１０８は、データ記憶部１０２に保存した全ての特徴量ベクトルの各々について、他の特徴量ベクトルとの一致度を算出する。
【００８２】
そして、トイレ特徴量登録部１０８は、一致度が所定値（０．８）以上になる特徴量ベクトルのペアが存在するか否かを判定する（ステップＳ４１２）。その結果、一致度が所定値以上になる特徴量ベクトルのペアが存在しない場合（ステップＳ４１２；ＮＯ）、トイレ特徴量登録部１０８は、トイレ特徴量登録処理を終了する。
【００８３】
一方、一致度が所定値以上になる特徴量ベクトルのペアが存在する場合（ステップＳ４１２；ＹＥＳ）、トイレ特徴量登録部１０８は、一致度が所定値以上になる相手が存在する特徴量ベクトルを全て抽出する（ステップＳ４１３）。
【００８４】
トイレ特徴量登録部１０８は、抽出した特徴量ベクトルの中から１つを選択する（ステップＳ４１４）。そして、選択した特徴量ベクトルに対応する区間データの開始時刻を取得する（ステップＳ４１５）。トイレ特徴量登録部１０８は、データ記憶部１０２に保存されている電流増加発生時刻の中に、当該開始時刻から所定時間（例えば、５分）前以内のものが存在するか否かを判定する（ステップＳ４１６）。存在しない場合（ステップＳ４１６；ＮＯ）、トイレ特徴量登録部１０８は、ステップＳ４２０の処理を行う。
【００８５】
一方、当該開始時刻から５分前以内の電流増加発生時刻が存在する場合（ステップＳ４１６；ＹＥＳ）。トイレ特徴量登録部１０８は、選択した特徴量ベクトルに対応する区間データの終了時刻を取得する（ステップＳ４１７）。そして、トイレ特徴量登録部１０８は、データ記憶部１０２に保存されている電流減少発生時刻の中に、当該終了時刻から所定時間（例えば、１分）後以内のものが存在するか否かを判定する（ステップＳ４１８）。存在する場合（ステップＳ４１８；ＹＥＳ）、トイレ特徴量登録部１０８は、当該特徴量ベクトルを、水洗トイレの流量パターンの特徴量ベクトルとして、流量パターンデータベース１０５に登録し（ステップＳ４１９）、トイレ特徴量登録処理を終了する。
【００８６】
なお、ステップＳ４１８でＹＥＳの場合、直ちに当該特徴量ベクトルを流量パターンデータベース１０５に登録し、トイレ特徴量登録処理を終了するのではなく、データ記憶部１０２等に一時的に保存し、処理を続行してもよい。そして、ステップＳ４２０でＹＥＳになった後、該当する特徴量ベクトルが複数存在する場合には、これらを平均したものを流量パターンデータベース１０５に登録してもよい。
【００８７】
一方、当該終了時刻から所定時間後以内の電流減少発生時刻が存在しない場合（ステップＳ４１８；ＮＯ）、トイレ特徴量登録部１０８は、ステップＳ４１３にて抽出した全ての特徴量ベクトルについての処理が終了したか否かを判定する（ステップＳ４２０）。その結果、全ての特徴量ベクトルについての処理が終了した場合（ステップＳ４２０；ＹＥＳ）、トイレ特徴量登録部１０８は、トイレ特徴量登録処理を終了する。この場合、水洗トイレの流量パターンの特徴量ベクトルが、流量パターンデータベース１０５に登録されないため、後日、改めて、電流変化検出処理及びトイレ特徴量登録処理を実行する。
【００８８】
一方、全ての特徴量ベクトルについての処理が終了していない場合（ステップＳ４２０；ＮＯ）、トイレ特徴量登録部１０８は、ステップＳ４１４からの処理を再度行う。
【００８９】
以上のように、本実施形態のトイレ使用検出システム６は、予め設定された登録特徴量ベクトルを用いてトイレ使用判定を行うのではなく、当該住居２において実際に計測した水の流量や電流値等に基づいて登録特徴量ベクトルを生成し、これを用いてトイレ使用判定を行う。このため、タンクレス式の水洗トイレ等、様々な構造の水洗トイレの流量パターンに対応することができ、より精度よくトイレの使用有無を判定することができる。
【００９０】
なお、本実施形態の変形例として、上記の実施形態１と同様の変形例を採用することが可能である。
【００９１】
本発明は、本発明の広義の精神と範囲を逸脱することなく、様々な実施形態及び変形が可能とされるものである。また、上述した実施形態は、本発明を説明するためのものであり、本発明の範囲を限定するものではない。つまり、本発明の範囲は、実施形態ではなく、特許請求の範囲によって示される。そして、特許請求の範囲内及びそれと同等の発明の意義の範囲内で施される様々な変形が、本発明の範囲内とみなされる。
【符号の説明】
【００９２】
１、６  トイレ使用検出システム
２  住居
３  給水管
５  安否確認サーバ
７  給電線
１０  流量計測器
１１、６１  解析装置
１００  通信インタフェース部
１０１  流量算出部
１０２  データ記憶部
１０３  特徴量算出部
１０４  トイレ使用判定部
１０５  流量パターンデータベース
１０６  電流値入力部
１０７  電流変化検出部
１０８  トイレ特徴量登録部
１２  通信線
４０  給水タンク
４１  ボールタップ
４２  浮玉
４３  レバー
４４  フロート弁
４５  排水管
６０  電流計測器
６２  接続線
【図１】
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【図２】
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【図３】
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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１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図１３】
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