(57)【要約】  姿勢検出装置は、取得部と、算出部と、識別部と、を有する。取得部は、被監視者が寝床で寝ている状態で、被監視者に向けて送信波が照射され、被監視者から反射されてきた反射波を基にして生成される生体信号を取得する。算出部は、その生体信号を用いて、被監視者の呼吸運動の大きさを示す値、及び、心臓の動きの大きさを示す値のうち、少なくとも一方を反映した指標値を算出する。識別部は、指標値が所定の閾値より大きいか否かによって、第１の姿勢と第２の姿勢とを識別する。識別部は、角度に応じて割り当てられた閾値を用いて、第１の姿勢と第２の姿勢とを識別する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被監視者が寝床で寝ている状態で、前記被監視者に向けて送信波が照射され、前記被監視者から反射されてきた反射波を基にして生成される生体信号を取得する取得部と、
前記取得部によって取得された前記生体信号を用いて、前記被監視者の呼吸運動の大きさを示す値、及び、心臓の動きの大きさを示す値のうち、少なくとも一方を反映した指標値を算出する算出部と、
前記被監視者が前記寝床で寝ている姿勢として、第１の姿勢と第２の姿勢とがあり、前記算出部によって算出された前記指標値が、所定の閾値より大きいか否かによって、前記第１の姿勢と前記第２の姿勢とを識別する識別部と、を備え、
前記識別部は、所定の基準位置と、前記被監視者に向けて前記送信波を照射し、前記被監視者から反射されてきた前記反射波を受信するセンサ部の位置とを通る仮想の直線を第１の直線とし、前記センサ部の位置と前記寝床の位置とを通る仮想の直線を第２の直線とし、前記第１の直線と前記第２の直線とで形成される角度に応じて割り当てられた前記閾値を用いて、前記第１の姿勢と前記第２の姿勢とを識別する姿勢検出装置。
【請求項２】
前記第１の姿勢は、仰向きの姿勢であり、前記第２の姿勢は、横向きの姿勢である請求項１に記載の姿勢検出装置。
【請求項３】
前記角度が０度の場合は、前記寝床が前記センサ部の真下に位置しており、
前記識別部は、前記角度が０度以上かつ所定の値以下の場合、前記指標値が前記閾値より大きいとき、前記仰向きの姿勢と判定し、前記指標値が前記閾値以下のとき、前記横向きの姿勢と判定し、前記角度が前記所定の値を超えている場合、前記指標値が前記閾値より大きいとき、前記横向きの姿勢と判定し、前記指標値が前記閾値以下のとき、前記仰向きの姿勢と判定する請求項２に記載の姿勢検出装置。
【請求項４】
値が異なる複数の前記角度と、複数の前記角度のそれぞれに割り当てられた、値が異なる複数の前記閾値とを予め記憶した記憶部をさらに備え、
前記識別部は、前記記憶部に記憶されている複数の前記閾値の中から、前記第１の姿勢と前記第２の姿勢との識別に用いる前記閾値を選択する請求項１〜３のいずれか一項に記載の姿勢検出装置。
【請求項５】
前記センサ部は、前記送信波と前記送信波の前記反射波とに基づいてドップラ周波数成分のドップラ信号を、前記生体信号として生成するドップラセンサ部である請求項１〜４のいずれか一項に記載の姿勢検出装置。
【請求項６】
被監視者が寝床で寝ている状態で、前記被監視者に向けて送信波が照射され、前記被監視者から反射されてきた反射波を基にして生成される生体信号を取得する取得ステップと、
前記取得ステップによって取得された前記生体信号を用いて、前記被監視者の呼吸運動の大きさを示す値、及び、心臓の動きの大きさを示す値のうち、少なくとも一方を反映した指標値を算出する算出ステップと、
前記被監視者が前記寝床で寝ている姿勢として、第１の姿勢と第２の姿勢とがあり、前記算出ステップによって算出された前記指標値が、所定の閾値より大きいか否かによって、前記第１の姿勢と前記第２の姿勢とを識別する識別ステップと、を備え、
前記識別ステップは、所定の基準位置と、前記被監視者に向けて前記送信波を照射し、前記被監視者から反射されてきた前記反射波を受信するセンサ部の位置とを通る仮想の直線を第１の直線とし、前記センサ部の位置と前記寝床の位置とを通る仮想の直線を第２の直線とし、前記第１の直線と前記第２の直線とで形成される角度に応じて割り当てられた前記閾値を用いて、前記第１の姿勢と前記第２の姿勢とを識別する姿勢検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、看護を必要とする者や介護を必要とする者（以下、要看護者等）が寝ている姿勢を監視する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の我が国（日本）のような高齢化社会では、病気や怪我や高齢等による要看護者等の数の増加が今後さらに見込まれる。【０００３】
このような要看護者等は、病院や老人福祉施設等の施設に入所し、その看護や介護を受ける。このような病院や老人福祉施設等の施設では、要看護者等の看護や介護をする者（以下、看護師等）が、定期的に巡視することによってその安否を確認している。しかしながら、日勤の時間帯に較べ、準夜勤や夜勤の時間帯では、看護師等の人数が減り、一人当たりの業務負荷が増大するので、業務負荷の軽減が要請される。このため、近年では、要看護者等を、被監視者として監視（モニタ）する被監視者監視装置が研究、開発されている。【０００４】
被監視者監視に関する技術の１つとして、被監視者が寝床で寝ている姿勢を検出する技術がある。例えば、特許文献１は、被監視者にマイクロ波を照射し、被監視者で反射されたマイクロ波を検出する検出部（ドップラ式のマイクロ波センサ）と、検出部によって検出されたマイクロ波に含まれる呼吸成分を抽出する抽出部と、抽出部によって抽出された呼吸成分の信号強度に基づいて睡眠時の体位を判定する判定部と、を備える装置を開示している。【０００５】
この装置によれば、ドップラ式のマイクロ波センサが、被監視者に向けてマイクロ波を照射し、そして、被監視者から反射されてきたマイクロ波を受信するので、非接触で被監視者の生体信号を取得できる。よって、生体信号の取得時に被監視者の負担をなくすことができる。【０００６】
特許文献１に開示された装置のように、センサ部が、被監視者に向けて送信波を照射し、そして、被監視者から反射されてきた反射波を受信する方式の場合、本発明者は、寝床の位置が変えられたり、センサ部の位置が変えられたりしたとき、被監視者が寝床で寝ている姿勢を正確に検出できない事象が生じることを見出した。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１４−２０７９３４号公報
【発明の概要】
【０００８】
本発明の目的は、寝床の位置やセンサ部の位置に関わりなく、被監視者が寝床で寝ている姿勢を正確に検出できる姿勢検出装置及び姿勢検出方法を提供することである。
【０００９】
上述した目的を実現するために、本発明の一側面を反映した姿勢検出装置は、取得部と、算出部と、識別部と、を有する。取得部は、被監視者が寝床で寝ている状態で、前記被監視者に向けて送信波が照射され、前記被監視者から反射されてきた反射波を基にして生成される生体信号を取得する。算出部は、前記取得部によって取得された前記生体信号を用いて、前記被監視者の呼吸運動の大きさを示す値、及び、心臓の動きの大きさを示す値のうち、少なくとも一方を反映した指標値を算出する。識別部は、前記被監視者が前記寝床で寝ている姿勢として、第１の姿勢と第２の姿勢とがあり、前記算出部によって算出された前記指標値が、所定の閾値より大きいか否かによって、前記第１の姿勢と前記第２の姿勢とを識別する。前記識別部は、所定の基準位置と、前記被監視者に向けて前記送信波を照射し、前記被監視者から反射されてきた前記反射波を受信するセンサ部の位置とを通る仮想の直線を第１の直線とし、前記センサ部の位置と前記寝床の位置とを通る仮想の直線を第２の直線とし、前記第１の直線と前記第２の直線とで形成される角度に応じて割り当てられた前記閾値を用いて、前記第１の姿勢と前記第２の姿勢とを識別する。
【００１０】
発明の１又は複数の実施形態により与えられる利点及び特徴は以下に与えられる詳細な説明及び添付図面から十分に理解される。これら詳細な説明及び添付図面は、例としてのみ与えられるものであり本発明の限定の定義として意図されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施形態に係る被監視者監視システムの構成を説明する説明図である。
【図２】センサ装置（姿勢検出装置）が配置された居室を示す模式図である。
【図３】実施形態におけるセンサ装置の構成を示すブロック図である。
【図４】ドップラセンサ部の位置と寝床の位置との関係を説明する説明図である。
【図５】被監視者が仰向きの姿勢で寝ている場合において、角度θが０度、１５度、３０度のそれぞれの状態を説明する説明図である。
【図６】被監視者が横向きの姿勢で寝ている場合において、角度θが０度、１５度、３０度のそれぞれの状態を説明する説明図である。
【図７】仰向きの姿勢の場合、及び、横向きの姿勢の場合について、指標値を示すグラフである。
【図８】センサ装置が姿勢検出装置として動作するとき、この動作を説明するフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図面を参照して、本発明の１又は複数の実施形態が説明される。しかし、発明の範囲は、開示された実施形態に限定されない。
【００１３】
各図において、同一符号を付した構成は、同一の構成であることを示し、その構成について、既に説明している内容については、その説明を省略する。本明細書において、総称する場合には添え字を省略した参照符号で示し、個別の構成を指す場合には添え字を付した参照符号で示す。
【００１４】
実施形態に係る被監視者監視システムは、監視すべき監視対象である被監視者（言い換えれば、見守るべき見守り対象である見守り対象者）を複数の装置を用いて監視するシステムであり、端末装置と、前記端末装置と通信可能に接続され、被監視者に関わる所定のイベント（事象）を検知して前記イベントを前記端末装置へ通知する被監視者監視装置と、を備える。前記被監視者監視装置は、１個の装置で一体に構成されて良いが、本明細書では、被監視者監視装置は、センサ装置と、前記センサ装置及び前記端末装置それぞれと通信可能に接続される管理サーバ装置とを備えることで、２種類の各装置で別体に構成される。前記センサ装置は、被監視者に関わる前記所定のイベントを検知して前記管理サーバ装置へ通知（報知、送信）する。前記管理サーバ装置は、前記センサ装置から前記通知を受けると、前記通知を受けた前記イベントを管理するとともに前記イベントを前記センサ装置に対応付けられた所定の端末装置へ再通知（再報知、再送信）する。前記端末装置は、１種類の装置であって良いが、本明細書では、前記端末装置は、固定端末装置と携帯端末装置との２種類の装置である。これら固定端末装置と携帯端末装置との主な相違は、固定端末装置が固定的に運用され、携帯端末装置が例えば看護師や介護士等の監視者（ユーザ）に携行されて運用される点である。これら固定端末装置と携帯端末装置とは、略同様であるので、以下では、携帯端末装置を主に説明する。
【００１５】
図１は、実施形態に係る被監視者監視システムＭＳの構成を説明する説明図である。被監視者監視システムＭＳは、より具体的には、例えば、１または複数のセンサ装置ＳＵ（ＳＵ−１〜ＳＵ−４）と、管理サーバ装置ＳＶと、固定端末装置ＳＰと、１または複数の携帯端末装置ＴＡ（ＴＡ−１、ＴＡ−２）と、構内交換機（ＰＢＸ、Ｐｒｉｖａｔｅ  Ｂｒａｎｃｈ  ｅＸｃｈａｎｇｅ）ＣＸとを備え、これらは、有線や無線で、ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）等の網（ネットワーク、通信回線）ＮＷを介して通信可能に接続される。ネットワークＮＷには、通信信号を中継する例えばリピーター、ブリッジ及びルーター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装置ＳＵ−１〜ＳＵ−４、管理サーバ装置ＳＶ、固定端末装置ＳＰ、複数の携帯端末装置ＴＡ−１、ＴＡ−２及び構内交換機ＣＸは、Ｌ２スイッチの集線装置（ハブ、ＨＵＢ）ＬＳ及びアクセスポイントＡＰを含む有線及び無線の混在したＬＡＮ（例えばＩＥＥＥ８０２．１１規格に従ったＬＡＮ等）ＮＷによって互いに通信可能に接続されている。より詳しくは、複数のセンサ装置ＳＵ−１〜ＳＵ−４、管理サーバ装置ＳＶ、固定端末装置ＳＰ及び構内交換機ＣＸは、集線装置ＬＳに接続され、複数の携帯端末装置ＴＡ−１、ＴＡ−２は、アクセスポイントＡＰを介して集線装置ＬＳに接続されている。そして、ネットワークＮＷは、ＴＣＰ（Ｔｒａｎｓｉｍｉｓｓｉｏｎ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）及びＩＰ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）等のインターネットプロトコル群が用いられることによっていわゆるイントラネットを構成する。構内交換機ＣＸは、公衆電話網ＰＮによって電話ＴＬと接続されている。
【００１６】
被監視者監視システムＭＳは、被監視者Ｏｂに応じて適宜な場所に配設される。被監視者Ｏｂは、例えば、病気や怪我等によって看護を必要とする者や、身体能力の低下等によって介護を必要とする者や、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観点から、被監視者Ｏｂは、例えば異常状態等の所定の不都合なイベント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ＭＳは、被監視者Ｏｂの種類に応じて、病院、老人福祉施設及び住戸等の建物に好適に配設される。図１に示す例では、被監視者監視システムＭＳは、複数の被監視者Ｏｂが入居する複数の居室ＲＭや、ナースステーション等の複数の部屋を備える介護施設の建物に配設されている。
【００１７】
センサ装置ＳＵは、ネットワークＮＷを介して他の装置ＳＶ、ＳＰ、ＴＡと通信する通信機能等を備え、被監視者Ｏｂに関わる所定のイベントを検知してこの検知した前記イベントを管理サーバ装置ＳＶへ通知し、端末装置ＳＰ、ＴＡとの間で音声通話を行い、そして、動画を含む画像を生成して端末装置ＳＰ、ＴＡへ動画を配信する装置である。前記所定のイベントは、好ましくは、対処が必要なイベントを含む。
【００１８】
図１には、一例として、４個の第１ないし第４センサ装置ＳＵ−１〜ＳＵ−４が示されており、第１センサ装置ＳＵ−１は、被監視者Ｏｂの一人であるＡさんＯｂ−１の居室ＲＭ−１（不図示）に配設され、第２センサ装置ＳＵ−２は、被監視者Ｏｂの一人であるＢさんＯｂ−２の居室ＲＭ−２（不図示）に配設され、第３センサ装置ＳＵ−３は、被監視者Ｏｂの一人であるＣさんＯｂ−３の居室ＲＭ−３（不図示）に配設され、そして、第４センサ装置ＳＵ−４は、被監視者Ｏｂの一人であるＤさんＯｂ−４の居室ＲＭ−４（不図示）に配設されている。
【００１９】
管理サーバ装置ＳＶは、ネットワークＮＷを介して他の装置ＳＵ、ＳＰ、ＴＡと通信する通信機能等を備え、センサ装置ＳＵから、被監視者Ｏｂに関わる所定のイベントの通知を受信すると被監視者Ｏｂに対する監視に関する情報（監視情報）を管理する装置である。管理サーバ装置ＳＶは、センサ装置ＳＵから前記イベントの通知として第１イベント通知通信信号を受信すると、前記第１イベント通知通信信号に収容された各情報に基づいて、被監視者Ｏｂに対する監視に関する前記監視情報を記憶（記録）し、そして、被監視者Ｏｂに対する監視に関する前記監視情報を収容した通信信号（第２イベント通知通信信号）を、前記センサ装置ＳＵに予め対応付けられた所定の端末装置ＳＰ、ＴＡに送信する。このために、管理サーバ装置ＳＶは、センサ装置ＳＵから送信された第１イベント通知通信信号等の通知先（再通知先、再報知先、送信先）を示す、送信元であるセンサＩＤと通知先（再通知先）である端末ＩＤとの対応関係（通知先対応関係）、及び、その通信アドレスを記憶する。端末ＩＤ（端末装置識別子）は、端末装置ＳＰ、ＴＡを特定し識別するための識別子である。そして、管理サーバ装置ＳＶは、クライアント（本実施形態では固定端末装置ＳＰ及び携帯端末装置ＴＡ等）の要求に応じたデータを前記クライアントに提供する。このような管理サーバ装置ＳＶは、例えば、通信機能付きのコンピュータによって構成可能である。
【００２０】
固定端末装置ＳＰは、被監視者監視システムＭＳのユーザインターフェース（ＵＩ）として機能する装置である。この機能を達成するために、固定端末装置ＳＰは、ネットワークＮＷを介して他の装置ＳＵ、ＳＶ、ＴＡと通信する通信機能、所定の情報を表示する表示機能、及び、所定の指示及びデータを入力する入力機能等を備え、管理サーバ装置ＳＶ及び携帯端末装置ＴＡに与える所定の指示及びデータが入力されたり、センサ装置ＳＵで得られた監視情報を表示したりする。このような固定端末装置ＳＰは、例えば、通信機能付きのコンピュータによって構成可能である。
【００２１】
携帯端末装置ＴＡは、監視者ＮＳが携帯している。携帯端末装置ＴＡは、ネットワークＮＷを介して他の装置ＳＶ、ＳＰ、ＳＵと通信する通信機能、所定の情報を表示する表示機能、所定の指示やデータを入力する入力機能、及び、音声通話を行う通話機能等を備え、管理サーバ装置ＳＶ及びセンサ装置ＳＵに与える所定の指示及びデータを入力したり、管理サーバ装置ＳＶからの通知によってセンサ装置ＳＵで得られた監視情報（動画を含む）を表示したり、センサ装置ＳＵとの間で音声通話によってナースコールの応答や声かけしたり等をするための機器である。
【００２２】
センサ装置ＳＵは、上述した機能（例えば、被監視者Ｏｂの動画を撮像する機能、端末装置ＳＰ、ＴＡとの間で音声通話をする機能）に加えて、被監視者Ｏｂが寝ている姿勢を検出する装置（姿勢検出装置）の機能を有する。この機能の観点からセンサ装置ＳＵについて詳しく説明する。図２は、センサ装置ＳＵが配置された居室ＲＭを示す模式図である。居室ＲＭには、被監視者Ｏｂの寝床１が設けられている。寝床１は、ベッド３に敷かれた布団５である。寝床１は、これに限らず、例えば、畳みに敷かれた布団５でもよいし、床に敷かれた布団５でもよい。図２は、被監視者Ｏｂが、寝床１で寝ている状態を示しており、被監視者Ｏｂの身体のうち、被監視者Ｏｂの頭部のみが表れている。居室ＲＭの天井７には、センサ装置ＳＵが取り付けられている。
【００２３】
図３は、センサ装置ＳＵ（姿勢検出装置）の構成を示すブロック図である。センサ装置ＳＵは、ドップラセンサ部１０、指標値算出部１１、姿勢識別部１２、閾値テーブル記憶部１３、姿勢記録部１４、センサ側制御処理部（ＳＵ制御処理部）１５、及び、センサ側通信インターフェース部（ＳＵ通信ＩＦ部）１６を備える。図２では、センサ装置ＳＵを構成するブロックのうち、ドップラセンサ部１０が示され、他のブロックは省略されている。
【００２４】
図２及び図３を参照して、ドップラセンサ部１０は、被監視者Ｏｂの生体信号を検出する装置である。ドップラセンサ部１０は、送信波ＴＷを送信し、物体で反射した送信波ＴＷの反射波ＲＷを受信し、送信波ＴＷと反射波ＲＷとに基づいてドップラ周波数成分のドップラ信号ＤＳを出力する体動センサである。物体が動いている場合、いわゆるドップラ効果により物体の動いている速度に比例して反射波の周波数がシフトするため、送信波ＴＷの周波数と反射波ＲＷの周波数とに差（ドップラ周波数成分）が生じる。ドップラセンサ部１０は、このドップラ周波数成分の信号をドップラ信号ＤＳとして生成する。送信波ＴＷは、超音波やマイクロ波等であって良いが、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Ｏｂの体表で反射できるため、被監視者Ｏｂが衣服を着ていても体表の動きを検知でき、好ましい。
【００２５】
人の胸部から腹部の範囲を物体とした場合、ドップラ信号ＤＳには、人の呼吸運動を示す周波数成分、及び、心臓の動きを示す周波数成分が含まれるので、ドップラ信号ＤＳは、生体信号となる。ドップラセンサ部１０は、取得部として機能する。取得部は、被監視者Ｏｂが寝床１で寝ている状態で、被監視者Ｏｂに向けて送信波ＴＷが照射され、被監視者Ｏｂから反射されてきた反射波ＲＷを基にして生成される生体信号（ドップラ信号ＤＳ）を取得する。被監視者Ｏｂが寝床１で寝ている状態には、被監視者Ｏｂが睡眠している状態、及び、覚醒している状態のいずれも含まれる。
【００２６】
ドップラセンサ部１０は、被監視者Ｏｂが使用するベッド３の上方の天井面上に設置されている。ドップラセンサ部１０の設置場所は、これに限らず、ドップラセンサ部１０は、例えば、ベッド３のサイドの位置（ベッド３のサイドの方向から被監視者Ｏｂに向けて送信波ＴＷを送信する位置）に設置してもよい。
【００２７】
図３を参照して、指標値算出部１１は、ドップラ信号ＤＳを周波数解析して、各周波数成分のスペクトルパワー（各周波数成分の振幅）を求める。これらの周波数成分には、呼吸運動を示す周波数成分、及び、心臓の動き（心拍）を示す周波数成分が含まれる。このことは、公知であり、特許文献１にも開示されている。
【００２８】
指標値算出部１１は、全周波数成分のスペクトルパワーを加算した値を求める。この値には、呼吸運動を示す周波数成分のスペクトルパワー、及び、心臓の動きを示す周波数成分のスペクトルパワーが含まれる。この値は、被監視者Ｏｂの呼吸運動の大きさを示す値、及び、心臓の動きの大きさを示す値を反映した指標値の一例である。
【００２９】
全周波数成分の中には、呼吸運動及び心臓の動き以外を示す周波数成分（例えば、ノイズを示す周波数成分）が含まれる。しかしながら、これらの周波数成分のスペクトルパワーは極めて小さいので、呼吸運動を示す周波数成分のスペクトルパワー、及び、心臓の動きを示す周波数成分のスペクトルパワーが指標値の大きな割合を占める。特に、呼吸運動を示す周波数成分のスペクトルパワーが、指標値の大きな割合を占める。
【００３０】
なお、指標値は、上述した加算値に限定されず、例えば、呼吸運動を示す周波数成分のスペクトルパワーが加算された値でもよいし、心臓の動きを示す周波数成分のスペクトルパワーが加算された値でもよい。
【００３１】
指標値算出部１１は、例えば、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）、及び、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ  Ｄｉｓｋ  Ｄｒｉｖｅ）等のハードウェア、並びに、指標値算出部１１の機能を実行するためのプログラムおよびデータ等によって実現される。指標値算出部１１の機能について、各機能の一部又は全部は、ＣＰＵによる処理に替えて、又は、これと共に、ＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｓｉｇｎａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）による処理によって実現されてもよい。又、同様に、指標値算出部１１の機能の一部又は全部は、ソフトウェアによる処理に替えて、又は、これと共に、専用のハードウェア回路による処理によって実現されてもよい。以上説明したことは、後述する姿勢識別部１２、姿勢記録部１４及びＳＵ制御処理部１５についても同様である。
【００３２】
被監視者Ｏｂが寝床１で寝ている姿勢として、第１の姿勢（例えば、仰向きの姿勢）と第２の姿勢（例えば、横向きの姿勢）とがある。姿勢識別部１２は、識別部として機能し、指標値算出部１１によって算出された指標値が、所定の閾値より大きいか否かによって、第１の姿勢と第２の姿勢とを識別する。
【００３３】
ドップラセンサ部１０の位置と寝床１の位置との関係に応じて、閾値が定められている。図４は、ドップラセンサ部１０の位置と寝床１の位置との関係を説明する説明図である。第１の直線ＳＬ１は、ドップラセンサ部１０の位置と所定の基準位置ＳＰとを通る仮想の直線である。基準位置ＳＰは、床９にあり、ドップラセンサ部１０の真下にある。これは基準位置ＳＰの例であり、これに限定されない。第２の直線ＳＬ２は、ドップラセンサ部１０の位置と寝床１の位置（例えば、寝床１の中心の位置）とを通る仮想の直線である。角度θは、第１の直線ＳＬ１と第２の直線ＳＬ２とで形成される角度である。寝床１がドップラセンサ部１０の真下、すなわち、基準位置ＳＰに位置するとき、角度θが０度となる。
【００３４】
図５は、被監視者Ｏｂが仰向きの姿勢で寝ている場合において、角度θが０度、１５度、３０度のそれぞれの状態を説明する説明図である。図６は、被監視者Ｏｂが横向きの姿勢で寝ている場合において、角度θが０度、１５度、３０度のそれぞれの状態を説明する説明図である。本発明者は、角度θが０度〜３０度について、指標値を算出した。ドップラセンサ部１０が出力する送信波ＴＷの照射範囲は、２０度とした。角度θが０度の場合、−１０度から１０度までが送信波ＴＷの照射範囲となる。角度θが１５度の場合、５度から２５度までが送信波ＴＷの照射範囲となる。角度θが３０度の場合、２０度から４０度までが送信波ＴＷの照射範囲となる。
【００３５】
図７は、仰向きの姿勢の場合、及び、横向きの姿勢の場合について、指標値を示すグラフである。横軸は、角度θを示し、縦軸は、指標値を示す。仰向きの姿勢の場合、角度θが０度のとき、指標値が最大値となる。角度θが大きくなるに従って、指標値が低下する。横向きの姿勢の場合、角度θが１５度のとき、指標値が最大値となる。角度θが１５度より大きくなるに従って、指標値が低下し、角度θが１５度より小さくなるに従って、指標値が低下する。
【００３６】
指標値の最大値について、仰向けの姿勢の場合（０．６２）、横向きの姿勢の場合（１．００）の約６０％である。この理由の一つとして、横向きの姿勢は、仰向きの姿勢よりも、腹部から胸部までの部分（呼吸運動をする筋肉、及び、心臓が存在する部分）の動きが大きくなるからである。
【００３７】
角度θが、０度から所定の値（この例では７度）までの範囲において、仰向きの姿勢の場合の指標値は、横向きの姿勢の場合の指標値より大きい。角度θが所定の値を超えるとき、横向きの姿勢の場合の指標値は、仰向きの姿勢の場合の指標値より大きい。この理由の一つとして、以下の理由が考えられる。被監視者Ｏｂを正面から見たとき、被監視者Ｏｂの腹部から胸部までの部分に対する法線を考える。この法線と送信波ＴＷの進行方向とで形成される角度が小さいほど（すなわち、送信波ＴＷの進行方向が、腹部から胸部までの部分と正対している）、反射波ＲＷの強度が大きくなり、その角度が大きいほど反射波ＲＷの強度が小さくなる。角度θが小さい場合、仰向きの姿勢のほうが横向きの姿勢よりも、反射波ＲＷの強度が大きくなる。このため、仰向きの姿勢のほうが、横向きの姿勢よりも、指標値が大きくなるのである。角度θが大きい場合、横向きの姿勢のほうが仰向きの姿勢よりも、反射波ＲＷの強度が大きくなる。このため、横向きの姿勢のほうが、仰向きの姿勢よりも、指標値が大きくなるのである。
【００３８】
被監視者Ｏｂは、寝床１とドップラセンサ部１０との位置関係として、角度θが、例えば、０度、１５度、３０度のいずれかを選択できるとする。この場合、閾値を定める者（例えば、センサ装置ＳＵの製作者又は設計者）は、０度、１５度、３０度のそれぞれについて、閾値を定めなければならない。
【００３９】
角度θが０度のとき、閾値は、０．１２より大きく、かつ、０．６２より小さくする（例えば、０．４）。角度θが１５度のとき、閾値は、０．５５より大きく、かつ、１．００より小さくする（例えば、０．８）。角度θが３０度のとき、閾値は、０．０５より大きく、かつ、０．２５より小さくする（例えば、０．２）。これにより、角度θが、０度、１５度、３０度のそれぞれの状態において、被監視者ＯＢが寝ている姿勢が、仰向きの姿勢か、横向きの姿勢かを正確に識別することができる。
【００４０】
閾値テーブル記憶部１３には、下記表１に示すテーブルが予め記憶されている。閾値テーブル記憶部１３は、例えば、ＨＤＤ又はフラッシュメモリにより実現される。
【表１】
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【００４１】
角度θが０度のとき、閾値として、０．４が割り当てられ、角度θが１５度のとき、閾値として、０．８が割り当てられ、角度θが３０度のとき、閾値として、０．２が割り当てられている。
【００４２】
以上説明したように、閾値を定める者は、角度θが０度、１５度、３０度のそれぞれについて、仰向きの姿勢の場合の指標値、及び、横向きの姿勢の場合の指標値を算出し、これらの指標値を基にして、閾値を定めている。これに限らず、閾値を定める者は、いずれか一つの角度について、仰向きの姿勢の場合の指標値、及び、横向きの姿勢の場合の指標値を算出し、これらの指標値を基にして、その角度に割り当てる閾値を定め、この閾値を基にして、残りの角度に割り当てる閾値を定めてもよい。具体的に説明すると、閾値を定める者は、例えば、角度θが０度について、仰向きの姿勢の場合の指標値、及び、横向きの姿勢の場合の指標値を算出し、これらの指標値を基にして、０度に割り当てる閾値を定めている（例えば、０．４）。閾値を定める者は、０度に割り当てる閾値の２倍を、１５度に割り当てる閾値とし（０．８）、０度に割り当てる閾値の二分の一を、３０度に割り当てる閾値とする（０．２）。
【００４３】
実施形態では、角度θとして、３つの角度（０度、１５度、３０度）のいずれかを選択できる。これに限定されず、２つの角度（例えば、０度、３０度）のいずれかを選択できるようにしてもよいし、４つ以上の角度（例えば、０度、１５度、３０度、４５度）のいずれかを選択できるようにしてもよい。各角度に、閾値が割り当てられている。
【００４４】
図３を参照して、姿勢記録部１４は、被監視者Ｏｂが寝ている姿勢が変化した時刻、及び、変化後の姿勢を記録する。
【００４５】
ＳＵ通信ＩＦ部１６は、ＳＵ制御処理部１５に接続され、ＳＵ制御処理部１５の制御に従って通信を行うための通信回路である。ＳＵ通信ＩＦ部１６は、ＳＵ制御処理部１５から入力された転送すべきデータを収容した通信信号を、この被監視者監視システムＭＳのネットワークＮＷで用いられる通信プロトコルに従って生成し、この生成した通信信号を、ネットワークＮＷを介して他の装置ＳＶ、ＳＰ、ＴＡへ送信する。ＳＵ通信ＩＦ部１６は、ネットワークＮＷを介して他の装置ＳＶ、ＳＰ、ＴＡから通信信号を受信し、この受信した通信信号からデータを取り出し、この取り出したデータをＳＵ制御処理部１５が処理可能な形式のデータに変換してＳＵ制御処理部１５へ出力する。ＳＵ通信ＩＦ部１６は、例えば、ＩＥＥＥ８０２．１１規格等に従った通信インターフェース回路を備えて構成される。
【００４６】
ＳＵ制御処理部１５は、センサ装置ＳＵの各部（ドップラセンサ部１０、指標値算出部１１、姿勢識別部１２、閾値テーブル記憶部１３、姿勢記録部１４、ＳＵ通信ＩＦ部１６）を当該各部の機能に応じてそれぞれ制御し、被監視者Ｏｂに関わる所定のイベントを検知してこの検知した前記イベントを管理サーバ装置ＳＶへ通知し、端末装置ＳＰ、ＴＡとの間で音声通話を行い、そして、動画を含む画像を端末装置ＳＰ、ＴＡへ動画を配信するための装置である。
【００４７】
センサ装置ＳＵは、姿勢検出装置として機能する。このときのセンサ装置ＳＵの動作を説明する。図８は、この動作を説明するフローチャートである。被監視者Ｏｂ−１（図１）を例にする。被監視者Ｏｂ−１が寝床１で寝ている姿勢として、仰向けの姿勢、横向けの姿勢、うつ伏せの姿勢があるが、ここでは、仰向けの姿勢と横向けの姿勢を例にする。
【００４８】
図１及び図８を参照して、センサ装置ＳＵ−１に備えられる姿勢識別部１２（図３）には、閾値が予め設定されている（ステップＳ１）。閾値は、以下のようにして設定される。被監視者Ｏｂ−１の居室ＲＭにおいて、角度θは１５度とする。監視者ＮＳは、携帯端末装置ＴＡの操作部を操作して、角度θとして、１５度を入力する。携帯端末装置ＴＡは、角度θが１５度であることを示す角度情報を、管理サーバ装置ＳＶに送信し、管理サーバ装置ＳＶは、受信した角度情報を、センサ装置ＳＵ−１に送信し、センサ装置ＳＵ−１は、角度情報を受信する。
【００４９】
センサ装置ＳＵ−１に備えらえる姿勢識別部１２は、表１に示す閾値テーブルを参照して、センサ装置ＳＵ−１が受信した角度情報が示す角度θ（１５度）に割り当てられた値（０．８）を、閾値として設定する。
【００５０】
図３及び図８を参照して、ドップラセンサ部１０は、送信波ＴＷを送信し、反射波ＲＷを受信し、送信波ＴＷ及び反射波ＲＷを基にして、ドップラ信号ＤＳを生成する（ステップＳ２）。
【００５１】
指標値算出部１１は、ドップラ信号ＤＳを用いて、指標値を算出する（ステップＳ３）。指標値は、所定の間隔（例えば、数秒から数十秒の間隔）で算出される。
【００５２】
姿勢識別部１２は、ステップＳ３で算出された指標値が、ステップＳ１で設定された閾値より大きいか否かを判定する（ステップＳ４）。図７を参照して、角度θが１５度である。指標値が閾値（０．８）より大きいとき、被監視者Ｏｂ−１が寝ている姿勢は、横向きの姿勢であり、指標値が閾値以下のとき、被監視者Ｏｂ−１が寝ている姿勢は、仰向けの姿勢である。従って、姿勢識別部１２が、指標値が閾値より大きいと判定したとき（ステップＳ４でＹｅｓ）、被監視者Ｏｂ−１が寝ている姿勢が横向きの姿勢と判定する（ステップＳ５）。これに対して、姿勢識別部１２が、指標値が閾値以下と判定したとき（ステップＳ４でＮｏ）、被監視者Ｏｂ−１が寝ている姿勢が仰向きの姿勢と判定する（ステップＳ６）。
【００５３】
姿勢記録部１４は、被監視者Ｏｂ−１が寝ている姿勢の今回の判定結果（ステップＳ５、ステップＳ６）が、前回の判定結果と同じか否かを判定する（ステップＳ７）。姿勢記録部１４は、被監視者Ｏｂ−１が寝ている姿勢の今回の判定結果が、前回の判定結果と同じと判定したとき（ステップＳ７でＹｅｓ）、被監視者Ｏｂ−１が寝ている姿勢について、変化がないと判定する。そして、センサ装置ＳＵは、ステップＳ２の処理に戻る。
【００５４】
姿勢記録部１４は、被監視者Ｏｂ−１が寝ている姿勢の今回の判定結果が、前回の判定結果と異なると判定したとき（ステップＳ７でＮｏ）、被監視者Ｏｂ−１が寝ている姿勢について、変化があったと判定する。姿勢記録部１４は、この判定した時刻、及び、変化後の寝ている姿勢を記録する（ステップＳ８）。そして、センサ装置ＳＵは、ステップＳ２の処理に戻る。
【００５５】
姿勢記録部１４に記録された時刻、及び、被監視者Ｏｂ−１が寝ている姿勢は、例えば、被監視者Ｏｂ−１の床ずれ防止の管理に利用されたり、被監視者Ｏｂ−１が睡眠時無呼吸症候群を起こしたとき、その発生原因の調査に利用されたりする。
【００５６】
実施形態の主な効果を説明する。図４、図７及び表１を参照して、姿勢識別部１２は、角度θに応じて割り当てられた閾値を用いて、仰向きの姿勢と横向き姿勢とを識別する（ステップＳ４、ステップＳ５、ステップＳ６）。従って、実施形態に係るセンサ装置ＳＵによれば、寝床１の位置やドップラセンサ部１０の位置に関わりなく、被監視者Ｏｂが寝床１で寝ている姿勢を正確に検出することができる。
【００５７】
実施形態の変形例を説明する。図３を参照して、実施形態において、指標値算出部１１、姿勢識別部１２、閾値テーブル記憶部１３、及び、姿勢記録部１４が、センサ装置ＳＵに備えられる。これに対して、変形例において、これらは、管理サーバ装置ＳＶに備えられる。変形例に備えられるＳＵ制御処理部１５は、ＳＵ通信ＩＦ部１６に対して、ドップラ信号ＤＳを、管理サーバ装置ＳＶに送信する命令をする。ＳＵ通信ＩＦ部１６は、ドップラ信号ＤＳを、管理サーバ装置ＳＶの通信部（不図示）と通信可能な通信信号に変更して、管理サーバ装置ＳＶに送信する。
【００５８】
実施形態では、ドップラセンサ部１０が、被監視者Ｏｂの生体信号を取得する取得部として機能する。これに対して、変形例では、管理サーバ装置ＳＶの上記通信部が取得部の機能を有する。
【００５９】
（実施形態の纏め）
実施形態の一態様に係る姿勢検出装置は、被監視者が寝床で寝ている状態で、前記被監視者に向けて送信波が照射され、前記被監視者から反射されてきた反射波を基にして生成される生体信号を取得する取得部と、前記取得部によって取得された前記生体信号を用いて、前記被監視者の呼吸運動の大きさを示す値、及び、心臓の動きの大きさを示す値のうち、少なくとも一方を反映した指標値を算出する算出部と、前記被監視者が前記寝床で寝ている姿勢として、第１の姿勢と第２の姿勢とがあり、前記算出部によって算出された前記指標値が、所定の閾値より大きいか否かによって、前記第１の姿勢と前記第２の姿勢とを識別する識別部と、を備え、前記識別部は、所定の基準位置と、前記被監視者に向けて前記送信波を照射し、前記被監視者から反射されてきた前記反射波を受信するセンサ部の位置とを通る仮想の直線を第１の直線とし、前記センサ部の位置と前記寝床の位置とを通る仮想の直線を第２の直線とし、前記第１の直線と前記第２の直線とで形成される角度に応じて割り当てられた前記閾値を用いて、前記第１の姿勢と前記第２の姿勢とを識別する。
【００６０】
本発明者は、上記角度に応じて、第１の姿勢（例えば、仰向きの姿勢）と第２の姿勢（例えば、横向きの姿勢）とを識別する閾値を変えたとき、寝床の位置やセンサ部の位置に関わりなく、第１の姿勢と第２の姿勢とを正確に識別できることを見出し、これに基づいて、実施形態を創作した。
【００６１】
寝床とは、例えば、ベッドに敷かれた布団、畳みに敷かれた布団、床に敷かれた布団を意味する。被監視者が寝床で寝ている状態には、睡眠している状態、及び、覚醒している状態のいずれも含まれる。
【００６２】
取得部は、例えば、送信波とこの送信波の反射波とに基づいてドップラ周波数成分のドップラ信号を、前記生体信号として出力するドップラセンサ部を含む。
【００６３】
算出部は、例えば、生体信号を周波数解析して、各周波数成分のスペクトルパワー（各周波数成分の振幅）を求め、これらのスペクトルパワーを加算し、この値を指標値とする。これらの周波数成分の中に、呼吸運動を示す周波数成分、及び、心臓の動きを示す周波数成分が含まれるので、この指標値は、被監視者の呼吸運動の大きさを示す値、及び、心臓の動きの大きさを示す値を反映している。指標値は、これに限定されず、例えば、呼吸運動を示す周波数成分のスペクトルパワーが加算された値でもよいし、心臓の動きを示す周波数成分のスペクトルパワーが加算された値でもよい。前者は、指標値が、被監視者の呼吸運動の大きさを示す値を反映している。後者は、指標値が被監視者の心臓の運動の大きさを示す値を反映している。
【００６４】
上記構成において、前記角度が０度の場合は、前記寝床が前記センサ部の真下に位置しており、前記識別部は、前記角度が０度以上かつ所定の値以下の場合、前記指標値が前記閾値より大きいとき、前記仰向きの姿勢と判定し、前記指標値が前記閾値以下のとき、前記横向きの姿勢と判定し、前記角度が前記所定の値を超えている場合、前記指標値が前記閾値より大きいとき、前記横向きの姿勢と判定し、前記指標値が前記閾値以下のとき、前記仰向きの姿勢と判定する。
【００６５】
本発明者は、角度が所定の値以下の場合、仰向きの姿勢の方が、横向きの姿勢よりも指標値が大きくなり、角度が所定の値を超える場合、横向きの姿勢の方が、仰向きの姿勢よりも指標値が大きくなることを見出し、これに基づいて、この構成を創作した。
【００６６】
上記構成において、値が異なる複数の前記角度と、複数の前記角度のそれぞれに割り当てられた、値が異なる複数の前記閾値とを予め記憶した記憶部をさらに備え、前記識別部は、前記記憶部に記憶されている複数の前記閾値の中から、前記第１の姿勢と前記第２の姿勢との識別に用いる前記閾値を選択する（別の表現を用いれば、前記識別部は、複数の前記角度の中から、所定の者（ユーザ、姿勢検出装置の設置者等）が指定した前記角度に割り当てられた前記閾値を、前記記憶部から読み出し、前記第１の姿勢と前記第２の姿勢との識別に用いる前記閾値として設定する）。
【００６７】
この構成は、複数の角度（例えば、０度、１５度、３０度）のそれぞれに割り当てられた複数の閾値を予め記憶している態様である。所定の者（ユーザ、姿勢検出装置の設置者等）は、複数の角度の中から一つを選択することができる。なお、角度が一つに決まっている場合（例えば、１５度）、その角度に割り当てられた一つの閾値が予め記憶されている態様も可能である。
【００６８】
実施形態の他の態様に係る姿勢検出方法は、被監視者が寝床で寝ている状態で、前記被監視者に向けて送信波が照射され、前記被監視者から反射されてきた反射波を基にして生成される生体信号を取得する取得ステップと、前記取得ステップによって取得された前記生体信号を用いて、前記被監視者の呼吸運動の大きさを示す値、及び、心臓の動きの大きさを示す値のうち、少なくとも一方を反映した指標値を算出する算出ステップと、前記被監視者が前記寝床で寝ている姿勢として、第１の姿勢と第２の姿勢とがあり、前記算出ステップによって算出された前記指標値が、所定の閾値より大きいか否かによって、前記第１の姿勢と前記第２の姿勢とを識別する識別ステップと、を備え、前記識別ステップは、所定の基準位置と、前記被監視者に向けて前記送信波を照射し、前記被監視者から反射されてきた前記反射波を受信するセンサ部の位置とを通る仮想の直線を第１の直線とし、前記センサ部の位置と前記寝床の位置とを通る仮想の直線を第２の直線とし、前記第１の直線と前記第２の直線とで形成される角度に応じて割り当てられた前記閾値を用いて、前記第１の姿勢と前記第２の姿勢とを識別する。
【００６９】
実施形態の他の態様に係る姿勢検出方法は、実施形態の一態様に係る姿勢検出装置を方法の観点から規定しており、実施形態の一態様に係る姿勢検出装置と同様の作用効果を有する。
【００７０】
本発明の実施形態が詳細に図示され、かつ、説明されたが、それは単なる図例及び実例であって限定ではない。本発明の範囲は、添付されたクレームの文言によって解釈されるべきである。
【００７１】
明細書、クレーム、図面、及び要約を含む、２０１６年７月２２日に提出された日本国特許出願特願２０１６−１４４６０７は、その全体の開示が、その全体において参照によりここに組み込まれる。
【産業上の利用可能性】
【００７２】
本発明によれば、姿勢検出装置及び姿勢検出方法を提供することができる。
【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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【国際調査報告】
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2018016392.tif 000014
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