(57)【要約】  本発明の第１の態様によれば、事前に定義した空間内の物体を遠隔監視するためのシステムであって、本システムは、その物体に関するデータを同時に取得するために相互に結合されたソナーモジュールおよびレーダーモジュール；ソナーモジュールおよびレーダーモジュールの制御、データの処理、外部装置との情報および命令の通信を行うように構成された処理サブシステム；を含む。本発明の別の態様によれば、物体の近接監視のためのシステムであって、本システムは、バイタルおよび物体の位置を含む、データを同時に取得する非接触センサーのアレイ；アレイの制御、データの処理、外部装置との情報および命令の通信を行うように構成された処理サブシステム；を含む。本発明のさらに別の態様によれば、監視システムは、少なくとも１つの遠隔システム；少なくとも１つの近接システム；ＳＯＮＤＡＲサーバー、および少なくとも１つの制御コンソールを含む。本発明のさらに別の態様によれば、ソナーモジュールおよびレーダーモジュールで、物体を遠隔に監視するための方法は、監視のために事前に定義した空間をユーザーにより制御コンソールを利用して選択すること、警告を分類する事象のセットを判断すること、および物体を監視することを含む。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
事前に定義した空間内で少なくとも１つの物体を遠隔監視するためのシステムであって、
前記少なくとも１つの物体に関するデータを同時に取得するために相互に結合されたソナーモジュールおよびレーダーモジュールと、
少なくとも１つの処理サブシステムであって、
前記ソナーモジュールおよび前記レーダーモジュールを制御すること、
前記データを処理すること、
情報および命令を外部装置と通信すること
のうちの少なくとも１つを実行するように構成された、少なくとも１つの処理サブシステムと
を備えた、システム。
【請求項２】
前記少なくとも１つの物体は、無生物、人間、および動物から成る群から選択される、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記事前に定義した空間は、室内空間、および隣接した屋外空間を含む室内空間から成る群から選択される、請求項１に記載のシステム。
【請求項４】
前記少なくとも１つの物体に関するデータを前記同時に取得することは、前記少なくとも１つの物体から反射された信号を監視することによって達成され、前記少なくとも１つの物体から反射された前記信号は、前記事前に定義した空間に投影された超音波および電磁マイクロ波から生じており、かつ前記超音波および前記電磁マイクロ波は、それぞれ、前記ソナーモジュールおよび前記レーダーモジュールから投影される、請求項１に記載のシステム。
【請求項５】
前記システムは、少なくとも１つの追加のセンサーをさらに備え、前記追加のセンサーは、少なくとも１つの識別リーダー、少なくとも１つの光学検出器、および少なくとも１つの音声センサーを含む、請求項１に記載のシステム。
【請求項６】
少なくとも１つのＲＦＩＤタグが前記少なくとも１つの物体に取り付けられ、前記少なくとも１つのＲＦＩＤタグの各１つに埋め込まれた識別値は固有であり、かつ前記少なくとも１つのＲＦＩＤタグは少なくとも２つの前記物体の違いを区別するために前記システムによって利用される、請求項５に記載のシステム。
【請求項７】
前記少なくとも１つの識別リーダーは、質問無線周波数（ＲＦ）信号を送信して、ＲＦ認証応答を前記少なくとも１つのＲＦＩＤタグから受信するように構成され、それにより、前記ＲＦ認証応答は前記少なくとも１つの物体を識別する、請求項６に記載のシステム。
【請求項８】
前記少なくとも１つの光学検出器は、前記事前に定義した空間内で前記少なくとも１つの物体の画像を捕捉するように構成され、前記画像は、ビデオ画像、静止画像、およびそれらの組合せから成る群から選択される、請求項５に記載のシステム。
【請求項９】
前記物体から音声信号を検出可能な前記少なくとも１つの音声センサーをさらに備え、前記システムは、前記少なくとも１つの物体位置を判断する際に前記少なくとも１つの処理サブシステムを支援するために前記音声信号を分析するように構成される、請求項５に記載のシステム。
【請求項１０】
前記少なくとも１つの処理サブシステムは、コントローラをさらに備え、前記コントローラは、前記ソナーモジュール、前記レーダーモジュール、および前記少なくとも１つの追加のセンサーを操作するように構成され、前記コントローラは、前記ソナーモジュール、前記レーダーモジュール、および前記少なくとも１つの追加のセンサーからデータを取得するようにさらに構成される、請求項５に記載のシステム。
【請求項１１】
少なくとも１つの案内モジュールをさらに備え、前記少なくとも１つの案内モジュールの各案内モジュールは、前記ソナーモジュール、前記レーダーモジュール、および前記少なくとも１つの光学検出器から成る群から選択された少なくとも１つのセンサーと機械的に結合され、かつ前記少なくとも１つ案内モジュールは前記コントロールによって操作される、請求項１０に記載のシステム。
【請求項１２】
前記少なくとも１つの処理サブシステムは、プロセッサをさらに備え、前記プロセッサは前記コントローラを監督し、前記コントローラによって取得された前記データを情報に処理するように構成される、請求項１に記載のシステム。
【請求項１３】
前記少なくとも１つの処理サブシステムは、通信ユニットをさらに備え、前記通信ユニットは、前記情報を前記外部装置に伝達し、前記外部装置から命令を取得するように構成され、かつ前記通信ユニットは、インターネットと通信するようにさらに構成される、請求項１に記載のシステム。
【請求項１４】
前記外部装置は制御コンソールであり、前記制御コンソールは、前記情報をユーザーに表示するように構成され、かつ前記制御コンソールは前記ユーザーから命令を取得するようにさらに構成される、請求項１に記載のシステム。
【請求項１５】
ＳＯＮＤＡＲサーバーをさらに備え、前記ＳＯＮＤＡＲサーバーは、事前に定義した空間内の前記少なくとも１つの物体を遠隔監視するための複数のシステムを統合可能であり、外部装置との情報および命令の前記通信は、ＳＯＮＤＡＲサーバーを経由して前記外部装置とインターネットを通して通信することをさらに含む、請求項１に記載のシステム。
【請求項１６】
前記少なくとも１つの処理サブシステムは、前記ソナーモジュール、前記レーダーモジュール、および前記少なくとも１つの追加のセンサーを較正するための専用の自動較正ルーチンを初期化するようにさらに構成され、かつ前記自動較正ルーチンは、前記事前に定義した空間内の物体をマッピングすることをさらに含む、請求項５に記載のシステム。
【請求項１７】
前記システムは、前記事前に定義した空間内の前記少なくとも１つの物体の位置を検出するために利用され、前記位置は、動きパターン、移動追跡、突然の体位変化から成る群から選択される、請求項１に記載のシステム。
【請求項１８】
前記システムは、前記事前に定義した空間内の前記少なくとも１つの物体のバイタルを検出するために利用され、前記バイタルは、生体信号、呼吸数の急激な低下、心拍数、および呼吸数から成る群から選択される、請求項１７に記載のシステム。
【請求項１９】
前記情報は要素を含み、前記要素は、警告、バイタル情報、生体信号、呼吸数の急落、心拍数、呼吸数、動きパターン、移動追跡、突然の体位変化、および位置から成る群から選択され、前記情報は、各要素に対する事前に定義した属性のセットをさらに含み、事象は、要素とその属性のセットとの間の矛盾を示し、矛盾は警告をトリガーする、請求項１８に記載のシステム。
【請求項２０】
前記システムは、少なくとも１つのパルスソナー監視モジュール（ＰＳＭＭ）をさらに備え、前記ＰＳＭＭは、前記事前に定義した空間内の前記少なくとも１つの物体の位置を正確に追跡するための短超音波パルス法を採用する、請求項１に記載のシステム。
【請求項２１】
少なくとも１つの物体を近接監視するためのシステムであって、
バイタルおよび前記少なくとも１つの物体の位置を含むデータを同時に取得する非接触センサーのアレイと、
少なくとも１つの処理サブシステムであって、
前記アレイを制御すること、
前記データを処理すること、
情報および命令を外部装置と通信すること
のうちの少なくとも１つを実行するように構成された、少なくとも１つの処理サブシステムと
を含む、システム。
【請求項２２】
前記少なくとも１つの物体は、無生物、人間、および動物から成る群から選択される、請求項２１に記載のシステム。
【請求項２３】
前記少なくとも１つの物体に関するデータを前記同時に取得することは、前記少なくとも１つの物体と関連した物理的現象を測定することによって達成される、請求項２１に記載のシステム。
【請求項２４】
前記アレイは、装着可能品に埋め込まれ、前記装着可能品は前記少なくとも１つの物体の所定の領域に隣接している、請求項２１に記載のシステム。
【請求項２５】
前記アレイは、
少なくとも１つの非接触電界センサーであって、前記少なくとも１つの非接触電界センサーと前記少なくとも１つの物体の前記所定の領域との間の静電容量を測定可能であり、前記静電容量はバイタル変化を示す、少なくとも１つの非接触電界センサーと、
前記少なくとも１つの物体の前記所定の領域内近くの流体量の変化を示す電流を測定可能な少なくとも１つの非接触磁場センサーと、
前記少なくとも１つの物体の位置および動きを検出可能な少なくとも１つの非接触動きセンサーであって、前記動きセンサーは、加速度計、磁力計、ジャイロ、高度計、およびそれらの組合せから成る群から選択された微小機械トランスデューサである、少なくとも１つの非接触動きセンサーと、
聴診器として機能を果たすように構成された少なくとも１つの非接触音響センサーであって、超高感度膜マイクロホンである、少なくとも１つの非接触音響センサー
のうちの少なくとも１つを含み、
前記アレイの各センサーは、専用フロントエンド電子機器（ＦＥＥ）と統合され、各ＦＥＥは、各センサーの測定値を表す電気信号を成形、サンプリング、および保持するように構成される、請求項２４に記載のシステム。
【請求項２６】
前記アレイはコントローラをさらに含み、前記コントローラは、
前記アレイの前記センサーを制御することと、
前記センサーからデータを取得することと、
前記データを前記少なくとも１つの処理サブシステムに送信することと、
前記少なくとも１つの処理サブシステムから命令を受信することと
を行うように構成される、請求項２１に記載のシステム。
【請求項２７】
前記少なくとも１つの処理サブシステムは、プロセッサをさらに備え、前記プロセッサは前記コントローラを管理し、前記コントローラによって取得された前記データを情報に処理するように構成される、請求項２６に記載のシステム。
【請求項２８】
前記少なくとも１つの処理サブシステムは、少なくとも１つの通信ユニット（ＣＵ）をさらに備え、前記少なくとも１つのＣＵは、
命令を前記コントローラに送信することと、
前記コントローラからデータを受信することと、
前記外部装置から命令を受信することと、
前記情報を前記外部装置に送信することと、
インターネットと通信することと
を行うように構成される、請求項２６に記載のシステム。
【請求項２９】
少なくとも１つのＲＦＩＤタグをさらに含み、前記少なくとも１つのＲＦＩＤタグは前記少なくとも１つの物体に取り付けられ、前記少なくとも１つのＲＦＩＤタグの各１つに埋め込まれた識別値は固有であり、前記少なくとも１つのＲＦＩＤタグは少なくとも２つの前記物体の違いを区別するために前記システムによって利用され、かつ前記少なくとも１つのＲＦＩＤタグは、警告を手動で示すための非常ボタンと結合される、請求項２１に記載のシステム。
【請求項３０】
前記少なくとも１つの処理サブシステムは、質問無線周波数（ＲＦ）信号を送信して、ＲＦ認証応答を前記少なくとも１つのＲＦＩＤタグから受信するように構成された少なくとも１つのＲＦＩＤ質問機をさらに備え、かつ前記応答は、前記少なくとも１つの物体識別を含み、警告指標が前記情報に付加される、請求項２９に記載のシステム。
【請求項３１】
少なくとも１つの全地球測位衛星（ＧＰＳ）モジュールをさらに備え、前記ＧＰＳモジュールは、前記少なくとも１つの物体の位置を判断可能であり、かつ前記ＧＰＳモジュールは、前記位置の記述を前記情報に付加する、請求項２１に記載のシステム。
【請求項３２】
前記少なくとも１つの処理サブシステムは、前記アレイの前記センサーを較正するための専用の自動較正ルーチンを初期化するようにさらに構成され、かつ前記自動較正ルーチンは、前記少なくとも１つの物体の前記位置を追跡するために前記ＧＰＳを利用することを含む、請求項３１に記載のシステム。
【請求項３３】
前記少なくとも１つの物体は、前記少なくとも１つの処理サブシステムを持ち運ぶ、請求項２１に記載のシステム。
【請求項３４】
前記少なくとも１つの物体の前記位置は、動きパターン、移動追跡、突然の体位変化から成る群から選択され、かつ前記位置記述は前記情報に付加される、請求項２１に記載のシステム。
【請求項３５】
前記少なくとも１つの物体の前記バイタルは、生体信号、呼吸数の急激な低下、心拍数、および呼吸数から成る群から選択され、かつ前記バイタル記述は前記情報に付加される、請求項２１に記載のシステム。
【請求項３６】
前記少なくとも１つの処理サブシステムは、前記少なくとも１つの物体に対して十分な属性を含み、事象は、前記情報と前記属性との間の矛盾を示し、かつ矛盾は警告を自動的にトリガーする、請求項２１に記載のシステム。
【請求項３７】
外部エネルギー源から導出されたエネルギーを電気エネルギーに変換するように構成された環境発電モジュールをさらに備え、前記外部エネルギー源は、太陽エネルギー、熱エネルギー、風力エネルギー、運動エネルギー、およびそれらの組合せから成る群から選択され、前記電気エネルギーは、電力貯蔵に蓄えられ、かつ前記システムは、前記電力貯蔵を自家発電監視モードで利用する、請求項２１に記載のシステム。
【請求項３８】
前記外部装置は、制御コンソールであり、前記制御コンソールは、前記情報をユーザーに表示するように構成され、かつ前記制御コンソールは前記ユーザーから命令を取得するようにさらに構成される、請求項２１に記載のシステム。
【請求項３９】
ＳＯＮＤＡＲサーバーをさらに備え、前記ＳＯＮＤＡＲサーバーは、事前に定義した空間内の前記少なくとも１つの物体を遠隔監視するための複数のシステムを統合可能であり、外部装置との情報および命令の前記通信は、ＳＯＮＤＡＲサーバーを経由して前記外部装置とインターネットを通して通信することをさらに含む、請求項２１に記載のシステム。
【請求項４０】
少なくとも１つの遠隔システムの各遠隔システムが、事前に定義した空間内の少なくとも１つの物体を監視する、少なくとも１つの遠隔システムと、
少なくとも１つの近接システムの各近接システムが、少なくとも１つの物体を監視する、少なくとも１つの近接システムと、
ＳＯＮＤＡＲサーバーと、
少なくとも１つの制御コンソールと
を備える、監視システム。
【請求項４１】
前記ＳＯＮＤＡＲサーバーは、複数の処理装置と１つのデータリポジトリとを備え、前記ＳＯＮＤＡＲサーバーは、
前記少なくとも１つの遠隔システム、前記少なくとも１つの近接システム、および前記少なくとも１つの制御コンソールと情報を通信することと、
前記少なくとも１つの遠隔システムおよび前記少なくとも１つの近接システムによって要求される計算を実行することと、
少なくとも１つの物体の情報を前記データリポジトリ内で保持することと
を行うように構成される、請求項４０に記載のシステム。
【請求項４２】
前記ＳＯＮＤＡＲサーバーは、
前記少なくとも１つの物体のうちの１つを同時に監視するために、前記少なくとも１つの遠隔システムのうちの１つの遠隔システムと、前記少なくとも１つの近接システムのうちの１つの近接システムとの間で同期をとることと、
前記少なくとも１つの遠隔システムのうちの前記遠隔システムから、前記少なくとも１つの近接システムのうちの前記近接システムに、およびその逆に、前記監視を切り替えることと
が可能である、請求項４０に記載のシステム。
【請求項４３】
前記少なくとも１つ制御コンソールは、前記情報を少なくとも１人のユーザーに表示するように構成され、かつ前記少なくとも１つの制御コンソールは、前記少なくとも１人のユーザーから命令を取得するようにさらに構成される、請求項４０に記載のシステム。
【請求項４４】
少なくとも１つの物体を、ソナーモジュールおよびレーダーモジュールを用いて、遠隔で監視するための方法であって、
監視するための事前に定義した空間をユーザーにより制御コンソールを利用して選択することと、
警告を分類する事象のセットを判断することと、
前記少なくとも１つの物体を監視することと
を含む、方法。
【請求項４５】
事前に定義した空間を前記選択することは、
前記ソナーモジュールおよび前記レーダーモジュールを較正するための自動較正ルーチンを初期化することと、
前記事前に定義した空間内の物体をマッピングすることと、
監視のために前記少なくとも１つの物体を選択することと
を含む、請求項４４に記載の方法。
【請求項４６】
前記監視することは、前記少なくとも１つの物体に関するデータを、前記ソナーモジュールおよび前記レーダーモジュールで同時に取得することを含み、かつ前記監視することは、前記事象のセットのうちの１つの事象が検出されるまで、定期的に実施される、請求項４４に記載の方法。
【請求項４７】
前記監視することは、前記事象のセットのうちの１つの事象が検出されている場合に警告を前記ユーザーに送信することをさらに含む、請求項４６に記載の方法。
【請求項４８】
前記方法は、警告を分類する前記事象のセットを前記ユーザーが修正できるようにする、請求項４４に記載の方法。
【請求項４９】
前記監視することは、前記少なくとも１つの物体に関するデータを前記ソナーモジュールで取得することをさらに含み、かつ前記監視することは、前記事象の修正されたセットのうちの１つの事象が検出されるまで、定期的に実施される、請求項４８に記載の方法。
【請求項５０】
前記監視することは、前記事象の修正されたセットのうちの１つの事象が検出された場合、所定の期間、監視するレーダーモジュールをトリガーすることをさらに含み、かつ前記事象の修正されたセットのうちの１つの事象が前記所定の期間内に前記レーダーによって検出されている場合、警告が前記ユーザーに送信される、請求項４９に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、遠隔監視に関する。より詳細には、本発明は、人間および動物の活動の非接触監視のためのシステムおよび方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
遠隔非妨害的感知を使用した人間活動の記録には、危険にさらされているグループ（年配者および子供を含む）の監視、および、職場で、訓練中、またはセキュリティ目的のための、日々の活動の監視など、多くの用途がある。典型的なカメラは基本的な監視ソリューションを提供できるが、プライバシーの考慮により、かかる使用は制限されるため、カメラでは様々なシナリオで要求される活動監視を実行できない。
【０００３】
包括的な監視のために、対象者に関するいくつかのパラメータを収集する必要がある。具体的には、活動パラメータ（例えば、動き）およびいくつかの主要な生体指標（例えば、呼吸数／心拍数およびそれらの可変性も）が収集される。時々、音声指標も有用な情報を提供できる。かかるパラメータから抽出した情報は活動パターン（位置、速度、加速度など）をもたらすはずであり、時々、異なる身体部分の動き、ならびに同時に呼吸および心臓の活動、ならびに音声シグネチャ（体内音、苦痛などに対する）の判断を可能にする。
【０００４】
何年もの間、人体の動きを検出するためのマイクロ波反射計（例えば、ドップラーレーダー）の使用が当技術分野で示されている。通常、レーダーは、物体の範囲、高さ、方向、または速度を判断するために電磁波を使用する物体検出システムである。
【０００５】
例えば、呼吸数は胸壁の動きの監視から抽出できる（制限された状況下での心拍数の監視も可能である）。しかし、ほとんどの人は、たとえ完全に無害な放射であっても、高周波に持続的に曝される環境に加わることを拒絶し得ることが予測できる。
【０００６】
加えて、空気中での超音波ベースのソナーの使用により、人々の物理的な位置および速度の追跡が可能になることが示されている。典型的には、ソナーは、音波伝搬（通常は水中）を使用して、他の船舶など、水面上もしくは水面下の物体を、ナビゲートまたは検出する技術である。
【０００７】
既知の手法に基づく装置を使用して人のケアに対する包括的な遠隔監視のための商用ソリューションを実現するために多くの試みが実行されたが、（標準的な家庭／オフィス環境のような）特に制御されていない環境で、とりわけ費用効率の高いソリューションが要求される場合に、成功は乏しかった。
【０００８】
従って、対象者のプライバシーが損なわれず、また、有害な放射線に曝されることもなく、「騒々しい」環境で活動パターンおよび医学的指標を、信頼性があって、継続的に遠隔監視可能な監視システムを有することは好都合であろう。
【０００９】
別に定義されていない限り、本明細書で使用する全ての専門用語および科学用語は、本発明が属する分野の当業者によって一般に理解されるのと同じ意味を有する。本明細書で記述するものと同様または同等な方法および材料が本発明の実施または検査において使用できるが、適切な方法および材料を以下に記述する。矛盾する場合、定義を含め、特許明細書が規制する。加えて、材料、方法、および例は、一例にすぎず、限定することを意図していない。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の第１の態様に従った、事前に定義した空間内の少なくとも１つの物体を遠隔監視するためのシステムであり、本システムは、少なくとも１つの物体に関するデータを同時に取得するために相互に結合されたソナーモジュールおよびレーダーモジュールと；ソナーモジュールおよびレーダーモジュールの制御、データの処理、情報および命令の外部装置との通信のうちの少なくとも１つを実行するように構成された少なくとも１つの処理サブシステムと；を含む。
【００１１】
いくつかの例示的な実施形態では、少なくとも１つの物体は、無生物、人間、および動物から成る群から選択される。
【００１２】
いくつかの例示的な実施形態では、事前に定義した空間は、室内空間、および隣接した屋外空間を含む室内空間から成る群から選択される。
【００１３】
いくつかの例示的な実施形態では、少なくとも１つの物体に関するデータを同時に取得することは、少なくとも１つの物体から反射された信号を監視することによって達成され、少なくとも１つの物体から反射された信号は、事前に定義した空間に投影された超音波および電磁マイクロ波から生じており、超音波および電磁マイクロ波は、それぞれ、ソナーモジュールおよびレーダーモジュールから投影される。
【００１４】
いくつかの例示的な実施形態では、本システムは、少なくとも１つの追加のセンサーをさらに含み、追加のセンサーは、少なくとも１つの識別リーダー（ｄｉｓｔｉｎｃｔｉｏｎ  ｒｅａｄｅｒ）、少なくとも１つの光学検出器、および少なくとも１つの音声センサーを含む。
【００１５】
いくつかの例示的な実施形態では、少なくとも１つのＲＦＩＤタグが少なくとも１つの物体に取り付けられ、少なくとも１つのＲＦＩＤタグの各１つに埋め込まれた識別値は固有であり、少なくとも１つのＲＦＩＤタグは少なくとも２つの物体の違いを区別するために本システムによって利用される。
【００１６】
いくつかの例示的な実施形態では、少なくとも１つの識別リーダーは、質問（ｉｎｔｅｒｒｏｇａｔｏｒｙ）無線周波数（ＲＦ）信号を送信して、ＲＦ認証応答を少なくとも１つのＲＦＩＤタグから受信するように構成され、それにより、ＲＦ認証応答は少なくとも１つの物体を識別する。
【００１７】
いくつかの例示的な実施形態では、少なくとも１つの光学検出器は、事前に定義した空間内で少なくとも１つの物体の画像を捕捉するように構成され、画像は、ビデオ画像、静止画像、およびそれらの組合せから成る群から選択される。
【００１８】
いくつかの例示的な実施形態では、本システムは、物体から音声信号を検出可能な少なくとも１つの音声センサーをさらに含み、本システムは、少なくとも１つの物体位置を判断する際に少なくとも１つの処理サブシステムを支援するために音声信号を分析するように構成される。
【００１９】
いくつかの例示的な実施形態では、少なくとも１つの処理サブシステムは、コントローラをさらに含み、コントローラは、ソナーモジュール、レーダーモジュール、および少なくとも１つの追加のセンサーを操作するように構成され、コントローラは、ソナーモジュール、レーダーモジュール、および少なくとも１つの追加のセンサーからデータを取得するようにさらに構成される。
【００２０】
いくつかの例示的な実施形態では、本システムは、少なくとも１つの案内（ｇｕｉｄｉｎｇ）モジュールをさらに含み、少なくとも１つの案内モジュールの各案内モジュールは、ソナーモジュール、レーダーモジュール、および少なくとも１つの光学検出器から成る群から選択された少なくとも１つのセンサーと機械的に結合され、少なくとも１つの案内モジュールはコントローラによって操作される。
【００２１】
いくつかの例示的な実施形態では、少なくとも１つの処理サブシステムは、プロセッサをさらに備え、プロセッサはコントローラを監督し、コントローラによって取得されたデータを情報に処理するように構成される。
【００２２】
いくつかの例示的な実施形態では、少なくとも１つの処理サブシステムは、通信ユニットをさらに含み、通信ユニットは、情報を外部装置に伝達し、外部装置から命令を取得するように構成され、通信ユニットは、インターネットと通信するようにさらに構成される。
【００２３】
いくつかの例示的な実施形態では、外部装置は制御コンソールであり、制御コンソールは、情報をユーザーに表示するように構成され、かつ制御コンソールはユーザーから命令を取得するようにさらに構成される。
【００２４】
いくつかの例示的な実施形態では、本システムは、ＳＯＮＤＡＲサーバーをさらに含み、ＳＯＮＤＡＲサーバーは、事前に定義した空間内の少なくとも１つの物体を遠隔監視するための複数のシステムを統合可能であり、外部装置との情報および命令の通信は、ＳＯＮＤＡＲサーバーを経由して外部装置とインターネットを通して通信することをさらに含む。
【００２５】
いくつかの例示的な実施形態では、少なくとも１つの処理サブシステムは、ソナーモジュール、レーダーモジュール、および少なくとも１つの追加のセンサーを較正するための専用の自動較正ルーチンを初期化するようにさらに構成され、自動較正ルーチンは、事前に定義した空間内の物体をマッピングすることをさらに含む。
【００２６】
いくつかの例示的な実施形態では、本システムは、事前に定義した空間内の少なくとも１つの物体の位置を検出するために利用され、位置は、動きパターン、移動追跡、突然の体位変化から成る群から選択される。
【００２７】
いくつかの例示的な実施形態では、本システムは、事前に定義した空間内の少なくとも１つの物体のバイタル（ｖｉｔａｌｓ）を検出するために利用され、バイタルは、生体信号、呼吸数の急落、心拍数、および呼吸数から成る群から選択される。
【００２８】
いくつかの例示的な実施形態では、情報は要素を含み、要素は、警告、バイタル情報、生体信号、呼吸数の急落、心拍数、呼吸数、動きパターン、移動追跡、突然の体位変化、および位置から成る群から選択され、情報は、各要素に対する事前に定義した属性のセットをさらに含み、事象は、要素とその属性のセットとの間の矛盾（ｃｏｎｆｌｉｃｔ）を示し、矛盾は警告をトリガーする。
【００２９】
いくつかの例示的な実施形態では、本システムは、少なくとも１つのパルスソナー（ｐｕｌｓｅｄ  ｓｏｎａｒ）監視モジュール（ＰＳＭＭ）をさらに含み、ＰＳＭＭは、事前に定義した空間内の少なくとも１つの物体の位置を正確に追跡するための短超音波パルス法を採用する。
【００３０】
本発明の別の態様に従った，少なくとも１つの物体を近接監視するためのシステムであって、本システムは、バイタルおよび少なくとも１つの物体の位置を含むデータを同時に取得する非接触センサーのアレイと；アレイの制御、データの処理、情報および命令の外部装置との通信のうちの少なくとも１つを実行するように構成された少なくとも１つの処理サブシステムと；を含む。
【００３１】
いくつかの例示的な実施形態では、少なくとも１つの物体は、無生物、人間、および動物から成る群から選択される。
【００３２】
いくつかの例示的な実施形態では、少なくとも１つの物体に関するデータを同時に取得することは、その少なくとも１つの物体と関連した物理的現象を測定することによって達成される。
【００３３】
いくつかの例示的な実施形態では、アレイは、装着可能品に埋め込まれ、装着可能品は少なくとも１つの物体の所定の領域に隣接している。
【００３４】
いくつかの例示的な実施形態では、アレイは、少なくとも１つの非接触電界センサーと少なくとも１つの物体の所定の領域との間の静電容量を測定可能な少なくとも１つの非接触電界センサーと、静電容量はバイタル変化を示しており；少なくとも１つの物体の所定の領域内近くの流体量の変化を示す電流を測定可能な少なくとも１つの非接触磁場センサーと；少なくとも１つの物体位置および動きを検出可能な少なくとも１つの非接触動きセンサーと、動きセンサーは、加速度計、磁力計、ジャイロ、高度計、およびそれらの組合せから成る群から選択された微小機械トランスデューサであり；聴診器として機能を果たすように構成された少なくとも１つの非接触音響センサーと、少なくとも１つの非接触音響センサーは超高感度膜マイクロホンである；のうちの少なくとも１つを含み、アレイの各センサーは、専用フロントエンド電子機器（ＦＥＥ）と統合され、各ＦＥＥは、各センサーの測定値を表す電気信号を成形、サンプリング、および保持するように構成される。
【００３５】
いくつかの例示的な実施形態では、アレイはコントローラをさらに含み、コントローラは、アレイのセンサーの制御、センサーからのデータの取得、データの少なくとも１つの処理サブシステムへの送信、および少なくとも１つの処理サブシステムからの命令の受信を行うように構成される。
【００３６】
いくつかの例示的な実施形態では、少なくとも１つの処理サブシステムは、プロセッサをさらに備え、プロセッサはコントローラを監督し、コントローラによって取得されたデータを情報に処理するように構成される。
【００３７】
いくつかの例示的な実施形態では、少なくとも１つの処理サブシステムは、少なくとも１つの通信ユニット（ＣＵ）をさらに備え、少なくとも１つのＣＵは、命令のコントローラへの送信、コントローラからのデータの受信、外部装置からの命令の受信、情報の外部装置への送信、およびインターネットとの通信を行うように構成される。
【００３８】
いくつかの例示的な実施形態では、本システムは、少なくとも１つのＲＦＩＤタグをさらに含み、少なくとも１つのＲＦＩＤタグは少なくとも１つの物体に取り付けられ、少なくとも１つのＲＦＩＤタグの各１つに埋め込まれた識別値は固有であり、少なくとも１つのＲＦＩＤタグは少なくとも２つの物体の違いを区別するために本システムによって利用され、少なくとも１つのＲＦＩＤタグは、警告を手動で示すための非常ボタンと結合される。
【００３９】
いくつかの例示的な実施形態では、少なくとも１つの処理サブシステムは、質問無線周波数（ＲＦ）信号を送信して、ＲＦ認証応答を少なくとも１つのＲＦＩＤタグから受信するように構成された少なくとも１つのＲＦＩＤ質問機をさらに備え、応答は、少なくとも１つの物体識別を含み、警告指標が情報に付加される。
【００４０】
いくつかの例示的な実施形態では、本システムは、少なくとも１つの全地球測位衛星（ＧＰＳ）モジュールをさらに備え、ＧＰＳモジュールは、少なくとも１つの物体の位置を判断可能であり、ＧＰＳモジュールは、位置の記述を情報に付加する。
【００４１】
いくつかの例示的な実施形態では、少なくとも１つの処理サブシステムは、アレイのセンサーを較正するための専用の自動較正ルーチンを初期化するようにさらに構成され、自動較正ルーチンは、少なくとも１つの物体の位置を追跡するためにＧＰＳを利用することを含む。
【００４２】
いくつかの例示的な実施形態では、少なくとも１つの物体は、少なくとも１つの処理サブシステムを持ち運ぶ。
【００４３】
いくつかの例示的な実施形態では、少なくとも１つの物体の位置は、動きパターン、移動追跡、突然の体位変化から成る群から選択され、位置記述が情報に付加される。
【００４４】
いくつかの例示的な実施形態では、少なくとも１つの物体のバイタルは、生体信号、呼吸数の急落、心拍数、および呼吸数から成る群から選択され、バイタル記述が情報に付加される。
【００４５】
いくつかの例示的な実施形態では、少なくとも１つの処理サブシステムは、少なくとも１つの物体に対して十分な属性を含み、事象は、情報と属性との間の矛盾を示し、矛盾は警告を自動的にトリガーする。
【００４６】
いくつかの例示的な実施形態では、本システムは、外部エネルギー源から導出されたエネルギーを電気エネルギーに変換するように構成された環境発電モジュールをさらに備え、外部エネルギー源は、太陽エネルギー、熱エネルギー、風力エネルギー、移動エネルギー、およびそれらの組合せから成る群から選択され、電気エネルギーは、電力貯蔵に蓄えられ、本システムは、電力貯蔵を自家発電監視モードで利用する。
【００４７】
いくつかの例示的な実施形態では、外部装置は、制御コンソールであり、制御コンソールは、情報をユーザーに表示するように構成され、かつ制御コンソールはユーザーから命令を取得するようにさらに構成される。
【００４８】
いくつかの例示的な実施形態では、本システムは、ＳＯＮＤＡＲサーバーをさらに含み、ＳＯＮＤＡＲサーバーは、事前に定義した空間内の少なくとも１つの物体を遠隔監視するための複数のシステムを統合可能であり、外部装置との情報および命令の前記通信は、ＳＯＮＤＡＲサーバーを経由して外部装置とインターネットを通して通信することをさらに含む。
【００４９】
本発明のさらに別の態様に従った監視システムは、少なくとも１つの遠隔システムの各遠隔システムが、事前に定義した空間内の少なくとも１つの物体を監視する、少なくとも１つの遠隔システムと；少なくとも１つの近接システムの各近接システムが、少なくとも１つの物体を監視する、少なくとも１つの近接システムと；ＳＯＮＤＡＲサーバーと；および少なくとも１つの制御コンソールと；を備える。
【００５０】
いくつかの例示的な実施形態では、ＳＯＮＤＡＲサーバーは、複数の処理装置および１つのデータリポジトリを備え、ＳＯＮＤＡＲサーバーは、少なくとも１つの遠隔システム、少なくとも１つの近接システム、および少なくとも１つの制御コンソールとの情報通信；少なくとも１つの遠隔システムおよび少なくとも１つの近接システムによって要求される計算の実行；少なくとも１つの物体の情報のデータリポジトリ内での保持；を行うように構成される。
【００５１】
いくつかの例示的な実施形態では、ＳＯＮＤＡＲサーバーは、少なくとも１つの物体のうちの１つを同時に監視するために、少なくとも１つの遠隔システムのうちの遠隔システムと、少なくとも１つの近接システムのうちの近接システムとの間で同期をとり、少なくとも１つの遠隔システムのうちの遠隔システムから、少なくとも１つの近接システムのうちの近接システムに、およびその逆に、監視を切り替えることが可能である。
【００５２】
少なくとも１つの制御コンソールは、情報を少なくとも１人のユーザーに表示するように構成され、少なくとも１つの制御コンソールは、少なくとも１人のユーザーから命令を取得するようにさらに構成される。
【００５３】
本発明のさらに別の態様に従って、少なくとも１つの物体を、ソナーモジュールおよびレーダーモジュールを用いて、遠隔で監視するための方法は、監視するための事前に定義した空間をユーザーにより制御コンソールを利用して選択すること、警告を分類する事象のセットを判断すること、および少なくとも１つの物体を監視すること、を含む。
【００５４】
いくつかの例示的な実施形態では、事前に定義した空間を選択することは、ソナーモジュールおよびレーダーモジュールを較正するための自動較正ルーチンを初期化すること、事前に定義した空間内の物体をマッピングすること、および監視のために少なくとも１つの物体を選択すること、を含む。
【００５５】
いくつかの例示的な実施形態では、監視することは、少なくとも１つの物体に関するデータを、ソナーモジュールおよびレーダーモジュールで同時に取得することを含み、監視することは、事象のセットのうちの１つの事象が検出されるまで、定期的に実施される。
【００５６】
いくつかの例示的な実施形態では、監視することは、事象のセットのうちの１つの事象が検出されている場合に警告をユーザーに送信することをさらに含む。
【００５７】
いくつかの例示的な実施形態では、方法は、警告を分類する事象のセットをユーザーが修正できるようにする。
【００５８】
いくつかの例示的な実施形態では、監視することは、少なくとも１つの物体に関するデータをソナーモジュールで取得することをさらに含み、監視することは、事象の修正されたセットのうちの１つの事象が検出されるまで、定期的に実施される。
【００５９】
いくつかの例示的な実施形態では、監視することは、事象の修正されたセットのうちの１つの事象が検出された場合、所定の期間、監視するレーダーモジュールをトリガーすることをさらに含み、事象の修正されたセットのうちの１つの事象が所定の期間内にレーダーによって検出されている場合、警告がユーザーに送信される。
【００６０】
本明細書では、実施形態を、ほんの一例として、添付の図を参照して説明する。ここで、図面に対する特定の詳細な参照では、示される詳細は、ほんの一例であり、好ましい実施形態の例証説明を目的とし、最も有用で、実施形態の原理および概念的態様の記述が容易に理解されると考えられるものを提供するために提示することを強調する。これに関して、構造細部を、基本的な理解のために必要である以上に詳細に示すための試みは行われず、図面を参照して説明を行うと、いくつかの形がどのように実際に具現化され得るかが当業者に対して明らかになる。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】開示する主題のいくつかの例示的な実施形態に従った、ＳＯＮＤＡＲ監視システムを概略的に示す。
【図２】開示する主題のいくつかの例示的な実施形態に従った、近接監視システムを概略的に示す。
【図３】開示する主題のいくつかの例示的な実施形態に従って、物体を遠隔監視するための方法の流れ図を示す。
【図４】開示する主題のいくつかの例示的な実施形態に従った、本質的なＳＯＮＤＡＲ監視システムを概略的に示す。
【発明を実施するための形態】
【００６２】
少なくとも１つの実施形態を詳細に説明する前に、本発明は、その適用において、以下の説明に記載されるか、または図面で示される構成要素の構造および配置の詳細に限定されないことを理解されたい。本発明は、他の実施形態が可能であるか、または、様々な方法で実施もしくは実行できる。また、本明細書で採用する句法および用語は、説明を目的とし、限定と見なされるべきではないことも理解されたい。本明細書で以下に記述する様々な図の説明では、同様の番号は同様の部分を指す。図面は一般に、原寸に比例していない。
【００６３】
明確にするために、本質的ではない要素は、一部の図面から省略した。
【００６４】
ここで図１を参照すると、開示する主題のいくつかの例示的な実施形態に従った、ＳＯＮＤＡＲ監視システム（ＳＯＮＤＡＲ）１００が概略的に示されている。矢印の方向は、情報の流れの方向を示す。
【００６５】
ＳＯＮＤＡＲ１００は、ソナーモジュール１２０、およびレーダーモジュール１４０を備え、その両方は、コントローラ１５６およびプロセッサ１５７によって制御され、それによりＳＯＮＤＡＲ１００は、空間１８０を遠隔に監視することが可能である。
【００６６】
この開示した主題では、空間１８０は、事前に定義した外周を有する空間、主に、隣接した屋外ヤードを含み得る室内空間であることに留意すべきである。いくつかの例示的な実施形態では、空間１８０は、家屋、病室、事務所、別荘、それらの組合せ、または同様のものであり得る。
【００６７】
監視空間１８０は、遠隔監視される少なくとも１つの物体１１０を含み得、かかる物体は、無生物または代替として動いている生物、例えば、人間および／または動物であり得ることが理解される。
【００６８】
いくつかの実施形態では、追加のモジュールもコントローラ１５６および互換性のあるソフトウェアをもつプロセッサ１５７によって制御され得、そのため、他の技術も事前に定義した空間１８０の遠隔監視で利用され得る。
【００６９】
空間１８０を監視するために、ソナーモジュール１２０は超音波１２３を使用し得、レーダーモジュール１４０はマイクロ波１４５を使用し得る。任意選択として、ソナーモジュール１２０およびレーダーモジュール１４０の両方は、同じ空間１８０を監視している間、同時に動作し得る。コントローラ１５６は、補完的なソナーモジュール１２０およびレーダーモジュール１４０からの情報を同時に蓄積し得、それにより、空間１８０内部の活動に対して、強化された監視が達成され得る。具体的には、監視される活動は、以下のうちの少なくとも１つを含み得る。
・物体の動きに対するパターンの収集。
・活動および生体信号の収集。
・物体の移動の追跡。
・転倒状況の識別。
【００７０】
ＳＯＮＤＡＲ１００のプロセッサ１５７は、通信ユニット（ＣＵ）１５９にさらに接続され、矢印の方向は、情報の流れの方向を示す。
【００７１】
いくつかの例示的な実施形態では、ＣＵ１５９は、少なくとも１つの制御コンソール（ＣＣ）３００に対して情報を送受信するための中継器であり得る。ＣＣ３００は、事前に定義した要員に、ＳＯＮＤＡＲ１００によって検出される、１人または複数の監視対象者に関する情報を取得するためのユーザーインタフェースを提供するように構成されたコンピュータ制御のワークステーションであり得る。情報は、観察を可視化したテキストメッセージ、音／声、対象者の検査結果、バイタル測定値レポート、警告事象、対象者の移動、それらの組合せ、または同様のものを含み得る。いくつかの例示的な実施形態では、ＣＣ３００は、事前に定義した要員によって、１人または複数の監視対象者と聞こえるように、または英数字で通信するために使用され得る。追加または代替として、ＣＣ３００は、ＳＯＮＤＡＲ１００に対して較正シーケンスを実行するなど、図に示す方法を実行するために事前に定義した要員によって利用され得る。
【００７２】
いくつかの例示的な実施形態では、ＣＵ１５９およびＣＣ３００は、ＳＯＮＤＡＲサーバー３３３を経由し、インターネットを通して、またはローカルエリアネットワーク（図示せず）を通して、通信し得る。いくつかの例示的な実施形態では、ＳＯＮＤＡＲサーバー３３３は、複数の処理装置、サービスおよびデータリポジトリを備え得る。ＳＯＮＤＡＲサーバー３３３は、局所的に（例えば、病院、養護施設、または同様のもの）配置され得るか、またはＡＷＳクラウドコンピューティングプラットフォームなどの、遠隔処理装置およびサービスの集合を含み得る遠隔位置に、配置され得る。追加または代替として、ＳＯＮＤＡＲサーバー３３３は、ＳＯＮＤＡＲ１００またはその下位構成要素のいずれかによって要求される計算を実行するために利用され得る。
【００７３】
ソナーモジュール１２０の超音波１２３は、事前に定義した超音波パルスを送信し、次いで、空間１８０から反射される一連の信号に対する到着時刻を測定することにより、空間１８０内部の少なくとも１つの物体１１０の位置および動きパターンも検出するために利用され得る。かかる測定値は、初めに空間１８０内の全ての物体をマッピングして、それらの移動を追跡する際に特に有用であり得、それにより、事前に定義した事象（例えば、突然動かなくなる）がＳＯＮＤＡＲ１００によって検出されている場合、警告がＣＵ１５９を経由してＣＣ３００に送信され得る。例えば、監視システムは、人が１つのテーブルと３脚の椅子の近くに立っている居間をマッピングし得、そのため、テーブルおよび椅子の位置に対する人の移動を追跡することで、人が椅子につまずいて転倒したのをシステムが検出した場合、警告を生じ得る。
【００７４】
レーダーモジュール１４０のマイクロ波１４５は、小さな動きの監視が達成され得るように、物体から戻った信号の干渉を測定する（例えば、局所発振器と比較した測定）ために利用され得る。具体的には、心拍数および／または呼吸数の検出は、物体１１０の胸部から戻った信号の測定で可能になり得る。かかる測定値は、初めに空間１８０内の全ての物体をマッピングして、それらの生体力学的シグネチャを追跡する際に特に有用であり得、それにより、事前に定義した事象（例えば、呼吸数の急落）がＳＯＮＤＡＲ１００によって検出されている場合、警告がＣＵ１５９を経由してＣＣ３００に送信され得る。
【００７５】
ソナーモジュール１２０またはレーダーモジュール１４０だけを使用すると、組み合わせたシステムで達成できる強化された監視を提供できないことが理解される。具体的には、ソナーモジュール１２０は、物体の活動を分析し、場合により警告を（例えば、潜在的な障害物、または転倒の識別に対して）生成するために、人（動いている対象物体、および／または背景に追加された物体）の位置を見つけるために使用され得る。高精度レーダーモジュール１４０は、定期的に（例えば、所定の期間で）、かつソナーモジュール１２０からの指標に対応して、操作され得る。
【００７６】
いくつかの実施形態では、レーダーモジュール１４０のマイクロ波１４５は（超音波１２３とは対照的に）障害物を貫通できるので、ソナーモジュール１２０に対する経路が妨害される場合には、レーダーモジュール１４０がバックアップ検出装置として使用され得、そのため、ＳＯＮＤＡＲ１００は監視情報を受信し続ける（例えば、レーダーモジュール１４０で物体１１０の移動を追跡する）。
【００７７】
ソナーモジュール１２０の超音波１２３は、好ましくは、４０〜２００ＫＨｚの周波数範囲である。ソナーモジュール１２０は、超音波１２３を空間１８０に向けて送信して、対象の空間１８０内部の少なくとも１つの物体１１０から反射された信号を監視し得る。同様に、レーダーモジュール１４０の電磁マイクロ波１４５は、好ましくは０．５〜５０ＧＨｚの周波数範囲である。レーダーモジュール１４０は、マイクロ波１４５を空間１８０に向けて送信して、対象の空間１８０（例えば、寝室、庭など）内部の少なくとも１つの物体１１０から反射された信号を監視し得る。
【００７８】
開示する主題のいくつかの例示的な実施形態では、ＳＯＮＤＡＲ１００は、レーダーおよびソナー案内オプションを備え得る。レーダー案内モジュール１４４は、可動ユニットであり、レーダーモジュール１４０に接合され得、また、制御ユニット１５６によって制御され得る。従って、レーダーモジュール１４０の位置決めは、マイクロ波ビームを選択された空間１８０内の対象点に向けるために、レーダー案内モジュール１４４によって操作され得る。例えば、ソナーモジュール１２０によって検出された緊急事態は、対象者１１０が転倒して、部屋１８０の左側に横たわっていることを示し得る。制御ユニット１５６は、次いで、マイクロ波ビームを監視対象者１１０の正確な位置に焦点を合わせるために、レーダー案内モジュール１４４を操作して数センチ左側に移動させ得る。かかる案内モジュール１４４は、例えば、機械的、電子的など、様々な手段で操作され得る。
【００７９】
レーダーモジュールの案内には、以下の好都合な特徴の少なくとも１つを有し得ることが理解される。
・レーダーモジュールのマイクロ波ビームは、現在では、監視対象者に正確に合わせられ得、従って、マイクロ波をかなり低い電力で使用し得ること（監視する必要があるのは、より狭い領域になるため）。
・信号対雑音比、すなわち、監視空間内の異なる動きによって生じる他の信号と比較した監視対象者から戻る信号、の向上。
・幾人かが含まれる空間内で特定の対象者の生体パラメータを監視するようにレーダーモジュールを案内すること。
【００８０】
追加として、ドップラーソナー案内モジュール１２２は、可動ユニットであり、ソナーモジュール１２０に接続され得、また、制御ユニット１５６によって制御され得る。従って、ソナーモジュール１２０の位置決めは、超音波を選択された空間１８０内の対象点に向けるために、ソナー案内モジュール１２２によって操作され得る。ドップラーソナー案内モジュール１２２は、ソナーモジュール１２０の埋込み要素、または代替として、別個のモジュールであり得ることに留意すべきである。
【００８１】
ドップラーソナー案内モジュール１２２は、監視対象者の身体の異なる器官の速度パターンの連続追跡を提供し得、かかるパターンは、前述した特徴の多くに対して重要な指標であり得る。例えば、ソナーモジュール１２０によって検出された緊急事態は、対象者１１０が転倒して、部屋１８０の右側に横たわっていることを示し得る。制御ユニット１５６は、次いで、ソナーモジュール１２０の超音波を監視対象者１１０の正確な位置に焦点を合わせるために、ソナー案内モジュール１２２のソナートランスデューサを操作して数センチ右側に移動させ得る。かかるソナー案内モジュール１２２は、例えば、機械的、電子的など、様々な手段で操作され得る。他の例では、心臓の危険な動き、および／またはいくつかの器官の複合した検出など、ソナーモジュール１２０によって検出された緊急事態は、対象者１１０が直ちに転倒する可能性があることを示し得、そのため警報が対象者１１０に提供され、このようにして、転倒を防ぎ得る。（異なる器官）の相対速度の長期変化は、対象者１１０の健康状態の改善の低下の判断に寄与し得ることに留意すべきである。
【００８２】
レーダーモジュールからの補完情報を用いてソナーモジュールを案内すると、レーダーモジュールによって測定され、全体的な器官の動きによって生じる疑似信号が減少し得、それにより、感知可能な呼吸および心拍信号が正確に抽出され得ることが理解される。
【００８３】
いくつかの実施形態では、ＳＯＮＤＡＲ１００は、監視対象者からの極めて小さい音声信号を検出可能な可動音声センサー（図示せず）をさらに備える。任意選択として、可動音声センサーもシステムのコントローラによって制御され得る。測定された音声信号は、活動を分析して、ストレスまたは転倒などの、所定のパターンを識別するために使用され得る。測定された音声信号は、監視対象者と遠隔局との間の正確な遠隔全二重対話（ｒｅｍｏｔｅ  ｄｕｐｌｅｘ  ｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎ）のためにも使用され得る。
【００８４】
監視対象者に対する転倒の検出は、例えば、高齢者、子供、障碍者、それらの組合せなどの在宅ケアに対して、特に重要な特徴であり得ることが理解される。転倒の発生の識別には、身体器官の動きの急激な変化を伴う、下向きの高加速度または速度の検出に続いて部分的または全身の不動、および恐らくはバイタルサインパターンの交互変化を要する。ソナーおよびレーダーモジュールで達成される補完的な監視では、潜在的な転倒に対して役に立つ指標を提供し得る一般的な重心動態だけでなく、四肢運動の複合シグネチャの追跡を可能にする。ＳＯＮＤＡＲ１００は、ソナーおよびレーダーモジュールに向かう（または離れる）対象者の一般的な動きを見つけるのに特に有効であるので、従って、転倒識別が最適化され得るように、かかるシステムを天井に取り付けて提供することは好都合であろう。
【００８５】
ＳＯＮＤＡＲ１００が壁面に取り付けられる場合、本システムは、各々が異なる周波数の、垂直方向に複数のローブ放射パターンで構成され得、それにより、監視対象者の典型的な上下の動きが、（床に対して）上部と下部のノードのビーム間で生成される信号の時間差によって追跡できる。任意選択として、監視システムは、単一のエミッターおよび垂直方向に間隔を置いて配置された位相敏感検出を備えた二重検出器で構成され得る。時間依存位相差を測定することにより、転倒している対象者の正確な垂直方向軌道を抽出することが可能であり得る。
【００８６】
開示する主題のいくつかの例示的な実施形態では、ＳＯＮＤＡＲ１００のレーダーモジュール１４０およびソナーモジュール１２０は、少なくとも１つのパルスソナー監視モジュール（図示せず）で置き換えられ得る。少なくとも１つのパルスソナー監視モジュール（ＰＳＭＭ）は、監視のために選択された空間１８０に超音波を伝送することが可能である。少なくとも１つのＰＳＭＭは、コントローラ１５６によって制御され得、コントローラ１５６は次いで、プロセッサ１５７によって操作される。任意選択として、ＰＳＭＭ機能を備えたＳＯＮＤＡＲ１００は、少なくとも１つのＰＳＭＭを所望の方向に移動可能な、案内モジュール１２２などの、少なくとも１つのソナー案内モジュール、および／またはＣＣ３００監視要員に警告を送信可能なＣＵ１５９をさらに備える。
【００８７】
いくつかの実施形態では、少なくとも１つのＰＳＭＭは、信号の到着時刻を（数センチの通常の精度で）測定することにより人々の位置を追跡するために使用される市販のソナーと同様に、空気作動され得る。典型的には、短超音波パルスが放出されて（約４０〜２００ＫＨｚの搬送波周波数を有する）、様々な物体から反射され、そのため、パルスの到着時刻はソナーユニットからの距離に比例する。数メートルの範囲に対して、典型的な距離分解能は約１ｃｍである。
【００８８】
少なくとも１つのＰＳＭＭは、空間１８０の近くに配置され得、プロセッサ１５７は、対象者１１０を監視するために、一次および二次ソナーエコーの両方を測定し得、例えば、壁から反射されたエコーを追跡する。任意選択として、プロセッサ１５７は、二次ソナーエコーの動態を抽出し得、それは次いで、人間の存在および／またはバイタルサイン（呼吸および心拍数を含む）の記録に変換できる。いくつかの実施形態では、少なくとも１つのＰＳＭＭは、空間１８０の内部に配置される。
【００８９】
閉鎖的な空間内（例えば、室内）で動作するいくつかの市販のブロードビームソナーが、複数の対象を記録するために使用されてきたが、不可避な複数の二次エコー、例えば、対象から直接ではなく、壁にぶつかった後に、ソナー検出器に届く信号は「雑音」（クラッタ）と見なされる。これは、非常に複雑で固有のパターンの記録された信号を受信機で生成し、それは、通常、特定の対象が監視空間内で追跡される場合、従来のシステムにとって問題である。好ましくは、空気作動のＰＳＭＭ（パルス作動を備えた）は、かかる複雑なパターンの複数の反射信号を生成するために、監視空間１８０内で運用され得る。その後、記録された複雑なパターンが、次いで、監視空間１８０の非常に詳細なシグネチャとして使用され得る。追加として、対象者１１０の活動および／またはバイタルサインを（市販の基本的なソナー分解能とは対照的に）高感度で検出するために、プロセッサ１５７が、そのシグネチャの任意の改変を解釈するために採用され得る。
【００９０】
（例えば、胸壁の）生体活動に起因して生じた小さな動きは、かかる条件下では直接、検出できないが、音響ビームがさらに伝搬して（例えば、壁または家具にぶつかって）、反射してソナー検出器に戻るように、音響ビームが変調される場合、二次エコーのロングパスに起因した角度増幅が、信号の到着時刻の大きな変調に変換され得、従って、バイタルサインの測定可能なシグネチャを生じることに留意すべきである。対象者１１０が監視空間１８０に入ると、追加の超音波反射体を生じ得、それは、対象者の位置および動きを見つけるために（従来技術で周知の手順として）追跡され得る。
【００９１】
いくつかの実施形態では、前述した詳細なパターンをさらに詳細な方法で修正することにより、（対象者１１０の）追加のシグネチャが識別され得る。人体は常に周辺環境に熱を発しており、そのため、たとえ呼吸、発話、または動きなどの追加の指標がなくても、対象者１１０の近くの領域で音速は通常変化することが理解される。結果として、シグネチャの構造が修正されて、非定常になり得る、つまり、シグネチャは、ピークが谷などになって、「呼吸」し始める。従って、たとえ対象者が動かなくても、生体１１０の存在に対する非常に有効な指標が受信され得る。
【００９２】
呼吸周期の間、胸部の動きに起因して実質的な変化が生じ、それにより熱い空気が排出されて周囲空気の動きを引き起こすことに留意すべきである。これらの現象は、監視空間１８０のソナーシグネチャに対して動的な変更を生じ得、それは、呼吸活動および呼吸数を抽出するために（例えば、フレーム差分の処理および頻度分析を使用して）追跡できる。心拍動に起因した非常に小さい変化でさえ、呼吸および心拍数パターンによって調節された記録可能な二次エコーを与えるために、監視空間１８０の構造によって十分に増幅され得る。任意選択として、監視空間１８０は、本システムの主要部分、すなわち、距離角度増幅に起因した非常に小さい信号の感度増幅器、として機能し得る。
【００９３】
開示する主題のいくつかの例示的な実施形態では、ＳＯＮＤＡＲ１００は、実質的に粗い分解能を有する光学検出器１７０を備え得、それにより、生成された光情報は特定の人物を識別するのに十分ではなく、従って、その人物の器官の詳細な写真が生成できず、そのため、監視対象者１１０に対して最大限のプライバシーを提供する。光学検出器１７０は、対象者１１０の近似を用いて一般的な形状（または「ブロブ」）を生成し、監視を可能にするために、「ブロブ」の移動の追跡および分析と比較される。光学検出器１７０は、典型的な光技術（例えば、標準的なビデオカメラ）を使用して光ビーム１７３を、監視のために選択された空間１８０に伝送し得、それにより、対象者１１０の活動が監視され得、任意選択として、四肢の動きに関する情報を（例えば、「ブロブ」の詳細の高次モーメント信号処理で）提供し得る。
【００９４】
光学検出器１７０は、コントローラ１５６によって制御され得、それは次いで、プロセッサ１５７により、例えば、デジタル信号処理（ＤＳＰ）で操作される。任意選択として、光学監視システム１７０は、光学検出器１７０を所望の方向に移動可能な、少なくとも１つの光学案内モジュール、および／またはＣＣ３００監視要員に警告を送信可能なＣＵ１５９をさらに備える。光学検出器アレイ１７０はカメラを採用しておらず、従って、監視対象者のプライバシーは侵害されないので、光学アレイからの処理された情報では（局所的な前処理画像でさえ）最終的な「ビデオ」画像は生成されないことが理解される。
【００９５】
いくつかの実施形態では、光学検出器１７０は、低分解能の、好ましくは、一般的なシリコン検出器によって検出できる可視および／または近赤外のスペクトル領域の、光学検出器アレイを備える。かかる検出器アレイの分解能は、対象者、または対象者の識別に関する特徴を識別する何か、のシグネチャに対して、例えば、５×２５ピクセルを超えない。任意選択として、検出器アレイは、監視操作の実質的なセットを実行するために、少なくとも１つのレンズ（例えば、ピンホール開口部をもつ）、および信号処理ユニット１５７に（グレイカラー）データを提供し得るリードアウト回路と組み合わされ得、そのため、生成された情報は、監視対象者１１０のプライバシーを侵害しない。光学検出器１７０からの監視情報は、専用追跡アルゴリズムで処理されて、低コストプロセッサを専用で使用して、存在および／または活動を追跡するために十分な、低解像度データを提供することが理解される。
【００９６】
いくつかの実施形態では、カメラ画素のコード化大面積ビニング（ｅｎｃｏｄｅｄ  ｌａｒｇｅ  ａｒｅａ  ｂｉｎｎｉｎｇ）を備えたハードウェアを使用する標準的な（潜在的に低分解能）カメラが光学検出器１７０で採用され得、そのため、カメラからの出力信号は非常に粗い（例えば、１０×１０ピクセル）画像であり得る。任意選択として、識別された緊急事態（例えば、対象者１１０の転倒）中、適切な許可を所与として、遠隔オペレータは、ビニング運用を停止して、緊急事態をより良く制御するために最大解像度でのビデオ画像を生成し得る。代替として、緊急事態が識別された場合、カメラは自動的にビニング運用を停止し得る。
【００９７】
開示する主題のいくつかの例示的な実施形態では、ＳＯＮＤＡＲ１００は、位置監視（ｌｏｃａｔｉｏｎ  ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ）システムとして動作するように構成され得る。かかる構成のＳＯＮＤＡＲ１００では、前述した監視モダリティ、つまり、ソナーモジュール１２０、レーダーモジュール１４０、光学検出器１７０、可動音声センサー、それらの組合せ、または同様のもののうちの少なくとも１つは、高感度活動センサー（活動センサー）として構成され得る。
【００９８】
活動センサーは、対象者１１０の活動を監視するために構成でき、活動センサーは、対象者１１０のごく近辺だけを十分にカバーするために実質的にナロービームを伝送する。少なくとも１つの活動センサーは、コントローラ１５６によって制御され得、それは次いで、中央処理装置１５７によって操作される。任意選択として、活動センサーとして構成された、少なくとも１つの監視モダリティは、例えば、活動センサーを所望の方向に移動可能な、案内モジュール１２２などの、位置案内モジュールをさらに備える。位置案内モジュールは、電気機械モジュール、電気モジュール、または反照検流計、高速操作ミラー、フェーズドアレイアンテナ、および／もしくはトランスデューサを含む、他のモジュールであり得る。いくつかの実施形態では、位置案内モジュールは、ビーム幅範囲（例えば、ブロード、ナローなど）の制御も提供し得る。
【００９９】
位置監視構成の例示的な実施形態では、ＳＯＮＤＡＲ１００は、監視空間１８０内部の監視対象者１１０に好ましくは結合される（例えば、対象者によって装着可能な）少なくとも１つのタグ１６３をさらに備える。少なくとも１つのタグ１６３からの情報は、制御ユニット１５６によって同様に制御される少なくとも１つの識別リーダー１６０によって検出され得る。いくつかの例示的な実施形態では、少なくとも１つの識別リーダー１６０は、少なくとも１つのタグ１６３のうちの複数を読み取るように構成され得、少なくとも１つのタグ１６３は、対象者１１０などの、１人または複数の監視対象者と関連付けることができる。かかる実施形態では、識別リーダー１６０は、監視空間１８０内に存在し得る１人または複数の監視対象者の区別をＳＯＮＤＡＲ１００に提供する。追加または代替として、制御ユニット１５６に伝送されて、中央処理装置１５７によって処理される、識別リーダー１６０からの位置情報（２または３次元座標）は、活動センサーを監視対象者１１０の判断された位置に合わせるために、少なくとも１つの位置案内モジュールにさらに伝送され得る。案内モジュールを合わせるためにかかる位置情報を使用することは、前述した実施形態のいずれにおいても採用され得ることが理解される。
【０１００】
少なくとも１つのタグ１６３は、監視対象者１１０によって持ち運ばれ得、以下のうちの少なくとも１つを含み得る。監視空間１８０内に受信機をもつＲＦビーコン（例えば、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ(登録商標)受信機）、および／または遠隔質問機によって識別されるＲＦＩＤタグ（受動または能動）、および／または互換磁気検出器をもつ磁気タグ。追加のオプションには、ソナー、レーダー、音響、光ロケータを含み得る。
【０１０１】
通常、監視空間１８０の背景は、擾乱（ｄｉｓｔｕｒｂａｎｃｅ）、クラッタおよび雑音で満ちていて、小さい信号は取り出すのが困難であり得る。従って、高信号対雑音比を提供するために、監視センターの視野を、監視対象者１１０だけを含む角度範囲に狭めることは有利であり、監視空間１８０の全体的な範囲を減らす必要はない。
【０１０２】
いくつかの実施形態では、活動センサーは、ブロードビームで動作し得、それにより、監視空間１８０の実質的な部分をカバーし、そのため、制御ユニット１５６からのコマンドで、ビームが再度狭められて、監視対象者１１０の位置をカバーするように向けられ得る。任意選択として、監視対象者１１０の位置は、ブロードビームによってのみ、または代替として別の位置検出器によって、継続して検出され得る。
【０１０３】
いくつかの実施形態では、活動センサーは、音響センサーであり、伝送されたビームは、有向音声を監視対象者１１０に送信するために（例えば、対象者からの助けを求める叫びを検出するか、または代替として指示を送信するため）検出された位置にも向けられ得る。かかる特徴は、逆転もされて、送信機（すなわち、スピーカー）として使用され得る受信マイクロホンのフェーズドアレイで達成され得る。かかる方法で、監視対象者１１０（潜在的に苦難下）と遠隔監視局との間との間の有用な高品質会話が持たれ得、一方で音響機器は遠隔に（例えば、壁に）取り付けられ得る。
【０１０４】
ここで図２を参照すると、開示する主題のいくつかの例示的な実施形態に従った、近接監視システム（ＰＭ）２００に対する構成が概略的に示されている。
【０１０５】
ＳＯＮＤＡＲ１００と同様に、ＰＭ２００は、遠隔監視される少なくとも１つの物体１１０を含み得、かかる物体は、無生物または代替として動いている生物、例えば、人間および／または動物であり得る。逆に、ＰＭ２００は、事前に定義した外周内の対象者の監視に制限されず、従って、室内および屋外監視の両方に採用可能であり得る。いくつかの例示的な実施形態では、ＰＭ２００の使用は、主として屋外活動、旅行、キャンパス内を歩き回る対象者、それらの組合せ、または同様のものに適する。
【０１０６】
いくつかの例示的な実施形態では、ＰＭ２００は、形式、フィット（ｆｉｔ）およびファクタに関わらず、ＳＯＮＤＡＲ１００のプロセッサ１５７と互換性があるか、または相互運用可能であり得るプロセッサ２０１を備え得る。通信ユニット（ＣＵ）２０２およびＣＵ１５９についてもそれぞれ同様である。ＳＯＮＤＡＲ１００のプロセッサおよびＣＵと同様に、プロセッサ２０１およびＣＵ２０２も、センサー制御、データ取得、データ処理、通信、それらの組合せ、または同様のもの、を実行するように構成される。
【０１０７】
本主題で開示するＰＭ２００システム（以下で説明）は、近接センサーのアレイ（アレイ２１０）に基づき得るが、それに限定されない。いくつかの例示的な実施形態では、アレイ２１０は、少なくとも１つの電界センサー、少なくとも１つの磁場センサー、少なくとも１つの動きセンサー、少なくとも１つの音響センサー、それらの組合せ、または同様のものを備え得る。いくつかの実施形態では、ＰＭ２００システムは、ＳＯＮＤＡＲサーバー３３３の監督下で、前述のＳＯＮＤＡＲ１００と共に構成された相互関係（ｍｕｔｕａｌｉｔｙ）であり得ることに留意すべきである。一例として、対象者１１０の監視、アレイ２１０の装着、ＳＯＮＤＡＲ１００の外周を出ることは、自動的に、ＰＭ２００システムに切り替えられ得、逆もまた同様である。
【０１０８】
追加として、ＳＯＮＤＡＲ１００およびＰＭ２００の両方は、同じ少なくとも１つの物体を同じ所与の時間に同時に監視するために、ＳＯＮＤＡＲサーバー３３３によって同期をとられ得る。代替として、少なくとも１つの物体が空間１８０から出ていることをＳＯＮＤＡＲ１００が検出すると、ＳＯＮＤＡＲサーバー３３３は、少なくとも１つの物体にＰＭ２００システムを装着するように警告し得る。以下の少なくとも１つのセンサー、電界、磁場、動き、および音響の各１つは、その専用フロントエンド電子機器（ＦＥＥ）、すなわち、それぞれ、電界ＦＥＥ２１１、磁場ＦＥＥ２１２、動きＦＥＥ２１３、および音響ＦＥＥ２１４、を経由してコントローラ２１５によって制御される。
【０１０９】
いくつかの例示的な実施形態では、電界センサーは、少なくとも１つの非接触電界センサーと少なくとも１つの物体の所定の領域との間の静電容量の測定に基づき得る近接場電気トランスデューサであり得る。容量は、センサーと、少なくとも１つの物体の外皮の相対距離、および流体量の変化に起因した、少なくとも１つの物体の下位皮（ｓｕｂ−ｓｋｉｎ）の誘電率の変化、の両方によって調節され得る。一例として、センサーが胸壁に近接して置かれる場合、呼吸および心拍数は、前述した２つの効果によって測定された容量値を調節している。さらに別の例として、センサーが手または足に近接して置かれる場合、呼吸および心拍数は、主に血液量変化によって、容量を変更している。ＦＥＥ回路は、メガヘルツの範囲で、感度の高い共振回路にでき、測定された容量の変化に対して高感度をもたらすことに留意すべきである。通常、約１〜２センチメートルの面積を持つ一方の電極は、少なくとも１つの物体の所定の領域の皮膚に、１〜１０ミリメートルの範囲の距離で、面しており、少なくとも１つの物体の体は、他方の電極（「仮想接地」）として働く。別の例示的な実施形態は、少なくとも１つの物体の所定の領域に面している単一面上の２つの電極を伴い、所定の領域は電極間のフリンジング場内にある。
【０１１０】
いくつかの例示的な実施形態では、少なくとも１つの物体の所定の領域内近くの流体量の変化を示す電流を測定可能な非接触磁場センサーは、センサーの近くの体液量の変化に起因したバイタルサインを測定するように構成され得る。伝導性であることが分かっている、体液が磁場に曝される場合、磁場センサーから放出されるのは、二次磁場を生じる流体誘導電流である。二次磁場の値は、呼吸、心拍周期、それらの組合せ、または同様のものによって調節される体液量を示す。磁場センサーおよびそのＦＥＥ２１２は、二次磁場のこれらの感度の高い測定のために利用され得る。いくつかの例示的な実施形態では、磁場センサーおよびそのＦＥＥ２１２は、送受信機（例えば、総面積１〜２センチメートルの平面コイル）として利用されるインダクタに基づき得る。通常、インダクタは、所定の領域に１〜１０ミリメートルの範囲の距離から面しており、磁場は、メガヘルツの範囲で作用し、磁気検出回路は共振回路またはフィードバック回路ループに基づく。
【０１１１】
いくつかの例示的な実施形態では、電磁センサーは、電界、磁場センサー、それらの組合せ、または同様のものであり得る。
【０１１２】
いくつかの例示的な実施形態では、聴診器として機能を果たすように構成された非接触音響センサーは、超高感度膜マイクロホンである。音響センサーは、通常、金属コーティングした薄膜（２センチメートルのサイズよりも小さい）をもつ受動非接触音響トランスデューサであり得る。音響センサーは、所定の領域から数ミリメートル離れて配置され得る。音響センサーおよびそのＦＥＥ２１４の感度は、膜がコンデンサの浮遊電極である共振回路を採用することにより強化され得、固定電極はセンサーの一部であり、共振回路の一部である。音響振動によって生じる変化する容量は、共振周波数変化として測定され得る。共振周波数は、体内音の感度の高い記録をＫＨｚ域で可能にするために、通常、数百メガヘルツである。
【０１１３】
動きセンサーは、加速度計、磁力計、ジャイロ、高度計、それらの組合せ、または同様のものなどの、マイクロメカニカルセンサーであり得る。いくつかの例示的な実施形態では、アレイ２１０は、少なくとも１つの電磁センサー、少なくとも１つの動きセンサー、少なくとも１つの音響センサー、および少なくとも１つのＲＦＩＤタグ（図示せず）を統合する１つまたは複数の電子プリント回路基板（ＰＣＢ）であり得る。追加または代替として、ＰＣＢは、電界ＦＥＥ２１１、磁場ＦＥＥ２１２、動きＦＥＥ２１３、および音響ＦＥＥ２１４、コントローラ２１５、プロセッサ２０１、ＣＵ２０２、それらの組合せ、または同様のものを備え得る。いくつかの例示的な実施形態では、プロセッサ２０１、ＣＵ２０２は、スマートフォン、タブレット、または同様のものなどの、外部装置で置換され得る。そこで、ＰＣＢ上に存在する、コントローラ２１５は、ＣＵ２０２を経由してプロセッサ２０１と無線で通信する機能をさらに備える。
【０１１４】
アレイ２１０を備えるＰＣＢは、監視対象者１１０の胸部近くに装着可能な衣服内に実装され得る。
【０１１５】
ＰＭ２００システムは、監視対象者１１０の胸壁上の所定の領域に隣接した少なくとも１つの電磁センサーを含む。その少なくとも１つの電磁センサーは、胸壁の静電容量および／または電荷を高精度で測定し得る、対応する電界および磁場センサーＦＥＥ２１１＆２１２によって監視され、そのため、電磁センサーは監視対象者１１０の皮膚に接触しない。
【０１１６】
市販の接触ベースの測定では、皮膚に接触する電極（例えば、ＥＣＧ）または光学手段（例えば、曝された皮膚を通して送信された光を用いる）を使用して、心拍数を抽出するために血流を探り、従って、非接触測定では、皮膚領域を曝すことを要求しないため、皮膚アレルギーの一因とならず、より堅牢（接触が失われることに起因した不安定性に悩まされない）であるので、好都合なソリューションを提供し得ることが理解される。
【０１１７】
電界および磁場センサーＦＥＥ２１１＆２１２は、コントローラ２１５によって制御され得、それは次いで、プロセッサ２０１によって操作される。任意選択として、ＰＭ２００は、事前に定義した要員に警告を送信可能な通信ユニット２０２をさらに備え得る。電界および磁場センサーＦＥＥ２１１＆２１２の出力は、要求されたバイオ生体信号リズムをアレイ２１０の電磁センサーから抽出するために、最終的に、処理ユニット２０１によって処理される。
【０１１８】
ＰＭ２００は、監視対象者１１０の近く（例えば、椅子、ベッド、または同様のものなどの上）に配置されるか、または代替としてユーザーによって装着され得、処理ユニット２０１で、電荷および／または容量における記録された変化を呼吸および／または心拍数に変換する。
【０１１９】
いくつかの実施形態では、ＰＭ２００は、アレイ２１０の単一の電界センサーを備えた構成を有し、監視対象者１１０は、相手浮遊電極（通常は接地電極）として機能し得る。好ましくは、単一の電界センサーの前面は監視対象者１１０に向けられているが、背面は、例えば、監視対象者１１０に近づいている他の複数の人など、他の側からの不要な干渉を減らすために、別の（通常はもっと大きい）金属電極によって遮断される。任意選択として、胸壁が呼吸または心拍動に起因して動いている場合、電極帯電は周期的に調節される（電極と胸壁との間の距離に反比例する）。信号に対する別の寄与は、例えば、心拍動に続くパルス血流に起因した、誘電率の変化に関する。
【０１２０】
いくつかの実施形態では、ＰＭ２００は、２つの電磁センサーを所定の領域と同じ平面上に電極間の距離で備えた構成を有する。これら２つの（別の金属電極で遮断された）電磁センサーは、１つの板から周囲の「空気」中に延出して、第２の電極で終わる、フリンジング電界をサポートする面内コンデンサを作る。胸壁がこのフリンジング場と交差する場合、呼吸、心拍動などに起因したどの動きも帯電における変化として記録され、従って、測定され得る。任意選択として、２つの電磁センサーは、監視対象者１１０がそれら２つの電極の間になり得るように、互いに離して配置される。
【０１２１】
ＰＭ２００は、超小型装置（例えば、クレジットカードサイズ以下）を衣類の上に装着できるようにし、たとえ厚いコート上でも、バイタルサインに起因した小さい変化を測定できることが理解される。ＰＭ２００は、本システムを（例えば、壁面、または椅子の上に）取り付けて、バイタルサインを少し離れたところから測定することも可能にする。
【０１２２】
いくつかの例示的な実施形態では、ＰＭ２００は、監視対象者１１０の胸壁上（たとえ衣類の上でも）の所定の領域に隣接した、少なくとも１つの電磁センサーおよび少なくとも１つの動きセンサーを含む。その少なくとも２つのセンサーは、異なる身体的反応機能を有するが、例えば、心臓または肺の活動など、同じ身体現象を測定する、対応する電界および磁場センサーＦＥＥ２１１＆２１２ならびに動きＦＥＥ２１３によって監視される。少なくとも２つのセンサーは、胸壁の特徴を高精度で測定し得、センサーは監視対象者１１０の皮膚に接触しないことに留意すべきである。
【０１２３】
少なくとも２つのセンサーは、コントローラ２１５によって制御され得、それは次いで、処理２０１によって操作される。任意選択として、ＰＭ２００は、事前に定義した要員に警告を送信可能なＣＵ２０２をさらに備え得る。ＦＥＥ２１１、２１２および２１３の同時出力は、動き、会話などに関連した背景雑音を除外しながら、要求されたバイオ生体信号リズムを少なくとも２つのセンサーから抽出するために、処理２０１によって処理される。
【０１２４】
ＰＭ２００の非接触ＰＣＢ部分は、監視対象者１１０にごく近接して配置され得、他方、プロセッサは、監視対象者１１０の近くに配置されるか、または代替として、監視対象者１１０によって持ち運ばれ得、プロセッサは、電荷および／または容量の記録された変化を呼吸および／または心拍数に変換する。
【０１２５】
好ましい実施形態では、第１のセンサーは、電磁センサーであり、第２の検出器は動きセンサーである。電磁センサーおよび動きセンサーの両方は、情報をコントローラ２１５に送信することに留意すべきである。動きセンサーは、監視対象者１１０の重心の大域加速度および胸壁の局所加速度（特に、法線加速度および上下加速度）も測定する。それにより、局所加速度も呼吸および／または心臓の活動に関連する。同様に、電磁センサーは、胸壁の相対位置の動態を追跡し得、２つのセンサーの組み合わせた情報により、バイタルサインの改善された抽出が提供され得る。両方のタイプの信号（電気および動き）は、会話などの、音響活動によって高度に影響を受けるので、組み合わせた情報は、この背景雑音を除去するのを支援し得る。２つのセンサーは、異なるパラメータ（加速度および相対位置）を測定していて、音響擾乱源が、バイタルサインの加速度−位置シグネチャと比較して、異なる加速度−位置シグネチャを有しているので、バイタルサインを背景雑音から分離することが可能であるが、単一のセンサータイプだけからは実行できない。２つのタイプの測定が存在することは、信号と雑音源を区別するために極めて重要であることが理解される。
【０１２６】
さらなる実施形態では、ＰＭ２００は、監視対象者１１０から音声信号を選択的に収集しているマイクロホンを組み込み得る。かかるマイクロホン記録は、主に、監視対象者１１０の会話に関連する。従って、音声信号は、バイタルサインの連続的な記録において極めて重要な受信した信号内の音声擾乱を除去するために使用され得る。
【０１２７】
開示する主題のいくつかの例示的な実施形態では、ＰＭ２００は、非接触で、監視対象者１１０（人体）の体内音を聞くために利用され得る。肺、心臓および消化器系活動に関連した体内音はバイタルサインおよび追加情報を抽出するために極めて重要であることに留意すべきである。市販の医療用聴診器（電子聴診器を含む）は、弱い身体発生音を増幅するための大きな音響空洞を組み込んで、通常、皮膚との接触を必要とする、典型的には、重くてかさばる高価なユニットである。従って、それらは、連続して監視するための非常に小型の（低コスト）装着可能または持ち運ばれる監視システムにおいて考えられる構成要素に対しては、極めて非効率的なソリューションである。非接触の音響検出器を使用するためには、以下の不都合な点を克服する必要がある。音響信号強度の実質的な低減（非常に小さい信号が身体から空気中に伝送される）、平坦なために制限される音響空洞、および超低雑音増幅器の高コスト、または非常に高価で重くてかさばる厄介なマイクロホン。
【０１２８】
ＰＭ２００は、監視対象者１１０の胸壁上の（たとえ衣類の上でも）所定の領域に隣接した、感度の高い電荷測定が可能な、少なくとも１つの電磁センサーを備え得る。ＰＭ２００は、音波によって変形可能な第１の吊りトランスデューサ（ｓｕｓｐｅｎｄｅｄ  ｔｒａｎｓｄｕｃｅｒ）（膜様）と、第１のものから少し離れた第２の固定トランスデューサを統合する音響センサーも備え得る。第１のトランスデューサは、監視対象者１１０の胸部に所定の距離（例えば、衣服の上、数ミリメートル）で面しており、そのため、周囲からではなく、主に、監視対象者１１０からの音響信号を受信する。少なくとも２つの検出器１３１、１３３は、胸壁の特徴を高精度で測定し得、検出器は監視対象者１１０の皮膚に接触しないことに留意すべきである。
【０１２９】
少なくとも１つの電磁センサーおよび少なくとも１つの音響センサーは、コントローラ２１５によって制御され得、それは次いで、プロセッサ２０１によって操作される。任意選択として、ＰＭ２００は、事前に定義した要員に警告を送信可能なＣＵ２０２をさらに備え得る。少なくとも１つの電磁センサーおよび少なくとも１つの音響センサーの同時出力は、変形可能な電極の音響振動に起因した電荷変調を、さらなる処理のために有用な音声信号に変換するために、プロセッサ２０１によって処理される。
【０１３０】
ＰＭ２００の非接触ＰＣＢ部分は、監視対象者１１０にごく近接して配置され得、他方、プロセッサは、監視対象者１１０の近くに配置されるか、または代替として、監視対象者１１０によって持ち運ばれ得る。プロセッサは、電荷および／または容量の記録された変化を呼吸および／または心拍数に変換するために利用され得る。
【０１３１】
ＰＭ２００によって、非接触で、人体内音を聞く実施形態は、増幅されて感度が増幅器雑音によって制限されるために弱い信号に対しては容認できない標準的なマイクロホンで適用される商用の測定とは異なることが理解される。しかし、固定電極に比べて、変形可能な電極の動きは、それに応じて少なくとも１つの電磁センサー内の電荷を修正し、それは正確に測定される。
【０１３２】
小さい音響誘導電極の動きはごくわずかなので、音響センサーの厚さは実質的に薄いことに留意されたい。さらに、電荷検出回路は、このレジーム（ｒｅｇｉｍｅ）において（例えば、５桁の範囲）、高感度で線形であり、従って、たとえ、もっと大きな信号が存在していても非常に弱い音声信号の超高感度検出（例えば、監視対象者１１０が話している時でさえ、心拍動の測定）を可能にする。このソリューションは極めて小型で、平ら、低電力使用、増幅なしで、さらに標準的なマイクロホンよりも大幅に高感度であり、従って、制御されていない環境下で、非接触の、装着可能な体内音の測定を可能にすることが理解される。
【０１３３】
いくつかの実施形態では、非常に高感度の電気計測に加えて、心拍および／または呼吸数測定のために、磁場センサーが使用され得る。測定は、例えば、今日、高度な脳モニタリングに利用される小さい磁場を生じる器官（心臓、神経系、筋肉など）内を流れる電流に対応するが、それらは小さ過ぎて、測定するためには大きな機器類（ＭＲＩ様サイズ）を必要とする。それ故、平面コイルによって対象者の身体内に伝送されて、身体の導電部分内で、例えば、心臓組織内で、電流を生じる、交番磁界を生じる小型で平らな装置が提供され得る。この二次電流は、同じコイルを使用して正確に測定されるそれ自身の磁場を生じる。従って、心拍動は、心拍および／または呼吸数測定値などを抽出するために、二次磁場を変調し得る。
【０１３４】
いくつかの例示的な実施形態では、ＰＭ２００は、旅行、リクリエーション活動、スポーツ活動、または独りで実行する任意の他の活動などの、屋外使用のために利用され得る。かかる活動では、故意ではなく、または故意に、自ら招いた事故（例えば、転倒）または、他人に衝突されたために、緊急事態に直面し得、それは重傷という結果となり得、そのため、隣接した装着可能ＰＭ２００システムは、自動的に即座の遭難信号（ｄｉｓｔｒｅｓｓ  ｓｉｇｎａｌ）を位置および状態情報と共に送信し得る。少なくとも１つの動きセンサーを備えたＰＭ２００システムは、転倒を示す所定の位置変化を検出するように構成され得る。ＰＭ２００システムは、監視対象者１１０の位置を判断可能な少なくとも１つの全地球測位衛星（ＧＰＳ）モジュール２０９をさらに備え得る。任意選択として、ＰＭ２００システムは、近くの人々に緊急事態を、または攻撃者を撃退するように通知するために、聞き取れるサイレンも生成し得る。ＰＭ２００は、緊急事態（例えば、ユーザーの転倒）と普通のレクリエーション活動を区別するように構成されることに留意されたい。
【０１３５】
いくつかの実施形態では、ＰＭ２００システムは、靴２５０、腕時計のバンド、衣服、それらの組合せ、または同様のものなどの、監視対象者１１０の装着可能品に埋め込まれた電子装置２５８を備える。追加または代替として、監視対象者１１０は、電子装置２５８をポケットまたはハンドバッグに入れて持ち運び得る。アレイ２１０を含むＰＣＢは、監視対象者１１０の胸部近くに装着可能な衣服内に実装されるので、電子装置２５８は、プロセッサ２０１およびＣＵ２０２を備え、ＰＣＢ上に存在するコントローラ２１５は、電子装置２５８のＣＵ２０２を経由してプロセッサ２０１と無線で通信する機能をさらに備える。電子装置２５８内に含まれる構成要素は、低電力マイクロコントローラ上で実装される専用ソフトウェアを利用し得ることに留意すべきである。
【０１３６】
追加または代替として、電子装置２５８の機能性は、携帯電話、スマートウォッチ、スマートグラス、それらの組合せ、または同様のものなどの、製品に埋め込まれ得る。電子装置２５８は、少なくとも１つの動きセンサー、ＧＰＳモジュール（ＧＰＳモジュール２０９など）、ＧＰＲＳを備えたＣＵ２０２、ＲＦＩＤリーダー、それらの組合せ、または同様のものをさらに備え得る。検出時には、専用ソフトウェアは、そのソフトウェアが実装される既存の装置の関連要素を使用して位置確認が開始され得、位置は次いで、所定のアドレスに、バイタル情報および他の監視データを伴って、送信され得る。
【０１３７】
ＰＭ２００のいくつかの例示的な実施形態では、アレイ２１０およびそのＦＥＥを制御および監視する電子装置２５８は、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ(登録商標)を経由して、監視対象者１１０のスマートフォンと無線で通信し得る。それにより、スマートフォンは自動的に所定の遠隔アドレスとの通信を開始する。さらなる実施形態では、ＰＭ２００システムは、靴に組み込まれた圧力モジュール、ならびに／または熱および運動を含む、監視対象者１１０の集中的な活動が、環境発電のために使用され得るように、低電力消費で動作する。
【０１３８】
開示する主題のいくつかの例示的な実施形態では、ＰＭ２００の専用ソフトウェアオペレーティングシステムは、自家発電監視モードを含み得る。自家発電監視モードは、質問機によって作動される、非常ボタンとして構成された、受動ＲＦＩＤタグなどの、自家発電構成要素として動作可能なＰＭ２００の構成要素を起動する。
【０１３９】
典型的な市販の非常ボタンは、監視対象者１１０によって緊急事態時に作動されて、通知するために使用される信号を生成できる。かかる非常ボタンは、装着可能または固定のいずれかであり、作動時に信号（例えば、無線信号）を局所送受信機に送信するように給電を必要とする。しかし、これらの非常ボタンは、大抵の場合、厄介で、電池がまだ作動するかどうかを監視する必要があり、加えて、重大な緊急事態には、ひどく苦しんでいるユーザーによって作動できないので、あまり成功していない。
【０１４０】
自家発電監視モードでは、ＰＭ２００は、好ましくは、環境発電による電力を受信して、単純な回路および蓄電機構を備える。具体的には、自家発電監視モードでは、ＰＭ２００は、緊急事態シナリオを検出可能な少なくとも１つのセンサーを含み、少なくとも１つのセンサーは、コントローラ２１５によって制御され得、それは次いで、プロセッサ２０１によって操作される。センサーは、受動ＲＦＩＤ回路、すなわち、所定の範囲内でＲＦＩＤ装置の存在を探り得るＲＦＩＤ質問機２０８を採用し得る。任意選択として、ＰＭ２００は、事前に定義した要員に警告を送信可能なＣＵ２０２をさらに備え得る。好ましくは、「非常ボタン」の作動時に、すなわち、緊急事態を検出すると、回路は、遭難信号を生成して、電源を使い果たすまで、ＣＵ２０２を通して送信し得る。
【０１４１】
自家発電監視モードのいくつかの例示的な実施形態では、ＰＭ２００の電子装置２５８は、緊急サイクルを起動するために絶対に必要な構成要素をサポート可能な、環境発電モジュールをさらに含む。緊急サイクルは、自動的で、ユーザーに対して透過的；物理的（手動）非常ボタン；それらの組合せ、または同様のもの、を含み得る。
【０１４２】
環境発電モジュールは、外部供給源、例えば、太陽エネルギー、熱エネルギー、風力エネルギー、移動エネルギー、それらの組合せ、または同様のもの、から導出されたエネルギーを電気エネルギーに変換するように構成され得る。いくつかの例示的な実施形態では、環境発電モジュールは、自家発電監視モードの動作を実行するために、電気エネルギーを捕捉して、電子装置２５８内で、貯蔵し得る。いくつかの例示的な実施形態では、少なくとも１つの靴２５０は、移動エネルギー発電靴であり得る。
【０１４３】
いくつかの実施形態では、いくつかの構成要素は、返送された調節済み情報と共に着信ＲＦエネルギーによって充電され得る。ＲＦエネルギーは、ＲＦＩＤ質問機２０８により警報として検出され得、従って、緊急事態事象を示す。かかる構成では、電力貯蔵は必要とせず、従って、サイズのさらなる削減につながることに留意すべきである。いくつかの実施形態では、温度および加速度計センサーを含む、追加のセンサーが、自家発電監視モードで採用され得る。かかる低電力センサーは、少量の収穫されたエネルギーで動作して、監視対象者の状態に関する指標を与え得る。任意選択として、これら追加のセンサーは、苦難な状況においてのみ作動され得、例えば、ユーザーによって非常ボタンが作動された際にＲＦＩＤ質問機２０８に情報を送信する。
【０１４４】
自家発電監視モードのいくつかの実施形態では、ＰＭ２００は、センサーの少なくとも１つによって異常な状態が検出された場合、自動的に作動し得る。かかる特徴は、物理的に非常ボタンを押すことができないユーザーのよくある状況を軽減する。任意選択として、少なくとも１つのセンサーは、監視対象者１１０が手足をセンサーのごく近くに動かすと信号を送信する物理的近接スイッチ（例えば、容量性または光スイッチ）によって起動され得、それにより、監視対象者１１０が困難な状況に支援を得る機会を改善する。
【０１４５】
ここで図３を参照すると、開示する主題のいくつかの例示的な実施形態に従って、物体を遠隔監視するための方法の流れ図が示されている。
【０１４６】
ステップ３３１で、（図１の）空間１８０が監視のために選択され得る。いくつかの例示的な実施形態では、監視のための空間選択に続いて、（図１の）ＳＯＮＤＡＲ１００は、ＳＯＮＤＡＲ１００で利用されるセンサーの測定を較正するための専用の自動較正ルーチンを初期化し得る。
【０１４７】
ステップ３３２で、選択された空間１８０内の全ての物体がソナー１２０によってマッピングされ得る。いくつかの例示的な実施形態では、ＳＯＮＤＡＲ１００を制御しているユーザーは、選択された空間１８０内の全ての物体のマッピングを監督し得る。本開示する主題における用語「ユーザー」は、（図１＆図２の）ＣＣ３００を監視する事前に定義した要員を指すことに留意すべきである。追加または代替として、マッピング処理は、ＳＯＮＤＡＲ１００によって自動的に行われ得る。
【０１４８】
ステップ３３３で、少なくとも１人の対象者は、選択された空間１８０内のマッピングした物体の中から、継続的な監視のために選択され得る。いくつかの例示的な実施形態では、選択された空間内の（図１の）物体１１０などの、少なくとも１つの物体が、ユーザーによって手動で実行され得る（例えば、家庭内の高齢居住者の選択）。追加または代替として、少なくとも１人の対象者は、（図１の）プロセッサ１５７によって自動的に選択され得る。監視対象者が自動的に選択される場合、監視のための対象者は、システムが好ましいとされる対象者にロックオンできるような何らかの事前に定義した動きを対象者が実行し得ることで、較正プロセスで識別され得る。いくつかの例示的な実施形態では、ＳＯＮＤＡＲ１００は、選択された空間内部の任意の動いている対象者を監視するように事前に定義され得る。
【０１４９】
ステップ３３４で、事象のセットが定義され得る。いくつかの例示的な実施形態では、一旦、対象者が監視のために選択される３３３と、本システムは、検出時に警報をトリガーすべき事象のセットを定義する３４ように要求される。かかる事象のセットは、空間のマッピング後、特定の対象者に対して手動で事前に定義され得る。例えば、監視空間が寝室であって、マッピングにより３つの物体が椅子、ベッド、および人として識別される場合、人が監視のために選択され得、定義された事象のセットには、対象者がベッドから落下すること、または椅子につまずくことを含み得る。代替として、事象のセットは、一般的な事象で事前に定義され得、例えば、任意の動いている対象者の心拍数における急落（例えば、レーダーモジュールによって測定される）は本システムに対して警報発し得る。
【０１５０】
ステップ３３５で、ＳＯＮＤＡＲ１００は、コントローラ１５６で（図１の）ソナー１２０およびレーダー１４０モジュールが同時に動作するのを制御して、少なくとも１人の選択した対象者のＳＯＮＤＡＲ監視を開始し得る。
【０１５１】
ステップ３３６で、（図１の）プロセッサ１５７が、事前に定義した事象のセットからの、事象が検出されているかをチェックするために利用され得る。事象が検出されていない場合、ＳＯＮＤＡＲ１００は、事象が検出されるまで、少なくとも１人の選択した対象者を繰り返して監視し得る。事前に定義した事象のセットからの、事象が生じた場合、ＳＯＮＤＡＲ１００は、ステップ３３７に進む。
【０１５２】
ステップ３３７で、警告がユーザーに送信され得る。いくつかの例示的な実施形態では、警告は、（図１の）ＣＵ１５９を経由して送信され得る。例えば、監視対象者１１０の心拍低下を検出しているＳＯＮＤＡＲ１００は、ＳＯＮＤＡＲ１００が接続されているネットワークを経由して、警告を専用装置に送信し得る。任意選択として、本システムは、ユーザー（例えば、看護師）によって持ち運ばれるモバイル機器に無線で警告を送信し得る。
【０１５３】
（図１の）レーダーモジュール１４０が連続的ではなく、定期的に動作する場合、ステップ３３１の前述の「自動較正」は依然として適用され得ることが理解される。具体的には、監視空間の選択３３１、選択された空間内の全ての物体のマッピング３３２、監視する少なくとも１人の対象者の選択３３３、それらの組合せ、または同様のもの。
【０１５４】
ステップ３４１で、事象のセットが定義され得る。いくつかの例示的な実施形態では、ソナーモジュールの連続運用によって検出されるいくつかの事象は、レーダーモジュールの動作をトリガーするように定義され得るので、ステップ３３４での事象セットの設定は調整され得る。かかる事象のセットは、空間のマッピング後、特定の対象者に対して手動で事前に定義され得る。例えば、監視空間が寝室であって、マッピングにより３つの物体が椅子、ベッド、および人として識別される場合、人が監視のために選択され得、定義された事象のセットには、ソナーモジュールの連続運用によって検出できる、対象者がベッドから落下すること、または椅子につまずくことを含み得る。代替として、事象のセットは、ソナーモジュールによって検出される一般的な事象、およびレーダーモジュールに対する事象の追加のセット、で事前に定義され得る。例えば、任意の動いている対象者はソナーモジュールによって事象として登録され得、心拍数における急激な低下は、レーダーモジュールによって測定される事象として登録され得る。
【０１５５】
ステップ３４２で、ＳＯＮＤＡＲ１００は、（図１の）コントローラ１５６で、少なくとも１人の選択した対象者のソナー監視を開始し得、ソナーモジュールは、連続して運用してもよい。
【０１５６】
ステップ３４３で、（図１の）プロセッサ１５７は、事前に定義した事象のセットからの、事象が検出されているかをチェックするために利用され得る。事象が検出されていない場合、ＳＯＮＤＡＲ１００のソナーモジュールは、事象が検出されるまで、少なくとも１人の選択した対象者を繰り返して監視し得る。ソナーモジュールに対して事前に定義した事象のセットからの、事象が検出されている場合、ＳＯＮＤＡＲ１００は、ステップ３４４に進む。
【０１５７】
ステップ３４４で、ＳＯＮＤＡＲ１００は、レーダーモジュールをトリガーして監視を開始し得、任意選択として、レーダーモジュールが監視を始める間、ソナーモジュールも監視を継続する。
【０１５８】
ステップ３４５で、（図１の）プロセッサ１５７は、レーダーモジュールに対して事前に定義した事象のセットからの、事象が検出されているかをチェックするために利用され得る。事象が検出されていない場合、ＳＯＮＤＡＲ１００のレーダーモジュールは、事象が検出されるまで、少なくとも１人の選択した対象者を繰り返して監視し得る。任意選択として、所定の期間がレーダーモジュール監視に対して決定され得、レーダーによって事象が測定されていない場合、レーダーは動作を停止して、ソナーモジュールによって追加の事象が検出されるまで（ステップ３４３）待ち得る。レーダーモジュールに対して事前に定義した事象のセットからの、事象が検出されている場合、本システムは、ステップ３４６に進む。
【０１５９】
ステップ３４６で、警告がユーザーに送信され得る。いくつかの例示的な実施形態では、かかる警告は、（図１の）ＣＵ１５９を経由して送信され得る。例えば、監視対象の心拍数の低下を検出しているＳＯＮＤＡＲ１００は、ＳＯＮＤＡＲシステムが接続されているネットワークを経由して、警告を専用装置に送信し得る。任意選択として、本システムは、ユーザー（例えば、看護師）によって持ち運ばれるモバイル機器に無線で警告を送信し得る。
【０１６０】
ソナーモジュールおよびレーダーモジュールの両方の統合運用は、以下の好都合な特徴の少なくとも１つを有し得ることが理解される。
【０１６１】
ソナーモジュールによってトリガーされて、稀に、および／または必要に応じてのみ（例えば、緊急事態に）、レーダーモジュールでマイクロ波を使用する。多くの人々は、たとえ極めて低出力で（携帯電話などの、環境内の他の放射要素よりもずっと低い）放射される場合でも、連続放射に曝されるのを嫌うので、かかる特徴は、心理学的観点から特に重要であり得る。従って、放射要素の最小運用は、かかる「心理学的」なハードルを取り除く。
【０１６２】
ソナーモジュールは、事象のない、すなわち、「穏やかな」期間を示し得、そのため、実質的な動き、会話などに起因した擾乱がない間に、弱い生体信号がレーダーモジュールによって効率的に測定され得る。
【０１６３】
レーダーモジュールのマイクロ波は、ほとんどどんな物体も貫通できるが、一方、ソナーモジュールの超音波は、柔物体によって阻止または吸収され得、硬表面からは完全に反射され得る。例えば、何らかの家具の後ろに立っている人はソナーモジュールによって直接的に追跡できないが、かかる障害物は、レーダーモジュールで提供される「バックアップ」測定によって補われ得、それにより連続した非妨害的（ｎｏｎ−ｏｂｓｔｒｕｃｔｉｖｅ）運用を可能にする。
【０１６４】
ソナーおよびレーダーモジュールは、相互に補完的である。ソナーモジュールは、レーダーモジュールの貫通するマイクロ波とは対照的に、壁の高超音波反射率に起因して、遠く離れた物体を、角を過ぎてさえも、追跡することができる。また、レーダーモジュールは、たとえ厚い布の下でも、人の胸壁の動きを測定することができ、一方、ソナーモジュールの超音波は完全に吸収される。
【０１６５】
何らかの偽情報は、ソナーおよびレーダーモジュールの異なる特質に起因して除外され得、具体的には、レーダーモジュールのマイクロ波は壁を通過して、他の空間からの信号を収集することができるため、監視空間内にはない物体に関する偽情報を生じてしまう。しかし、壁を通過できない、ソナーモジュールからの信号と組み合わせることで、測定された信号が、必要な選択された空間だけに関連させることを確実にできる。追加として、事前に定義した領域の外部で測定された信号は組み合わせたモジュールによって無視されるので、監視のために所望の空間を完全にマッピングすることが可能であり得る。
【０１６６】
ここで図４を参照すると、開示する主題のいくつかの例示的な実施形態に従った、本質的なＳＯＮＤＡＲ監視システムが概略的に示されている。
【０１６７】
ＳＯＮＤＡＲ１００は、ソナーモジュール１２０、およびレーダーモジュール１４０を備え、その両方は処理サブシステム１１１によって制御され、それによりＳＯＮＤＡＲ１００は、空間１８０の遠隔監視が可能である。この開示する主題では、空間１８０は、事前に定義した外周を有する空間、主に、隣接した屋外ヤードを含み得る室内空間であることに留意すべきである。いくつかの例示的な実施形態では、空間１８０は、家屋、病室、事務所、別荘、それらの組合せ、または同様のものであり得る。監視空間１８０は、遠隔監視される少なくとも１つの物体１１０を含み得、かかる物体は、無生物または代替として動いている生物、例えば、人間および／または動物であり得ることが理解される。
【０１６８】
空間１８０を監視するために、ソナーモジュール１２０は超音波１２３を使用し得、レーダーモジュール１４０はマイクロ波１４５を使用し得る。任意選択として、ソナーモジュール１２０およびレーダーモジュール１４０の両方は、同じ空間１８０を監視している間、同時に動作し得る。
【０１６９】
処理サブシステム１１１は、補完的なソナーモジュール１２０およびレーダーモジュール１４０からデータを同時に取得し得、それにより、空間１８０内部の活動に対して、強化された監視が達成され得る。具体的には、監視活動は、以下のうちの少なくとも１つを含み得る。
・物体の動きに対するパターンの収集。
・活動および生体信号の収集。
・物体の移動の追跡。
・転倒状況の識別。
【０１７０】
処理サブシステム１１１は、外部装置（図示せず）を利用するユーザーに情報を中継する機能をさらに備える。情報は、観察を可視化したテキストメッセージ、音／声、対象者の検査結果、バイタル測定値レポート、警告事象、対象者の移動、それらの組合せ、または同様のものを含み得る。
【０１７１】
ソナーモジュール１２０の超音波１２３は、事前に定義した超音波パルスを送信し、次いで、空間１８０から反射される一連の信号に対する到着時刻を測定することにより、空間１８０内部の少なくとも１つの物体１１０の位置および動きパターンも検出するために利用され得る。かかる測定値は、初めに空間１８０内の全ての物体をマッピングして、それらの移動を追跡する際に特に有用であり得、それにより、事前に定義した事象（例えば、突然動かなくなる）がＳＯＮＤＡＲ１００によって検出されている場合、警告がユーザーに送信され得る。例えば、監視システムは、人が１つのテーブルと３脚の椅子の近くに立っている居間をマッピングし得、そのため、テーブルおよび椅子の位置に対する人の動きを追跡することで、人が椅子につまずいて転倒したのをシステムが検出した場合、警告を生じ得る。
【０１７２】
レーダーモジュール１４０のマイクロ波１４５は、小さな動きの監視が達成され得るように、物体から戻った信号の干渉を測定する（例えば、局所発振器と比較した測定）ために利用され得る。具体的には、心拍数および／または呼吸数の検出は、物体１１０の胸部から戻った信号の測定で可能になり得る。かかる測定値は、初めに空間１８０内の全ての物体をマッピングして、それらの生体力学的シグネチャを追跡する際に特に有用であり得、それにより、事前に定義した事象（例えば、呼吸数の急激な低下）がＳＯＮＤＡＲ１００によって検出されている場合、警告がユーザーに送信され得る。
【０１７３】
ソナーモジュール１２０またはレーダーモジュール１４０だけを使用すると、組み合わせたシステムで達成できる強化された監視を提供できないことが理解される。具体的には、ソナーモジュール１２０は、物体の活動を分析し、場合により警告を（例えば、潜在的な障害物、または転倒の識別に対して）生成するために、人（動いている対象物体、および／または背景に追加された物体）の位置を見つけるために使用され得る。高精度レーダーモジュール１４０は、定期的に（例えば、所定の期間で）、およびソナーモジュール１２０からの指標に対応して、運用され得る。
【０１７４】
いくつかの実施形態では、レーダーモジュール１４０のマイクロ波１４５は（超音波１２３とは対照的に）障害物を貫通できるので、ソナーモジュール１２０に対する経路が妨害される場合には、レーダーモジュール１４０がバックアップ検出装置として使用され得、そのため、ＳＯＮＤＡＲ１００は監視情報を受信し続ける（例えば、レーダーモジュール１４０で物体１１０の移動を追跡する）。
【０１７５】
ソナーモジュール１２０の超音波１２３は、好ましくは、４０〜２００ＫＨｚの周波数範囲である。ソナーモジュール１２０は、超音波１２３を空間１８０に向けて送信して、対象の空間１８０内部の少なくとも１つの物体１１０から反射された信号を監視し得る。同様に、レーダーモジュール１４０の電磁マイクロ波１４５は、好ましくは０．５〜５０ＧＨｚの周波数範囲である。レーダーモジュール１４０は、マイクロ波１４５を空間１８０に向けて送信して、対象の空間１８０（例えば、寝室、庭など）内部の少なくとも１つの物体１１０から反射された信号を監視し得る。
【０１７６】
監視対象者に対する転倒の検出は、例えば、高齢者の在宅ケアに対して、特に重要な特徴であり得ることが理解される。転倒の発生の識別には、身体器官の動きの急激な変化を伴う、下向きの高加速度または速度の検出に続いて部分的または全身の不動、および恐らくはバイタルサインパターンの交互変化を要する。ソナーおよびレーダーモジュールで達成される補完的な監視では、潜在的な転倒に対して役に立つ指標を提供し得る一般的な重心動態だけでなく、四肢運動の複合シグネチャの追跡を可能にする。ＳＯＮＤＡＲ１００は、ソナーおよびレーダーモジュールに向かう（または離れる）対象者の一般的な動きを見つけるのに特に有効であるので、従って、転倒識別が最適化され得るように、かかるシステムを天井に取り付けて提供することは有利であろう。
【０１７７】
ＳＯＮＤＡＲ１００が壁面に取り付けられる場合、本システムは、各々が異なる周波数の、垂直方向に複数のローブ放射パターンで構成され得、それにより、監視対象者の典型的な上下の動きが、（床に対して）上部と下部のノードのビーム間で生成される信号の時間差によって追跡できる。任意選択として、監視システムは、単一のエミッターおよび垂直方向に間隔を置いて配置された位相敏感検出を備えた二重検出器で構成され得る。時間依存位相差を測定することにより、転倒している対象者の正確な垂直方向軌道を抽出することが可能であり得る。
【０１７８】
開示する主題のいくつかの例示的な実施形態では、ＳＯＮＤＡＲ１００のレーダーモジュール１４０およびソナーモジュール１２０は、少なくとも１つのパルスソナー監視モジュール（図示せず）で置き換えられ得る。少なくとも１つのパルスソナー監視モジュール（ＰＳＭＭ）は、監視のために選択された空間１８０に超音波を伝送することが可能である。少なくとも１つのＰＳＭＭは、処理サブシステム１１１によって制御され得る。
【０１７９】
いくつかの実施形態では、少なくとも１つのＰＳＭＭは、信号の到着時刻を（数ミリメートルの通常の精度で）測定することにより人々の位置を追跡するために使用される市販のソナーと同様に、空気作動され得る。典型的には、短超音波パルスが放出されて（約４０〜２００ＫＨｚの搬送波周波数を有する）、様々な物体から反射され、そのため、パルスの到着時刻はソナーユニットからの距離に比例する。数メートルの範囲に対して、典型的な距離分解能は約１ｃｍである。
【０１８０】
少なくとも１つのＰＳＭＭは、空間１８０の近くに配置され得、処理サブシステム１１１は、対象者１１０を監視するために、一次および二次ソナーエコーの両方を測定し得、例えば、壁から反射されたエコーを追跡する。任意選択として、処理サブシステム１１１は、二次ソナーエコーの動態を抽出し得、それは次いで、人間の存在および／またはバイタルサイン（呼吸および心拍数を含む）の記録に変換できる。いくつかの実施形態では、少なくとも１つのＰＳＭＭは、空間１８０の内部に配置される。
【０１８１】
閉鎖的な空間内（例えば、室内）で動作するいくつかの市販のブロードビームソナーが、複数の対象を記録するために使用されてきたが、不可避な複数の二次エコー、例えば、対象から直接ではなく、壁にぶつかった後に、ソナー検出器に届く信号は「雑音」（クラッタ）と見なされる。これは、非常に複雑で固有のパターンの記録された信号を受信機で生成し、それは、通常、特定の対象が監視空間内で追跡される場合、従来のシステムにとって問題である。好ましくは、空気作動のＰＳＭＭ（パルス作動を備えた）は、かかる複雑なパターンの複数の反射信号を生成するために、監視空間１８０内で運用され得る。その後、記録された複雑なパターンが、次いで、監視空間１８０の非常に詳細なシグネチャとして使用され得る。追加として、対象者１１０の活動および／またはバイタルサインを（市販の基本的なソナー分解能とは対照的に）高感度で検出するために、処理サブシステム１１１が、そのシグネチャの任意の改変を解釈するために採用され得る。
【０１８２】
（例えば、胸壁の）生体活動に起因して生じた小さな動きは、かかる条件下では直接、検出できないが、音響ビームがさらに伝搬して（例えば、壁または家具にぶつかって）、反射してソナー検出器に戻るように、音響ビームが変調される場合、二次エコーのロングパスに起因した角度増幅が、信号の到着時刻の大きな変調に変換され得、従って、バイタルサインの測定可能なシグネチャを生じることに留意すべきである。対象者１１０が監視空間１８０に入ると、追加の超音波反射体を生じ得、それは、対象者の位置および動きを見つけるために（従来技術で周知の手順として）追跡され得る。
【０１８３】
いくつかの実施形態では、前述した詳細なパターンをさらに詳細な方法で修正することにより、（対象者１１０の）追加のシグネチャが識別され得る。人体は常に周辺環境に熱を発しており、そのため、たとえ呼吸、発話、または動きなどの追加の指標がなくても、対象者１１０の近くの領域で音速は通常変化することが理解される。結果として、シグネチャの構造が修正されて、非定常になり得る、つまり、シグネチャは、ピークが谷などになって、「呼吸」し始める。従って、たとえ対象者が動かなくても、生体１１０の存在に対する非常に有効な指標が受信され得る。
【０１８４】
呼吸周期の間、胸部の動きに起因して実質的な変化が生じ、それにより熱い空気が排出されて周囲空気の動きを引き起こすことに留意すべきである。これらの現象は、監視空間１８０のソナーシグネチャに対して動的な変更を生じ得、それは、呼吸活動および呼吸数を抽出するために（例えば、フレーム差分の処理および頻度分析を使用して）追跡できる。心拍動に起因した非常に小さい変化でさえ、呼吸および心拍数パターンによって調節された記録可能な二次エコーを与えるために、監視空間１８０の構造によって十分に増幅され得る。任意選択として、監視空間１８０は、本システムの主要部分、すなわち、距離角度増幅に起因した非常に小さい信号の感度増幅器、として機能し得る。
【０１８５】
明確にするために、別々の実施形態のコンテキストで説明される、本発明のある特徴は、単一の実施形態に組み合わせても提供され得ることが理解される。逆に、簡潔さのために、単一の実施形態のコンテキストで説明される、本発明の様々な特徴は、別々に、または任意の適切な部分的組合せでも提供され得る。
【０１８６】
本発明は、その特定の実施形態と併せて説明しているが、多くの代替手段、修正および変形が当業者には明らかであることは明白である。それに応じて、添付の特許請求の精神および広い範囲に含まれる全てのかかる代替手段、修正および変更を包含することを意図する。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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