JP7768274B2

JP7768274B2 - 転倒検知装置、及び転倒検知方法

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Publication number: JP7768274B2
Application number: JP2024044059A
Authority: JP
Inventors: 健太山口; 耕生浅野; 貴博木下
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2024-03-19
Filing date: 2024-03-19
Publication date: 2025-11-12
Anticipated expiration: 2044-03-19
Also published as: WO2025197292A1; JP2025144328A

Description

本発明は、転倒検知装置、及び転倒検知方法に関する。

個室における事故や転倒はさまざまな場面で問題となっている。例えば介護施設においては、入居者が個室内で過ごす時間が長く、特に高齢者や要介護者は身体機能の低下や認知機能の変化などにより、転倒しやすい状況にある。工場においては、労働者が長時間単独で個室内の一人作業を行うことがあり、その間に転倒や不意の事故が発生するリスクが存在する。また単身者や作業者が一人で使用する個室以外の部屋であっても、周囲に他人が存在しない状態で転倒や不意の事故が発生した場合には、同様のリスクが生じうる。このような転倒事故が発生した場合、早期発見と迅速な処置が必要となるが、プライバシー等への配慮から、室内にカメラ等の監視装置を設置することはが困難なケースがあるため、異常の発見や処置の遅れが生じることが懸念される。このため、従来、レーダを用いて生体の動きをトラッキングし、検知された生体の位置や状態に基づいて異常状態を発見することが行われている（例えば、特許文献１）。

具体的に、特許文献１には、測定対象者が存在する存在エリア（存在レンジビン）において、通常よりも大きな信号強度の時間変動が発現した場合や、生体が所定時間継続して静止状態にある場合に、生体が異常状態にあると判定することが開示されている。

特開２０２０－０８１３１２号公報

上記特許文献１では、検知領域の距離方向において複数に区切られたエリア（レンジビン）ごとに測定対象者が存在するか否かを判定する。このため、プロセッサによる演算負荷が重くなる可能性がある。

本開示は、上記に鑑みてなされたものであって、演算負荷を軽減した転倒検知装置、及び転倒検知方法を実現することを目的とする。

本開示の一側面の転倒検知装置は、センサと、前記センサの送受信信号に基づき、検知対象エリア内の複数のレンジビンごとの信号強度を算出する信号強度算出部と、前記レンジビンごとの信号強度変動量を算出する信号強度変動量算出部と、前記検知対象エリア内において、信号強度が信号強度閾値以上のレンジビンを含まない第１エリアを設定するエリア設定部と、前記第１エリア内の複数のレンジビンごとの信号強度変動量の統計値である第１信号強度変動量に基づき、前記検知対象エリア内における生体の転倒発生を検知する判定部と、を備える。

この構成では、信号強度が信号強度閾値以上のレンジビンを含まない第１エリアを設定し、当該第１エリア内の複数のレンジビンごとの信号強度変動量の統計値である第１信号強度変動量に基づき、検知対象エリア内における生体の転倒発生を検知する。これにより、演算負荷を軽減することができる。

本開示の一側面の転倒検知方法は、センサの送受信信号に基づき、検知対象エリア内の複数のレンジビンごとの信号強度を算出することと、前記レンジビンごとの信号強度変動量を算出することと、前記検知対象エリア内において、信号強度が信号強度閾値以上のレンジビンを含まない第１エリアを設定することと、前記第１エリア内の複数のレンジビンごとの信号強度変動量の統計値である第１信号強度変動量に基づき、前記検知対象エリア内における生体の転倒発生を検知することと、を含む。

本開示によれば、演算負荷を軽減した転倒検知装置、及び転倒検知方法を実現することができる。

図１は、転倒検知装置の概略構成を示すブロック図である。図２は、転倒検知装置が設置される個室を上方から見た概略図である。図３は、検知対象エリアの一例を示す図である。図４は、検知対象エリアが個室内である場合のエリア設定例を示す図である。図５は、検知対象エリアが病室内である場合のエリア設定例を示す図である。図６は、転倒検知処理の具体例を示すフローチャートである。図７は、転倒検知システムの一例を示すブロック図である。

以下に、実施形態に係る転倒検知装置、及び転倒検知方法を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施形態により本開示が限定されるものではない。

図１は、転倒検知装置の概略構成を示すブロック図である。実施形態に係る転倒検知装置１００は、レーダ１、処理部２、及び記憶部３を備えている。

実施形態に係る転倒検知装置１００の構成において、レーダ１は、例えば、ＦＭＣＷ（Frequency Modulated Continuous Wave：周波数変調連続波）方式あるいはＦＣＭ（Fast Chirp Modulation）方式のレーダである。ＦＭＣＷ方式及びＦＣＭ方式のレーダは既知であるため、詳細な説明を省略する場合がある。なお、本開示は、電磁波（光含む）や音波を用いてターゲットの位置情報を推定可能なセンサに広く適用可能である。

処理部２は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）やＭＰＵ（Micro Processing Unit）等の演算処理装置の処理により実現可能な構成部である。記憶部３は、例えば、ＲＯＭ（Read Only Memory）やＲＡＭ（Random Access Memory）等の記憶装置により構成される。

図２は、転倒検知装置が設置される個室を上方から見た概略図である。図２に示す例において、実施形態に係る転倒検知装置１００は、個室内において人が転倒したことを検知するように構成、配置される。

転倒検知装置１００が設置される個室には、外開きのドアＤＲが設けられている。また、図２に示す例において、個室内には、机４１、椅子４２、及び棚４３が設置されている。なお、個室に設けられるドアＤＲの位置や、個室内に設置される家具等の種類及び配置は、図２に示す例に限定されない。

図３は、検知対象エリアの一例を示す図である。図３では、図２に示す個室内を転倒検知装置１００の検知対象エリアＷＡＲとした例を示している。

レーダ１は、図３に示すＹ方向をレーダ１の視線方向としたとき、検知対象エリアＷＡＲを視線方向（Ｙ方向）及び視線方向に対する直交方向（Ｘ方向）に区切られた複数のレンジビンＢＩＮごとの信号を抽出可能な送受信信号が得られる箇所に設置されていれば良い。図３では、互いに直交するＸＹ方向を基準として複数のレンジビンＢＩＮを定義した例を示しているが、レーダ１に対する距離方向（Ｒ方向）及び角度方向（θ方向）を定義して、本開示にかかる技術を適用しても良い。

具体的に、レーダ１は、例えば、個室内の壁面や天井に設置される態様であっても良いし、例えば、個室内に設置された家具（机４１、椅子４２、棚４３）の構造部材等に設置される態様であっても良い。さらには、レーダ１あるいはレーダ１を含めた転倒検知装置１００を既存の個室内の任意の箇所に配置する態様であっても良い。レーダ１の設置箇所や配置箇所により本開示が限定されるものではない。

各レンジビンＢＩＮの幅は、例えば１０ｃｍ以下とされる。検知対象エリアＷＡＲにおけるレンジビンＢＩＮの数は、レンジビンＢＩＮの幅や検知対象エリアＷＡＲの大きさに応じて適宜変更可能である。

処理部２は、信号強度算出部２１、信号強度変動量算出部２２、エリア設定部２３、及び判定部２４を備える。

信号強度算出部２１は、レーダ１の送受信信号に基づき、検知対象エリアＷＡＲ内の複数のレンジビンＢＩＮごとの信号強度Ｐｂｉｎを算出する。信号強度算出部２１は、算出した複数のレンジビンＢＩＮごとの信号強度Ｐｂｉｎを記憶部３に格納する。

信号強度変動量算出部２２は、検知対象エリアＷＡＲ内の複数のレンジビンＢＩＮごとの信号強度変動量ＰＶｂｉｎを算出する。信号強度変動量算出部２２は、算出した複数のレンジビンＢＩＮごとの信号強度変動量ＰＶｂｉｎを記憶部３に格納する。

信号強度変動量ＰＶｂｉｎは、複数のレンジビンＢＩＮごとの信号強度Ｐｂｉｎの時間変動量を示している。検知対象エリアＷＡＲ内に生体（動体）が存在しない場合、検知対象エリアＷＡＲ内の複数のレンジビンＢＩＮごとの信号強度変動量ＰＶｂｉｎは略ゼロとなる。

エリア設定部２３は、信号強度算出部２１によって算出された信号強度に基づき、後述する転倒検知処理において、生体が存在するか否かを判定する際の領域を設定する。以下、生体が存在するか否かを判定する処理を、「生体存在判定処理」とも称する。

具体的に、エリア設定部２３は、検知対象エリアＷＡＲ内において、信号強度Ｐｂｉｎが信号強度閾値以上のレンジビンを含まない領域を第１エリアＰＡＲ１として設定し、当該第１エリアＰＡＲ１を除く領域を第２エリアＰＡＲ２として設定する。以下、第１エリアＰＡＲ１及び第２エリアＰＡＲ２を設定する処理を「エリア設定処理」とも称する。なお、エリア設定処理において用いられる信号強度閾値は、検知対象エリアＷＡＲ内の各レンジビンＢＩＮにおいて、静止した物体が存在するか否かを判定するための閾値として設定される。当該信号強度閾値は、検知対象エリアＷＡＲ内において均一な一定値であっても良いし、レーダ１からの距離によって変化する変動値であっても良い。あるいは、ＣＦＡＲ（Constant False Alarm Rate）等の適応アルゴリズムを用いて閾値判定する態様であっても良い。

エリア設定部２３によるエリア設定処理は、検知対象エリアＷＡＲ内に生体が存在しない状態で行われる。言い換えると、エリア設定部２３は、検知対象エリアＷＡＲ内の複数のレンジビンＢＩＮごとの信号強度変動量ＰＶｂｉｎが略ゼロ（具体的には、処理部２におけるノイズフロア以下の微小値）である場合にエリア設定処理を実行する。

図４は、検知対象エリアが個室内である場合のエリア設定例を示す図である。図４に示す例では、信号強度Ｐｂｉｎが信号強度閾値を超えたレンジビンＢＩＮをハッチングしている。図４では、個室内に設置された家具（机４１、椅子４２、棚４３）及びドアＤＲのドアノブＤＮを含むレンジビンＢＩＮにおいて信号強度Ｐｂｉｎが信号強度閾値を超えた例を示している。上述したように、本開示では、信号強度Ｐｂｉｎが信号強度閾値を超えたレンジビンＢＩＮを含まない領域を第１エリアＰＡＲ１として設定し、当該第１エリアＰＡＲ１を除く領域を第２エリアＰＡＲ２として設定する。

実施形態に係る転倒検知装置１００において、第１エリアＰＡＲ１は、通常時において人が横たわらないことが想定される領域である。

具体的には、図４に示す例において、例えば、何らかの急性疾患によって失神し人が転倒した際、ドアＤＲと家具（机４１、椅子４２、棚４３）との間の動線上に転倒した人が横たわった状態となることが想定される。この場合、ドアＤＲと家具（机４１、椅子４２、棚４３）との間の動線上の空間を第１エリアＰＡＲ１として設定し、家具（机４１、椅子４２、棚４３）やドアＤＲのドアノブＤＮを含む空間を第２エリアＰＡＲ２として設定する。

なお、実施形態に係る転倒検知装置１００の検知対象エリアＷＡＲとされる個室としては、一般的な住居における、所謂個人用の部屋に限定されず、例えば、介護施設における一人用居室や、工場や倉庫等の事業所における個別作業ブースや個室型ワークスペース、あるいは、浴室、脱衣所、トイレ室等が例示される。

また、例えば、複数人で同時利用可能な病室等を転倒検知装置１００の検知対象エリアＷＡＲとすることも可能である。図５は、検知対象エリアが病室内である場合のエリア設定例を示す図である。図５に示す例において、転倒検知装置１００は、病室内において人が転倒したことを検知するように構成される。図５に示す例では、転倒検知装置１００が設置される病室を上方から見た概略図を示し、病室内を転倒検知装置１００の検知対象エリアＷＡＲとした例を示している。

図５に示す例では、図４に示す例と同様に、信号強度Ｐｂｉｎが信号強度閾値を超えたレンジビンＢＩＮをハッチングしている。図５では、ベッド５及び床頭台５１を含むレンジビンＢＩＮにおいて信号強度Ｐｂｉｎが信号強度閾値を超えた例を示している。

図５に示す例において、例えば、患者がベッド５から転落した際、ベッド５の横に転落した患者が横たわった状態となることが想定される。この場合、少なくともベッド５の横の空間を含む領域を第１エリアＰＡＲ１として設定し、ベッド５や床頭台５１を含む空間を第２エリアＰＡＲ２として設定する。

具体的に、第１エリアＰＡＲ１としては、例えば、少なくとも、信号強度Ｐｂｉｎが信号強度閾値を超えていないレンジビンＢＩＮが、Ｘ方向及びＹ方向で定義される２次元のＸＹ平面上の空間において、第１方向に第１長（例えば、６０ｃｍ）連続し、第１方向に直交する第２方向に第２長（例えば、４０ｃｍ）連続する空間を含む態様であれば良い。

なお、図４及び図５に示す例では、２次元のＸＹ平面上の空間をエリア設定する態様を例示したが、ＸＹ平面に直交するＺ方向（例えば、個室や病室の高さ方向）を含めた３次元空間をエリア設定する態様であっても良い。これにより、図４に示す個室内に設置された机４１の下や、図５に示す病室内のベッド５の下の床面上の空間を第１エリアＰＡＲ１として設定することができる。あるいは、一定以上の高さの空間を第２エリアＰＡＲ２として設定する態様であっても良い。

この場合の第１エリアＰＡＲ１としては、例えば、少なくとも、信号強度Ｐｂｉｎが信号強度閾値を超えていないレンジビンＢＩＮが、ＸＹ平面上において第１方向に第１長（例えば、６０ｃｍ）連続し、第１方向に直交する第２方向に第２長（例えば、４０ｃｍ）連続し、且つ、ＸＹ平面に直交するＺ方向に、床面から第３長（例えば、２０ｃｍ）連続する空間を含む態様とすれば良い。

判定部２４は、以下に示す実施形態に係る転倒検知処理において、検知対象エリアＷＡＲ内における生体存在判定処理、第１エリアＰＡＲ１内における生体存在判定処理、及び、第２エリアＰＡＲ２内における生体存在判定処理を含む各種判定処理を実行する構成部である。以下、実施形態に係る転倒検知処理の具体例について説明する。図６は、転倒検知処理の具体例を示すフローチャートである。図６に示す転倒検知処理は、例えば、レーダ１がＩＦ信号を取得するフレーム周期で実行される。

信号強度算出部２１は、レーダ１の送受信信号に基づき、検知対象エリアＷＡＲ内の複数のレンジビンＢＩＮごとの信号強度Ｐｂｉｎを算出する（ステップＳ１０１）。信号強度算出部２１は、算出した複数のレンジビンＢＩＮごとの信号強度Ｐｂｉｎを記憶部３に格納する。

信号強度変動量算出部２２は、検知対象エリアＷＡＲ内の複数のレンジビンＢＩＮごとの信号強度変動量ＰＶｂｉｎを算出する（ステップＳ１０２）。具体的に、信号強度変動量算出部２２は、複数フレーム分の信号強度の分散あるいは標準偏差を、複数のレンジビンＢＩＮごとの信号強度変動量ＰＶｂｉｎとして算出する。あるいは、検知対象エリアＷＡＲ内の複数のレンジビンＢＩＮごとに、時刻ｔにおける信号強度Ｐｂｉｎ（ｔ）と、時刻ｔよりも前の時刻ｔ－における信号強度Ｐｂｉｎ（ｔ－）との差分を、複数のレンジビンＢＩＮごとの信号強度変動量ＰＶｂｉｎとして算出する態様であっても良い。

判定部２４は、記憶部３から読み出した検知対象エリアＷＡＲ内の複数のレンジビンＢＩＮごとの信号強度変動量ＰＶｂｉｎの最大値を、信号強度変動量統計値ＰＶ（ＷＡＲ）として設定し（ステップＳ１０３）、当該信号強度変動量統計値ＰＶ（ＷＡＲ）が第１閾値ＰＶｔｈ１以上であるか否かを判定する（ステップＳ１０４）。

ここで、第１閾値ＰＶｔｈ１は、検知対象エリアＷＡＲ内に生体が存在するか否かを判定するための判定閾値であり、予め記憶部３に格納されている。なお、第１閾値ＰＶｔｈ１としては、処理部２におけるノイズフロアを考慮した微小値が設定される。また、信号強度変動量統計値ＰＶ（ＷＡＲ）は、検知対象エリアＷＡＲ内の複数のレンジビンＢＩＮごとの信号強度変動量ＰＶｂｉｎの最大値に限定されない。具体的に、信号強度変動量統計値ＰＶ（ＷＡＲ）は、例えば、検知対象エリアＷＡＲ内の複数のレンジビンＢＩＮごとの信号強度変動量ＰＶｂｉｎの平均値であっても良い。

信号強度変動量統計値ＰＶ（ＷＡＲ）が第１閾値ＰＶｔｈ１未満である場合（ステップＳ１０４；Ｎｏ）、判定部２４は、検知対象エリアＷＡＲ内に生体が存在しないものとして判定する。

判定部２４によって検知対象エリアＷＡＲ内に生体が存在しないものとして判定された場合（ステップＳ１０４；Ｎｏ）、エリア設定部２３は、上述したように、検知対象エリアＷＡＲ内において、信号強度Ｐｂｉｎが信号強度閾値以上のレンジビンを含まない領域を第１エリアＰＡＲ１として設定し、当該第１エリアＰＡＲ１を除く領域を第２エリアＰＡＲ２として設定する（ステップＳ１０５）。エリア設定部２３は、第１エリアＰＡＲ１と当該第１エリアＰＡＲ１に含まれるレンジビンＢＩＮとをそれぞれ対応付けて、記憶部３に格納する。また、エリア設定部２３は、第２エリアＰＡＲ２と当該第２エリアＰＡＲ２に含まれるレンジビンＢＩＮとをそれぞれ対応付けて、記憶部３に格納する。

第１エリアＰＡＲ１及び第２エリアＰＡＲ２の設定が完了すると（ステップＳ１０５）、ステップＳ１０１の処理に戻り、次フレーム周期において、ステップＳ１０１以降の処理を実行する。

信号強度変動量統計値ＰＶ（ＷＡＲ）が第１閾値ＰＶｔｈ１以上である場合（ステップＳ１０４；Ｙｅｓ）、判定部２４は、検知対象エリアＷＡＲ内に生体が存在するものとして判定する。

判定部２４によって検知対象エリアＷＡＲ内に生体が存在するものとして判定された場合（ステップＳ１０４；Ｙｅｓ）、続いて、判定部２４は、第１エリアＰＡＲ１及び第２エリアＰＡＲ２が設定されているか否かを判定する（ステップＳ１０６）。

第１エリアＰＡＲ１及び第２エリアＰＡＲ２が設定されていない場合（ステップＳ１０６；Ｎｏ）、ステップＳ１０１の処理に戻り、次フレーム周期において、ステップＳ１０１以降の処理を実行する。

第１エリアＰＡＲ１及び第２エリアＰＡＲ２が設定されている場合（ステップＳ１０６；Ｙｅｓ）、続いて、判定部２４は、記憶部３から読み出した第２エリアＰＡＲ２内の複数のレンジビンＢＩＮごとの信号強度変動量ＰＶｂｉｎの最大値を、第２信号強度変動量ＰＶ（ＰＡＲ２）として設定し（ステップＳ１０７）、当該第２信号強度変動量ＰＶ（ＰＡＲ２）が第２閾値ＰＶｔｈ２以下であるか否かを判定する（ステップＳ１０８）。

ここで、第２閾値ＰＶｔｈ２は、第２エリアＰＡＲ２内に生体が存在するか否かを判定するための判定閾値であり、予め記憶部３に格納されている。なお、第２信号強度変動量ＰＶ（ＰＡＲ２）は、第２エリアＰＡＲ２内の複数のレンジビンＢＩＮごとの信号強度変動量ＰＶｂｉｎの最大値に限定されない。具体的に、第２信号強度変動量ＰＶ（ＰＡＲ２）は、例えば、第２エリアＰＡＲ２内の複数のレンジビンＢＩＮごとの信号強度変動量ＰＶｂｉｎの平均値であっても良い。

また、検知対象エリアＷＡＲの信号強度変動量統計値ＰＶ（ＷＡＲ）と第２エリアＰＡＲ２の第２信号強度変動量ＰＶ（ＰＡＲ２）とが同じ統計値（例えば、複数のレンジビンＢＩＮごとの信号強度変動量ＰＶｂｉｎの最大値）である場合、検知対象エリアＷＡＲに生体が存在することを判定するための第１閾値ＰＶｔｈ１と、第２エリアＰＡＲ２に生体が存在することを判定するための第２閾値ＰＶｔｈ２とは、同一値であっても良い。

第２信号強度変動量ＰＶ（ＰＡＲ２）が第２閾値ＰＶｔｈ２よりも大きい場合（ステップＳ１０８；Ｎｏ）、判定部２４は、第２エリアＰＡＲ２内に生体が存在するものとして判定する。

図４に示す例において第２エリアＰＡＲ２内に生体が存在する場合、例えば、個室内において人が椅子４２に座っていることが想定される。また、図５に示す例において第２エリアＰＡＲ２内に生体が存在する場合、例えば、病室内において患者がベッド５に横たわっていることが想定される。

判定部２４によって第２エリアＰＡＲ２内に生体が存在するものとして判定された場合（ステップＳ１０８；Ｎｏ）、ステップＳ１０１の処理に戻り、次フレーム周期において、ステップＳ１０１以降の処理を実行する。

第２信号強度変動量ＰＶ（ＰＡＲ２）が第２閾値ＰＶｔｈ２以下である場合（ステップＳ１０８；Ｙｅｓ）、続いて、判定部２４は、記憶部３から読み出した第１エリアＰＡＲ１内の複数のレンジビンＢＩＮごとの信号強度変動量ＰＶｂｉｎの最大値を、第１信号強度変動量ＰＶ（ＰＡＲ１）として設定する（ステップＳ１０９）。

なお、第１信号強度変動量ＰＶ（ＰＡＲ１）は、第１エリアＰＡＲ１内の複数のレンジビンＢＩＮごとの信号強度変動量ＰＶｂｉｎの最大値に限定されない。具体的に、第１信号強度変動量ＰＶ（ＰＡＲ１）は、例えば、第１エリアＰＡＲ１内の複数のレンジビンＢＩＮごとの信号強度変動量ＰＶｂｉｎの平均値であっても良い。

図４に示す例において、例えば、個室内において人がドアＤＲと家具（机４１、椅子４２、棚４３）との間の動線上に立っている場合、第１信号強度変動量ＰＶ（ＰＡＲ１）が相対的に大きくなることが想定される。また、図５に示す例において、例えば、病室内において患者あるいは医師や看護師がベッド５の横に立っている場合、第１信号強度変動量ＰＶ（ＰＡＲ１）が相対的に大きくなることが想定される。言い換えると、検知対象エリアＷＡＲ内に存在する生体に異常が発生していない場合には、第１信号強度変動量ＰＶ（ＰＡＲ１）が相対的に大きくなることが想定される。

一方、図４に示す例において、例えば、個室内において何らかの急性疾患によって失神し人が転倒してドアＤＲと家具（机４１、椅子４２、棚４３）との間の動線上に横たわっている場合、第１信号強度変動量ＰＶ（ＰＡＲ１）が相対的に小さくなることが想定される。また、図５に示す例において、例えば、病室内において患者がベッド５から転落してベッド５の横に横たわっている場合、第１信号強度変動量ＰＶ（ＰＡＲ１）が相対的に小さくなることが想定される。言い換えると、検知対象エリアＷＡＲ内に存在する生体に異常が発生している場合には、第１信号強度変動量ＰＶ（ＰＡＲ１）が相対的に小さくなることが想定される。

判定部２４は、ステップＳ１０９において設定した第１信号強度変動量ＰＶ（ＰＡＲ１）が第３閾値ＰＶｔｈ３以上であるか否かを判定する（ステップＳ１１０）。

ここで、第３閾値ＰＶｔｈ３は、第１エリアＰＡＲ１内に生体が存在するか否かを判定するための判定閾値であり、予め記憶部３に格納されている。なお、検知対象エリアＷＡＲの信号強度変動量統計値ＰＶ（ＷＡＲ）と第１エリアＰＡＲ１の第１信号強度変動量ＰＶ（ＰＡＲ１）とが同じ統計値（例えば、複数のレンジビンＢＩＮごとの信号強度変動量ＰＶｂｉｎの最大値）である場合、検知対象エリアＷＡＲに生体が存在することを判定するための第１閾値ＰＶｔｈ１と、第１エリアＰＡＲ１に生体が存在することを判定するための第３閾値ＰＶｔｈ３とは、同一値であっても良い。

また、第２エリアＰＡＲ２の第２信号強度変動量ＰＶ（ＰＡＲ２）と第１エリアＰＡＲ１の第１信号強度変動量ＰＶ（ＰＡＲ１）とが同じ統計値（例えば、複数のレンジビンＢＩＮごとの信号強度変動量ＰＶｂｉｎの最大値）である場合、第２エリアＰＡＲ２に生体が存在することを判定するための第２閾値ＰＶｔｈ２と、第１エリアＰＡＲ１に生体が存在することを判定するための第３閾値ＰＶｔｈ３とは、同一値であっても良い。

第１信号強度変動量ＰＶ（ＰＡＲ１）が第３閾値ＰＶｔｈ３未満である場合（ステップＳ１１０；Ｎｏ）、ステップＳ１０１の処理に戻り、次フレーム周期において、ステップＳ１０１以降の処理を実行する。

第１信号強度変動量ＰＶ（ＰＡＲ１）が第３閾値ＰＶｔｈ３以上である場合（ステップＳ１１０；Ｙｅｓ）、続いて、判定部２４は、ステップＳ１０９において設定した第１信号強度変動量ＰＶ（ＰＡＲ１）が第４閾値ＰＶｔｈ４以下であるか否かを判定する（ステップＳ１１１）。

ここで、第４閾値ＰＶｔｈ４は、検知対象エリアＷＡＲ内に存在する生体に異常が発生したか否かを判定するための判定閾値であり、予め記憶部３に格納されている。当該第４閾値ＰＶｔｈ４は、第１エリアＰＡＲ１内に生体が存在するか否かを判定するための第３閾値ＰＶｔｈ３よりも相対的に大きな値である。

第１信号強度変動量ＰＶ（ＰＡＲ１）が第４閾値ＰＶｔｈ４より大きい場合（ステップＳ１１１；Ｎｏ）、ステップＳ１０１の処理に戻り、次フレーム周期において、ステップＳ１０１以降の処理を実行する。

第１信号強度変動量ＰＶ（ＰＡＲ１）が第４閾値ＰＶｔｈ４以下である場合（ステップＳ１１１；Ｙｅｓ）、判定部２４は、検知対象エリアＷＡＲ内に存在する生体に異常が発生しているものとして判定する。具体的には、図４に示す例において、例えば、個室内において何らかの急性疾患によって失神し人が転倒してドアＤＲと家具（机４１、椅子４２、棚４３）との間の動線上に横たわっていることが想定される。また、図５に示す例において、例えば、病室内において患者がベッド５から転落してベッド５の横に横たわっていることが想定される。

本開示において、判定部２４は、検知対象エリアＷＡＲ内に存在する生体に異常が発生しているものとして判定した場合に、検知対象エリアＷＡＲ内において人の転倒が発生したものとして検知する。判定部２４は、検知対象エリアＷＡＲ内において人の転倒が発生したことを検知すると、検知対象エリアＷＡＲ内において人の転倒が発生したこと示す警報を外部機器に報知し（ステップＳ１１２）、図６に示す転倒検知処理を終了する。

図７は、転倒検知システムの一例を示すブロック図である。実施形態に係る転倒検知システム３００は、上述した転倒検知装置１００と、外部機器２００とを備えている。

転倒検知装置１００と外部機器２００とは通信可能に構成されている。転倒検知装置１００と外部機器２００との間の通信手段としては、例えば、４Ｇ（第４世代移動通信システム）、５Ｇ（第５世代移動通信システム）、ＬＴＥ（Long Term Evolution）－ＦＤＤ（Frequency Division Duplex）、ＬＴＥ－ＴＤＤ（Time Division Duplex）、ＬＴＥ－Ａｄｖａｎｃｅｄ、又はＬＴＥ－ＡｄｖａｎｃｅｄＰｒｏ等の通信規格で定義された無線通信手段であっても良いし、転倒検知装置１００と外部機器２００とが有線接続された態様であっても良い。

外部機器２００としては、例えば、転倒検知装置１００が設置された個室（図４参照）や病室（図５参照）とは異なる部屋に設けられたモニタ（不図示）に異常表示を行う態様であっても良いし、スピーカー（不図示）から警報音を発音する態様であっても良い。また、外部機器２００としては、例えば、転倒検知装置１００による見守り対象者のスマートフォン等の携帯端末装置であっても良い。

上述した転倒検知処理では、検知対象エリアＷＡＲ内に生体が存在しない状態でエリア設定処理を実行する。

具体的に、転倒検知装置１００は、検知対象エリアＷＡＲの信号強度変動量統計値ＰＶ（ＷＡＲ）が第１閾値ＰＶｔｈ１未満である場合に（ステップＳ１０４；Ｎｏ）、検知対象エリアＷＡＲ内に動体生体が存在しないものとして判定してエリア設定処理を実行する（ステップＳ１０５）。そして、検知対象エリアＷＡＲの信号強度変動量統計値ＰＶ（ＷＡＲ）が第１閾値ＰＶｔｈ１以上である場合に（ステップＳ１０４；Ｙｅｓ）、第１エリアＰＡＲ１及び第２エリアＰＡＲ２ごとの生体存在判定処理を実行する。

これにより、例えば、レーダ１あるいはレーダ１を含めた転倒検知装置１００の設置箇所を変更した場合でも、適切に設定された第１エリアＰＡＲ１及び第２エリアＰＡＲ２ごとの生体存在判定処理を実行することができる。

また、上述した転倒検知処理では、通常時において人が横たわらないことが想定される領域を第１エリアＰＡＲ１として設定し、当該第１エリアＰＡＲ１内の複数のレンジビンＢＩＮごとの信号強度変動量ＰＶｂｉｎの最大値や平均値等の統計値に基づき、検知対象エリアＷＡＲ内における生体の転倒発生を判定する。

具体的に、転倒検知装置１００は、第１エリアＰＡＲ１における生体存在判定処理において、第１エリアＰＡＲ１内の複数のレンジビンＢＩＮごとの信号強度変動量ＰＶｂｉｎの最大値や平均値等の統計値を第１信号強度変動量ＰＶ（ＰＡＲ１）として設定し（ステップＳ１０９）、第１エリアＰＡＲ１の第１信号強度変動量ＰＶ（ＰＡＲ１）が、第１エリアＰＡＲ１内に生体が存在するか否かを判定するための第３閾値ＰＶｔｈ３以上であり（ステップＳ１１０；Ｙｅｓ）、かつ、第１エリアＰＡＲ１の第１信号強度変動量ＰＶ（ＰＡＲ１）が、検知対象エリアＷＡＲ内に存在する生体に異常が発生したか否かを判定するための第４閾値ＰＶｔｈ４以下である場合に（ステップＳ１１１；Ｙｅｓ）、検知対象エリアＷＡＲ内に存在する生体に異常が発生しているものとして判定し、検知対象エリアＷＡＲ内において人の転倒が発生したものとして検知する。

これにより、例えば、検知対象エリアＷＡＲ内の複数のレンジビンＢＩＮごとの信号強度変動量ＰＶｂｉｎを閾値判定して生体の異常を検知する態様よりも演算負荷を軽減することができる。

なお、例えば、エリア設定処理において、検知対象エリアＷＡＲの信号強度分布から、第１エリアＰＡＲ１及び第２エリアＰＡＲ２に対応するクラス分けデータをレンジビンごとの教師ラベルとして機械学習モデルを生成し、取得した検知対象エリアＷＡＲの信号強度分布を入力として、レンジビンごとに第１エリアＰＡＲ１及び第２エリアＰＡＲ２エリアを設定する態様であっても良い。

また、例えば、生体存在判定処理において、検知対象エリアＷＡＲの信号強度変動量分布から、生体の存在及び異常発生に対応するクラス分けデータをレンジビンごとの教師ラベルとして機械学習モデルを生成し、取得した検知対象エリアＷＡＲの信号強度変動量分布を入力として、生体の存在及び異常発生を判定する態様であっても良い。

なお、上記した実施形態は、本開示の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。本開示は、その趣旨を逸脱することなく、変更／改良され得るとともに、本開示にはその等価物も含まれる。

本開示は、上述したように、あるいは、上述に代えて、以下の構成をとることができる。

（１）本開示の一側面の転倒検知装置は、センサと、前記センサの送受信信号に基づき、検知対象エリア内の複数のレンジビンごとの信号強度を算出する信号強度算出部と、前記レンジビンごとの信号強度変動量を算出する信号強度変動量算出部と、前記検知対象エリア内において、信号強度が信号強度閾値以上のレンジビンを含まない第１エリアを設定するエリア設定部と、前記第１エリア内の複数のレンジビンごとの信号強度変動量の統計値である第１信号強度変動量に基づき、前記検知対象エリア内における生体の転倒発生を検知する判定部と、を備える。

（２）上記（１）の転倒検知装置において、前記センサは、ＦＭＣＷ（Frequency Modulated Continuous Wave）レーダ又はＦＣＭ（Fast Chirp Modulation）レーダであることが好ましい。

（３）上記（１）又は（２）の転倒検知装置において、前記エリア設定部は、前記検知対象エリア内の複数のレンジビンごとの信号強度変動量の統計値である信号強度変動量統計値が第１閾値未満である場合に、前記第１エリアを設定する。

これにより、第１エリアを設定する際の演算負荷を軽減することができる。

（４）上記（３）の転倒検知装置において、前記信号強度変動量統計値は、前記検知対象エリア内の複数のビンごとの信号強度変動量の最大値又は平均値である。

（５）上記（３）の転倒検知装置において、前記第１信号強度変動量は、前記第１エリア内の複数のビンごとの信号強度変動量の最大値又は平均値である。

（６）上記（３）の転倒検知装置において、前記エリア設定部は、前記第１エリアを除く第２エリアを設定する。

（７）上記（６）の転倒検知装置において、前記判定部は、前記信号強度変動量統計値が第１閾値以上である場合に、前記第１信号強度変動量に基づき、前記検知対象エリア内における生体の転倒発生を検知する。

これにより、検知対象エリア内において生体の転倒発生を検知する際の演算負荷を軽減することができる。

（８）上記（７）の転倒検知装置において、前記判定部は、前記第２エリア内の複数のレンジビンごとの信号強度変動量の統計値である第２信号強度変動量が第２閾値以下であり、かつ、前記第１信号強度変動量が第３閾値以上であり、かつ、前記第１信号強度変動量が前記第３閾値よりも大きい第４閾値以下である場合に、前記検知対象エリア内において生体の転倒が発生したものとして判定する。

（９）上記（８）の転倒検知装置において、前記第２信号強度変動量は、前記第２エリア内の複数のビンごとの信号強度変動量の最大値又は平均値である。

（１０）本開示の一側面の転倒検知システムは、上記（１）から上記（９）の転倒検知装置と、前記転倒検知装置と通信可能に構成された外部機器と、を備え、前記転倒検知装置は、前記検知対象エリア内において転倒が発生したものとして判定したことを示す警報を前記外部機器に報知する。

この構成では、検知対象エリア内において生体の転倒発生を検知したことを外部機器に報知することができる。

本開示により、演算負荷を軽減した転倒検知装置、及び転倒検知方法を実現することができる。

１レーダ
２処理部
３記憶部
５ベッド
２１信号強度算出部
２２信号強度変動量算出部
２３エリア設定部
２４判定部
４１机
４２椅子
４３棚
５１床頭台
１００転倒検知装置
２００外部機器
３００転倒検知システム

Claims

センサと、
前記センサの送受信信号に基づき、検知対象エリア内の複数のレンジビンごとの信号強度を算出する信号強度算出部と、
前記レンジビンごとの信号強度変動量を算出する信号強度変動量算出部と、
前記検知対象エリア内において、信号強度が信号強度閾値以上のレンジビンを含まない第１エリアを設定するエリア設定部と、
前記第１エリア内の複数のレンジビンごとの信号強度変動量の統計値である第１信号強度変動量に基づき、前記検知対象エリア内における生体の転倒発生を検知する判定部と、
を備える、
転倒検知装置。
請求項１に記載の転倒検知装置であって、
前記センサは、ＦＭＣＷ（Frequency Modulated Continuous Wave）レーダ又はＦＣＭ（Fast Chirp Modulation）レーダである、
転倒検知装置。
請求項１又は２に記載の転倒検知装置であって、
前記エリア設定部は、
前記検知対象エリア内の複数のレンジビンごとの信号強度変動量の統計値である信号強度変動量統計値が第１閾値未満である場合に、前記第１エリアを設定する、
転倒検知装置。
請求項３に記載の転倒検知装置であって、
前記信号強度変動量統計値は、
前記検知対象エリア内の複数のレンジビンごとの信号強度変動量の最大値又は平均値である、
転倒検知装置。
請求項３に記載の転倒検知装置であって、
前記第１信号強度変動量は、
前記第１エリア内の複数のレンジビンごとの信号強度変動量の最大値又は平均値である、
転倒検知装置。
請求項３に記載の転倒検知装置であって、
前記エリア設定部は、
前記第１エリアを除く第２エリアを設定する、
転倒検知装置。
請求項６に記載の転倒検知装置であって、
前記判定部は、
前記信号強度変動量統計値が第１閾値以上である場合に、前記第１信号強度変動量に基づき、前記検知対象エリア内における生体の転倒発生を検知する、
転倒検知装置。
請求項７に記載の転倒検知装置であって、
前記判定部は、
前記第２エリア内の複数のレンジビンごとの信号強度変動量の統計値である第２信号強度変動量が第２閾値以下であり、かつ、前記第１信号強度変動量が第３閾値以上であり、かつ、前記第１信号強度変動量が前記第３閾値よりも大きい第４閾値以下である場合に、前記検知対象エリア内において生体の転倒が発生したものとして判定する、
転倒検知装置。
請求項８に記載の転倒検知装置であって、
前記第２信号強度変動量は、
前記第２エリア内の複数のレンジビンごとの信号強度変動量の最大値又は平均値である、
転倒検知装置。
請求項８に記載の転倒検知装置であって、
前記判定部は、
前記検知対象エリア内において転倒が発生したものとして判定したことを示す警報を外部機器に報知する、
転倒検知装置。
センサの送受信信号に基づき、検知対象エリア内の複数のレンジビンごとの信号強度を算出することと、
前記レンジビンごとの信号強度変動量を算出することと、
前記検知対象エリア内において、信号強度が信号強度閾値以上のレンジビンを含まない第１エリアを設定することと、
前記第１エリア内の複数のレンジビンごとの信号強度変動量の統計値である第１信号強度変動量に基づき、前記検知対象エリア内における生体の転倒発生を検知することと、
を含む、
転倒検知方法。
請求項１１に記載の転倒検知方法であって、
前記センサは、ＦＭＣＷ（Frequency Modulated Continuous Wave）レーダ又はＦＣＭ（Fast Chirp Modulation）レーダである、
転倒検知方法。
請求項１１又は１２に記載の転倒検知方法であって、
前記検知対象エリア内の複数のレンジビンごとの信号強度変動量の統計値である信号強度変動量統計値が第１閾値未満である場合に、前記第１エリアを設定する、
転倒検知方法。
請求項１３に記載の転倒検知方法であって、
前記信号強度変動量統計値は、
前記検知対象エリア内の複数のレンジビンごとの信号強度変動量の最大値又は平均値である、
転倒検知方法。
請求項１３に記載の転倒検知方法であって、
前記第１信号強度変動量は、
前記第１エリア内の複数のレンジビンごとの信号強度変動量の最大値又は平均値である、
転倒検知方法。
請求項１３に記載の転倒検知方法であって、
前記第１エリアを除く第２エリアを設定することをさらに含む、
転倒検知方法。
請求項１６に記載の転倒検知方法であって、
前記信号強度変動量統計値が第１閾値以上である場合に、前記第１信号強度変動量に基づき、前記検知対象エリア内における生体の転倒発生を検知する、
転倒検知方法。
請求項１７に記載の転倒検知方法であって、
前記第２エリア内の複数のレンジビンごとの信号強度変動量の統計値である第２信号強度変動量が第２閾値以下であり、かつ、前記第１信号強度変動量が第３閾値以上であり、かつ、前記第１信号強度変動量が前記第３閾値よりも大きい第４閾値以下である場合に、前記検知対象エリア内において生体の転倒が発生したものとして判定する、
転倒検知方法。
請求項１８に記載の転倒検知方法であって、
前記第２信号強度変動量は、
前記第２エリア内の複数のレンジビンごとの信号強度変動量の最大値又は平均値である、
転倒検知方法。
請求項１８に記載の転倒検知方法であって、
前記検知対象エリア内において転倒が発生したものとして判定したことを示す警報を外部機器に報知する、
転倒検知方法。