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転倒検出システム、転倒検出装置、転倒検出方法およびプログラム 新技術説明会

国内特許コード P100000861
掲載日 2010年8月6日
出願番号 特願2010-042454
公開番号 特開2011-177234
登録番号 特許第5594724号
出願日 平成22年2月26日(2010.2.26)
公開日 平成23年9月15日(2011.9.15)
登録日 平成26年8月15日(2014.8.15)
発明者
  • 小口 喜美夫
  • 榎本 裕亮
  • 塙 大
  • 遠藤 久慶
出願人
  • タマティーエルオー株式会社
発明の名称 転倒検出システム、転倒検出装置、転倒検出方法およびプログラム 新技術説明会
発明の概要 【課題】検出対象の転倒を検出するためのシステム、装置、方法およびプログラムを提供すること。
【解決手段】情報処理装置110は、並進加速度データおよび角速度データを受け取ってサンプリング時刻における各軸についての前記並進加速度データの絶対値が最大の並進加速度データを抽出して並進加速度の絶対最大値を更新する加速度最大値抽出部310と、角速度データから絶対最大値角速度データを抽出してサンプリング時刻における角速度の絶対値が最大の角速度データを抽出して角速度の絶対最大値を更新する角速度最大値抽出部314と、抽出した並進加速度データおよび角速度データの絶対最大値の両方が加速度しきい値および角速度しきい値を超えた場合に、検出対象が転倒したことを判断する転倒判断部318とを含んでいる。
【選択図】図3
従来技術、競合技術の概要



検出対象の転倒を検出する技術は、近年、在宅介護、介護援助用車両などの他、車両用の搭乗者サポート装置において、要介護者の転倒や、車両の転倒・衝突などを検出し、迅速な介護要請を発行したり、エアバッグの起動を行うなどの観点から注目されている。転倒対象が人間である場合、転倒の原因、状態、場所などに対応して複数の転倒態様が想定される。また、検出対象が人間の場合、転倒に際して多くの関節が転倒時に連携して衝撃に備えるための防御行動を行う。検出対象の転倒は、各種センサを使用して、センサ検出値に基づいて転倒の判定を行うことになるが、上述したように、転倒の態様は多種多様なので、いかにして検出対象が転倒したかを判定するかが問題となる。





従来から、検出対象の転倒を検出するためのシステムが各種提案されている。例えば、特開2005-237576号公報(特許文献1)では、転倒判定装置が記載されており、開示された装置は、被験者の体幹に取り付けた3軸方向の加速度および角速度を使用し、体幹の鉛直方向の変位量を計算して転倒を判断することにより転倒後判定を減少させている。また、特開2007-151948号公報(特許文献2)では、転倒判定方法および装置が記載されており、被験者の体幹に取り付けた互いに直交する3軸の加速度および角速度を検出し、各軸方向の躍度を計算し、躍度の値から転倒が判断されている。





また、特開2009-163538号公報(特許文献3)では、転倒動作パターンが様々な動きを含む場合にも高い精度で転倒を判断するシステムが記載されている。特許文献3に記載されたシステムは、体幹の鉛直方向の変位量に応じた値を出力するセンサと転倒と疑われる事象が発生したか否かを判断し、当該判断により転倒と疑われる事象の発生と判断した時点からの体幹の鉛直方向における変位量を計算し、変位総量から転倒を判断する。さらに、特開2007-260389号公報(特許文献4)では、短時間で転倒を推知でき誤検知が少ない転倒検知装置が記載されている。特許文献4に記載された装置は、体幹の前後方向の軸回りの角速度と傾斜角度とを検出し、転倒の判断を行っている。





さらに、ウェアラブルセンサを利用した転倒検出については、M. Kangas et al., “Sensorband fall detector prototype: validation through data collection and analysis revised version”, ISMICT2007, ID1217, December 2007(非特許文献1)において報告されている。また、本発明者らも、Y.Enomoto et al., “Data Processing for Fall Detection using an Acceleration Sensor”, ICCCS2009, A4-02, 2009(非特許文献2)において加速度センサを使用した転倒検出を報告している。

産業上の利用分野



本発明は、検出対象の転倒を検出するためのシステム、装置、方法およびプログラムに関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
検出対象の転倒を検出する転倒検出システムであって、前記転倒検出システムは、
前記検出対象に装着され、前記検出対象の姿勢に関して3軸方向の並進加速度および3軸回りの角速度を検出するセンサと、
前記センサからの並進加速度データおよび角速度データを受取る転倒検出装置とを含み、
前記転倒検出装置は、
前記並進加速度データおよび前記角速度データを受け取ってサンプリング時刻における2軸についての前記並進加速度データの絶対値が最大の並進加速度データを抽出して並進加速度最大値を更新する加速度最大値抽出手段と、
前記角速度データからサンプリング時刻における角速度の絶対値が最大の角速度データを抽出して角速度の最大値を更新する角速度最大値抽出手段と、
前記抽出した2軸についての並進加速度データを使用して転倒の期待値を計算し、前記期待値が設定したしきい値を超えた場合に、前記検出対象が転倒したことを判断する転倒判断手段と
を含む転倒検出システム。

【請求項2】
さらに、前記転倒判断手段は、前記並進加速度データが前記最大値を超えた時刻を基準とした前後にわたり角速度データを時間積分することにより、運動速度が最大の軸回りにおける角度変化を計算し、前記角度変化角度変化しきい値を超えたことにより前記検出対象の転倒を判断する、請求項1に記載の転倒検出システム。

【請求項3】
さらに、前記転倒判断手段は、前記並進加速度データおよび前記角速度データが各前記最大値を超え、かつ前記並進加速度データが最大値を超えた時刻と前記角速度データの最大値を超えた時刻との時間差を計算し、少なくとも当該時間差が設定した時間しきい値以下である場合に、前記検出対象の転倒を判断する、請求項1に記載の転倒検出システム。

【請求項4】
前記センサは、ウェアラブルセンサまたは車載センサである、請求項1~3のいずれか1項に記載の転倒検出システム。

【請求項5】
検出対象の転倒を検出する転倒検出装置であって、
前記並進加速度データおよび前記角速度データを受け取ってサンプリング時刻における2軸についての前記並進加速度データの絶対値が最大の並進加速度データを抽出して並進加速度最大値を更新する加速度最大値抽出手段と、
前記角速度データからサンプリング時刻における角速度の絶対値が最大の角速度データを抽出して角速度の最大値を更新する角速度最大値抽出手段と、
前記抽出した2軸についての並進加速度データを使用して転倒の期待値を計算し、前記期待値が設定したしきい値を超えた場合に、前記検出対象が転倒したことを判断する転倒判断手段と
を含む転倒検出装置。

【請求項6】
さらに、前記転倒判断手段は、前記並進加速度データが前記最大値を超えた時刻を基準とした前後にわたり角速度データを時間積分することにより、運動速度が最大の軸回りにおける角度変化を計算し、前記角度変化が前記角度変化について設定された角度変化しきい値を超えたことにより前記検出対象の転倒を判断する、請求項5に記載の転倒検出装置。

【請求項7】
さらに、前記転倒判断手段は、前記並進加速度データおよび前記角速度データが各前記最大値を超え、かつ前記並進加速度データが最大値を超えた時刻と前記角速度データが最大値を超えた時刻との時間差を計算し、少なくとも当該時間差が設定した時間しきい値以下である場合に、前記検出対象の転倒を判断する、請求項5に記載の転倒検出装置。

【請求項8】
前記センサは、ウェアラブルセンサまたは車載センサであり、前記転倒検出装置は、前記センサからのデータをワイヤレス通信により受信する情報処理装置または前記センサと共に前記検出対象に装着されるモジュールである、請求項5~7のいずれか1項に記載の転倒検出装置。

【請求項9】
検出対象の転倒を検出する転倒検出方法であって、前記転倒検出方法は、
センサにより前記検出対象に装着され、前記検出対象の姿勢に関して3軸方向の並進加速度および3軸回りの角速度を検出するステップと、
転倒検出装置が前記センサからの並進加速度データおよび角速度データを受取るステップと、
前記並進加速度データおよび前記角速度データを受け取ってサンプリング時刻における2軸についての前記並進加速度データの絶対値が最大の並進加速度データを抽出して並進加速度最大値を更新するステップと、
前前記角速度データからサンプリング時刻における角速度の絶対値が最大の角速度データを抽出して角速度の最大値を更新するステップと、
前記抽出した2軸についての並進加速度データを使用して転倒の期待値を計算し、前記期待値が設定したしきい値を超えた場合に、前記検出対象が転倒したことを判断するステップと
を含む転倒検出方法。

【請求項10】
さらに、
前記並進加速度データが前記最大値を超えた時刻を基準とした前後にわたり角速度データを時間積分することにより、運動速度が最大の軸回りにおける角度変化を計算するステップと、
前記角度変化が前記角度変化について設定された角度変化しきい値を超えたことにより前記検出対象の転倒を判断するステップと、
を含む、請求項9に記載の転倒検出方法。

【請求項11】
さらに、
前記並進加速度データおよび前記角速度データが各前記最大値を超え、かつ前記並進加速度データが最大値を超えた時刻と前記角速度データが最大値を超えた時刻との時間差を計算するステップと、
少なくとも当該時間差が設定した時間しきい値以下である場合に、前記検出対象の転倒を判断するステップと
を含む請求項9に記載の転倒検出方法。

【請求項12】
請求項9~請求項11のいずれか1項に記載の転倒検出方法を装置が実行するためのコンピュータ実行可能なプログラム。
産業区分
  • 治療衛生
  • その他雑貨
  • 測定
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2010042454thum.jpg
出願権利状態 登録
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