転倒検出装置、転倒検出方法
【課題】傾斜センサーの出力状態から傾斜センサーを身に付けた人間が転倒したことを検出する方法は、検出精度が低いという課題がある。
【解決手段】対向配置され、互いの位置関係が固定された一対の電極と、一対の電極間に移動自由に存在する導電体とを有し、一対の電極の姿勢変化に伴う導電体の移動によって一対の電極間における導通状態が変化する傾斜センサーＡ，Ｂ，Ｃを、一対の電極が対向する方向が互いに直交するように配置した検出部１と、傾斜センサーＡ，Ｂ，Ｃの一対の電極間における導通状態を取得し、所定の第１期間における導通状態の割合に基づいて多値データ化する多値データ出力部１０と、第１期間の整数倍を第２期間とし、それぞれの傾斜センサーＡ，Ｂ，Ｃの第２期間における多値データの移動平均値が、第１の閾値以上であるとき、転倒として判定する転倒判定部１６と、を備えた転倒検出装置を提供する。
【解決手段】対向配置され、互いの位置関係が固定された一対の電極と、一対の電極間に移動自由に存在する導電体とを有し、一対の電極の姿勢変化に伴う導電体の移動によって一対の電極間における導通状態が変化する傾斜センサーＡ，Ｂ，Ｃを、一対の電極が対向する方向が互いに直交するように配置した検出部１と、傾斜センサーＡ，Ｂ，Ｃの一対の電極間における導通状態を取得し、所定の第１期間における導通状態の割合に基づいて多値データ化する多値データ出力部１０と、第１期間の整数倍を第２期間とし、それぞれの傾斜センサーＡ，Ｂ，Ｃの第２期間における多値データの移動平均値が、第１の閾値以上であるとき、転倒として判定する転倒判定部１６と、を備えた転倒検出装置を提供する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、転倒検出装置、転倒検出方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
傾斜角度によって出力状態が変化する傾斜センサーを身に付けて、独居老人や単独での工事従事者などが転倒したことを検出する方法が知られている。例えば、特許文献１では、例えば、傾斜センサーを身に付けた被装着者として独居老人を想定し、傾斜センサーで検知した情報を集積して発信する情報発信装置と、情報伝達手段を備えた安否確認システムが提案されている。
【０００３】
特許文献１では、傾斜センサーのＯＮまたはＯＦＦの出力状態を信号として所定の間隔で検知し、傾斜センサーの出力状態がＯＦＦである時間が長く続けば転倒したとして判定する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−２４２７０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１の方法では、傾斜センサーの姿勢が横になっている状態の時間が長いときを転倒したとして判定している。そのため、被装着者の意思で姿勢が横になっているのか、転倒してしまって姿勢が横になっているのかを区別することができない。例えば、被装着者の姿勢が横になって睡眠中であるときは、安否確認システムは、傾斜センサーの姿勢が横であることを示す信号を長時間にわたって受信することになり、これを転倒したとして判定することはできない。このように、傾斜センサーの出力状態から傾斜センサーを身に付けた被装着者が転倒したことを検出する方法は、検出精度が低いという課題がある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態または適用例として実現することが可能である。
【０００７】
［適用例１］対向配置され、互いの位置関係が固定された一対の電極と、前記一対の電極間に移動自由に存在する導電体とを有し、前記一対の電極の姿勢変化に伴う前記導電体の移動によって前記一対の電極間における導通状態が変化する複数の傾斜センサーを、前記一対の電極が対向する方向が互いに直交するように配置した検出部と、前記複数の傾斜センサーの前記一対の電極間における前記導通状態を取得し、所定の第１期間における前記導通状態の割合に基づいて多値データ化する多値データ出力部と、前記第１期間の整数倍を第２期間とし、それぞれの前記傾斜センサーの前記第２期間における前記多値データの移動平均値が、第１の閾値以上であるとき、転倒として判定する転倒判定部と、を備えたことを特徴とする転倒検出装置。
【０００８】
この構成によれば、それぞれの傾斜センサーの第２期間における多値データの移動平均値が、第１の閾値以上であるとき、転倒として判定する転倒判定部、を備える。これにより、多値データの移動平均値から、所定の第１期間における一対の電極間の導通状態が非導通である期間の割合が、全ての傾斜センサーにおいて連続して高くなる時点を検出することができる。転倒検出装置の被装着者が転倒を開始した時点では、検出部の姿勢が急激に変化するため、検出部に備えられた全ての傾斜センサーにおける導電体が一対の電極から離れて非接触の状態となる可能性が高い。そのため、多値データの移動平均値から、所定の第１期間における一対の電極間の導通状態が非導通である期間の割合が、全ての傾斜センサーにおいて連続して高くなる時点を検出すれば、検出部の姿勢が急激に変化したことを検出することができる。従って、転倒検出装置の被装着者が転倒したことを検出する検出精度を向上させることが可能となる。
【０００９】
［適用例２］前記転倒判定部は、それぞれの前記傾斜センサーの前記所定の第２期間における前記多値データの移動平均値が、前記第１の閾値以上であるときを第１の時点とし、姿勢変化する前に前記一対の電極が鉛直方向に対向して置かれた前記傾斜センサーの前記第２期間における前記多値データの移動平均値が、第２の閾値以下となったときを第２の時点とし、前記第１の時点から前記第２の時点までの期間が、所定の第３期間以下であるとき、転倒として判定することを特徴とする上記転倒検出装置。
【００１０】
この構成によれば、第１の時点から第２の時点までの期間が、所定の第３期間以下であるときを、転倒として判定する条件をさらに追加する。これにより、第１の時点から第２の時点までの期間が、所定の第３期間を超えたときは転倒として判定しない。そのため、転倒ではなく、急激な姿勢の変化が長時間にわたって行われたときを転倒として誤検出してしまうことを抑制し、転倒として検出する検出精度をさらに向上させる。
【００１１】
［適用例３］前記傾斜センサーは、半球状の凹面を対向する前記一対の電極と、球状の前記導電体とを有し、前記一対の電極の姿勢変化に伴って前記導電体は、一対の前記半球状の凹面によって形成される球状の空間を移動することを特徴とする上記転倒検出装置。
【００１２】
この構成によれば、一対の電極の姿勢変化に伴って、一対の電極間の導通状態を導通または非導通にすることができる。
【００１３】
［適用例４］対向配置され、互いの位置関係が固定された一対の電極と、前記一対の電極間に移動自由に存在する導電体とを有し、前記一対の電極の姿勢変化に伴う前記導電体の移動によって前記一対の電極間における導通状態が変化する複数の傾斜センサーを、前記一対の電極が対向する方向が互いに直交するように配置し、前記複数の傾斜センサーの前記一対の電極間における前記導通状態を取得し、所定の第１期間における前記導通状態の割合に基づいて多値データ化する多値データ出力工程と、前記第１期間の整数倍を第２期間とし、それぞれの前記傾斜センサーの前記第２期間における前記多値データの移動平均値が、第１の閾値以上であるとき、転倒として判定する転倒判定工程と、を含むことを特徴とする転倒検出方法。
【００１４】
この構成によれば、それぞれの傾斜センサーの第２期間における多値データの移動平均値が、第１の閾値以上であるとき、転倒として判定する転倒判定工程、を含む。これにより、多値データの移動平均値から、所定の第１期間における一対の電極間の導通状態が非導通である期間の割合が、全ての傾斜センサーにおいて連続して高くなる時点を検出することができる。転倒検出装置の被装着者が転倒を開始した時点では、検出部の姿勢が急激に変化するため、検出部に備えられた全ての傾斜センサーにおける導電体が一対の電極から離れて非接触の状態となる可能性が高い。そのため、多値データの移動平均値から、所定の第１期間における一対の電極間の導通状態が非導通である期間の割合が、全ての傾斜センサーにおいて連続して高くなる時点を検出すれば、検出部の姿勢が急激に変化したことを検出することができる。従って、転倒検出装置の被装着者が転倒したことを検出する検出精度を向上させることが可能となる。
【００１５】
［適用例５］前記転倒判定工程では、それぞれの前記傾斜センサーの前記第２期間における前記多値データの移動平均値が、前記第１の閾値以上であるときを第１の時点とし、姿勢変化する前に前記一対の電極が鉛直方向に対向して置かれた前記傾斜センサーの前記第２期間における前記多値データの移動平均値が、第２の閾値以下となったときを第２の時点とし、前記第１の時点から前記第２の時点までの期間が、所定の第３期間以下であるとき、転倒として判定することを特徴とする上記転倒検出方法。
【００１６】
この構成によれば、第１の時点から第２の時点までの期間が、所定の第３期間以下であるとき、転倒として判定する。これにより、第１の時点から第２の時点までの期間が、所定の第３期間を超えたときは転倒として判定しない。そのため、転倒ではなく、急激な姿勢の変化が長時間にわたって行われたときを転倒として誤検出してしまうことを抑制し、転倒したことを検出する検出精度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】第１実施形態における転倒検出装置の主要構成を示したブロック図。
【図２】傾斜センサーの外観斜視図。
【図３】通常の姿勢にある検出部の傾斜センサーの外観斜視図。
【図４】転倒した姿勢にある検出部の傾斜センサーの外観斜視図。
【図５】多値データ出力部が生成した矩形波。
【図６】転倒前の通常の姿勢から転倒後の姿勢までの傾斜センサーの多値データを示したグラフ。
【図７】第１実施形態におけるプログラムの処理方法を示したフローチャート。
【図８】転倒前の通常の姿勢から転倒後の姿勢までの傾斜センサーの多値データを示したグラフ。
【図９】第２実施形態におけるプログラムの処理方法を示したフローチャート。
【図１０】（ａ）は、湾曲した面を対向配置した一対の電極と円柱状の導電体を備えた傾斜センサー、（ｂ）は、湾曲した面を対向配置した一対の電極と球状の導電体を備えた傾斜センサー。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
（第１実施形態）
以下、第１実施形態について図面を参照しつつ説明する。図１は第１実施形態における転倒検出装置２０の主要構成を示したブロック図である。
【００１９】
検出部１には、傾斜センサーＡ，Ｂ，Ｃが備えられる。検出部１の姿勢変化によって、傾斜センサーＡ，Ｂ，Ｃそれぞれにおける導通状態が、導通（以降はＯＮという）または非導通（以降はＯＦＦという）として変化する。
【００２０】
図１の多値データ出力部１０は、電子回路から構成される。多値データ出力部１０は、検出部１の傾斜センサーＡ，Ｂ，Ｃにおける導通状態をＯＮまたはＯＦＦである２段階に区分された２値データとして取得し、一定の期間におけるＯＮまたはＯＦＦである期間の割合に基づいて、導通状態を０、１、２、３として４段階に区分した多値データに変換して出力する。
【００２１】
図１の制御部１１には、ＣＰＵ１２、ＲＡＭ１３、ＲＯＭ１４、計時部１５が備えられる。ＣＰＵ１２は、ＲＯＭ１４に格納されたプログラムをＲＡＭ１３に読み出して実行する。ＲＡＭ１３には、多値データ出力部１０から取得した多値データが一次的に記憶される。ＣＰＵ１２は、計時部１５から時刻を取得することができる。
【００２２】
転倒判定部１６は、ＲＡＭ１３に記憶された多値データに基づいて、検出部１が転倒したことを検出し、通知部１７に信号を出力する。転倒判定部１６は、ＲＯＭ１４に格納されたプログラムから構成され、ＣＰＵ１２が、ＲＯＭ１４に記憶されたプログラムをＲＡＭ１３に読み出して実行することにより機能する。
【００２３】
通知部１７は、外部の受信装置（不図示）に転倒したことを示す信号を無線により発信する機能を備える。通知部１７は、転倒判定部１６から転倒したことを示す信号を取得すると、外部の受信装置に対して転倒したことを示す信号を無線により発信する。
【００２４】
次に、検出部１について詳細に説明する。
図２は、検出部１に備えられた傾斜センサーＡ，Ｂ，Ｃの外観斜視図である。傾斜センサーＡ，Ｂ，Ｃは、半球状の凹面を対向配置した一対の電極２を備える。一対の電極２は絶縁性部材（不図示）によって支持され、隙間Ｄが設けられて非接触の状態で位置が固定される。
【００２５】
一対の電極２は、例えば、絶縁性部材に形成された半球状の凹面に金メッキする方法により形成される。あるいは、導電性材料を塑性加工する方法でもよい。
【００２６】
一対の電極２を対向配置することにより、一対の半球状の凹面と、隙間Ｄにおける凹面の延長上の破線Ｌに示す面とから球状の空間Ｓが構成される。空間Ｓには、球状の導電体３が備えられる。導電体３は、検出部１の姿勢変化に伴って一対の電極２の姿勢が変化するので空間Ｓを移動する。そのため、一対の電極２の姿勢変化に伴って、導電体３が一対の電極２に同時に接触したり、一方の電極２のみ接触したり、両方の電極２と非接触となったりすることから、一対の電極２間の導通状態が変化する。
【００２７】
図３は、通常の姿勢にある検出部１の傾斜センサーＡ，Ｂ，Ｃの外観斜視図である。鉛直方向ＧのＺ軸は、Ｘ軸と、Ｘ軸に直交するＹ軸とで形成される水平面に直交する。
【００２８】
図３の検出部１には、一対の電極２の凹面がＸ軸方向に対向する傾斜センサーＡ、一対の電極２の凹面がＹ軸方向に対向する傾斜センサーＢ、一対の電極２の凹面がＺ軸方向に対向する傾斜センサーＣが配置される。
【００２９】
検出部１が図３の通常の姿勢にあるとき、傾斜センサーＡ及び傾斜センサーＢにおけるそれぞれの導電体３は一対の電極２に接触し、一対の電極２間の導通状態はＯＮの状態である。検出部１が図３の通常の姿勢にあるとき、傾斜センサーＣにおける導電体３は一方の電極２に接触し、他方の電極２には接触せず、一対の電極２間の導通状態はＯＦＦの状態である。
【００３０】
図４は、図３の通常の姿勢にある検出部１を、Ｘ軸を回転軸として回転方向Ｒに９０度回転させ、転倒した姿勢にある検出部１の傾斜センサーＡ，Ｂ，Ｃの外観斜視図である。検出部１が図４の転倒した姿勢にあるとき、傾斜センサーＡ及び傾斜センサーＣにおけるそれぞれの導電体３は一対の電極２に接触し、一対の電極２間の導通状態はＯＮであり、傾斜センサーＢにおける導電体３は一方の電極２に接触し、他方の電極２には接触せず、一対の電極２間の導通状態はＯＦＦである。
【００３１】
転倒検出装置２０の被装着者が通常の姿勢にあるとき、検出部１が図３の通常の姿勢となるように転倒検出装置２０を装着する。従って、被装着者が転倒したときは、図４の検出部１の姿勢になる。
【００３２】
次に、多値データ出力部１０について詳細に説明する。
図５は、多値データ出力部１０が生成した矩形波である。横軸は時間を示し、縦軸は、傾斜センサーＡにおける導通状態をＯＮまたはＯＦＦとして示す。多値データ出力部１０は、サンプリングタイムΔｔごとにサンプリングして傾斜センサーＡの一対の電極２間の導通状態を検出する。サンプリングタイムΔｔは、例えば、５ｍｓ〜１０ｍｓに設定する。
【００３３】
多値データ出力部１０は、一対の電極２間をサンプリングしたときの導通状態がＯＮであったときは、Δｔの期間はＯＮであったとし、一対の電極２間をサンプリングしたときの導通状態がＯＦＦであったときは、Δｔの期間はＯＦＦであったとして矩形波を生成する。
【００３４】
多値データ出力部１０は、所定の第１期間ＴＡにおいて、ＯＮの期間とＯＦＦの期間を比較した結果によって、一対の電極２間の導通状態を多値データとして出力する。本実施形態では、例えば、所定の第１期間ＴＡは、サンプリングタイムΔｔの５倍として設定する。多値データは、一対の電極２間の導通状態から次のように設定する。
【００３５】
所定の第１期間ＴＡにおいて、すべての期間がＯＮである場合を、多値データの値として０を設定する。
【００３６】
所定の第１期間ＴＡにおいて、
［ＯＮの期間を合計した期間 ≧ ＯＦＦの期間を合計した期間］
である場合を、多値データの値として１を設定する。
【００３７】
所定の第１期間ＴＡにおいて、
［ＯＮの期間を合計した期間 ＜ ＯＦＦの期間を合計した期間］
である場合を、多値データの値として２を設定する。
【００３８】
所定の第１期間ＴＡにおいて、すべての期間がＯＦＦである場合を、多値データの値として３を設定する。
【００３９】
図５の下段に記載した多値データの値は、上記の方法によって設定したものである。多値データ出力部１０は、傾斜センサーＡと同様に、傾斜センサーＢ、傾斜センサーＣの一対の電極２間をサンプリングし、多値データを設定する。
【００４０】
以上、説明したように、多値データ出力部１０は、傾斜センサーＡ，Ｂ，Ｃの一対の電極２間における導通状態をＯＮまたはＯＦＦである２段階に区分された２値データとして取得し、所定の第１期間ＴＡにおけるＯＮまたはＯＦＦの導通状態の割合に基づいて、導通状態を０、１、２、３として４段階に区分した多値データ化する。
【００４１】
次に、転倒判定部１６が、多値データ出力部１０から取得した多値データから転倒したことを検出する方法について説明する。本実施形態では、転倒検出装置２０の被装着者が転倒した場合で、図３の通常の姿勢で静止していた検出部１が、Ｘ軸を回転軸として回転方向Ｒに９０度回転し、図４の転倒した姿勢で静止した場合について説明する。
【００４２】
多値データ出力部１０は、図５を用いて説明した多値データを、順次、制御部１１に出力する。図６（ａ）は、転倒前の図３の通常の姿勢から転倒後の図４の転倒した姿勢までの傾斜センサーＡの多値データを示したグラフである。図６（ｂ）は、同様に、傾斜センサーＢの多値データを示したグラフである。図６（ｃ）は、同様に、傾斜センサーＣの多値データを示したグラフである。図６（ａ）〜（ｃ）の横軸は時間（秒）を示し、縦軸は多値データを示す。
【００４３】
図６（ａ）〜（ｃ）の転倒前の時点ｔ０では、図３の傾斜センサーＡ、傾斜センサーＢは、所定の第１期間ＴＡにおけるＯＮの期間が全てとなるので、多値データが０であり、傾斜センサーＣは、所定の第１期間ＴＡにおけるＯＦＦの期間が全てとなるので、多値データは３である。
【００４４】
図６（ａ）〜（ｃ）の転倒を開始した第１の時点ｔ１では、傾斜センサーＡ、傾斜センサーＢにおける導電体３は、凹面に沿って転がったり、あるいは、凹面から離れたりするので、一対の電極２の所定の第１期間ＴＡにおける導通状態は、ＯＦＦの期間が占める割合が多くなる。従って、多値データの値は、２または３となる場合が多くなる。傾斜センサーＣは、転倒を開始した第１の時点ｔ１では、導通状態がＯＦＦであるので、多値データの値は３である。
【００４５】
このように、第１の時点ｔ１では、傾斜センサーＡ，Ｂ，Ｃの多値データの値は、２以上となる可能性が高い。
【００４６】
そこで、制御部１１における転倒判定部１６は、多値データ出力部１０から順次、出力される所定の第２期間における直近の多値データの移動平均値を算出し、算出された移動平均値が第１の閾値Ｎ１以上となったとき、転倒したとして判定する。
【００４７】
所定の第２期間は、図５の第１期間ＴＡの整数倍の期間として定める。例えば、所定の第２期間は、第１期間ＴＡの５０倍の期間として定める。第１の閾値Ｎ１は、実験により定めた値であり、例えば、２．８とする。
【００４８】
図６の転倒後の時点ｔ３では、図４の転倒した姿勢にある検出部１の傾斜センサーＡ、傾斜センサーＣは、所定の第１期間ＴＡにおけるＯＮの期間が全てとなるので、多値データが０であり、傾斜センサーＢは、所定の第１期間ＴＡにおけるＯＦＦの期間が全てとなるので、多値データが３である。
【００４９】
図６の転倒を開始した第１の時点ｔ１から転倒後の時点ｔ３において、傾斜センサーＡ，Ｂ，Ｃの多値データは、図６（ａ）〜（ｃ）に示すようなグラフとなる。
【００５０】
次に、転倒判定部１６が行うプログラムの処理方法について説明する。図７は、本実施形態におけるプログラムの処理方法を示したフローチャートである。ステップＳ１００では、転倒判定部１６は、第２期間における直近の多値データを取得する。
【００５１】
ステップＳ１１０では、取得した多値データから第２期間における多値データの移動平均値を算出する。
【００５２】
ステップＳ１２０では、算出した移動平均値が第１の閾値Ｎ１以上であるか否かを判定する。移動平均値が第１の閾値Ｎ１以上であるとき、ステップＳ１３０に進み、通知部１７に転倒を示す信号を出力する。移動平均値が第１の閾値Ｎ１未満であるとき、ステップＳ１００に戻る。
【００５３】
以上、本実施形態における転倒検出装置２０は、対向配置され、互いの位置関係が固定された一対の電極２と、一対の電極２間に移動自由に存在する導電体３とを有し、一対の電極２の姿勢変化に伴う導電体３の移動によって一対の電極２間における導通状態が変化する傾斜センサーＡ，Ｂ，Ｃを、一対の電極２が対向する方向が互いに直交するように配置した検出部１と、傾斜センサーＡ，Ｂ，Ｃの一対の電極２間における導通状態を取得し、所定の第１期間ＴＡにおける導通状態の割合に基づいて多値データ化する多値データ出力部１０と、第１期間ＴＡの整数倍を第２期間とし、それぞれの傾斜センサーＡ，Ｂ，Ｃの第２期間における多値データの移動平均値が、第１の閾値Ｎ１以上であるとき、転倒として判定する転倒判定部１６と、を備える。
【００５４】
この構成によれば、転倒検出装置２０の被装着者が転倒を開始した第１の時点ｔ１では、検出部１の姿勢が急激に変化するため、検出部１に備えられた傾斜センサーＡ，Ｂ，Ｃにおける導電体３が一対の電極２から離れて非接触の状態となる可能性が高い。そのため、多値データの移動平均値から、所定の第１期間ＴＡにおける一対の電極２間の導通状態がＯＦＦである期間の割合が、傾斜センサーＡ，Ｂ，Ｃにおいて連続して高くなる時点を検出すれば、検出部１の姿勢が急激に変化したことを検出することができる。従って、転倒検出装置２０の被装着者が転倒したことを検出する検出精度を向上させることが可能となる。
【００５５】
また、傾斜センサーＡ，Ｂ，Ｃは、半球状の凹面を対向する一対の電極２と、球状の導電体３を有し、一対の電極２の姿勢変化に伴って導電体３は、一対の半球状の凹面によって形成される球状の空間Ｓを移動する。
【００５６】
この構成によれば、一対の電極２の姿勢変化に伴って、一対の電極２間の導通状態をＯＮまたはＯＦＦにすることができる。
【００５７】
また、本実施形態で説明した転倒検出方法は、対向配置され、互いの位置関係が固定された一対の電極２と、一対の電極２間に移動自由に存在する導電体３とを有し、一対の電極２の姿勢変化に伴う導電体３の移動によって一対の電極２間における導通状態が変化する傾斜センサーＡ，Ｂ，Ｃを、一対の電極２が対向する方向が互いに直交するように配置し、傾斜センサーＡ，Ｂ，Ｃの一対の電極２間における導通状態を取得し、所定の第１期間ＴＡにおける導通状態の割合に基づいて多値データ化する多値データ出力工程と、第１期間ＴＡの整数倍を第２期間とし、それぞれの傾斜センサーＡ，Ｂ，Ｃの第２期間における多値データの移動平均値が、第１の閾値Ｎ１以上であるとき、転倒として判定する転倒判定工程と、を含む。
【００５８】
（第２実施形態）
第２実施形態では、一対の電極２の対向する方向が、転倒前には図３の鉛直方向Ｇに置かれた傾斜センサーＣの導通状態の多値データを用いて、転倒検出装置の被装着者が転倒したのではなく、急激な動きを長時間した場合を排除することにより誤検出を抑制する方法について説明する。
【００５９】
図８（ａ）〜（ｃ）のグラフは、第１実施形態で説明した図６（ａ）〜（ｃ）のグラフと同じで、図３の転倒前の通常の姿勢から図４の転倒後の姿勢までの傾斜センサーＡ、Ｂ、Ｃの多値データをそれぞれ示したグラフである。
【００６０】
図８（ｃ）の第２の時点ｔ２は、傾斜センサーＣの第２期間における多値データの移動平均値が、第２の閾値Ｎ２以下となった時点を示す。第２の閾値Ｎ２は、実験から定めた値であり、例えば、１．５である。
【００６１】
第２実施形態では、転倒判定部１６は、第２の時点ｔ２を検出する。第２の時点ｔ２以降は、傾斜センサーＣの多値データが１または０を繰り返し、転倒後の時点ｔ３では、多値データは０となる。そして、転倒判定部１６は、第１実施形態で図６（ａ）〜（ｃ）を用いて説明した第１の時点ｔ１から、第２の時点ｔ２までの期間ＴＣを算出する。
【００６２】
転倒判定部１６は、傾斜センサーＡ，Ｂ，Ｃの第２期間における多値データの移動平均値が、第１の閾値Ｎ１以上であるとき、かつ、第１の時点ｔ１から第２の時点ｔ２までの期間ＴＣが、所定の第３期間以下であるとき、を転倒したとして検出する。ここで比較するための所定の第３期間は、実験から定めた値であり、例えば、１．５秒とする。
【００６３】
次に、第２実施形態における転倒判定部１６が行うプログラムの処理方法について説明する。図９は、第２実施形態におけるプログラムの処理方法を示したフローチャートである。図９は、第１実施形態で説明した図７のフローチャートに、ステップＳ９９、ステップＳ１１１、ステップＳ１２１、ステップＳ１２２、ステップＳ１１２〜ステップＳ１１４を追加したものである。
【００６４】
ステップＳ９９では、Ｆｌａｇに０を設定する。ステップＳ１００では、第２期間における直近の多値データを取得する。
【００６５】
ステップＳ１１０では、取得した多値データから第２期間における多値データの移動平均値を算出する。
【００６６】
ステップＳ１１１では、Ｆｌａｇが１であるか否かを判定する。Ｆｌａｇが１であるときは（Ｙｅｓ）、ステップＳ１１２に進む。Ｆｌａｇが１でないときは（Ｎｏ）、ステップＳ１２０に進む。ここでは、Ｆｌａｇは０でないので、ステップＳ１２０に進む。
【００６７】
ステップＳ１２０では、算出した移動平均値が第１の閾値Ｎ１以上であるか否かを判定する。移動平均値が第１の閾値Ｎ１以上であるとき（Ｙｅｓ）、ステップＳ１２１に進み、移動平均値が第１の閾値Ｎ１未満であるとき（Ｎｏ）、ステップＳ１００に戻る。ここでは、移動平均値が第１の閾値Ｎ１以上であるとし、ステップＳ１２１に進む。
【００６８】
ステップＳ１２１では、計時部１５から第１の時点ｔ１の時刻を取得する。ステップＳ１２２では、Ｆｌａｇに１を設定し、ステップＳ１００に戻る。
【００６９】
ステップＳ１００、ステップＳ１１０では、上述したように処理を行う。ステップＳ１１１では、Ｆｌａｇが１であるか否かを判定する。ここでは、Ｆｌａｇが１であるので、ステップＳ１１２に進む。
【００７０】
ステップＳ１１２では、傾斜センサーＣの第２期間における多値データの合計が第２の閾値Ｎ２以下であるか否かを判定する。多値データの合計が第２の閾値Ｎ２以下であるときは（Ｙｅｓ）、ステップＳ１１３に進み、多値データの合計が第２の閾値Ｎ２を超えるときは（Ｎｏ）、ステップＳ１００に戻る。
【００７１】
ステップＳ１１３では、計時部１５から第２の時点ｔ２の時刻を取得する。ステップＳ１１４では、第１の時点ｔ１から第２の時点ｔ２までの期間ＴＣ（図８（ｃ）参照）は、所定の第３期間以下であるか否かを判定する。所定の第３期間以下であるときは（Ｙｅｓ）、ステップＳ１３０に進む。所定の第３期間を超えるときは（Ｎｏ）、ステップＳ９９に戻る。ステップＳ１３０では、通知部１７に転倒を示す信号を出力する。
【００７２】
本実施形態で説明した転倒検出装置のその他の構成は、第１実施形態で説明した転倒検出装置２０の構成と同じである。
【００７３】
以上、本実施形態で説明した転倒検出装置における転倒判定部１６は、傾斜センサーＡ，Ｂ，Ｃの第２期間における多値データの移動平均値が、第１の閾値Ｎ１以上であるときという条件と、かつ、傾斜センサーＡ，Ｂ，Ｃの第２期間における多値データの移動平均値が、第１の閾値Ｎ１以上であるときを第１の時点ｔ１とし、姿勢変化する前に一対の電極２が鉛直方向Ｇに対向して置かれた傾斜センサーＣの第２期間における多値データの移動平均値が、第２の閾値Ｎ２以下となったときを第２の時点ｔ２とし、第１の時点ｔ１から第２の時点ｔ２までの期間ＴＣが、所定の第３期間以下であるときという条件と、が成立したときを転倒したとして判定する。
【００７４】
この構成によれば、第１の時点ｔ１から第２の時点ｔ２までの期間ＴＣが、所定の第３期間を超えたときは転倒として判定しない。そのため、転倒ではなく、急激な姿勢の変化が長時間にわたって行われたときを転倒として誤検出してしまうことを抑制し、転倒したことを検出する検出精度を向上させることができる。
【００７５】
また、以上、本実施形態で説明した転倒検出方法における転倒判定工程では、傾斜センサーＡ，Ｂ，Ｃの第２期間における多値データの移動平均値が、第１の閾値Ｎ１以上であるときという条件と、かつ、傾斜センサーＡ，Ｂ，Ｃの第２期間における多値データの移動平均値が、第１の閾値Ｎ１以上であるときを第１の時点ｔ１とし、姿勢変化する前に一対の電極２が鉛直方向Ｇに対向して置かれた傾斜センサーＣの第２期間における多値データの移動平均値が、第２の閾値Ｎ２以下となったときを第２の時点ｔ２とし、第１の時点ｔ１から第２の時点ｔ２までの期間ＴＣが、所定の第３期間以下であるときという条件と、が成立したときを転倒したとして判定する。
【００７６】
第１実施形態、第２実施形態では、半球状の凹面を有する一対の電極２と球状の導電体３を備えた傾斜センサーＡ，Ｂ，Ｃを用いて説明したが、図１０（ａ）に示すように、湾曲した面を対向配置した一対の電極２ａと円柱状の導電体３ａを備えた傾斜センサーを用いてもよい。また、図１０（ｂ）に示すように、湾曲した面を対向配置した一対の電極２ａと球状の導電体３ｂを備えた傾斜センサーを用いてもよい。
【符号の説明】
【００７７】
１…検出部、２，２ａ…電極、３，３ａ，３ｂ…導電体、１０…多値データ出力部、１６…転倒判定部、２０…転倒検出装置、Ａ，Ｂ，Ｃ…傾斜センサー、Ｇ…鉛直方向、Ｎ１…第１の閾値、Ｎ２…第２の閾値、Ｓ…球状の空間、ｔ１…第１の時点、ｔ２…第２の時点、ＴＡ…所定の第１期間、ＴＣ…第１の時点ｔ１から第２の時点ｔ２までの期間。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、転倒検出装置、転倒検出方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
傾斜角度によって出力状態が変化する傾斜センサーを身に付けて、独居老人や単独での工事従事者などが転倒したことを検出する方法が知られている。例えば、特許文献１では、例えば、傾斜センサーを身に付けた被装着者として独居老人を想定し、傾斜センサーで検知した情報を集積して発信する情報発信装置と、情報伝達手段を備えた安否確認システムが提案されている。
【０００３】
特許文献１では、傾斜センサーのＯＮまたはＯＦＦの出力状態を信号として所定の間隔で検知し、傾斜センサーの出力状態がＯＦＦである時間が長く続けば転倒したとして判定する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−２４２７０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１の方法では、傾斜センサーの姿勢が横になっている状態の時間が長いときを転倒したとして判定している。そのため、被装着者の意思で姿勢が横になっているのか、転倒してしまって姿勢が横になっているのかを区別することができない。例えば、被装着者の姿勢が横になって睡眠中であるときは、安否確認システムは、傾斜センサーの姿勢が横であることを示す信号を長時間にわたって受信することになり、これを転倒したとして判定することはできない。このように、傾斜センサーの出力状態から傾斜センサーを身に付けた被装着者が転倒したことを検出する方法は、検出精度が低いという課題がある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態または適用例として実現することが可能である。
【０００７】
［適用例１］対向配置され、互いの位置関係が固定された一対の電極と、前記一対の電極間に移動自由に存在する導電体とを有し、前記一対の電極の姿勢変化に伴う前記導電体の移動によって前記一対の電極間における導通状態が変化する複数の傾斜センサーを、前記一対の電極が対向する方向が互いに直交するように配置した検出部と、前記複数の傾斜センサーの前記一対の電極間における前記導通状態を取得し、所定の第１期間における前記導通状態の割合に基づいて多値データ化する多値データ出力部と、前記第１期間の整数倍を第２期間とし、それぞれの前記傾斜センサーの前記第２期間における前記多値データの移動平均値が、第１の閾値以上であるとき、転倒として判定する転倒判定部と、を備えたことを特徴とする転倒検出装置。
【０００８】
この構成によれば、それぞれの傾斜センサーの第２期間における多値データの移動平均値が、第１の閾値以上であるとき、転倒として判定する転倒判定部、を備える。これにより、多値データの移動平均値から、所定の第１期間における一対の電極間の導通状態が非導通である期間の割合が、全ての傾斜センサーにおいて連続して高くなる時点を検出することができる。転倒検出装置の被装着者が転倒を開始した時点では、検出部の姿勢が急激に変化するため、検出部に備えられた全ての傾斜センサーにおける導電体が一対の電極から離れて非接触の状態となる可能性が高い。そのため、多値データの移動平均値から、所定の第１期間における一対の電極間の導通状態が非導通である期間の割合が、全ての傾斜センサーにおいて連続して高くなる時点を検出すれば、検出部の姿勢が急激に変化したことを検出することができる。従って、転倒検出装置の被装着者が転倒したことを検出する検出精度を向上させることが可能となる。
【０００９】
［適用例２］前記転倒判定部は、それぞれの前記傾斜センサーの前記所定の第２期間における前記多値データの移動平均値が、前記第１の閾値以上であるときを第１の時点とし、姿勢変化する前に前記一対の電極が鉛直方向に対向して置かれた前記傾斜センサーの前記第２期間における前記多値データの移動平均値が、第２の閾値以下となったときを第２の時点とし、前記第１の時点から前記第２の時点までの期間が、所定の第３期間以下であるとき、転倒として判定することを特徴とする上記転倒検出装置。
【００１０】
この構成によれば、第１の時点から第２の時点までの期間が、所定の第３期間以下であるときを、転倒として判定する条件をさらに追加する。これにより、第１の時点から第２の時点までの期間が、所定の第３期間を超えたときは転倒として判定しない。そのため、転倒ではなく、急激な姿勢の変化が長時間にわたって行われたときを転倒として誤検出してしまうことを抑制し、転倒として検出する検出精度をさらに向上させる。
【００１１】
［適用例３］前記傾斜センサーは、半球状の凹面を対向する前記一対の電極と、球状の前記導電体とを有し、前記一対の電極の姿勢変化に伴って前記導電体は、一対の前記半球状の凹面によって形成される球状の空間を移動することを特徴とする上記転倒検出装置。
【００１２】
この構成によれば、一対の電極の姿勢変化に伴って、一対の電極間の導通状態を導通または非導通にすることができる。
【００１３】
［適用例４］対向配置され、互いの位置関係が固定された一対の電極と、前記一対の電極間に移動自由に存在する導電体とを有し、前記一対の電極の姿勢変化に伴う前記導電体の移動によって前記一対の電極間における導通状態が変化する複数の傾斜センサーを、前記一対の電極が対向する方向が互いに直交するように配置し、前記複数の傾斜センサーの前記一対の電極間における前記導通状態を取得し、所定の第１期間における前記導通状態の割合に基づいて多値データ化する多値データ出力工程と、前記第１期間の整数倍を第２期間とし、それぞれの前記傾斜センサーの前記第２期間における前記多値データの移動平均値が、第１の閾値以上であるとき、転倒として判定する転倒判定工程と、を含むことを特徴とする転倒検出方法。
【００１４】
この構成によれば、それぞれの傾斜センサーの第２期間における多値データの移動平均値が、第１の閾値以上であるとき、転倒として判定する転倒判定工程、を含む。これにより、多値データの移動平均値から、所定の第１期間における一対の電極間の導通状態が非導通である期間の割合が、全ての傾斜センサーにおいて連続して高くなる時点を検出することができる。転倒検出装置の被装着者が転倒を開始した時点では、検出部の姿勢が急激に変化するため、検出部に備えられた全ての傾斜センサーにおける導電体が一対の電極から離れて非接触の状態となる可能性が高い。そのため、多値データの移動平均値から、所定の第１期間における一対の電極間の導通状態が非導通である期間の割合が、全ての傾斜センサーにおいて連続して高くなる時点を検出すれば、検出部の姿勢が急激に変化したことを検出することができる。従って、転倒検出装置の被装着者が転倒したことを検出する検出精度を向上させることが可能となる。
【００１５】
［適用例５］前記転倒判定工程では、それぞれの前記傾斜センサーの前記第２期間における前記多値データの移動平均値が、前記第１の閾値以上であるときを第１の時点とし、姿勢変化する前に前記一対の電極が鉛直方向に対向して置かれた前記傾斜センサーの前記第２期間における前記多値データの移動平均値が、第２の閾値以下となったときを第２の時点とし、前記第１の時点から前記第２の時点までの期間が、所定の第３期間以下であるとき、転倒として判定することを特徴とする上記転倒検出方法。
【００１６】
この構成によれば、第１の時点から第２の時点までの期間が、所定の第３期間以下であるとき、転倒として判定する。これにより、第１の時点から第２の時点までの期間が、所定の第３期間を超えたときは転倒として判定しない。そのため、転倒ではなく、急激な姿勢の変化が長時間にわたって行われたときを転倒として誤検出してしまうことを抑制し、転倒したことを検出する検出精度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】第１実施形態における転倒検出装置の主要構成を示したブロック図。
【図２】傾斜センサーの外観斜視図。
【図３】通常の姿勢にある検出部の傾斜センサーの外観斜視図。
【図４】転倒した姿勢にある検出部の傾斜センサーの外観斜視図。
【図５】多値データ出力部が生成した矩形波。
【図６】転倒前の通常の姿勢から転倒後の姿勢までの傾斜センサーの多値データを示したグラフ。
【図７】第１実施形態におけるプログラムの処理方法を示したフローチャート。
【図８】転倒前の通常の姿勢から転倒後の姿勢までの傾斜センサーの多値データを示したグラフ。
【図９】第２実施形態におけるプログラムの処理方法を示したフローチャート。
【図１０】（ａ）は、湾曲した面を対向配置した一対の電極と円柱状の導電体を備えた傾斜センサー、（ｂ）は、湾曲した面を対向配置した一対の電極と球状の導電体を備えた傾斜センサー。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
（第１実施形態）
以下、第１実施形態について図面を参照しつつ説明する。図１は第１実施形態における転倒検出装置２０の主要構成を示したブロック図である。
【００１９】
検出部１には、傾斜センサーＡ，Ｂ，Ｃが備えられる。検出部１の姿勢変化によって、傾斜センサーＡ，Ｂ，Ｃそれぞれにおける導通状態が、導通（以降はＯＮという）または非導通（以降はＯＦＦという）として変化する。
【００２０】
図１の多値データ出力部１０は、電子回路から構成される。多値データ出力部１０は、検出部１の傾斜センサーＡ，Ｂ，Ｃにおける導通状態をＯＮまたはＯＦＦである２段階に区分された２値データとして取得し、一定の期間におけるＯＮまたはＯＦＦである期間の割合に基づいて、導通状態を０、１、２、３として４段階に区分した多値データに変換して出力する。
【００２１】
図１の制御部１１には、ＣＰＵ１２、ＲＡＭ１３、ＲＯＭ１４、計時部１５が備えられる。ＣＰＵ１２は、ＲＯＭ１４に格納されたプログラムをＲＡＭ１３に読み出して実行する。ＲＡＭ１３には、多値データ出力部１０から取得した多値データが一次的に記憶される。ＣＰＵ１２は、計時部１５から時刻を取得することができる。
【００２２】
転倒判定部１６は、ＲＡＭ１３に記憶された多値データに基づいて、検出部１が転倒したことを検出し、通知部１７に信号を出力する。転倒判定部１６は、ＲＯＭ１４に格納されたプログラムから構成され、ＣＰＵ１２が、ＲＯＭ１４に記憶されたプログラムをＲＡＭ１３に読み出して実行することにより機能する。
【００２３】
通知部１７は、外部の受信装置（不図示）に転倒したことを示す信号を無線により発信する機能を備える。通知部１７は、転倒判定部１６から転倒したことを示す信号を取得すると、外部の受信装置に対して転倒したことを示す信号を無線により発信する。
【００２４】
次に、検出部１について詳細に説明する。
図２は、検出部１に備えられた傾斜センサーＡ，Ｂ，Ｃの外観斜視図である。傾斜センサーＡ，Ｂ，Ｃは、半球状の凹面を対向配置した一対の電極２を備える。一対の電極２は絶縁性部材（不図示）によって支持され、隙間Ｄが設けられて非接触の状態で位置が固定される。
【００２５】
一対の電極２は、例えば、絶縁性部材に形成された半球状の凹面に金メッキする方法により形成される。あるいは、導電性材料を塑性加工する方法でもよい。
【００２６】
一対の電極２を対向配置することにより、一対の半球状の凹面と、隙間Ｄにおける凹面の延長上の破線Ｌに示す面とから球状の空間Ｓが構成される。空間Ｓには、球状の導電体３が備えられる。導電体３は、検出部１の姿勢変化に伴って一対の電極２の姿勢が変化するので空間Ｓを移動する。そのため、一対の電極２の姿勢変化に伴って、導電体３が一対の電極２に同時に接触したり、一方の電極２のみ接触したり、両方の電極２と非接触となったりすることから、一対の電極２間の導通状態が変化する。
【００２７】
図３は、通常の姿勢にある検出部１の傾斜センサーＡ，Ｂ，Ｃの外観斜視図である。鉛直方向ＧのＺ軸は、Ｘ軸と、Ｘ軸に直交するＹ軸とで形成される水平面に直交する。
【００２８】
図３の検出部１には、一対の電極２の凹面がＸ軸方向に対向する傾斜センサーＡ、一対の電極２の凹面がＹ軸方向に対向する傾斜センサーＢ、一対の電極２の凹面がＺ軸方向に対向する傾斜センサーＣが配置される。
【００２９】
検出部１が図３の通常の姿勢にあるとき、傾斜センサーＡ及び傾斜センサーＢにおけるそれぞれの導電体３は一対の電極２に接触し、一対の電極２間の導通状態はＯＮの状態である。検出部１が図３の通常の姿勢にあるとき、傾斜センサーＣにおける導電体３は一方の電極２に接触し、他方の電極２には接触せず、一対の電極２間の導通状態はＯＦＦの状態である。
【００３０】
図４は、図３の通常の姿勢にある検出部１を、Ｘ軸を回転軸として回転方向Ｒに９０度回転させ、転倒した姿勢にある検出部１の傾斜センサーＡ，Ｂ，Ｃの外観斜視図である。検出部１が図４の転倒した姿勢にあるとき、傾斜センサーＡ及び傾斜センサーＣにおけるそれぞれの導電体３は一対の電極２に接触し、一対の電極２間の導通状態はＯＮであり、傾斜センサーＢにおける導電体３は一方の電極２に接触し、他方の電極２には接触せず、一対の電極２間の導通状態はＯＦＦである。
【００３１】
転倒検出装置２０の被装着者が通常の姿勢にあるとき、検出部１が図３の通常の姿勢となるように転倒検出装置２０を装着する。従って、被装着者が転倒したときは、図４の検出部１の姿勢になる。
【００３２】
次に、多値データ出力部１０について詳細に説明する。
図５は、多値データ出力部１０が生成した矩形波である。横軸は時間を示し、縦軸は、傾斜センサーＡにおける導通状態をＯＮまたはＯＦＦとして示す。多値データ出力部１０は、サンプリングタイムΔｔごとにサンプリングして傾斜センサーＡの一対の電極２間の導通状態を検出する。サンプリングタイムΔｔは、例えば、５ｍｓ〜１０ｍｓに設定する。
【００３３】
多値データ出力部１０は、一対の電極２間をサンプリングしたときの導通状態がＯＮであったときは、Δｔの期間はＯＮであったとし、一対の電極２間をサンプリングしたときの導通状態がＯＦＦであったときは、Δｔの期間はＯＦＦであったとして矩形波を生成する。
【００３４】
多値データ出力部１０は、所定の第１期間ＴＡにおいて、ＯＮの期間とＯＦＦの期間を比較した結果によって、一対の電極２間の導通状態を多値データとして出力する。本実施形態では、例えば、所定の第１期間ＴＡは、サンプリングタイムΔｔの５倍として設定する。多値データは、一対の電極２間の導通状態から次のように設定する。
【００３５】
所定の第１期間ＴＡにおいて、すべての期間がＯＮである場合を、多値データの値として０を設定する。
【００３６】
所定の第１期間ＴＡにおいて、
［ＯＮの期間を合計した期間 ≧ ＯＦＦの期間を合計した期間］
である場合を、多値データの値として１を設定する。
【００３７】
所定の第１期間ＴＡにおいて、
［ＯＮの期間を合計した期間 ＜ ＯＦＦの期間を合計した期間］
である場合を、多値データの値として２を設定する。
【００３８】
所定の第１期間ＴＡにおいて、すべての期間がＯＦＦである場合を、多値データの値として３を設定する。
【００３９】
図５の下段に記載した多値データの値は、上記の方法によって設定したものである。多値データ出力部１０は、傾斜センサーＡと同様に、傾斜センサーＢ、傾斜センサーＣの一対の電極２間をサンプリングし、多値データを設定する。
【００４０】
以上、説明したように、多値データ出力部１０は、傾斜センサーＡ，Ｂ，Ｃの一対の電極２間における導通状態をＯＮまたはＯＦＦである２段階に区分された２値データとして取得し、所定の第１期間ＴＡにおけるＯＮまたはＯＦＦの導通状態の割合に基づいて、導通状態を０、１、２、３として４段階に区分した多値データ化する。
【００４１】
次に、転倒判定部１６が、多値データ出力部１０から取得した多値データから転倒したことを検出する方法について説明する。本実施形態では、転倒検出装置２０の被装着者が転倒した場合で、図３の通常の姿勢で静止していた検出部１が、Ｘ軸を回転軸として回転方向Ｒに９０度回転し、図４の転倒した姿勢で静止した場合について説明する。
【００４２】
多値データ出力部１０は、図５を用いて説明した多値データを、順次、制御部１１に出力する。図６（ａ）は、転倒前の図３の通常の姿勢から転倒後の図４の転倒した姿勢までの傾斜センサーＡの多値データを示したグラフである。図６（ｂ）は、同様に、傾斜センサーＢの多値データを示したグラフである。図６（ｃ）は、同様に、傾斜センサーＣの多値データを示したグラフである。図６（ａ）〜（ｃ）の横軸は時間（秒）を示し、縦軸は多値データを示す。
【００４３】
図６（ａ）〜（ｃ）の転倒前の時点ｔ０では、図３の傾斜センサーＡ、傾斜センサーＢは、所定の第１期間ＴＡにおけるＯＮの期間が全てとなるので、多値データが０であり、傾斜センサーＣは、所定の第１期間ＴＡにおけるＯＦＦの期間が全てとなるので、多値データは３である。
【００４４】
図６（ａ）〜（ｃ）の転倒を開始した第１の時点ｔ１では、傾斜センサーＡ、傾斜センサーＢにおける導電体３は、凹面に沿って転がったり、あるいは、凹面から離れたりするので、一対の電極２の所定の第１期間ＴＡにおける導通状態は、ＯＦＦの期間が占める割合が多くなる。従って、多値データの値は、２または３となる場合が多くなる。傾斜センサーＣは、転倒を開始した第１の時点ｔ１では、導通状態がＯＦＦであるので、多値データの値は３である。
【００４５】
このように、第１の時点ｔ１では、傾斜センサーＡ，Ｂ，Ｃの多値データの値は、２以上となる可能性が高い。
【００４６】
そこで、制御部１１における転倒判定部１６は、多値データ出力部１０から順次、出力される所定の第２期間における直近の多値データの移動平均値を算出し、算出された移動平均値が第１の閾値Ｎ１以上となったとき、転倒したとして判定する。
【００４７】
所定の第２期間は、図５の第１期間ＴＡの整数倍の期間として定める。例えば、所定の第２期間は、第１期間ＴＡの５０倍の期間として定める。第１の閾値Ｎ１は、実験により定めた値であり、例えば、２．８とする。
【００４８】
図６の転倒後の時点ｔ３では、図４の転倒した姿勢にある検出部１の傾斜センサーＡ、傾斜センサーＣは、所定の第１期間ＴＡにおけるＯＮの期間が全てとなるので、多値データが０であり、傾斜センサーＢは、所定の第１期間ＴＡにおけるＯＦＦの期間が全てとなるので、多値データが３である。
【００４９】
図６の転倒を開始した第１の時点ｔ１から転倒後の時点ｔ３において、傾斜センサーＡ，Ｂ，Ｃの多値データは、図６（ａ）〜（ｃ）に示すようなグラフとなる。
【００５０】
次に、転倒判定部１６が行うプログラムの処理方法について説明する。図７は、本実施形態におけるプログラムの処理方法を示したフローチャートである。ステップＳ１００では、転倒判定部１６は、第２期間における直近の多値データを取得する。
【００５１】
ステップＳ１１０では、取得した多値データから第２期間における多値データの移動平均値を算出する。
【００５２】
ステップＳ１２０では、算出した移動平均値が第１の閾値Ｎ１以上であるか否かを判定する。移動平均値が第１の閾値Ｎ１以上であるとき、ステップＳ１３０に進み、通知部１７に転倒を示す信号を出力する。移動平均値が第１の閾値Ｎ１未満であるとき、ステップＳ１００に戻る。
【００５３】
以上、本実施形態における転倒検出装置２０は、対向配置され、互いの位置関係が固定された一対の電極２と、一対の電極２間に移動自由に存在する導電体３とを有し、一対の電極２の姿勢変化に伴う導電体３の移動によって一対の電極２間における導通状態が変化する傾斜センサーＡ，Ｂ，Ｃを、一対の電極２が対向する方向が互いに直交するように配置した検出部１と、傾斜センサーＡ，Ｂ，Ｃの一対の電極２間における導通状態を取得し、所定の第１期間ＴＡにおける導通状態の割合に基づいて多値データ化する多値データ出力部１０と、第１期間ＴＡの整数倍を第２期間とし、それぞれの傾斜センサーＡ，Ｂ，Ｃの第２期間における多値データの移動平均値が、第１の閾値Ｎ１以上であるとき、転倒として判定する転倒判定部１６と、を備える。
【００５４】
この構成によれば、転倒検出装置２０の被装着者が転倒を開始した第１の時点ｔ１では、検出部１の姿勢が急激に変化するため、検出部１に備えられた傾斜センサーＡ，Ｂ，Ｃにおける導電体３が一対の電極２から離れて非接触の状態となる可能性が高い。そのため、多値データの移動平均値から、所定の第１期間ＴＡにおける一対の電極２間の導通状態がＯＦＦである期間の割合が、傾斜センサーＡ，Ｂ，Ｃにおいて連続して高くなる時点を検出すれば、検出部１の姿勢が急激に変化したことを検出することができる。従って、転倒検出装置２０の被装着者が転倒したことを検出する検出精度を向上させることが可能となる。
【００５５】
また、傾斜センサーＡ，Ｂ，Ｃは、半球状の凹面を対向する一対の電極２と、球状の導電体３を有し、一対の電極２の姿勢変化に伴って導電体３は、一対の半球状の凹面によって形成される球状の空間Ｓを移動する。
【００５６】
この構成によれば、一対の電極２の姿勢変化に伴って、一対の電極２間の導通状態をＯＮまたはＯＦＦにすることができる。
【００５７】
また、本実施形態で説明した転倒検出方法は、対向配置され、互いの位置関係が固定された一対の電極２と、一対の電極２間に移動自由に存在する導電体３とを有し、一対の電極２の姿勢変化に伴う導電体３の移動によって一対の電極２間における導通状態が変化する傾斜センサーＡ，Ｂ，Ｃを、一対の電極２が対向する方向が互いに直交するように配置し、傾斜センサーＡ，Ｂ，Ｃの一対の電極２間における導通状態を取得し、所定の第１期間ＴＡにおける導通状態の割合に基づいて多値データ化する多値データ出力工程と、第１期間ＴＡの整数倍を第２期間とし、それぞれの傾斜センサーＡ，Ｂ，Ｃの第２期間における多値データの移動平均値が、第１の閾値Ｎ１以上であるとき、転倒として判定する転倒判定工程と、を含む。
【００５８】
（第２実施形態）
第２実施形態では、一対の電極２の対向する方向が、転倒前には図３の鉛直方向Ｇに置かれた傾斜センサーＣの導通状態の多値データを用いて、転倒検出装置の被装着者が転倒したのではなく、急激な動きを長時間した場合を排除することにより誤検出を抑制する方法について説明する。
【００５９】
図８（ａ）〜（ｃ）のグラフは、第１実施形態で説明した図６（ａ）〜（ｃ）のグラフと同じで、図３の転倒前の通常の姿勢から図４の転倒後の姿勢までの傾斜センサーＡ、Ｂ、Ｃの多値データをそれぞれ示したグラフである。
【００６０】
図８（ｃ）の第２の時点ｔ２は、傾斜センサーＣの第２期間における多値データの移動平均値が、第２の閾値Ｎ２以下となった時点を示す。第２の閾値Ｎ２は、実験から定めた値であり、例えば、１．５である。
【００６１】
第２実施形態では、転倒判定部１６は、第２の時点ｔ２を検出する。第２の時点ｔ２以降は、傾斜センサーＣの多値データが１または０を繰り返し、転倒後の時点ｔ３では、多値データは０となる。そして、転倒判定部１６は、第１実施形態で図６（ａ）〜（ｃ）を用いて説明した第１の時点ｔ１から、第２の時点ｔ２までの期間ＴＣを算出する。
【００６２】
転倒判定部１６は、傾斜センサーＡ，Ｂ，Ｃの第２期間における多値データの移動平均値が、第１の閾値Ｎ１以上であるとき、かつ、第１の時点ｔ１から第２の時点ｔ２までの期間ＴＣが、所定の第３期間以下であるとき、を転倒したとして検出する。ここで比較するための所定の第３期間は、実験から定めた値であり、例えば、１．５秒とする。
【００６３】
次に、第２実施形態における転倒判定部１６が行うプログラムの処理方法について説明する。図９は、第２実施形態におけるプログラムの処理方法を示したフローチャートである。図９は、第１実施形態で説明した図７のフローチャートに、ステップＳ９９、ステップＳ１１１、ステップＳ１２１、ステップＳ１２２、ステップＳ１１２〜ステップＳ１１４を追加したものである。
【００６４】
ステップＳ９９では、Ｆｌａｇに０を設定する。ステップＳ１００では、第２期間における直近の多値データを取得する。
【００６５】
ステップＳ１１０では、取得した多値データから第２期間における多値データの移動平均値を算出する。
【００６６】
ステップＳ１１１では、Ｆｌａｇが１であるか否かを判定する。Ｆｌａｇが１であるときは（Ｙｅｓ）、ステップＳ１１２に進む。Ｆｌａｇが１でないときは（Ｎｏ）、ステップＳ１２０に進む。ここでは、Ｆｌａｇは０でないので、ステップＳ１２０に進む。
【００６７】
ステップＳ１２０では、算出した移動平均値が第１の閾値Ｎ１以上であるか否かを判定する。移動平均値が第１の閾値Ｎ１以上であるとき（Ｙｅｓ）、ステップＳ１２１に進み、移動平均値が第１の閾値Ｎ１未満であるとき（Ｎｏ）、ステップＳ１００に戻る。ここでは、移動平均値が第１の閾値Ｎ１以上であるとし、ステップＳ１２１に進む。
【００６８】
ステップＳ１２１では、計時部１５から第１の時点ｔ１の時刻を取得する。ステップＳ１２２では、Ｆｌａｇに１を設定し、ステップＳ１００に戻る。
【００６９】
ステップＳ１００、ステップＳ１１０では、上述したように処理を行う。ステップＳ１１１では、Ｆｌａｇが１であるか否かを判定する。ここでは、Ｆｌａｇが１であるので、ステップＳ１１２に進む。
【００７０】
ステップＳ１１２では、傾斜センサーＣの第２期間における多値データの合計が第２の閾値Ｎ２以下であるか否かを判定する。多値データの合計が第２の閾値Ｎ２以下であるときは（Ｙｅｓ）、ステップＳ１１３に進み、多値データの合計が第２の閾値Ｎ２を超えるときは（Ｎｏ）、ステップＳ１００に戻る。
【００７１】
ステップＳ１１３では、計時部１５から第２の時点ｔ２の時刻を取得する。ステップＳ１１４では、第１の時点ｔ１から第２の時点ｔ２までの期間ＴＣ（図８（ｃ）参照）は、所定の第３期間以下であるか否かを判定する。所定の第３期間以下であるときは（Ｙｅｓ）、ステップＳ１３０に進む。所定の第３期間を超えるときは（Ｎｏ）、ステップＳ９９に戻る。ステップＳ１３０では、通知部１７に転倒を示す信号を出力する。
【００７２】
本実施形態で説明した転倒検出装置のその他の構成は、第１実施形態で説明した転倒検出装置２０の構成と同じである。
【００７３】
以上、本実施形態で説明した転倒検出装置における転倒判定部１６は、傾斜センサーＡ，Ｂ，Ｃの第２期間における多値データの移動平均値が、第１の閾値Ｎ１以上であるときという条件と、かつ、傾斜センサーＡ，Ｂ，Ｃの第２期間における多値データの移動平均値が、第１の閾値Ｎ１以上であるときを第１の時点ｔ１とし、姿勢変化する前に一対の電極２が鉛直方向Ｇに対向して置かれた傾斜センサーＣの第２期間における多値データの移動平均値が、第２の閾値Ｎ２以下となったときを第２の時点ｔ２とし、第１の時点ｔ１から第２の時点ｔ２までの期間ＴＣが、所定の第３期間以下であるときという条件と、が成立したときを転倒したとして判定する。
【００７４】
この構成によれば、第１の時点ｔ１から第２の時点ｔ２までの期間ＴＣが、所定の第３期間を超えたときは転倒として判定しない。そのため、転倒ではなく、急激な姿勢の変化が長時間にわたって行われたときを転倒として誤検出してしまうことを抑制し、転倒したことを検出する検出精度を向上させることができる。
【００７５】
また、以上、本実施形態で説明した転倒検出方法における転倒判定工程では、傾斜センサーＡ，Ｂ，Ｃの第２期間における多値データの移動平均値が、第１の閾値Ｎ１以上であるときという条件と、かつ、傾斜センサーＡ，Ｂ，Ｃの第２期間における多値データの移動平均値が、第１の閾値Ｎ１以上であるときを第１の時点ｔ１とし、姿勢変化する前に一対の電極２が鉛直方向Ｇに対向して置かれた傾斜センサーＣの第２期間における多値データの移動平均値が、第２の閾値Ｎ２以下となったときを第２の時点ｔ２とし、第１の時点ｔ１から第２の時点ｔ２までの期間ＴＣが、所定の第３期間以下であるときという条件と、が成立したときを転倒したとして判定する。
【００７６】
第１実施形態、第２実施形態では、半球状の凹面を有する一対の電極２と球状の導電体３を備えた傾斜センサーＡ，Ｂ，Ｃを用いて説明したが、図１０（ａ）に示すように、湾曲した面を対向配置した一対の電極２ａと円柱状の導電体３ａを備えた傾斜センサーを用いてもよい。また、図１０（ｂ）に示すように、湾曲した面を対向配置した一対の電極２ａと球状の導電体３ｂを備えた傾斜センサーを用いてもよい。
【符号の説明】
【００７７】
１…検出部、２，２ａ…電極、３，３ａ，３ｂ…導電体、１０…多値データ出力部、１６…転倒判定部、２０…転倒検出装置、Ａ，Ｂ，Ｃ…傾斜センサー、Ｇ…鉛直方向、Ｎ１…第１の閾値、Ｎ２…第２の閾値、Ｓ…球状の空間、ｔ１…第１の時点、ｔ２…第２の時点、ＴＡ…所定の第１期間、ＴＣ…第１の時点ｔ１から第２の時点ｔ２までの期間。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
対向配置され、互いの位置関係が固定された一対の電極と、前記一対の電極間に移動自由に存在する導電体とを有し、前記一対の電極の姿勢変化に伴う前記導電体の移動によって前記一対の電極間における導通状態が変化する複数の傾斜センサーを、前記一対の電極が対向する方向が互いに直交するように配置した検出部と、
前記複数の傾斜センサーの前記一対の電極間における前記導通状態を取得し、所定の第１期間における前記導通状態の割合に基づいて多値データ化する多値データ出力部と、
前記第１期間の整数倍を第２期間とし、それぞれの前記傾斜センサーの前記第２期間における前記多値データの移動平均値が、第１の閾値以上であるとき、転倒として判定する転倒判定部と、を備えたことを特徴とする転倒検出装置。
【請求項２】
請求項１に記載の転倒検出装置であって、
前記転倒判定部は、それぞれの前記傾斜センサーの前記所定の第２期間における前記多値データの移動平均値が、前記第１の閾値以上であるときを第１の時点とし、姿勢変化する前に前記一対の電極が鉛直方向に対向して置かれた前記傾斜センサーの前記第２期間における前記多値データの移動平均値が、第２の閾値以下となったときを第２の時点とし、前記第１の時点から前記第２の時点までの期間が、所定の第３期間以下であるとき、転倒として判定することを特徴とする転倒検出装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の転倒検出装置であって、
前記傾斜センサーは、半球状の凹面を対向する前記一対の電極と、球状の前記導電体とを有し、前記一対の電極の姿勢変化に伴って前記導電体は、一対の前記半球状の凹面によって形成される球状の空間を移動することを特徴とする転倒検出装置。
【請求項４】
対向配置され、互いの位置関係が固定された一対の電極と、前記一対の電極間に移動自由に存在する導電体とを有し、前記一対の電極の姿勢変化に伴う前記導電体の移動によって前記一対の電極間における導通状態が変化する複数の傾斜センサーを、前記一対の電極が対向する方向が互いに直交するように配置し、前記複数の傾斜センサーの前記一対の電極間における前記導通状態を取得し、所定の第１期間における前記導通状態の割合に基づいて多値データ化する多値データ出力工程と、
前記第１期間の整数倍を第２期間とし、それぞれの前記傾斜センサーの前記第２期間における前記多値データの移動平均値が、第１の閾値以上であるとき、転倒として判定する転倒判定工程と、を含むことを特徴とする転倒検出方法。
【請求項５】
請求項４に記載の転倒検出方法であって、
前記転倒判定工程では、それぞれの前記傾斜センサーの前記第２期間における前記多値データの移動平均値が、前記第１の閾値以上であるときを第１の時点とし、姿勢変化する前に前記一対の電極が鉛直方向に対向して置かれた前記傾斜センサーの前記第２期間における前記多値データの移動平均値が、第２の閾値以下となったときを第２の時点とし、前記第１の時点から前記第２の時点までの期間が、所定の第３期間以下であるとき、転倒として判定することを特徴とする転倒検出方法。
【請求項１】
対向配置され、互いの位置関係が固定された一対の電極と、前記一対の電極間に移動自由に存在する導電体とを有し、前記一対の電極の姿勢変化に伴う前記導電体の移動によって前記一対の電極間における導通状態が変化する複数の傾斜センサーを、前記一対の電極が対向する方向が互いに直交するように配置した検出部と、
前記複数の傾斜センサーの前記一対の電極間における前記導通状態を取得し、所定の第１期間における前記導通状態の割合に基づいて多値データ化する多値データ出力部と、
前記第１期間の整数倍を第２期間とし、それぞれの前記傾斜センサーの前記第２期間における前記多値データの移動平均値が、第１の閾値以上であるとき、転倒として判定する転倒判定部と、を備えたことを特徴とする転倒検出装置。
【請求項２】
請求項１に記載の転倒検出装置であって、
前記転倒判定部は、それぞれの前記傾斜センサーの前記所定の第２期間における前記多値データの移動平均値が、前記第１の閾値以上であるときを第１の時点とし、姿勢変化する前に前記一対の電極が鉛直方向に対向して置かれた前記傾斜センサーの前記第２期間における前記多値データの移動平均値が、第２の閾値以下となったときを第２の時点とし、前記第１の時点から前記第２の時点までの期間が、所定の第３期間以下であるとき、転倒として判定することを特徴とする転倒検出装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の転倒検出装置であって、
前記傾斜センサーは、半球状の凹面を対向する前記一対の電極と、球状の前記導電体とを有し、前記一対の電極の姿勢変化に伴って前記導電体は、一対の前記半球状の凹面によって形成される球状の空間を移動することを特徴とする転倒検出装置。
【請求項４】
対向配置され、互いの位置関係が固定された一対の電極と、前記一対の電極間に移動自由に存在する導電体とを有し、前記一対の電極の姿勢変化に伴う前記導電体の移動によって前記一対の電極間における導通状態が変化する複数の傾斜センサーを、前記一対の電極が対向する方向が互いに直交するように配置し、前記複数の傾斜センサーの前記一対の電極間における前記導通状態を取得し、所定の第１期間における前記導通状態の割合に基づいて多値データ化する多値データ出力工程と、
前記第１期間の整数倍を第２期間とし、それぞれの前記傾斜センサーの前記第２期間における前記多値データの移動平均値が、第１の閾値以上であるとき、転倒として判定する転倒判定工程と、を含むことを特徴とする転倒検出方法。
【請求項５】
請求項４に記載の転倒検出方法であって、
前記転倒判定工程では、それぞれの前記傾斜センサーの前記第２期間における前記多値データの移動平均値が、前記第１の閾値以上であるときを第１の時点とし、姿勢変化する前に前記一対の電極が鉛直方向に対向して置かれた前記傾斜センサーの前記第２期間における前記多値データの移動平均値が、第２の閾値以下となったときを第２の時点とし、前記第１の時点から前記第２の時点までの期間が、所定の第３期間以下であるとき、転倒として判定することを特徴とする転倒検出方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１１−１８６７０３（Ｐ２０１１−１８６７０３Ａ）
【公開日】平成２３年９月２２日（２０１１．９．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−５０２３２（Ｐ２０１０−５０２３２）
【出願日】平成２２年３月８日（２０１０．３．８）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年９月２２日（２０１１．９．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年３月８日（２０１０．３．８）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
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