JP2022022949A - Monitoring equipment, monitoring methods and monitoring programs - Google Patents

Abstract

Translated fromJapanese

【課題】簡易な構成で個体を識別可能な監視装置を提供する。【解決手段】監視装置１は、個体にミリ波を照射するミリ波センサ２と、ミリ波センサ２の測定結果に基づいて、前記個体を識別する識別部３２３と、を備え、識別部３２３は、前記個体の位置および速度の情報の中で、規則的に振動する部位の振幅に基づいて、前記個体を識別する。規則的に振動する部位は、頚動脈および胸膜であり、その振幅は各個体に固有のものである。また、頚動脈および胸膜は、他の組織とのインピーダンスの差が大きいため、ミリ波を反射しやすい。【選択図】図２A monitoring device capable of identifying an individual with a simple configuration is provided. A monitoring device (1) includes a millimeter wave sensor (2) that irradiates an individual with millimeter waves, and an identification unit (323) that identifies the individual based on the measurement result of the millimeter wave sensor (2), the identification unit (323) , identifying the individual based on the amplitude of the regularly vibrating part in the position and velocity information of the individual. Areas that oscillate regularly are the carotid arteries and the pleura, the amplitude of which is unique to each individual. In addition, since the carotid artery and pleura have a large difference in impedance from other tissues, they tend to reflect millimeter waves. [Selection drawing] Fig. 2

Description

Translated fromJapanese

本発明は、ミリ波センサを用いた監視装置に関する。 The present invention relates to a monitoring device using a millimeter wave sensor.

周波数３０ＧＨｚ～３００ＧＨｚ、波長１ｍｍ～１ｃｍのミリ波は電波の中でも光に近い周波数帯であり、直進性が非常に強い、耐環境性（雨、霧、雪、汚れ）に優れている、アンテナの小型化が可能、情報伝送容量が大きいといった特徴を有する。ミリ波センサは、物体の位置と速度を瞬時に検知することができるため、例えば、自動車の衝突防止システムに用いられている。 Millimeter waves with a frequency of 30 GHz to 300 GHz and a wavelength of 1 mm to 1 cm are in the frequency band close to light in radio waves, have very strong straightness, and have excellent environmental resistance (rain, fog, snow, dirt). It has the features of being able to be miniaturized and having a large information transmission capacity. Millimeter-wave sensors are used, for example, in automobile collision prevention systems because they can instantly detect the position and speed of an object.

特に、ＦＭＣＷ（周波数変調連続波）方式のミリ波センサは、最小で０．１ｍｍ単位の動きを検出することが可能である（例えば、非特許文献１）。 In particular, the FMCW (continuous wave) type millimeter wave sensor can detect motion in units of 0.1 mm at the minimum (for example, Non-Patent Document 1).

C. Iovescu、外１名、「ミリ波センサの基礎」、日本テキサス・インスツルメンツ株式会社、2017年、［令和２年６月２２日検索］、インターネット〈URL：https://www.ti.com/jp/lit/wp/jajy058/jajy058.pdf?ts=1592807359489&ref_url=https%253A%252F%252Fwww.google.com%252Fl〉C. Iovescu, 1 outside, "Basics of Millimeter Wave Sensor", Texas Instruments Japan Ltd., 2017, [Search on June 22, 2nd year of Reiwa], Internet <URL: https://www.ti. com / jp / lit / wp / jajy058 / jajy058.pdf? ts = 1592807359489 & ref_url = https% 253A% 252F% 252Fwww.google.com% 252Fl>

例えば、介護施設において、ミリ波センサを用いて複数の高齢者の行動を監視する場合、ミリ波センサは、監視領域内に人が存在するか否か、人がどのような行動を取っているかは検知できる。しかし、誰が存在するか、誰がどのような行動を取っているかは、従来のミリ波センサを用いた装置では検知できない。 For example, in a long-term care facility, when monitoring the behavior of a plurality of elderly people using a millimeter-wave sensor, the millimeter-wave sensor determines whether or not a person exists in the monitoring area and what kind of behavior the person is taking. Can be detected. However, who exists and who is taking what kind of action cannot be detected by a device using a conventional millimeter-wave sensor.

本発明は、上記問題を鑑みてなされたものであって、簡易な構成で個体を識別可能な監視装置を提供することを課題とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a monitoring device capable of identifying an individual with a simple configuration.

上記課題を解決するために、本発明は以下の態様を含む。
項１．
複数の個体を監視するための監視装置であって、
前記個体にミリ波を照射するミリ波センサと、
前記ミリ波センサの測定結果に基づいて、前記個体を識別する識別部と、
を備え、
前記識別部は、前記個体の規則的に振動する部位の振幅に基づいて、前記個体を識別することを特徴とする監視装置。
項２．
前記部位は動脈であることを特徴とする項１に記載の監視装置。
項３．
前記部位は頚動脈であることを特徴とする項２に記載の監視装置。
項４．
前記部位は胸膜または腹膜であることを特徴とする項１～３のいずれかに記載の監視装置。
項５．
前記識別部は、さらに前記個体の身長に基づいて、前記個体を識別することを特徴とする項１～４のいずれかに記載の監視装置。
項６．
前記ミリ波の周波数帯域は、６０ＧＨｚ～６４ＧＨｚであることを特徴とする項１～５のいずれかに記載の監視装置。
項７．
前記個体の位置を追跡する追跡部をさらに備えることを特徴とする項１～６に記載の監視装置。
項８．
特定の領域内の個体を項１～７のいずれかに記載の監視装置によって監視することを特徴とする監視方法。
項９．
前記領域は、介護施設または病院であることを特徴とする項８に記載の監視方法。
項１０．
項１～６のいずれかに記載の監視装置の前記識別部としてコンピュータを動作させる監視プログラム。In order to solve the above problems, the present invention includes the following aspects.
Item 1.
It is a monitoring device for monitoring multiple individuals.
A millimeter wave sensor that irradiates the individual with millimeter waves,
An identification unit that identifies the individual based on the measurement result of the millimeter wave sensor,
Equipped with
The identification unit is a monitoring device characterized by identifying the individual based on the amplitude of a regularly vibrating portion of the individual.
Item 2.
Item 2. The monitoring device according toItem 1, wherein the site is an artery.
Item 3.
Item 2. The monitoring device according toItem 2, wherein the site is a carotid artery.
Item 4.
Item 6. The monitoring device according to any one ofItems 1 to 3, wherein the site is a pleura or a peritoneum.
Item 5.
Item 2. The monitoring device according to any one ofItems 1 to 4, wherein the identification unit further identifies the individual based on the height of the individual.
Item 6.
Item 6. The monitoring device according to any one ofItems 1 to 5, wherein the frequency band of the millimeter wave is 60 GHz to 64 GHz.
Item 7.
Item 6. The monitoring device according toItem 1 to 6, further comprising a tracking unit for tracking the position of the individual.
Item 8.
A monitoring method comprising monitoring an individual in a specific area by the monitoring device according to any one ofItems 1 to 7.
Item 9.
Item 8. The monitoring method according to Item 8, wherein the area is a long-term care facility or a hospital.
Item 10.
A monitoring program that operates a computer as the identification unit of the monitoring device according to any one ofItems 1 to 6.

本発明によれば、簡易な構成で個体を識別可能な監視装置を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a monitoring device capable of identifying an individual with a simple configuration.

本発明の第１の実施形態に係る監視システムの概略図である。It is a schematic diagram of the monitoring system which concerns on 1st Embodiment of this invention.本発明の第１の実施形態に係る監視装置のブロック図である。It is a block diagram of the monitoring apparatus which concerns on 1st Embodiment of this invention.パターン情報の一例である。This is an example of pattern information.本発明の第２の実施形態に係る監視システムの概略図である。It is a schematic diagram of the monitoring system which concerns on the 2nd Embodiment of this invention.センサの検知領域の説明図である。It is explanatory drawing of the detection area of a sensor.

［第１の実施形態］
以下、本発明の第１の実施形態について添付図面を参照して説明する。なお、本発明は、下記の実施形態に限定されるものではない。[First Embodiment]
Hereinafter, the first embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. The present invention is not limited to the following embodiments.

（全体構成）
本実施形態では、本発明に係る監視装置を、介護施設における入居者の監視（見守り）に利用する形態について説明する。図１は、本実施形態に係る監視システム１００の概略図である。監視システム１００は、複数の監視装置１と、サーバ１０とを備えている。監視装置１は、介護施設の各部屋、廊下、休憩所、玄関等に設置されている。サーバ１０は、介護施設の管理者が駐在する部屋に設けられており、ＬＡＮ等のネットワークＮを介して監視装置１と通信可能である。サーバ１０は、各監視装置１の制御を行うとともに、監視装置１からの情報に基づいて、介護施設の入居者の行動を検知する。これにより、介護施設内の入居者を監視装置１によって監視する監視方法を実施することができる。(overall structure)
In the present embodiment, a mode in which the monitoring device according to the present invention is used for monitoring (watching) a resident in a nursing care facility will be described. FIG. 1 is a schematic diagram of amonitoring system 100 according to the present embodiment. Themonitoring system 100 includes a plurality ofmonitoring devices 1 and aserver 10. Themonitoring device 1 is installed in each room, corridor, rest area, entrance, etc. of the nursing facility. Theserver 10 is provided in the room where the manager of the long-term care facility is stationed, and can communicate with themonitoring device 1 via a network N such as a LAN. Theserver 10 controls eachmonitoring device 1 and detects the behavior of the resident of the long-term care facility based on the information from themonitoring device 1. This makes it possible to implement a monitoring method in which the resident in the long-term care facility is monitored by themonitoring device 1.

（監視装置の構成）
図２は、本実施形態に係る監視装置１のブロック図である。監視装置１は、ＦＭＣＷ（周波数連続変調）方式のミリ波レーダシステムを構成する装置であり、ミリ波センサ２と、マイコン３とを主に備えている。(Configuration of monitoring device)
FIG. 2 is a block diagram of themonitoring device 1 according to the present embodiment. Themonitoring device 1 is a device constituting an FMCW (continuous-wave radar) type millimeter-wave radar system, and mainly includes a millimeter-wave sensor 2 and amicrocomputer 3.

ミリ波センサ２は、ｎ個の送信アンテナＴＸ１～ＴＸｎと、ｎ個の受信アンテナＲＸ１～ＲＸｎと、シンセサイザ２１と、ミキサ２２と、ＡＤＣ２３とを主に備えている。送信アンテナおよび受信アンテナの個数（ｎ）は特に限定されないが、個数が多いほど、より多くの個体（入居者）を同時に測定できる。本実施形態では、ｎ＝５である。 Themillimeter wave sensor 2 mainly includes n transmitting antennas TX1 to TXn, n receiving antennas RX1 to RXn, asynthesizer 21, amixer 22, and anADC 23. The number (n) of the transmitting antenna and the receiving antenna is not particularly limited, but the larger the number, the more individuals (residents) can be measured at the same time. In this embodiment, n = 5.

シンセサイザ２１は、時間経過に応じて周波数が直線的に変化する変調波（チャープ信号）を生成する。本実施形態では、チャープ信号の周波数帯域は６０ＧＨｚ～６４ＧＨｚである。 Thesynthesizer 21 generates a modulated wave (chirp signal) whose frequency changes linearly with the passage of time. In the present embodiment, the frequency band of the chirp signal is 60 GHz to 64 GHz.

チャープ信号は、時分割多重（ＴＤＭ）方式で送信アンテナＴＸ１～ＴＸｎを介して送信され、受信アンテナＲＸ１～ＲＸｎは、個体からの反射波を受信する。ミキサ２２は、送信波と受信波を混合し、ＩＦ（中間周波数）信号を生成する。ＩＦ信号は、ＡＤＣ２３においてデジタル信号に変換され、マイコン３に入力される。 The chirp signal is transmitted via the transmitting antennas TX1 to TXn in a time division multiplexing (TDM) method, and the receiving antennas RX1 to RXn receive the reflected wave from the individual. Themixer 22 mixes the transmitted wave and the received wave to generate an IF (intermediate frequency) signal. The IF signal is converted into a digital signal by theADC 23 and input to themicrocomputer 3.

マイコン３は、補助記憶装置３１と、ＣＰＵ３２と、図示しない主記憶装置とを主に備えている。本実施形態では、ミリ波センサ２およびマイコン３は一体化されているが、マイコン３の機能の少なくとも一部を図１に示すサーバ１０に持たせてもよい。 Themicrocomputer 3 mainly includes anauxiliary storage device 31, aCPU 32, and a main storage device (not shown). In the present embodiment, themillimeter wave sensor 2 and themicrocomputer 3 are integrated, but at least a part of the functions of themicrocomputer 3 may be provided in theserver 10 shown in FIG.

補助記憶装置３１は、ＥＥＰＲＯＭやフラッシュメモリなどの不揮発性メモリで構成される。補助記憶装置３１には、監視プログラム３１１およびパターン情報３１２が記憶されている。監視プログラム３１１は、通信ネットワークを介して供給してもよく、あるいは、コンピュータで読み取り可能に記録した記録媒体を介して供給してもよい。パターン情報３１２については、後述する。 Theauxiliary storage device 31 is composed of a non-volatile memory such as an EEPROM or a flash memory. Themonitoring program 311 and thepattern information 312 are stored in theauxiliary storage device 31. Themonitoring program 311 may be supplied via a communication network or may be supplied via a recording medium readable by a computer. Thepattern information 312 will be described later.

ＣＰＵ３２は、監視プログラム３１１を主記憶装置に読み出して実行することにより、波形発生部３２１、ＤＳＰ３２２、識別部３２３およびジェスチャー判別部３２４として動作する。また、３２１～３２４の各機能ブロックの少なくとも一部を、集積回路（ＩＣチップ）上に形成された論理回路によってハードウェア的に実現してもよい。 TheCPU 32 operates as awaveform generation unit 321, aDSP 322, anidentification unit 323, and agesture discrimination unit 324 by reading themonitoring program 311 into the main storage device and executing it. Further, at least a part of each functional block of 321 to 324 may be realized in terms of hardware by a logic circuit formed on an integrated circuit (IC chip).

波形発生部３２１は、シンセサイザ２１が生成するチャープ信号の波形を設定する機能を有している。具体的には、波形発生部３２１は、チャープ信号の開始周波数、帯域幅、持続時間などを設定する。 Thewaveform generation unit 321 has a function of setting the waveform of the chirp signal generated by thesynthesizer 21. Specifically, thewaveform generation unit 321 sets the start frequency, bandwidth, duration, and the like of the chirp signal.

ＤＳＰ３２２は、ＡＤ変換されたＩＦ信号に各種信号処理（フーリエ変換等）を実施して、個体の距離・速度・角度を検出することにより、個体の位置および速度を取得する機能を有している。個体の距離・速度・角度の検出方法は、従来公知であり、例えば、非特許文献１に記載の方法を採用することができる。本実施形態では、個体の特に頚動脈および胸膜を含む複数の部位の位置および速度を検出する。 The DSP322 has a function of acquiring the position and speed of an individual by performing various signal processing (Fourier transform, etc.) on the AD-converted IF signal and detecting the distance, speed, and angle of the individual. .. Methods for detecting the distance, speed, and angle of an individual are conventionally known, and for example, the method described inNon-Patent Document 1 can be adopted. In this embodiment, the position and velocity of a plurality of sites including the carotid artery and the pleura of an individual are detected.

さらに、本実施形態では、送信アンテナおよび受信アンテナを公知のＭＩＭＯ（マルチインプット、マルチアウトプット）構成としている。これにより、複数の個体の位置および速度を同時に取得することができる。 Further, in the present embodiment, the transmitting antenna and the receiving antenna have a known MIMO (multi-input, multi-output) configuration. This makes it possible to simultaneously acquire the positions and velocities of a plurality of individuals.

識別部３２３は、ミリ波センサ２の測定結果、すなわち、個体の位置および速度の情報に基づいて、個体を識別する（すなわち、個体が誰であるかを特定する）機能を有している。特に、識別部３２３は、個体の位置および速度の情報の中で、個体の規則的に振動する部位の振幅に基づいて、個体を識別することを特徴としている。本実施形態では、規則的に振動する部位は、頚動脈および胸膜である。 Theidentification unit 323 has a function of identifying an individual (that is, identifying who the individual is) based on the measurement result of themillimeter wave sensor 2, that is, information on the position and velocity of the individual. In particular, theidentification unit 323 is characterized in that the individual is identified based on the amplitude of the regularly vibrating portion of the individual in the information on the position and velocity of the individual. In this embodiment, the sites that vibrate regularly are the carotid artery and pleura.

頚動脈および胸膜はそれぞれ、心拍および呼吸によって規則的に振動する。人の心拍数および呼吸数は変動するが、頚動脈および胸膜の振幅は、心拍数および呼吸数の変化に関わらず一定である。すなわち、頚動脈および胸膜の振幅は、各個体に固有のものである。また、頚動脈および胸膜は、他の組織とのインピーダンスの差が大きいため、ミリ波を反射しやすい。本願の発明者は、これらに着目し、頚動脈および胸膜の振幅を、個体を識別する指標とすることで、ミリ波センサを用いて個体を識別できることを見出した。 The carotid artery and pleura vibrate regularly with heartbeat and respiration, respectively. A person's heart rate and respiratory rate fluctuate, but the carotid and pleural amplitudes are constant regardless of changes in heart rate and respiratory rate. That is, the carotid and pleural amplitudes are unique to each individual. In addition, the carotid artery and pleura have a large impedance difference from other tissues, so that they tend to reflect millimeter waves. Focusing on these, the inventor of the present application has found that an individual can be identified by using a millimeter-wave sensor by using the amplitudes of the carotid artery and the pleura as an index for identifying the individual.

さらに、識別部３２３は、頚動脈および胸膜に加え、個体の身長に基づいて個体を識別している。個体を識別する指標に身長を加えることにより、頚動脈および胸膜の振幅がいずれも共通する個体が複数検知された場合であっても、身長が異なれば個体を識別することができるため、識別精度を向上させることができる。 Further, theidentification unit 323 identifies the individual based on the height of the individual in addition to the carotid artery and the pleura. By adding height to the index for identifying individuals, even if multiple individuals with the same carotid artery and pleural amplitude are detected, individuals with different heights can be identified, so identification accuracy can be improved. Can be improved.

本実施形態では、介護施設の全入居者、或いは、少なくとも監視装置１が設置されている部屋の全入居者に対し、あらかじめミリ波センサを用いて頚動脈および胸膜の振幅を測定しておく。これに、各入居者の番号、氏名、身長の情報を対応付けてパターン情報３１２を作成し、監視装置１の補助記憶装置３１にパターン情報３１２を記憶させておく。 In the present embodiment, the amplitudes of the carotid artery and the pleura are measured in advance using a millimeter-wave sensor for all the residents of the long-term care facility, or at least all the residents of the room in which themonitoring device 1 is installed. Thepattern information 312 is created by associating the information of each resident's number, name, and height with this, and thepattern information 312 is stored in theauxiliary storage device 31 of themonitoring device 1.

パターン情報３１２の一例を図３に示す。頚動脈の振幅は概ね０．１ｍｍ～０．５ｍｍの範囲であり、胸膜の振幅は概ね０．５ｍｍ～５．０ｍｍの範囲になる。 An example of thepattern information 312 is shown in FIG. The amplitude of the carotid artery is generally in the range of 0.1 mm to 0.5 mm, and the amplitude of the pleura is in the range of approximately 0.5 mm to 5.0 mm.

ミリ波センサ２は、個体の各部位の位置を０．１ｍｍ単位で測定することが可能である。本実施形態では、ＤＳＰ３２２は、個体の頚動脈および胸膜の位置および速度、並びに、個体の高さ方向１２箇所および水平方向１２箇所の位置および速度を測定する。識別部３２３は、この測定結果の中で、頚動脈および胸膜の位置および速度に基づき、頚動脈および胸膜の振幅を算出するとともに、個体の高さ方向の両端２箇所の位置に基づき、個体の身長を算出する。さらに、識別部３２３は、算出された頚動脈および胸膜の振幅並びに身長を、パターン情報３１２に照会し、それらの数値に合致する（または、所定以上に類似する）入居者を特定する。これにより、識別部３２３は、測定された個体がどの入居者であるかを識別することができる。 Themillimeter wave sensor 2 can measure the position of each part of an individual in units of 0.1 mm. In this embodiment, theDSP 322 measures the position and velocity of the carotid artery and pleura of the individual, as well as the position and velocity of 12 points in the height direction and 12 points in the horizontal direction of the individual. In this measurement result, theidentification unit 323 calculates the amplitude of the carotid artery and the pleura based on the positions and velocities of the carotid artery and the pleura, and determines the height of the individual based on the positions at both ends in the height direction of the individual. calculate. Further, theidentification unit 323 queries thepattern information 312 for the calculated carotid artery and pleural amplitude and height, and identifies a resident who matches (or resembles a predetermined value or more) those numerical values. Thereby, theidentification unit 323 can identify which resident the measured individual is.

ジェスチャー判別部３２４は、識別部３２３によって識別された個体の動作を判別する機能を有している。動作の判別方法は、従来公知のものを採用することができ、本実施形態では、個体の高さ方向１２箇所および水平方向１２箇所の位置および速度から、個体の動作（起きる、寝る、座る、歩く、走る等）を判別することができる。 Thegesture discrimination unit 324 has a function of discriminating the movement of the individual identified by theidentification unit 323. As a method for discriminating the movement, a conventionally known method can be adopted, and in the present embodiment, the movement of the individual (wake up, sleep, sit, sit) is obtained from the positions and speeds of 12 points in the height direction and 12 points in the horizontal direction of the individual. (Walking, running, etc.) can be determined.

以上のように、本実施形態に係る監視装置１によって、介護施設の特定の領域に、誰が存在しているか、さらに、誰がどのような行動を取っているかを把握することができる。また、ミリ波センサは、一般的な監視カメラに比べ簡易かつ安価であるので、簡易な構成で個体を識別することができる。また、図１に示す監視システム１００は、監視カメラを利用した監視システムに比べ、安価に構築することができる。 As described above, themonitoring device 1 according to the present embodiment can grasp who exists in a specific area of the long-term care facility and who is taking what kind of action. Further, since the millimeter wave sensor is simpler and cheaper than a general surveillance camera, it is possible to identify an individual with a simple configuration. Further, thesurveillance system 100 shown in FIG. 1 can be constructed at a lower cost than a surveillance system using a surveillance camera.

（付記事項）
以上、本発明の第１の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて、種々の変更が可能である。(Additional notes)
Although the first embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.

上記実施形態では、識別部３２３は、個体の頚動脈および胸膜の振幅に基づいて個体を識別していたが、個体を識別する指標となる部位は、個体に固有の振幅で規則的に振動する部位であれば特に限定されない。例えば、橈骨動脈、尺骨動脈、上腕動脈、浅側頭動脈、膝窩動脈、足背動脈などの比較的皮膚に近い動脈は、ミリ波が入射しやすいので、個体を識別する指標として好ましい。また、呼吸に応じて規則的に振動する部位として、胸膜の他に腹膜が挙げられる。 In the above embodiment, theidentification unit 323 identifies the individual based on the amplitude of the carotid artery and pleura of the individual, but the site that is an index for identifying the individual is a site that regularly vibrates with the amplitude peculiar to the individual. If so, it is not particularly limited. For example, arteries relatively close to the skin, such as the radial artery, ulnar artery, brachial artery, superficial temporal artery, patellar artery, and dorsalis pedis artery, are preferable as an index for identifying an individual because millimeter waves are likely to be incident. In addition to the pleura, the peritoneum can be mentioned as a site that vibrates regularly in response to respiration.

上記実施形態では、ミリ波センサ２から照射されるミリ波の周波数帯域は、６０ＧＨｚ～６４ＧＨｚであったが、本発明はこれに限定されず、例えば、７７ＧＨｚ～８１ＧＨｚであってもよい。ただし、この周波数帯域は、自動車の衝突防止システム等に用いられることが多いため、干渉を防止する観点では、６０ＧＨｚ～６４ＧＨｚが好ましい。 In the above embodiment, the frequency band of the millimeter wave emitted from themillimeter wave sensor 2 is 60 GHz to 64 GHz, but the present invention is not limited to this, and may be, for example, 77 GHz to 81 GHz. However, since this frequency band is often used for collision prevention systems of automobiles and the like, 60 GHz to 64 GHz is preferable from the viewpoint of preventing interference.

［第２の実施形態］
以下、本発明の第２の実施形態について添付図面を参照して説明する。なお、上記の第１の実施形態におけるものと同様の機能を有する部材については、同じ符号を付し、その詳細な説明を省略する。[Second Embodiment]
Hereinafter, the second embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. The members having the same functions as those in the first embodiment are designated by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.

図４は、本実施形態に係る監視装置１’のブロック図である。監視装置１’は、ミリ波センサ２と、マイコン３’とを主に備えている。 FIG. 4 is a block diagram of the monitoring device 1'according to the present embodiment. The monitoring device 1'mainly includes amillimeter wave sensor 2 and a microcomputer 3'.

ミリ波センサ２は、図２に示すものと同一であってもよいが、本実施形態では、例えば、１１６度角、到達距離６ｍの扇形の範囲にミリ波を照射することができる。 Themillimeter wave sensor 2 may be the same as that shown in FIG. 2, but in the present embodiment, for example, a millimeter wave can be applied to a fan-shaped range having an angle of 116 degrees and a reach of 6 m.

マイコン３’は、図２に示すマイコン３において、ＣＰＵ３２をＣＰＵ３２’に置き換えたものであり、ＣＰＵ３２’は、ＣＰＵ３２において、ジェスチャー判別部３２４を追跡部３２５に置き換えたものである。なお、ＣＰＵ３２’は、ジェスチャー判別部３２４をさらに備えていてもよい。 The microcomputer 3'is the one in which theCPU 32 is replaced with the CPU 32' in themicrocomputer 3 shown in FIG. 2, and the CPU 32'is the one in which thegesture determination unit 324 is replaced with thetracking unit 325 in theCPU 32. The CPU 32'may further include agesture determination unit 324.

追跡部３２５は、個体の位置を追跡（トラッキング）する機能を有している。図５に示すように、センサ２の検知領域は、多数（例えば２５６個）の格子状のマスＭに細分化されている。追跡部３２５は、ＤＳＰ３２２によって検出された個体が、細分化されたマスのどのマスに位置するのかを特定する。 Thetracking unit 325 has a function of tracking the position of an individual. As shown in FIG. 5, the detection region of thesensor 2 is subdivided into a large number (for example, 256) of grid-like masses M. Thetracking unit 325 identifies in which of the subdivided cells the individual detected by theDSP 322 is located.

図５において、実線枠で示されているマスＭ１～Ｍ４は、個体が位置するマスを示している。さらに追跡部３２５は、センサ２に近い順に、マスＭ１～Ｍ４の各々を識別部３２３による識別結果と対応付けることにより、どのマスに誰がいるかを特定する。識別部３２３による個体の識別方法は、第１の実施形態におけるものと同様であり、頚動脈および胸膜の２つの特徴点における振幅に基づいて個体を識別する。 In FIG. 5, the squares M1 to M4 shown by the solid line frame indicate the squares in which the individual is located. Further, thetracking unit 325 identifies who is in which cell by associating each of the cells M1 to M4 with the identification result by theidentification unit 323 in the order of proximity to thesensor 2. The method for identifying an individual by theidentification unit 323 is the same as that in the first embodiment, and the individual is identified based on the amplitude at the two feature points of the carotid artery and the pleura.

このように、追跡部３２５は、個体が存在するマスの特定、および、マスと個体の識別結果との対応付けの処理を、周期的（例えば０．５秒毎）に行うことで、リアルタイムで個体の位置を追跡することができる。追跡部３２５によって特定された個体の位置および識別情報は、リアルタイムでマイコン３のメモリに記憶されるとともに、サーバ１０に送信されてもよい。これにより、サーバ１０では、施設のセンサ２が設けられている全領域の個体の位置および識別情報を管理することができる。なお、施設における個体の位置および識別情報を、複数の施設を管理するクラウドサーバにさらに送信してもよい。 In this way, thetracking unit 325 periodically (for example, every 0.5 seconds) processes the identification of the mass in which the individual exists and the association between the mass and the identification result of the individual, in real time. The position of the individual can be tracked. The position and identification information of the individual identified by thetracking unit 325 may be stored in the memory of themicrocomputer 3 in real time and transmitted to theserver 10. As a result, theserver 10 can manage the position and identification information of the individual in the entire area where thesensor 2 of the facility is provided. The location and identification information of the individual in the facility may be further transmitted to the cloud server that manages a plurality of facilities.

いったん個体が識別された後は、原則として、識別部３２３による個体の識別は行われず、追跡部３２５は、個体が存在するマスＭ１～Ｍ４の時間的な変化に基づき、各個体を追跡する。例えば、図５において実線枠で示されるマスが隣接するマスに移動した場合は、追跡部３２５は、同じ個体が移動したものと推定する。一方、複数の個体が同じマスに移動し、その後、各個体が異なるマスに移動した場合は、どの個体がどのマスに移動したかが推定できなくなるため、再度、識別部３２３による個体の識別が行われ、追跡部３２５は、マスと個体の識別結果とを対応付ける。これにより、追跡部３２５は、個体の追跡を継続することができる。 Once an individual is identified, in principle, theidentification unit 323 does not identify the individual, and thetracking unit 325 tracks each individual based on the temporal change of the squares M1 to M4 in which the individual is present. For example, when the square shown by the solid line frame in FIG. 5 moves to an adjacent square, thetracking unit 325 presumes that the same individual has moved. On the other hand, if a plurality of individuals move to the same square and then each individual moves to a different square, it becomes impossible to estimate which individual has moved to which square, so that the individual can be identified again by theidentification unit 323. This is done and thetracking unit 325 associates the mass with the individual identification result. This allows thetracking unit 325 to continue tracking the individual.

個体がセンサ２の検知領域の外に移動した場合、追跡部３２５は当該個体を追跡できなくなる。その場合、サーバ１０は、当該個体がセンサ２の設置されている部屋から出たものと推定する。その後、当該個体が他の部屋に入った場合、当該他の部屋に設置されているセンサ２において、上記と同様に、個体の識別および位置の特定が行われ、追跡が再開される。なお、別の部屋に設置されているセンサ２に、当該個体を識別するためのパターン情報が記憶されていない場合は、センサ２がサーバ１０に記憶されている全個体のパターン情報にアクセスすることにより、当該個体を識別することができる。これにより、サーバ１０は、施設内における個体の移動状況を把握できる。 When an individual moves out of the detection area of thesensor 2, thetracking unit 325 cannot track the individual. In that case, theserver 10 presumes that the individual has left the room in which thesensor 2 is installed. After that, when the individual enters another room, thesensor 2 installed in the other room identifies the individual and identifies the position in the same manner as described above, and the tracking is restarted. If thesensor 2 installed in another room does not store the pattern information for identifying the individual, thesensor 2 accesses the pattern information of all the individuals stored in theserver 10. Can identify the individual. As a result, theserver 10 can grasp the movement status of the individual in the facility.

なお、センサ２を各部屋だけでなく、廊下や休憩室などにも設置することにより、サーバ１０では、ほぼ常時、施設内における各個体の追跡が可能となる。 By installing thesensor 2 not only in each room but also in a corridor, a rest room, or the like, theserver 10 can almost always track each individual in the facility.

（付記事項）
以上、本発明の第２の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて、種々の変更が可能である。(Additional notes)
Although the second embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.

本発明は、特に介護施設や病院における人間の行動の監視に好適であるが、監視領域は特に限定されない。また、本発明は、ペット等の動物の監視にも適用することができる。すなわち、本発明の監視対象となる「個体」は、人間以外の動物も含んでもよい。 The present invention is particularly suitable for monitoring human behavior in nursing care facilities and hospitals, but the monitoring area is not particularly limited. The present invention can also be applied to monitoring animals such as pets. That is, the "individual" to be monitored by the present invention may include animals other than humans.

１ 監視装置
１’ 監視装置
２ ミリ波センサ
２１ シンセサイザ
２２ ミキサ
２３ ＡＤＣ
３ マイコン
３’ マイコン
３１ 補助記憶装置
３２ ＣＰＵ
３２’ ＣＰＵ
３１１ 監視プログラム
３１２ パターン情報
３２１ 波形発生部
３２２ ＤＳＰ
３２３ 識別部
３２４ ジェスチャー判別部
３２５ 追跡部
１０ サーバ
１００ 監視システム
Ｍ マス
Ｍ１～Ｍ４ マス
ＲＸ１～ＲＸｎ 受信アンテナ
ＴＸ１～ＴＸｎ 送信アンテナ1 Monitoringdevice 1'Monitoring device 2Millimeter wave sensor 21Synthesizer 22Mixer 23 ADC
3Microcomputer 3'Microcomputer 31Auxiliary storage device 32 CPU
32'CPU
311Monitoring program 312Pattern information 321Waveform generator 322 DSP
323Identification unit 324Gesture discrimination unit 325Tracking unit 10Server 100 Monitoring system M Mass M1 to M4 Mass RX1 to RXn Receiving antenna TX1 to TXn Transmitting antenna

Claims (10)

Translated fromJapanese

複数の個体を監視するための監視装置であって、
前記個体にミリ波を照射するミリ波センサと、
前記ミリ波センサの測定結果に基づいて、前記個体を識別する識別部と、
を備え、
前記識別部は、前記個体の規則的に振動する部位の振幅に基づいて、前記個体を識別することを特徴とする監視装置。It is a monitoring device for monitoring multiple individuals.
A millimeter wave sensor that irradiates the individual with millimeter waves,
An identification unit that identifies the individual based on the measurement result of the millimeter wave sensor,
Equipped with
The identification unit is a monitoring device characterized by identifying the individual based on the amplitude of a regularly vibrating portion of the individual. 前記部位は動脈であることを特徴とする請求項１に記載の監視装置。 The monitoring device according to claim 1, wherein the site is an artery. 前記部位は頚動脈であることを特徴とする請求項２に記載の監視装置。 The monitoring device according to claim 2, wherein the site is a carotid artery. 前記部位は胸膜または腹膜であることを特徴とする請求項１～３のいずれかに記載の監視装置。 The monitoring device according to any one of claims 1 to 3, wherein the site is a pleura or a peritoneum. 前記識別部は、さらに前記個体の身長に基づいて、前記個体を識別することを特徴とする請求項１～４のいずれかに記載の監視装置。 The monitoring device according to any one of claims 1 to 4, wherein the identification unit further identifies the individual based on the height of the individual. 前記ミリ波の周波数帯域は、６０ＧＨｚ～６４ＧＨｚであることを特徴とする請求項１～５のいずれかに記載の監視装置。 The monitoring device according to any one of claims 1 to 5, wherein the frequency band of the millimeter wave is 60 GHz to 64 GHz. 前記個体の位置を追跡する追跡部をさらに備えることを特徴とする請求項１～６に記載の監視装置。 The monitoring device according to claim 1 to 6, further comprising a tracking unit for tracking the position of the individual. 特定の領域内の個体を請求項１～７のいずれかに記載の監視装置によって監視することを特徴とする監視方法。 A monitoring method comprising monitoring an individual in a specific area by the monitoring device according to any one of claims 1 to 7. 前記領域は、介護施設または病院であることを特徴とする請求項８に記載の監視方法。 The monitoring method according to claim 8, wherein the area is a long-term care facility or a hospital. 請求項１～６のいずれかに記載の監視装置の前記識別部としてコンピュータを動作させる監視プログラム。 A monitoring program that operates a computer as the identification unit of the monitoring device according to any one of claims 1 to 6.

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