特開 2024-136304 転倒検知装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024136304

(43)【公開日】2024-10-04

(54)【発明の名称】転倒検知装置

(51)【国際特許分類】

   G08B 21/02 20060101AFI20240927BHJP

   G01S 17/89 20200101ALI20240927BHJP

   G01S 17/50 20060101ALI20240927BHJP

【ＦＩ】

G08B21/02

G01S17/89

G01S17/50

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023047385

(22)【出願日】2023-03-23

(71)【出願人】

【識別番号】000001133

【氏名又は名称】株式会社小糸製作所

(74)【代理人】

【識別番号】100143764

【弁理士】

【氏名又は名称】森村 靖男

(72)【発明者】

【氏名】野村 准右

【テーマコード（参考）】

5C086

5J084

【Ｆターム（参考）】

5C086AA49

5C086CA12

5C086CA21

5C086CA25

5C086CB16

5C086DA08

5J084AA04

5J084AA05

5J084AA07

5J084AB07

5J084BA03

5J084BA20

5J084BA50

5J084BB26

5J084BB28

5J084CA65

(57)【要約】

【課題】 誤検知を低減し得る転倒検知装置を提供する。
【解決手段】 転倒検知装置１は、検査領域４０内の人を移動体５０として検知可能なＬｉＤＡＲ装置１０と、ＬｉＤＡＲ装置１０で検知される移動体５０の最上部５１が下方に移動し、下方に移動する直前の最上部５１の位置より低い第１位置ＰＴ１より最上部５１が低くなり、最上部５１が第１位置ＰＴ１より低くなるタイミングでの最上部５１の下方に向かう速度が所定速度以上である場合に、第１信号を出力する判定部３０と、を備える。
【選択図】 図７

【特許請求の範囲】

【請求項1】

検査領域内の人を移動体として検知可能なＬｉＤＡＲ装置と、
前記ＬｉＤＡＲ装置で検知される前記移動体の最上部が下方に移動し、下方に移動する直前の前記最上部の位置より低い第１位置より前記最上部が低くなり、前記最上部が前記第１位置より低くなるタイミングでの前記最上部の下方に向かう速度が所定速度以上である場合に、第１信号を出力する判定部と、
を備える
ことを特徴とする転倒検知装置。

【請求項2】

前記判定部は、前記最上部の位置が前記第１位置より低くなるタイミングでの前記移動体の長手方向と鉛直方向とのなす角度が所定角度より大きい場合に前記第１信号を出力し、前記タイミングでの前記移動体の長手方向と鉛直方向とのなす角度が所定角度以下の場合に、前記第１信号を出力しない
ことを特徴とする請求項１に記載の転倒検知装置。

【請求項3】

前記判定部は、前記最上部が下方に移動し前記最上部が前記第１位置より低くなる際の前記最上部の水平方向の移動距離が所定距離より大きい場合に前記第１信号を出力し、前記最上部の水平方向の移動距離が前記所定距離以下の場合に、前記第１信号を出力しない
ことを特徴とする請求項１に記載の転倒検知装置。

【請求項4】

前記判定部は、前記最上部が下方に移動し前記最上部が前記第１位置より低くなる際の前記最上部の下方に向かう速度が、前記最上部の位置が低くなるほど速くなる場合に、前記第１信号を出力し、前記最上部の下方に向かう速度が、前記最上部の位置が低くなるほど速くならない場合に、前記第１信号を出力しない
ことを特徴とする請求項１に記載の転倒検知装置。

【請求項5】

前記判定部は、前記最上部の位置が前記第１位置より低くなるタイミングから所定期間経過するまでに前記最上部の位置が前記第１位置と同じまたは前記第１位置より高くなる場合に、第２信号を出力する
ことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の転倒検知装置。

【請求項6】

前記判定部は、前記タイミングから前記所定期間経過するまでに前記最上部の位置が前記第１位置より高い第２位置より高くなる場合に、第３信号を出力する
ことを特徴とする請求項５に記載の転倒検知装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、転倒検知装置に関する。

【背景技術】

【0002】

照射した光の反射光を検出することで対象物までの距離や形状を測定可能なＬｉＤＡＲ（Light Detection And Ranging）装置が知られており、下記特許文献１には、このＬｉＤＡＲ装置を用いた転倒検知装置が開示されている。

【0003】

下記特許文献１に記載の転倒検知装置は、ＬｉＤＡＲ装置と情報処理装置とを備える。ＬｉＤＡＲ装置は、複数のレーザ光を監視領域へ照射して物体を検出し、情報処理装置は、ＬｉＤＡＲ装置が検出した物体に照射されるレーザ光の数が減少した場合に、物体が転倒したと判定する。このため、この転倒検知装置によれば、転倒した人を検知することができるとされている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】国際公開第２０２０／１８８７４８号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

上記特許文献１の転倒検知装置では、物体に照射されるＬｉＤＡＲ装置からのレーザ光の数の減少によって物体の転倒を検知している。しかし、例えば、人がしゃがむ場合、当該人に照射されるＬｉＤＡＲ装置からのレーザ光の数は、減少する。このため、上記特許文献１の転倒検知装置では、人がしゃがむ場合も転倒として誤検知してしまう場合がある。

【0006】

そこで、本発明は、誤検知を低減し得る転倒検知装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記目的の達成のため、本発明の転倒検知装置は、検査領域内の人を移動体として検知可能なＬｉＤＡＲ装置と、前記ＬｉＤＡＲ装置で検知される前記移動体の最上部が下方に移動し、下方に移動する直前の前記最上部の位置より低い第１位置より前記最上部が低くなり、前記最上部が前記第１位置より低くなるタイミングでの前記最上部の速度が所定速度以上である場合に、第１信号を出力する判定部と、を備えることを特徴とするものである。

【0008】

立っている人における最上部は、例えば頭であり、倒れている人における最上部は、例えば頭や背中等であり、立っている人における最上部の位置より低い。また、人が転倒する場合、頭の下方に向かう速度は、頭の位置が低くなるほど速くなる傾向にあり、しゃがむ場合における頭の下方に向かう速度より速くなる傾向にある。この転倒検知装置では、上記のように、判定部は、移動体の最上部が下方に移動し、下方に移動する直前の最上部の位置より低い第１位置より最上部が低くなり、最上部が第１位置より低くなるタイミングでの最上部の速度が所定速度以上である場合に、第１信号を出力する。このため、この転倒検知装置によれば、第１位置を立っている人における最上部より低く、転倒し床等に横たわった人における最上部より高い位置となるように設定し得、移動体として人が転倒する場合に判定部から第１信号が出力するようにし得る。従って、この転倒検知装置によれば、人の転倒を検知し得る。また、この転倒検知装置によれば、上記の所定速度をしゃがむ場合の頭部の速度より速く、転倒する場合の頭部の最高速度より遅い速度となるように設定し得、人がしゃがむ場合に判定部が第１信号を出力しないようにし得る。従って、この転倒検知装置によれば、移動体の最上部の速度を考慮しない場合と比べて、誤検知を低減し得る。

【0009】

前記判定部は、前記最上部の位置が前記第１位置より低くなるタイミングでの前記移動体の長手方向と鉛直方向とのなす角度が所定角度より大きい場合に前記第１信号を出力し、前記タイミングでの前記移動体の長手方向と鉛直方向とのなす角度が所定角度以下の場合に、前記第１信号を出力しなくてもよい。

【0010】

人が転倒する場合、膝を大きく曲げずに姿勢が鉛直方向に対して傾いた状態となって頭が低くなり、床等に倒れる傾向がある。一方、人がしゃがむ場合、このような傾向ではない。このため、この転倒検知装置によれば、人がしゃがむ場合に判定部が第１信号を出力しないようにし得る。従って、この転倒検知装置によれば、上記の角度を考慮しない場合と比べて、誤検知を低減し得る。

【0011】

前記判定部は、前記最上部が下方に移動し前記最上部が前記第１位置より低くなる際の前記最上部の水平方向の移動距離が所定距離より大きい場合に前記第１信号を出力し、前記最上部の水平方向の移動距離が前記所定距離以下の場合に、前記第１信号を出力しなくてもよい。

【0012】

上記のように、転倒する場合、姿勢が鉛直方向に対して傾いた状態となって頭が低くなる傾向にある。このため、転倒する場合の頭の水平方向の移動距離は、しゃがむ場合と比べて長くなる傾向にある。従って、この転倒検知装置によれば、人がしゃがむ場合に判定部が第１信号を出力しないようにし得る。従って、この転倒検知装置によれば、最上部の水平方向の移動距離を考慮しない場合と比べて、誤検知を低減し得る。

【0013】

前記判定部は、前記最上部が下方に移動し前記最上部が前記第１位置より低くなる際の前記最上部の下方に向かう速度が、前記最上部の位置が低くなるほど速くなる場合に、前記第１信号を出力し、前記最上部の下方に向かう速度が、前記最上部の位置が低くなるほど速くならない場合に、前記第１信号を出力しなくてもよい。

【0014】

人がしゃがむ場合、頭は概ね一定の速さで下方に向かう傾向にある。しかし、前述のように、人が転倒する場合の頭の下方に向かう速度は、当該頭の位置が低くなるほど速くなる傾向にある。このため、この転倒検知装置によれば、最上部の下方に向かう速度の変化を考慮しない場合と比べて、人がしゃがむ場合に判定部が第１信号を出力しないようにし得、誤検知を低減し得る。

【0015】

前記判定部は、前記最上部の位置が前記第１位置より低くなるタイミングから所定期間経過するまでに前記最上部の位置が前記第１位置と同じまたは前記第１位置より高くなる場合に、第２信号を出力してもよい。

【0016】

起き上がった人の最上部は、倒れている人の最上部より高くなる。このため、この転倒検知装置によれば、転倒した人が倒れたままか否かを検知し得る。

【0017】

この場合、前記判定部は、前記タイミングから前記所定期間経過するまでに前記最上部の位置が前記第１位置より高い第２位置より高くなる場合に、第３信号を出力してもよい。

【0018】

この転倒検知装置によれば、第２位置を転倒した人が立ち上がった際の最上部より低い位置となるように設定し得る。このため、この転倒検知装置によれば、転倒した人が立ち上がり途中の場合に判定部から第２信号が出力され、転倒した人が立ち上がった場合に判定部から第３信号が出力されるようにし得、転倒した人のその後の状態を検知し得る。

【発明の効果】

【0019】

以上のように本発明によれば、誤検知を低減し得る転倒検知装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【0020】

【図1】本発明の実施形態に係る転倒検知装置を示す概略図である。

【図2】本実施形態のＬｉＤＡＲ装置の本体部を示す概略図である。

【図3】移動体の最上部を説明するための図である。

【図4】本実施形態における転倒検知装置の動作の一例を示すフローチャートである。

【図5】転倒判定処理における判定部の動作の一例を示すフローチャートである。

【図6】移動体である人が転倒する最中の状態を示す模式図である。

【図7】移動体である人が転倒した状態を示す模式図である。

【図8】立ち上がり判定処理における判定部の動作の一例を示すフローチャートである。

【図9】変形例１に係る転倒判定処理における判定部の動作の一例を示すフローチャートである。

【図10】変形例２に係る転倒判定処理における判定部の動作の一例を示すフローチャートである。

【図11】変形例３に係る転倒判定処理における判定部の動作の一例を示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0021】

以下、本発明に係る転倒検知装置の好適な実施形態について図面を参照しながら詳細に説明する。以下に例示する実施形態は、本発明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。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更、改良することができる。また、本発明は、以下に例示する実施形態における構成要素を適宜組み合わせてもよい。なお、以下で参照する図面では、理解を容易にするために、各部材の寸法を変えて示す場合がある。また、図面では、見易さのため、同様の構成要素については一部にのみ参照符号が付され、一部参照符号が省略される場合がある。

【0022】

図１は、本発明の実施形態に係る転倒検知装置を示す概略図である。本実施形態の転倒検知装置１は、ＬｉＤＡＲ装置１０と、判定部３０と、メモリ３５と、モニタ３６と、を主な構成として備える。

【0023】

ＬｉＤＡＲ装置１０は、検査領域内の人を移動体として検知可能に構成される。本実施形態のＬｉＤＡＲ装置１０は、本体部１１と、検知部２５と、メモリ２６とを含み、本体部１１は室内の壁４１に設置される。そして、ＬｉＤＡＲ装置１０は、室内の検査領域４０に位置する人を移動体５０として検知可能である。図１では、検査領域４０の床４２の上に移動体５０である人が位置している状態が示されている。

【0024】

図２は、本実施形態のＬｉＤＡＲ装置１０の本体部１１を示す概略図である。本実施形態の本体部１１は、カバー１２と、制御部１３と、メモリ１４と、レーザ光源１５と、Ｈ方向走査用駆動ミラー１６と、Ｖ方向走査用駆動ミラー１７と、受光素子１８と、を主な構成として備える。なお、図２の例では、ＬｉＤＡＲ装置１０の本体部１１は、メカニカル式であるが、駆動部を含まないフェイズドアレイ方式であってもよい。

【0025】

カバー１２は、制御部１３、メモリ１４、レーザ光源１５、Ｈ方向走査用駆動ミラー１６、Ｖ方向走査用駆動ミラー１７、及び受光素子１８を収める収容空間を有し、レーザ光源１５から出射するレーザ光Ｌｄや当該レーザ光Ｌｄが検査領域４０内の物体で反射する反射光Ｌｒを透過する。

【0026】

制御部１３は、例えば、マイクロコントローラ、ＩＣ（Integrated Circuit）、ＬＳＩ（Large-scale Integrated Circuit）、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）などの集積回路やＮＣ（Numerical Control）装置から成る。また、制御部１３は、ＮＣ装置を用いた場合、機械学習器を用いたものであってもよく、機械学習器を用いないものであってもよい。制御部１３は、メモリ１４、レーザ光源１５、Ｈ方向走査用駆動ミラー１６、Ｖ方向走査用駆動ミラー１７、及び受光素子１８に電気的に接続される。

【0027】

メモリ１４は、情報を記憶し、当該記憶した情報を読み出し可能に構成される。メモリ１４は、例えば非一過性（non-transitory）の記録媒体であり、ＲＡＭ（Random Access Memory）やＲＯＭ（Read Only Memory）等の半導体記録媒体が好適であるが、光学式記録媒体や磁気記録媒体等の任意の形式の記録媒体を包含し得る。なお、「非一過性」の記録媒体とは、一過性の伝搬信号（transitory, propagating signal）を除く全てのコンピュータで読み取り可能な記録媒体を含み、揮発性の記録媒体を除外するものではない。なお、メモリ１４は、制御部１３の内部に設けられてもよい。メモリ１４には、本体部１１のいくつかの構成を制御したり、情報を生成したりするための各種プログラムや当該制御や生成に必要な情報が記憶され、制御部１３はメモリ１４に記憶されるプログラムや情報を読み出す。また、メモリ１４は、制御部１３からの指示で情報等を記憶する。

【0028】

本実施形態の制御部１３は、メモリ１４から各種プログラムを読み出した状態において、駆動制御部２０及び点群データ生成部２１を備える。

【0029】

駆動制御部２０は、レーザ光源１５、Ｈ方向走査用駆動ミラー１６、及びＶ方向走査用駆動ミラー１７を制御する。

【0030】

レーザ光源１５は、パルス状のレーザ光Ｌｄを出射する。このレーザ光Ｌｄは、例えば、波長が９０５ｎｍや１５５０ｎｍといった近赤外線であるが、レーザ光Ｌｄの波長は制限されない。レーザ光源１５がレーザ光Ｌｄを出射するタイミングは、駆動制御部２０により制御される。

【0031】

Ｈ方向走査用駆動ミラー１６は、レーザ光源１５から出射するレーザ光Ｌｄを反射するミラーと、駆動制御部２０により制御される不図示の駆動部とを有する。Ｈ方向走査用駆動ミラー１６は、レーザ光Ｌｄを反射する際、上記駆動部により水平方向に反射角度を変化させながらレーザ光Ｌｄを反射する。このＨ方向走査用駆動ミラー１６の反射角度の変化により、本体部１１は水平方向のレーザ光Ｌｄの走査を行う。

【0032】

Ｖ方向走査用駆動ミラー１７は、Ｈ方向走査用駆動ミラー１６で反射されたレーザ光Ｌｄを反射するミラーと、駆動制御部２０により制御される不図示の駆動部とを有する。Ｖ方向走査用駆動ミラー１７は、レーザ光Ｌｄを反射する際、上記駆動部により鉛直方向に反射角度を変化させながらレーザ光Ｌｄを反射する。このＶ方向走査用駆動ミラー１７の反射角度の変化により、本体部１１による水平方向のレーザ光Ｌｄの走査の位置を鉛直方向に変化させる。Ｖ方向走査用駆動ミラー１７で反射されたレーザ光Ｌｄは、カバー１２を透過し、検査領域４０に照射され、検査領域４０に対するレーザ光Ｌｄの走査が行われる。この走査は、所定の時間間隔、例えば、０．１秒間隔で繰り返される。

【0033】

Ｈ方向走査用駆動ミラー１６及びＶ方向走査用駆動ミラー１７は、例えば、ポリゴンミラーやガルバノミラーを含んで構成される。また、Ｈ方向走査用駆動ミラー１６及びＶ方向走査用駆動ミラー１７は、ＭＥＭＳミラーによりそれぞれ構成されてもよい。また、Ｈ方向走査用駆動ミラー１６とＶ方向走査用駆動ミラー１７とが、二軸走査タイプのミラーにより１つに纏められてもよく、Ｈ方向走査用駆動ミラー１６とＶ方向走査用駆動ミラー１７とでレーザ光Ｌｄを反射する順番が入れ替わってもよい。

【0034】

受光素子１８は、レーザ光Ｌｄが検査領域４０の物体で反射した反射光Ｌｒを受光する素子であり、受光した反射光Ｌｒに係る情報を電気信号として制御部１３に出力する。

【0035】

制御部１３の点群データ生成部２１は、受光素子１８からの情報や駆動制御部２０の制御情報等に基づいて、検査領域４０の物体に係る情報を示す点群データを生成する。点群データは、物体で反射した反射光Ｌｒの反射点の本体部１１に対する座標情報の集まりである。本実施形態では、点群データ生成部２１は、点群データから検査領域４０の画像データを生成し、当該画像データに係る情報を電気信号として検知部２５に出力する。この画像データは検査領域４０における座標情報も含む。なお、点群データ生成部２１は、生成した点群データと生成した検査領域４０の画像データを電気信号として出力してもよい。

【0036】

本実施形態では、検知部２５は制御部１３と同様の構成とされ、メモリ２６はメモリ１４と同様の構成とされる。なお、メモリ２６は検知部２５の内部に設けられてもよい。検知部２５は、制御部１３及びメモリ２６に電気的に接続され、点群データ生成部２１で生成される情報が入力される。また、メモリ２６は、検知部２５からの指示で情報等を記憶する。

【0037】

本実施形態では、メモリ２６には点群データ生成部２１で事前に生成された検査領域４０の画像データである背景データが記憶されている。そして、検知部２５は、この背景データと点群データ生成部２１で生成された画像データとを比較し、当該画像データにおいて背景データと異なる部位を移動体５０として検知し、当該移動体５０に係る情報を電気信号として出力する。

【0038】

なお、検知部２５の移動体５０の検知方法は、制限されるものではない。例えば、検知部２５は、メモリ２６に記憶される互いに異なる複数の背景データと、点群データ生成部２１で生成された画像データとの比較によって移動体５０を検知してもよい。この場合、例えば、検知部２５は、生成された画像データにおいて、両方の背景データと異なる部位を移動体５０として検知する。このようにすることで、移動体５０の誤検知を抑制し得る。

【0039】

また、検知部２５は、背景データを所定の時間間隔で更新してもよい。例えば、検知部２５は、点群データ生成部２１で生成された画像データから移動体５０が検知されない場合、当該画像データを背景データとしてメモリ２６に記憶させる。そして、例えば１時間等の所定期間経過した以降に生成された画像データのうち、移動体５０が検知されない画像データを新たな背景データとしてメモリ２６に記憶させる。検知部２５は、このような背景データの書き換えを繰り返して背景データを更新してもよい。

【0040】

また、検知部２５は、点群データ生成部２１で生成された検査領域４０の画像データと当該画像データの直前に点群データ生成部２１で生成された検査領域４０の画像データとを比較して、移動体５０を検知してもよい。この場合、例えば、検知部２５は、生成された検査領域４０の画像データと直前に生成された検査領域４０の画像データとで、位置が所定距離以上変化した物体を移動体５０として検知してもよい。

【0041】

本実施形態では、判定部３０は制御部１３と同様の構成とされ、メモリ３５はメモリ１４と同様の構成とされる。なお、メモリ３５は判定部３０の内部に設けられてもよい。また、判定部３０と検知部２５とが一体に構成されてもよく、この場合、メモリ２６とメモリ３５とが一体に構成されてもよい。判定部３０は、検知部２５、メモリ３５、及びモニタ３６に電気的に接続され、検知部２５が検知した移動体５０に係る情報が入力される。また、メモリ３５は、判定部３０からの指示で情報等を記憶する。

【0042】

判定部３０は、検知部２５が検知した移動体５０に係る情報に基づいて、移動体５０の最上部の位置の経時変化と、当該最上部の下方に向かう速度の経時変化を算出し、その結果をメモリ３５に記憶する。また、判定部３０は、検査領域４０のレーザ光Ｌｄの走査が行われる度に、これら情報を更新する。しかし、更新する時間間隔は、検査領域４０のレーザ光Ｌｄの走査の時間間隔より長くてもよい。

【0043】

図３は、移動体５０の最上部を説明するための図である。図３に示すように、最上部５１は、移動体５０における最も上方に位置する最上点５０ｔを含む部位であり、本実施形態では、最上点５０ｔから所定距離だけ下方に位置する水平面より上側の部位である。図３では、理解を容易にするため、最上部５１にハッチングが施されている。なお、最上部５１は、最上点５０ｔであってもよい。本実施形態では、判定部３０は、最上部５１の図心の位置を最上部５１の位置とし、当該図心の下方に向かう速度を最上部５１の下方の向かう速度として、それぞれ算出する。

【0044】

判定部３０は、最上部５１の位置の経時変化、及び下方に向かう速度の経時変化に基づいて、モニタに出力する信号を変化させる。判定部３０の信号の出力については、後述する。

【0045】

モニタ３６は、判定部３０から入力される信号に応じた情報を表示する。

【0046】

次に、本実施形態の転倒検知装置１の動作について説明する。

【0047】

図４は、本実施形態における転倒検知装置１の動作の一例を示すフローチャートである。図４に示すように、転倒検知装置１は、検知処理ＳＰ１と、算出処理ＳＰ２、転倒判定処理ＳＰ３と、立ち上がり判定処理ＳＰ４とを含む処理を行う。

【0048】

検知処理ＳＰ１は、ＬｉＤＡＲ装置１０が移動体５０を検知する処理である。ＬｉＤＡＲ装置１０は移動体５０を検知する場合、検知した移動体５０に係る情報を判定部３０に出力する。そして、転倒検知装置１は、算出処理ＳＰ２を行う。なお、本実施形態では、転倒検知装置１は、算出処理ＳＰ２を行っている最中も検知処理ＳＰ１を行う。

【0049】

算出処理ＳＰ２は、判定部３０が、ＬｉＤＡＲ装置１０から入力する移動体５０に係る情報に基づいて、移動体５０の最上部５１の位置の経時変化、及び当該最上部５１の下方に向かう速度の経時変化を算出する処理である。例えば、判定部３０は、ＬｉＤＡＲ装置１０から入力する移動体５０に係る情報が入力される度に、最上部５１の位置の情報をナンバリングしてメモリ３５に記憶させる。このようにすることで、最上部５１の位置の経時変化の情報がメモリ３５に記憶される。また、判定部３０は、最上部５１の位置の情報と、当該位置の情報の直前にメモリ３５に記憶された最上部５１の位置の情報とに基づいて、最上部５１の下方に向かう速度を算出する。そして、判定部３０は、この速度の情報を、当該速度の算出に用いた２つの最上部５１の位置の情報のうち後からメモリ３５に記憶される最上部５１の位置の情報に関連付けしてメモリ３５に記憶させる。最上部５１の位置の情報をメモリ３５に記憶させる度に速度の算出をすることで、この最上部５１の下方に向かう速度の経時変化の情報がメモリ３５に記憶される。判定部３０は、このようにして最上部５１の位置の経時変化及び速度の経時変化の情報をメモリ３５に記憶させる。そして、判定部３０は、転倒判定処理ＳＰ３を行う。本実施形態では、判定部３０は、転倒判定処理ＳＰ３を行っている最中も算出処理ＳＰ２を行い、最上部５１の位置の経時変化及び速度の経時変化の情報を更新する。なお、最上部５１の位置の経時変化、及び当該最上部５１の下方に向かう速度の経時変化の算出方法は制限されるものではない。

【0050】

転倒判定処理ＳＰ３は、移動体５０が転倒したか否かを判定部３０によって判定する処理である。

【0051】

図５は、転倒判定処理ＳＰ３における判定部３０の動作の一例を示すフローチャートである。転倒判定処理ＳＰ３における判定部３０の動作は、ステップＳＰ３１と、ステップＳＰ３２と、ステップＳＰ３３とを含む。

【0052】

（ステップＳＰ３１）
本ステップＳＰ３１では、判定部３０は、メモリ３５に記憶される最上部５１の位置の経時変化の情報を参照し、最上部５１が下方に移動し、下方に移動する直前の最上部５１の位置より低い第１位置より最上部５１が低くなるか否かで場合分けをする。

【0053】

図６は、移動体５０である人が転倒する最中の状態を示す模式図であり、図７は、移動体５０である人が転倒した状態を示す模式図である。図６、図７では、第１位置ＰＴ１が一点鎖線で示され、転倒する前の人が点線で示され、最上部５１の図心の軌跡が破線で示されている。

【0054】

図６、図７に示すように、立っている人における最上部５１は、例えば頭であり、倒れている人における最上部５１は、例えば頭や背中等であり、立っている人における最上部５１の位置より低い。第１位置ＰＴ１は、例えば、床４２からの距離が３０ｃｍ以上、６０ｃｍ以下となる位置であってもよい。また、第１位置ＰＴ１は、床４２からの距離が、下方に移動する直前の最上部５１の高さの１／３以下であり、下方に移動する直前の最上部５１の高さの１／５以上となる位置であってもよい。また、第１位置ＰＴ１は、床４２からの距離が、最上部５１が下方に移動する直前の移動体５０の水平方向の幅の４倍以下、当該幅の２倍以上となる位置であってもよい。これらの第１位置ＰＴ１は、立っている人における最上部５１より低く、転倒し床４２に横たわった人における最上部５１より高い位置となり得る。

【0055】

判定部３０は、最上部５１が下方に移動し第１位置ＰＴ１より低くなる場合に、動作のフローをステップＳＰ３２に進め、他の場合には、本ステップＳＰ３１を繰り返す。本ステップＳＰ３１を繰り返す時間間隔は、最上部５１の位置の経時変化及び速度の経時変化の情報を更新する時間間隔と同じとされるが、この時間間隔より長くてもよい。

【0056】

（ステップＳＰ３２）
本ステップＳＰ３２では、判定部３０は、メモリ３５に記憶される最上部５１の速度の経時変化の情報を参照し、最上部５１が第１位置ＰＴ１より低くなるタイミングでの最上部５１の下方に向かう速度が所定速度以上であるか否かで場合分けをする。所定速度は、例えば、０．３ｍ／ｓ以上、０．７ｍ／ｓ以下であってもよい。また、所定速度は、最上部５１が下方への移動を開始した直後の速度の１．１倍以上、１．５倍以下であってもよい。これらの所定速度は、しゃがむ場合の頭部の速度より速く、転倒する場合の頭部の最高速度より遅い速度となり得る。

【0057】

判定部３０は、最上部５１が第１位置ＰＴ１より低くなるタイミングでの最上部５１の速度が所定速度以上である場合に、動作のフローをステップＳＰ３３に進め、他の場合には、動作のフローをステップＳＰ３１に戻す。

【0058】

（ステップＳＰ３３）
本ステップＳＰ３３では、判定部３０は、モニタ３６に第１信号を出力し、立ち上がり判定処理ＳＰ４を行う。モニタ３６は第１信号に応じた情報として、転倒を示す情報を表示する。このようにして、移動体５０として人が転倒する場合に判定部３０から第１信号が出力され、転倒検知装置１が移動体５０である人の転倒を検知する。

【0059】

次に、立ち上がり判定処理ＳＰ４について説明する。立ち上がり判定処理ＳＰ４は、転倒した移動体５０が立ち上がったか否かを判定部３０によって判定する処理である。なお、判定部３０は、立ち上がり判定処理ＳＰ４を行っている最中も算出処理ＳＰ２を行い、最上部５１の位置の経時変化及び速度の経時変化の情報を更新する。

【0060】

図８は、立ち上がり判定処理ＳＰ４における判定部３０の動作の一例を示すフローチャートである。立ち上がり判定処理ＳＰ４における判定部３０の動作は、ステップＳＰ４１と、ステップＳＰ４２と、ステップＳＰ４３と、ステップＳＰ４４とを含む。

【0061】

（ステップＳＰ４１）
本ステップＳＰ４１では、判定部３０は、メモリ３５に記憶される最上部５１の位置の経時変化の情報を参照する。そして、判定部３０は、最上部５１が第１位置ＰＴ１より低くなるタイミングから所定期間経過する前に、最上部５１の位置が第１位置ＰＴ１と同じまたは第１位置ＰＴ１より高いか否かで場合分けをする。

【0062】

上記の所定期間は、例えば５秒とされるが、制限されるものではない。

【0063】

判定部３０は、所定期間経過する前に最上部５１の位置が第１位置ＰＴ１と同じまたは第１位置ＰＴ１より高い場合に、動作のフローをステップＳＰ４２に進め、他の場合には、立ち上がり判定処理ＳＰ４を終了する

【0064】

（ステップＳＰ４２）
本ステップＳＰ４２では、判定部３０は、メモリ３５に記憶される最上部５１の位置の経時変化の情報を参照する。そして、判定部３０は、最上部５１の位置が第２位置より高いか否かで場合分けをする。なお、第２位置は、下方に移動する直前の最上部５１の位置より低い位置である。図６、図７には、第２位置ＰＴ２が二点鎖線で示されている。

【0065】

第２位置ＰＴ２は、例えば、床４２からの距離が例えば８０ｃｍ以上、１２０ｃｍ以下の位置であってもよい。また、第２位置ＰＴ２は、床４２からの距離が、下方に移動する直前の最上部５１の高さの４／５以下であり、下方に移動する直前の最上部５１の高さの１／３以上となる位置であってもよい。これらの第２位置ＰＴ２は、転倒し床４２に横たわった人における最上部５１より高く、転倒した人が立ち上がった際の最上部５１より低い位置となり得る。

【0066】

判定部３０は、最上部５１の位置が第２位置ＰＴ２より高い場合に、動作のフローをステップＳＰ４４に進め、他の場合には、動作のフローをステップＳＰ４３に進める。

【0067】

（ステップＳＰ４３）
本ステップＳＰ４３では、判定部３０は、モニタ３６に第２信号を出力し、立ち上がり判定処理ＳＰ４を終了する。本ステップＳＰ４３は、最上部５１の位置が第１位置ＰＴ１と同じまたは第１位置ＰＴ１と第２位置ＰＴ２との間に位置する場合に行われる。このため、転倒したままではないが、転倒してから所定期間経過する前までに立ち上がれていない場合、本ステップＳＰ４３が行われる。モニタ３６は第２信号に応じた情報として、人が立ち上がり途中であることを示す情報を表示する。

【0068】

（ステップＳＰ４４）
本ステップＳＰ４３では、判定部３０は、モニタ３６に第３信号を出力し、立ち上がり判定処理ＳＰ４を終了する。本ステップＳＰ４３は、最上部５１の位置が第２位置ＰＴ２より高い場合に行われるステップである。このため、転倒してから所定期間経過する前までに立ち上がれた場合、本ステップＳＰ４４が行われる。モニタ３６は第３信号に応じた情報として、人が立ち上がったことを示す情報を表示する。

【0069】

このようにして、移動体５０として人が立ち上がり途中である場合に判定部３０から第２信号が出力され、人が立ち上がった場合に判定部３０から第３信号が出力され、転倒検知装置１が移動体５０である人の転倒後の状態を検知する。

【0070】

以上説明したように、本実施形態の転倒検知装置１は、検査領域４０内の人を移動体５０として検知可能なＬｉＤＡＲ装置１０と、判定部３０とを備える。立っている人における最上部５１は、例えば頭であり、倒れている人における最上部５１は、例えば頭や背中等であり、立っている人における最上部５１の位置より低い。また、人が転倒する場合、頭の下方に向かう速度は、頭の位置が低くなるほど速くなる傾向にあり、しゃがむ場合における頭の下方に向かう速度より速くなる傾向にある。本実施形態の転倒検知装置１では、ステップＳＰ３１，ＳＰ３２，ＳＰ３３で説明したように、判定部３０は、移動体５０の最上部５１が下方に移動し、下方に移動する直前の最上部５１の位置より低い第１位置ＰＴ１より最上部５１が低くなり、最上部５１が第１位置ＰＴ１より低くなるタイミングでの最上部５１の下方に向かう速度が所定速度以上である場合に、第１信号を出力する。このため、本実施形態の転倒検知装置１によれば、第１位置ＰＴ１を立っている人における最上部５１より低く、転倒し床４２等に横たわった人における最上部５１より高い位置となるように設定し得、移動体５０として人が転倒する場合に判定部３０から第１信号が出力するようにし得る。従って、本実施形態の転倒検知装置１によれば、人の転倒を検知し得る。また、本実施形態の転倒検知装置１によれば、上記の所定速度をしゃがむ場合の頭部の速度より速く、転倒する場合の頭部の最高速度より遅い速度となるように設定し得、人がしゃがむ場合に判定部３０が第１信号を出力しないようにし得る。従って、本実施形態の転倒検知装置１によれば、移動体５０の最上部５１の速度を考慮しない場合と比べて、誤検知を低減し得る。

【0071】

本実施形態の転倒検知装置１では、判定部３０は、最上部５１が第１位置ＰＴ１より低くなるタイミングから所定期間経過するまでに、最上部５１の位置が第１位置ＰＴ１と同じまたは第１位置ＰＴ１と当該第１位置ＰＴ１より高い第２位置ＰＴ２との間に位置する場合に、モニタ３６に第２信号を出力する。また、判定部３０は、最上部５１が第１位置ＰＴ１より低くなるタイミングから所定期間経過するまでに、最上部５１の位置が第２位置ＰＴ２より高くなる場合に、モニタ３６に第３信号を出力する。本実施形態の転倒検知装置１では、第２位置ＰＴ２を転倒した人が立ち上がった際の最上部５１より低い位置となるように設定し得る。このため、本実施形態の転倒検知装置１によれば、転倒した人が立ち上がり途中の場合に判定部３０から第２信号が出力され、転倒した人が立ち上がった場合に判定部３０から第３信号が出力されるようにし得、転倒した人のその後の状態を検知し得る。

【0072】

なお、転倒した人が倒れたままか否かを検知する観点では、判定部３０は、最上部５１の位置が第１位置ＰＴ１より低くなるタイミングから所定期間経過するまでに最上部５１の位置が第１位置ＰＴ１と同じまたは第１位置ＰＴ１より高くなる場合に、第２信号を出力するようにしてもよい。

【0073】

以上、本発明について、上記実施形態を例に説明したが、本発明はこれらに限定されるものではない。

【0074】

例えば、上記実施形態では、本体部１１が室内に設置されるＬｉＤＡＲ装置１０を例に説明した。しかし、本体部１１の設置位置は制限されるものではなく、本体部１１は野外に設置されてもよい。

【0075】

また、転倒判定処理ＳＰ３や立ち上がり判定処理ＳＰ４における判定部３０の動作のフローは制限されるものではない。例えば、図５に示す転倒判定処理ＳＰ３における判定部３０の動作において、ステップＳＰ３１の前にステップＳＰ３２を行ってもよい。

【0076】

また、上記実施形態では、最上部５１が下方に移動し、第１位置ＰＴ１より最上部５１が低くなり、最上部５１が第１位置ＰＴ１より低くなるタイミングでの最上部５１の下方に向かう速度が所定速度以上である場合に、第１信号を出力する判定部３０を例に説明した。しかし、判定部３０は、このような場合であっても、第１信号を出力しない場合があってもよい。このような変形例１から変形例３について、以下に説明する。なお、上記実施形態と同一又は同等の構成要素については、特に説明する場合を除き、同一の参照符号を付して重複する説明は省略する。

【0077】

（変形例１）
図９は、本変形例に係る転倒判定処理ＳＰ３における判定部３０の動作の一例を示すフローチャートである。図９に示すように、本変形例における転倒判定処理ＳＰ３での判定部３０の動作は、ステップＳＰ１３４を更に含む点において、上記実施形態と異なる。

【0078】

（ステップＳＰ１３４）
本ステップＳＰ１３４は、ステップＳＰ３２において、最上部５１が第１位置ＰＴ１より低くなるタイミングでの最上部５１の速度が所定速度以上である場合に、行われるステップである。本ステップＳＰ１３４では、判定部３０は、メモリ３５に記憶される最上部５１の位置の経時変化の情報を参照する。そして、判定部３０は、図７に示される最上部５１が下方に移動し最上部５１が第１位置ＰＴ１より低くなる際の最上部５１の水平方向の移動距離Ｄに基づいて場合分けをする。具体的には、判定部３０はこの移動距離Ｄが所定距離より大きいか否かで場合分けをする。そして、判定部３０は、この移動距離Ｄが所定距離より大きい場合に、動作のフローをステップＳＰ３３に進め、他の場合には、動作のフローをステップＳＰ３１に戻す。このため、本変形例の判定部３０は、最上部５１の水平方向の移動距離Ｄが所定距離より大きい場合に第１信号を出力し、最上部５１の水平方向の移動距離Ｄが所定距離以下の場合に、第１信号を出力しない。

【0079】

図６、図７に示すように、人が転倒する場合、姿勢が鉛直方向に対して傾いた状態となって頭が低くなる傾向にある。このため、転倒する場合の頭の水平方向の移動距離Ｄは、しゃがむ場合と比べて長くなる傾向にある。上記の所定距離は、例えば、８０ｃｍ以上であってもよい。また、この所定距離は、下方に移動する直前の最上部５１の高さの１／２以上であってもよい。これらの所定距離は、しゃがむ際の頭の水平方向の移動距離より大きくなり得る。

【0080】

このように、本変形例の転倒検知装置１によれば、所定距離をしゃがむ際の頭の水平方向の移動距離より大きくなるように設定し得、人がしゃがむ場合に判定部３０が第１信号を出力しないようにし得る。従って、本変形例の転倒検知装置１によれば、最上部５１の水平方向の移動距離Ｄを考慮しない場合と比べて、誤検知を低減し得る。

【0081】

（変形例２）
図１０は、本変形例に係る転倒判定処理ＳＰ３における判定部３０の動作の一例を示すフローチャートである。図１０に示すように、本変形例における転倒判定処理ＳＰ３での判定部３０の動作は、ステップＳＰ２３４を更に含む点において、上記実施形態と異なる。

【0082】

（ステップＳＰ２３４）
本ステップＳＰ２３４は、ステップＳＰ３２において、最上部５１が第１位置ＰＴ１より低くなるタイミングでの最上部５１の速度が所定速度以上である場合に、行われるステップである。本ステップＳＰ２３４では、判定部３０は、メモリ３５に記憶される最上部５１の位置の経時変化及び速度の経時変化の情報を参照する。そして、判定部３０は、最上部５１が下方に移動し最上部５１が第１位置ＰＴ１より低くなる際の最上部５１の下方に向かう速度が、最上部５１の位置が低くなるほど速くなるか否かで場合分けをする。そして、判定部３０は、最上部５１の下方に向かう速度が、最上部５１の位置が低くなるほど速くなる場合に、動作のフローをステップＳＰ３３に進め、他の場合には、動作のフローをステップＳＰ３１に戻す。このため、本変形例の判定部３０は、最上部５１が下方に移動し最上部５１が第１位置ＰＴ１より低くなる際の最上部５１の下方に向かう速度が、最上部５１の位置が低くなるほど速くなる場合に、第１信号を出力し、最上部５１の下方に向かう速度が、最上部５１の位置が低くなるほど速くならない場合に、第１信号を出力しない。

【0083】

人がしゃがむ場合、頭は概ね一定の速さで下方に向かう傾向にある。しかし、前述のように、人が転倒する場合の頭の下方に向かう速度は、当該頭の位置が低くなるほど速くなる傾向にある。このため、本変形例の転倒検知装置１によれば、最上部５１の下方に向かう速度の変化を考慮しない場合と比べて、人がしゃがむ場合に判定部３０が第１信号を出力しないようにし得、誤検知を低減し得る。

【0084】

（変形例３）
本変形例では、算出処理ＳＰ２が上記実施形態における算出処理ＳＰ２と異なり、転倒判定処理ＳＰ３が上記実施形態における転倒判定処理ＳＰ３と異なる。

【0085】

まず、本変形例における算出処理ＳＰ２について説明する。

【0086】

本変形例の算出処理ＳＰ２では、上記実施形態と同様に、判定部３０は、ＬｉＤＡＲ装置１０から入力する移動体５０に係る情報に基づいて、移動体５０の最上部５１の位置の経時変化、及び当該最上部５１の下方に向かう速度の経時変化を算出する。しかし、本変形例では、判定部３０は、ＬｉＤＡＲ装置１０から入力する移動体５０に係る情報に基づいて、移動体５０の長手方向ＬＤを算出する。また、判定部３０は、移動体５０の長手方向ＬＤとの鉛直方向ＶＤとのなす角度θを算出し、最上部５１の位置及び速度の経時変化の情報と共に、この角度θの経時変化の情報をメモリ３５に記憶する。なお、図６には、移動体５０の長手方向ＬＤを示す矢印、鉛直方向ＶＤを示す矢印、及び長手方向ＬＤと鉛直方向ＶＤとのなす角度θが記載されており、当該角度θは鋭角の角度である。

【0087】

ここで、制御部１３の点群データ生成部２１によって生成される点群データは、物体で反射した反射光Ｌｒの反射点の本体部１１に対する座標情報の集まりである。このため、本例の判定部３０は、点群データ生成部２１によって生成される点群データのうち、移動体５０に係る点群データに対して例えば最小二乗法を用いることで、図６に示すように、移動体５０を直線ＶＬに近似し、当該直線ＶＬに沿う方向を移動体５０の長手方向ＬＤとする。なお、移動体５０の長手方向ＬＤの算出方法は制限されるものではない。例えば、移動体５０における最下点から最上点５０ｔに向かう方向を移動体５０の長手方向ＬＤとしてもよい。

【0088】

本変形例では、上記実施形態と同様に、判定部３０は、転倒判定処理ＳＰ３を行っている最中も算出処理ＳＰ２を行い、最上部５１の位置の経時変化及び速度の経時変化の情報と角度の経時変化の情報を更新する。

【0089】

次に、本変形例における転倒判定処理ＳＰ３について説明する。

【0090】

図１１は、本変形例に係る転倒判定処理ＳＰ３における判定部３０の動作の一例を示すフローチャートである。図１１に示すように、本変形例における転倒判定処理ＳＰ３での判定部３０の動作は、ステップＳＰ３３４を更に含む点において、上記実施形態と異なる。

【0091】

（ステップＳＰ３３４）
本ステップＳＰ３３４は、ステップＳＰ３２において、最上部５１が第１位置ＰＴ１より低くなるタイミングでの最上部５１の速度が所定速度以上である場合に、行われるステップである。本ステップＳＰ３３４では、判定部３０は、メモリ３５に記憶される移動体５０の長手方向ＬＤと鉛直方向ＶＤとのなす角度θの経時変化の情報を参照する。そして、判定部３０は、最上部５１の位置が第１位置ＰＴ１より低くなるタイミングでの移動体５０の長手方向ＬＤと鉛直方向ＶＤとのなす角度θが所定角度より大きいか否かで場合分けをする。そして、判定部３０は、この角度θが所定角度より大きい場合に、動作のフローをステップＳＰ３３に進め、他の場合には、動作のフローをステップＳＰ３１に戻す。このため、本変形例の判定部３０は、最上部５１の位置が第１位置ＰＴ１より低くなるタイミングでの移動体５０の長手方向ＬＤと鉛直方向ＶＤとのなす角度θが所定角度より大きい場合に第１信号を出力し、上記のタイミングでの移動体５０の長手方向ＬＤと鉛直方向ＶＤとのなす角度θが所定角度以下の場合に、第１信号を出力しない。

【0092】

図６に示すように、人が転倒する場合、膝を大きく曲げずに姿勢が鉛直方向ＶＤに対して傾いた状態となって頭が低くなり、床４２等に倒れる傾向にある。一方、人がしゃがむ場合、このような傾向ではない。このため、上記の角度θによって、人が転倒する場合か、人がしゃがむ場合かを区別し得、閾値である所定角度は、例えば１０度以上とされる。

【0093】

本変形例の転倒検知装置１によれば、人がしゃがむ場合に判定部３０が第１信号を出力しないようにし得、上記の角度θを考慮しない場合と比べて、誤検知を低減し得る。

【0094】

本変形例では、算出処理ＳＰ２により移動体５０の長手方向ＬＤと鉛直方向ＶＤとのなす角度θの経時変化の情報を算出するが、この経時変化を算出しなくてもよい。この場合、例えば、ステップＳＰ３３４において、最上部５１の位置が第１位置ＰＴ１より低くなるタイミングでの移動体５０の長手方向ＬＤと鉛直方向ＶＤとのなす角度θを算出してもよい。

【0095】

また、上記実施形態では、１つのＬｉＤＡＲ装置１０を備える転倒検知装置１を例に説明した。しかし、転倒検知装置１は複数のＬｉＤＡＲ装置１０を備えてもよく、この場合、それぞれのＬｉＤＡＲ装置１０に対する検査領域４０は互いに重なっていても、重なっていなくてもよい。また、変形例１から変形例３の少なくとも２つを組み合わせてもよい。

【産業上の利用可能性】

【0096】

本発明によれば、誤検知を低減し得る転倒検知装置提供され、屋内や屋外の監視システムなどの分野において利用可能である。

【符号の説明】

【0097】

１・・・転倒検知装置
１０・・・ＬｉＤＡＲ装置
３０・・・判定部
４０・・・検査領域
５０・・・移動体
５１・・・最上部
ＰＴ１・・・第１位置
ＰＴ２・・・第２位置

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】