特許 7080464 動体検知装置、動体検知システム及び動体検知方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-05-27

(45)【発行日】2022-06-06

(54)【発明の名称】動体検知装置、動体検知システム及び動体検知方法

(51)【国際特許分類】

   G01V 3/12 20060101AFI20220530BHJP

   G08B 25/04 20060101ALI20220530BHJP

   G08B 21/04 20060101ALI20220530BHJP

   G01S 13/08 20060101ALI20220530BHJP

   G01S 13/66 20060101ALI20220530BHJP

【ＦＩ】

G01V3/12 A

G08B25/04 K

G08B21/04

G01S13/08

G01S13/66

【請求項の数】 15

(21)【出願番号】P 2017228159

(22)【出願日】2017-11-28

(65)【公開番号】P2019100716

(43)【公開日】2019-06-24

【審査請求日】2020-10-29

(73)【特許権者】

【識別番号】506060258

【氏名又は名称】公立大学法人北九州市立大学

(74)【代理人】

【識別番号】100088155

【弁理士】

【氏名又は名称】長谷川 芳樹

(74)【代理人】

【識別番号】100145012

【弁理士】

【氏名又は名称】石坂 泰紀

(74)【代理人】

【識別番号】100153969

【弁理士】

【氏名又は名称】松澤 寿昭

(72)【発明者】

【氏名】梶原 昭博

【審査官】岡村 典子

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１２－１３７４３２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１５－１９８３５４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００７－２４１４４６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００６－２５５１４１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００５－００４２５６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１５－０６８７００（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０１Ｖ １／００－９９／００

Ｇ０１Ｓ ７／００－７／４２

Ｇ０１Ｓ １３／００－１３／９５

Ｇ０８Ｂ １９／００－２１／２４、２５／０４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

広帯域の無線電波を所定の検知エリアに向けて発信可能に構成された発信部と、
前記発信部から発信された無線電波の反射波を受信可能に構成された受信部と、
制御部とを備え、
前記制御部は、
前記受信部が受信した反射波に基づいて、前記検知エリアを構成する複数の領域のそれぞれにおける信号強度を算出する第１の処理と、
前記複数の領域のそれぞれにおける信号強度の時間変動に基づいて、前記複数の領域のうち動体が存在する存在領域を特定する第２の処理と、
前記存在領域と前記存在領域に隣り合う少なくとも一つの隣接領域とのそれぞれにおける信号強度の時間変動に基づいて、動体の位置をトラッキングする第３の処理とを実行する、動体検知装置。

【請求項2】

前記第１の処理は、前記複数の領域のそれぞれにおいて算出した信号強度を、前記複数の領域ごとに時間軸で平滑化処理することを含む、請求項１に記載の装置。

【請求項3】

前記制御部は、前記第２の処理において、前記複数の領域のそれぞれにおける信号強度の時間変動と所定の第１の閾値とを比較して、前記複数の領域のうちから前記第１の閾値を超える時間変動を示す領域を前記存在領域として特定し、
前記制御部は、機械学習の結果を用いて前記第１の閾値を設定するように構成されている、請求項１又は２に記載の装置。

【請求項4】

前記制御部は、前記第３の処理において、前記存在領域と前記存在領域の両隣に位置する一対の隣接領域とのそれぞれにおける信号強度の時間変動に基づいて、動体の位置をトラッキングする、請求項１～３のいずれか一項に記載の装置。

【請求項5】

前記制御部は、前記存在領域における信号強度の時間変動が所定の第２の閾値を超えて変動した場合に、動体が異常状態にあると判定する第４の処理をさらに実行する、請求項１～４のいずれか一項に記載の装置。

【請求項6】

前記制御部は、機械学習の結果を用いて前記第２の閾値を設定するように構成されている、請求項５に記載の装置。

【請求項7】

前記制御部は、前記第３の処理におけるトラッキングの結果、動体が継続して静止状態にあるときの継続時間が所定の第３の閾値を超えた場合に、動体が異常状態にあると判定する第５の処理をさらに実行する、請求項１～６のいずれか一項に記載の装置。

【請求項8】

前記制御部は、機械学習の結果を用いて前記第３の閾値を設定するように構成されている、請求項７に記載の装置。

【請求項9】

建物内の所定箇所に設置され、請求項１～８のいずれか一項に記載の装置と、
前記装置との間で通信して、前記装置から送信された動体に関する情報を報知するように構成された報知装置とを備える、動体検知システム。

【請求項10】

前記発信部から発信された無線電波及びその反射波の進行方向を変更させるように構成されたリフレクタをさらに備える、請求項９に記載のシステム。

【請求項11】

広帯域の無線電波を所定の検知エリアに向けて発信する第１の工程と、
無線電波の反射波に基づいて、前記検知エリアを構成する複数の領域のそれぞれにおける信号強度を算出する第２の工程と、
前記複数の領域のそれぞれにおける信号強度の時間変動に基づいて、前記複数の領域のうち動体が存在する存在領域を特定する第３の工程と、
前記存在領域と前記存在領域に隣り合う少なくとも一つの隣接領域とのそれぞれにおける信号強度の時間変動に基づいて、動体の位置をトラッキングする第４の工程とを含む、動体検知方法。

【請求項12】

前記第２の工程は、前記複数の領域のそれぞれにおいて算出した信号強度を、前記複数の領域ごとに、時間軸で平滑化処理することを含む、請求項１１に記載の方法。

【請求項13】

前記第４の工程は、前記存在領域と前記存在領域の両隣に位置する一対の隣接領域とのそれぞれにおける信号強度の時間変動に基づいて、動体の位置をトラッキングすることを含む、請求項１１又は１２に記載の方法。

【請求項14】

前記存在領域における信号強度の時間変動が所定の閾値を超えて変動した場合に、動体が異常状態にあると判定する第５の工程をさらに含む、請求項１１～１３のいずれか一項に記載の方法。

【請求項15】

前記第４の工程におけるトラッキングの結果、動体が所定時間継続して静止状態にある場合に、動体が異常状態にあると判定する第６の工程をさらに含む、請求項１１～１４のいずれか一項に記載の方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、動体検知装置、動体検知システム及び動体検知方法に関する。

【背景技術】

【0002】

室内において、室温の高い部屋と室温の低い部屋との間を移動すると、急激な温度変化により血圧が急変することがある。特に冬場においては、浴室と脱衣室との間、トイレと廊下との間などにおいて、大きな寒暖差が存在するので、「ヒートショック」と呼ばれるショック症状（例えば、心筋梗塞、脳梗塞、脳卒中、不整脈など）が、とりわけ体力の低下した高齢者に生ずる懸念が高まる。

【0003】

浴室、トイレなどのヒートショックが起こりやすい場所には、一人で出入りすることが多いので、ショック症状が生じた人が床に倒れ込んでしまったような場合には、その発見が遅くなってしまう。しかしながら、プライバシーの関係上、浴室、トイレなどにカメラを設置して入室者を撮像することは好ましくない。そのため、カメラではなく電波センサを用いて浴室等における人の様子を検知して、異常が生じた場合に家族等に報知するための種々の技術が提案されている。

【0004】

例えば、特許文献１は、ドップラーセンサからの電波と、人体及び室内からの反射電波との周波数の差分に基づいて、在室者の動きを検知する検知システムを開示している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】特開２００５－００４２５６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかしながら、特に浴室では、シャワー及び水栓からの水流、浴槽の湯面、湯気などの変動の影響により、ドップラーセンサが人体以外の動きも検知してしまう。そのため、人体の動きのみを正確に検知することが困難であった。また、室内では電波が何度も反射して、マルチパスが生じ、電波信号同士が干渉してしまうことがある。この場合、実際には人体が動いているにもかかわらず、人体からの反射電波が他の電波と干渉して弱められてしまう。そのため、人体の動きを誤検知してしまうことがあった。

【0007】

そこで、本開示は、外乱の大きい環境下においても、動体を正確に検知することが可能な動体検知装置、動体検知システム及び動体検知方法を説明する。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本開示の一つの観点に係る動体検知装置は、広帯域の無線電波を所定の検知エリアに向けて発信可能に構成された発信部と、発信部から発信された無線電波の反射波を受信可能に構成された受信部と、制御部とを備える。制御部は、受信部が受信した反射波に基づいて、検知エリアを構成する複数の領域のそれぞれにおける信号強度を算出する第１の処理と、複数の領域のそれぞれにおける信号強度の時間変動に基づいて、複数の領域のうち動体が存在する存在領域を特定する第２の処理と、存在領域と存在領域に隣り合う少なくとも一つの隣接領域とのそれぞれにおける信号強度の時間変動に基づいて、動体の位置をトラッキングする第３の処理とを実行する。

【0009】

本開示の他の観点に係る動体検知システムは、建物内の所定箇所に設置された上記装置と、装置との間で通信して、装置から送信された動体に関する情報を報知するように構成された報知装置とを備える。

【0010】

本開示の他の観点に係る動体検知方法は、広帯域の無線電波を所定の検知エリアに向けて発信する第１の工程と、無線電波の反射波に基づいて、検知エリアを構成する複数の領域のそれぞれにおける信号強度を算出する第２の工程と、複数の領域のそれぞれにおける信号強度の時間変動に基づいて、複数の領域のうち動体が存在する存在領域を特定する第３の工程と、存在領域と存在領域に隣り合う少なくとも一つの隣接領域とのそれぞれにおける信号強度の時間変動に基づいて、動体の位置をトラッキングする第４の工程とを含む。

【発明の効果】

【0011】

本開示に係る動体検知装置、動体検知システム及び動体検知方法によれば、外乱の大きい環境下においても、動体を正確に検知することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】図１は、動体検知システム及び浴室の周辺を上方から見た概略図である。

【図2】図２は、動体検知装置を概略的に示すブロック図である。

【図3】図３は、主として制御部を概略的に示すブロック図である。

【図4】図４は、報知装置を概略的に示すブロック図である。

【図5】図５は、動体検知の処理手順を説明するためのフローチャートである。

【図6】図６は、入浴者が洗い場にいる場合の、時間と信号強度変動の平均値との関係を示すグラフである。

【図7】図７（ａ）は浴室を側方から見た概略図であり、図７（ｂ）は入浴者が洗い場にいる場合の、距離と信号強度変動の平均値との関係を示すグラフであり、図７（ｃ）は入浴者が浴槽にいる場合の、距離と信号強度変動の平均値との関係を示すグラフである。

【図8】図８（ａ）はシナリオ１による実験結果を示すグラフであり、図８（ｂ）はシナリオ２による実験結果を示すグラフである。

【図9】図９（ａ）はシナリオ３による実験結果を示すグラフであり、図９（ｂ）はシナリオ４による実験結果を示すグラフである。

【図10】図１０はシナリオ５による実験結果を示すグラフである。

【図11】図１１は、他の例に係る動体検知システム及び浴室の周辺を上方から見た概略図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

以下に、本開示に係る実施形態の一例について、図面を参照しつつより詳細に説明する。以下の説明において、同一要素又は同一機能を有する要素には同一符号を用いることとし、重複する説明は省略する。

【0014】

［動体検知システムの構成］
動体検知システム１の構成について、図１を参照して説明する。動体検知システム１は、動体の位置及び様子を検知して、動体から離れた場所に検知結果を知らせるように構成されている。本実施形態では、動体検知システム１が浴室３０に適用される例を示している。動体検知システム１は、動体検知装置１０と、報知装置２０とを備える。

【0015】

ここで、浴室３０の構成を説明する。浴室３０は、洗い場３１と、ドア３２と、シャワー３３と、浴槽３４とを含む。洗い場３１は、矩形状を呈している。ドア３２は、洗い場３１の長手方向の一端（図１では左端）に設けられており、洗い場３１と図示しない脱衣所との間を出入り可能に仕切っている。シャワー３３は、洗い場３１の長手方向の他端（図１では右端）側に設けられている。浴槽３４は、矩形状を呈しており、洗い場３１と隣接して位置している。

【0016】

動体検知装置１０は、浴室３０内の入浴者Ｈの位置及び様子を検知する機能を有する。動体検知装置１０は、浴槽３４の長手方向に沿って延びる浴室３０の壁面に取り付けられている。動体検知装置１０は、図２に示されるように、発信機１１（発信部）と、受信機１２（受信部）と、通信機１３と、制御部１４（コントローラ）と、バス１５とを含む。

【0017】

発信機１１は、制御部１４からの指示に基づいて、浴室３０内に向けて広帯域の無線電波を発信するように構成されている。発信機１１の水平面における指向角は、例えば、４０°～８０°程度であってもよいし、６０°～８０°程度であってもよい。発信機１１は、指向角の範囲におおよそ対応した検知エリアＲを有している。なお、浴槽３４の湯面の変動による影響を抑制する目的で、発信機１１の垂直面における指向角は、例えば３０°以下に設定されていてもよい。

【0018】

本明細書において「広帯域」とは、周波数帯域幅が１００ＭＨｚ以上の場合をいうものとする。そのため、発信機１１が発信する無線電波の周波数帯域幅は、例えば、１００ＭＨｚ以上であってもよいし、３００ＭＨｚ以上であってもよいし、５００ＭＨｚ以上であってもよいし、１ＧＨｚ以上であってもよい。特に、発信機１１は、周波数帯域幅が５００ＭＨｚ以上の超広帯域（ＵＷＢ：Ultra Wide Band）無線センサであってもよい。広帯域又は超広域帯の無線電波を用いる場合、無線電波の発信出力を小さくすることができ、入浴者Ｈに対する無線電波の影響を小さくすることができる。

【0019】

受信機１２は、発信機１１から発信された無線電波の反射波を受信可能に構成されている。発信機１１において広帯域の無線電波を用いているので、受信機１２は、無線電波の反射波を反射パス長に対応した時間軸上で分離して受信することができる。すなわち、受信機１２は、検知エリアＲの距離方向において複数に区切られた測定領域（レンジビンともいい、周波数帯域幅で決まる）Ｂ１～Ｂ８ごとに、信号を抽出することが可能である。各レンジビンＢ１～Ｂ８の幅は、例えば１５ｃｍ～３０ｃｍ程度であってもよい。なお、周波数帯域幅が７５０ＭＨｚの場合には、一つのレンジビンの幅は約２０ｃｍ程度となる。本実施形態ではレンジビンの数が８個であったが、レンジビンの幅及び検知エリアＲの大きさに応じてレンジビンの数を変更可能である。

【0020】

通信機１３は、報知装置２０の通信機２３と通信可能に構成されている。通信機１３の通信機２３との通信方式は特に限定されず、例えば、ＬＴＥ（Long Term Evolution）、ＬＴＥ－Ａ（LTE-Advanced）、ＳＵＰＥＲ３Ｇ、ＩＭＴ－Ａｄｖａｎｃｅｄ、４Ｇ、５Ｇ、ＦＲＡ（Future Radio Access）、Ｗ－ＣＤＭＡ（登録商標）、ＧＳＭ（登録商標）、ＣＤＭＡ２０００、ＵＭＢ（Ultra Mobile Broadband）、ＩＥＥＥ ８０２．１１（Ｗｉ－Ｆｉ）、ＩＥＥＥ ８０２．１６（ＷｉＭＡＸ）、ＩＥＥＥ ８０２．２０、ＵＷＢ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、その他の通信方式が用いられてもよい。

【0021】

制御部１４は、バス１５を介して、発信機１１、受信機１２及び通信機１３との間で信号の送受信を行い、これらの動作を制御するように構成されている。制御部１４は、例えば、プロセッサ１６と、メモリ１７と、ストレージ１８とを含む。

【0022】

メモリ１７、ストレージ１８等のハードウェアに所定のソフトウェア（プログラム）が読み込まれると、プロセッサ１６は、所定の演算を行い、発信機１１からの無線電波の発信、受信機１２が受信した反射波の解析、通信機１３による通信、メモリ１７及びストレージ１８におけるデータの読み出し又は書き込みを実行する。これにより、動体検知装置１０における各機能が実現される。

【0023】

具体的には、図３に示されるように、制御部１４は、機能ブロックとして、記憶部１４ａと、送受信処理部１４ｂと、信号強度算出部１４ｃと、動体検出部１４ｄと、トラッキング部１４ｅと、判定部１４ｆとを含む。

【0024】

記憶部１４ａは、種々のデータを記憶する機能を有する。記憶部１４ａが記憶するデータとしては、例えば、読み出したプログラム、発信機１１の動作設定データ、受信機１２が受信した反射波のデータ、判定部１４ｆによる判定結果に関するデータ等が挙げられる。

【0025】

送受信処理部１４ｂは、発信機１１、受信機１２及び通信機１３の間で信号を送受信する機能を有する。具体的には、送受信処理部１４ｂは、発信機１１に指示信号を送信して、発信機１１から無線電波を発信させる。送受信処理部１４ｂは、受信機１２から反射波のデータを受信し、当該データを記憶部１４ａに記憶させる。送受信処理部１４ｂは、通信機１３に指示信号を送信して、判定部１４ｆによる判定結果を報知装置２０に送信させる。

【0026】

信号強度算出部１４ｃは、送受信処理部１４ｂが受信した反射波のデータに基づいて、各レンジビンＢ１～Ｂ８のそれぞれにおける信号強度を算出する機能を有する（第１の処理）。

【0027】

動体検出部１４ｄは、信号強度算出部１４ｃにおいて算出された各レンジビンＢ１～Ｂ８の信号強度の時間変動に基づいて、レンジビンＢ１～Ｂ８のいずれに入浴者Ｈが存在するかを特定する機能を有する（第２の処理）。動体検出部１４ｄにおいて特定されたレンジビンは、入浴者Ｈが存在する領域であることから、本明細書において「存在レンジビン」（存在領域）と称する。

【0028】

トラッキング部１４ｅは、動体検出部１４ｄにおいて特定された存在レンジビンとその両隣に位置する一対の隣接レンジビン（隣接領域）との３つのレンジビンのそれぞれにおける信号強度の時間変動に基づいて、入浴者Ｈの位置をトラッキングする機能を有する（第３の処理）。トラッキング部１４ｅは、入浴者Ｈが他のレンジビンに移動した場合に、当該他のレンジビンを存在レンジビンとして更新し、当該他のレンジビンに隣接する一対のレンジビンを隣接レンジビンとして更新する機能を有する。

【0029】

判定部１４ｆは、動体検出部１４ｄにおいて特定された存在レンジビン又はトラッキング部１４ｅにおいて更新された存在レンジビンに基づいて、入浴者Ｈが浴室３０内のどの位置にいるかを判定する機能を有する。判定部１４ｆは、トラッキング部１４ｅによるトラッキング処理に際して、存在レンジビン及び隣接レンジビンのそれぞれにおける信号強度の時間変動に基づいて、入浴者Ｈが動作しているかどうかを判定する機能を有する。

【0030】

判定部１４ｆは、存在レンジビンにおける信号強度の時間変動が所定の第１の閾値（以下、閾値ＴＨ１と称する。）を超えて変動した場合に、入浴者Ｈに異常が生じていると判定する機能を有する（第４の処理）。判定部１４ｆは、トラッキング部１４ｅによるトラッキング処理の結果、入浴者Ｈが所定時間継続して静止状態にある場合に、入浴者Ｈに異常が生じていると判定する機能を有する（第５の処理）。

【0031】

図１に戻って、報知装置２０は、例えば浴室３０とは壁Ｗを隔てた別の室内に取り付けられている。報知装置２０は、図４に示されるように、モニタ２１（報知部）と、スピーカ２２（報知部）と、通信機２３と、制御部２４（コントローラ）と、バス２５とを含む。

【0032】

モニタ２１及びスピーカ２２はそれぞれ、通信機２３を介して受信した判定部１４ｆによる判定結果を、映像及び音声で当該別の室内にいる在室者（例えば、家族）に報知するように構成されている。通信機２３は、動体検知装置１０の通信機１３と同様の構成を有しており、通信機１３と同様に機能する。

【0033】

制御部２４は、プロセッサ２４ａと、メモリ２４ｂと、ストレージ２４ｃとを含んでおり、動体検知装置１０の制御部１４と同様に機能する。バス２５は、動体検知装置１０のバス１５と同様の構成を有しており、バス１５と同様に機能する。

【0034】

［動体検知方法］
続いて、図５～図７を参照して、動体検知システム１による入浴者Ｈの検知方法について説明する。

【0035】

まず、送受信処理部１４ｂは、発信機１１に指示して、発信機１１から無線電波を浴室３０内に発信させる（第１の工程）。次に、送受信処理部１４ｂは、受信機１２を介して無線電波の反射波のデータを受信する。

【0036】

次に、信号強度算出部１４ｃは、信号強度算出部１４ｃが受信した反射波のデータに基づいて、各レンジビンＢ１～Ｂ８の信号強度を所定のサンプリング周期でそれぞれ算出する（図５のステップＳ１；第１の処理；第２の工程）。サンプリング周期としては、例えば、０．０１秒～０．１秒程度であってもよい。

【0037】

次に、信号強度算出部１４ｃは、レンジビンＢ１～Ｂ８ごとに、算出した信号強度を時間軸で平滑化処理する。平滑化処理としては、例えば、単純移動平均、重み付き移動平均などの種々の処理方法を採用してもよい。図６に、レンジビンＢ１～Ｂ８のいずれか一つ（例えばレンジビンＢ６）における、平滑化後の信号強度の時間変動の一例を示す。

【0038】

次に、動体検出部１４ｄは、信号強度算出部１４ｃが算出した各レンジビンＢ１～Ｂ８における平滑化後の信号強度に基づいて、入浴者Ｈが存在する存在レンジビンを特定する（図５のステップＳ２；第２の処理；第３の工程）。具体的には、動体検出部１４ｄは、各レンジビンＢ１～Ｂ８における平滑化後の信号強度の時間変動（例えば、現在の信号強度と一定時間前の信号強度との差分）を、レンジビンＢ１～Ｂ８ごとに算出する。次に、動体検出部１４ｄは、算出したレンジビンＢ１～Ｂ８ごとの時間変動を閾値ＴＨ１と比較して、閾値ＴＨ１を超える時間変動を示すレンジビンを特定する。なお、実験結果などに基づいて人が閾値ＴＨ１の大きさを適宜設定してもよいし、機械学習の結果を用いて最適な閾値ＴＨ１の大きさを設定してもよい。

【0039】

ところで、シャワー及び水栓からの水流、浴槽の湯面などは、変動しているものの、一般に、信号強度の時間変動はそれほど大きくない。一方、人体の動きは一定ではなく、人体が動いたときの信号強度の時間変動は極めて大きくなる傾向にある。そのため、信号強度の時間変動が閾値ＴＨ１以下である場合には単に水流、湯面等が変動しているに過ぎないが、信号強度の時間変動が閾値ＴＨ１を上回る場合には入浴者Ｈの存在が検知される。そのため、本実施形態では、入浴者Ｈ以外の動きを外乱として排除することが可能となっている。

【0040】

ここで、レンジビンＢ６における信号強度の時間変化を示す図６を用いて、存在レンジビンの特定方法を例示する。時間Ｔ１では、信号強度がほぼ０であるので、時間変動もほぼ０である。すなわち、時間変動が閾値ＴＨ１以下である。そのため、時間Ｔ１では、動体検出部１４ｄは、レンジビンＢ６で入浴者Ｈを検知しない。一方、時間Ｔ１の後の時間Ｔ２では、信号強度が変動しており、時間変動が閾値ＴＨ１を超えている。そのため、時間Ｔ２では、動体検出部１４ｄは、レンジビンＢ６に入浴者Ｈが存在することを検知する。

【0041】

なお、図６の時刻ｔ１，ｔ２では、入浴者ＨがレンジビンＢ６に存在するにもかかわらず、信号強度が極端に小さい。これは、マルチパス等の影響により電波信号同士が干渉し、入浴者Ｈが一時的に検知されなかったことを示す。しかしながら、このような場合でも、本実施形態では、単なる信号強度の大きさではなく、信号強度の時間変動に基づいて入浴者Ｈの存在を検知しているので、電波信号の干渉による影響を排除することが可能となっている。

【0042】

次に、トラッキング部１４ｅは、動体検出部１４ｄにおいて特定された存在レンジビン及び隣接レンジビン（存在レンジビンがレンジビンＢ６である場合には、レンジビンＢ５～Ｂ７）のそれぞれにおける信号強度に基づいて、入浴者Ｈの位置をトラッキングする（図５のステップＳ３；第３の処理；第４の工程）。例えば、時間の経過に伴い、存在レンジビンＢ６において大きな信号強度が継続して生じているが、隣接レンジビンＢ５，Ｂ７において信号強度が小さいままである場合には、その時間、入浴者Ｈが存在レンジビンＢ６に留まっていたと判断される。

【0043】

時間の経過に伴い、大きな信号強度が存在レンジビンＢ６から隣接レンジビンＢ５へと移行した場合には、その時間、入浴者Ｈが存在レンジビンＢ６から隣接レンジビンＢ５へと移動したと判断される。この場合、トラッキング部１４ｅはその後、移行後の隣接レンジビンＢ５を存在レンジビンとして扱うと共に、存在レンジビンＢ５に隣接するレンジビンＢ４，Ｂ６を隣接レンジビンとして扱う。時間の経過に伴い、大きな信号強度が存在レンジビンＢ６から隣接レンジビンＢ７へと移行した場合には、その時間、入浴者Ｈが存在レンジビンＢ６から隣接レンジビンＢ７へと移動したと判断される。この場合も同様に、トラッキング部１４ｅはその後、移行後の隣接レンジビンＢ７を存在レンジビンとして扱うと共に、存在レンジビンＢ７に隣接するレンジビンＢ６，Ｂ８を隣接レンジビンとして扱う。すなわち、トラッキング部１４ｅは、レンジビンＢ１～Ｂ８（動体検知装置１０からの距離）に対する信号強度の変化率（現在の信号強度と一定時間前の信号強度との差分）に基づいて入浴者Ｈをトラッキングしているともいえる。

【0044】

ここで、図１及び図７を用いて、入浴者Ｈのトラッキング処理を例示する。入浴者Ｈがドア３２から浴室３０内に入室し、洗い場３１に移動すると（図１の下側及び図７（ａ）の右側の入浴者Ｈを参照）、図７（ｂ）に示されるように、レンジビンＢ６において大きな信号強度の時間変動が生ずる。レンジビンＢ６の周囲のレンジビンＢ５，Ｂ６，Ｂ８においては、シャワー３３の水流等の影響により、多少の信号強度の時間変動が生ずる。レンジビンＢ１～Ｂ４においては、浴槽３４の湯面の変動等の影響により、若干の信号強度の時間変動が生ずる。このような場合、本実施形態では、トラッキング部１４ｅは、存在レンジビンＢ６及び隣接レンジビンＢ５，Ｂ７のみの信号強度を解析対象とする。そのため、他のレンジビンＢ１～Ｂ４，Ｂ８での信号強度の変動が解析から除去されるので、湯面の変動等を動体と誤検知することが抑制される。

【0045】

また、入浴者Ｈが洗い場３１から浴槽３４内に移動すると（図１の上側及び図７（ａ）の左側の入浴者Ｈを参照）、図７（ｃ）に示されるように、レンジビンＢ２において大きな信号強度の時間変動が生ずる。レンジビンＢ２の周囲のレンジビンＢ１，Ｂ３，Ｂ４においては、浴槽３４の湯面の変動等の影響により、多少の信号強度の時間変動が生ずる。レンジビンＢ５～Ｂ８においては、信号強度の時間変動がほとんど生じない。このような場合、本実施形態では、トラッキング部１４ｅは、存在レンジビンＢ２及び隣接レンジビンＢ１，Ｂ３のみの信号強度を解析対象とする。そのため、他のレンジビンＢ４～Ｂ８での信号強度の変動が解析から除去されるので、洗い場３１で突発的に何かが動作しても、それを動体と誤検知することが抑制される。

【0046】

次に、判定部１４ｆは、入浴者Ｈの状態を判定する（図５のステップＳ４；第４及び第５の処理、第５及び第６の工程）。具体的には、判定部１４ｆは、入浴者Ｈの位置と、入浴者Ｈの動作の有無と、入浴者Ｈが危険な状態にあるか否かを判定する。

【0047】

入浴者Ｈの位置の判定は、動体検出部１４ｄ又はトラッキング部１４ｅにおける処理で得られた存在レンジビンに基づいて行われる。例えば、存在レンジビンがレンジビンＢ５～Ｂ８の場合には、判定部１４ｆは、入浴者Ｈが洗い場３１にいると判定する。一方、存在レンジビンがレンジビンＢ１～Ｂ４の場合には、判定部１４ｆは、入浴者Ｈが浴槽３４内にいると判定する。

【0048】

入浴者Ｈの動作の有無の判定は、存在レンジビンにおける信号強度の時間変動に基づいて行われてもよい。例えば、存在レンジビンにおける信号強度の時間変動が閾値ＴＨ１以下である場合には、判定部１４ｆは動作なしと判定する。一方、存在レンジビンにおける信号強度の時間変動が閾値ＴＨ１を超える場合には、判定部１４ｆは動作ありと判定する。

【0049】

入浴者Ｈが危険な状態にあるか否かの判定は、存在レンジビンにおける信号強度の時間変動に基づいて行われる。例えば、入浴者Ｈが、倒れ込んだり、浴槽内に沈んでしまったりしたときには、入浴者Ｈが通常よりも大きく動作する。このとき、図６の時刻ｔ３において例示されるような、通常よりも大きな信号強度の時間変動が発現する。そのため、存在レンジビンにおける信号強度の時間変動が、閾値ＴＨ１よりも大きな第２の閾値（以下、閾値ＴＨ２と称する。）以下である場合には、判定部１４ｆは危険なしと判定する。一方、存在レンジビンにおける信号強度の時間変動が閾値ＴＨ２を超える場合には、判定部１４ｆは危険ありと判定する。なお、図６において、時刻ｔ３以後の時間Ｔ３では、シャワーの水流、湯面の変動等による信号強度が例示されている。なお、実験結果などに基づいて人が閾値ＴＨ２の大きさを適宜設定してもよいし、機械学習の結果を用いて最適な閾値ＴＨ２の大きさを設定してもよい。

【0050】

特に、入浴者Ｈが洗い場３１にいると共に危険ありとの判定の場合には、判定部１４ｆは、入浴者Ｈが洗い場３１で倒れた可能性が高いと判定してもよい。あるいは、入浴者Ｈが浴槽３４にいると共に危険ありとの判定の場合には、判定部１４ｆは、入浴者Ｈが浴槽３４の湯面下に沈んでしまっている可能性が高いと判定してもよい。

【0051】

入浴者Ｈが危険な状態にあるか否かの判定は、判定部１４ｆによる動作なしの判定が継続する長さに基づいて行われる。例えば、入浴者Ｈが静止したまま動かない場合には、判定部１４ｆによる動作なしの判定が長時間継続する。そのため、判定部１４ｆによる動作なしの判定の継続時間が所定の閾値（以下、閾値ＴＨ３と称する。）以下である場合には、判定部１４ｆは危険なしと判定する。一方、判定部１４ｆによる動作なしの判定の継続時間が閾値ＴＨ３を超える場合には、判定部１４ｆは危険ありと判定する。なお、実験結果などに基づいて人が閾値ＴＨ３の大きさを適宜設定してもよいし、機械学習の結果を用いて最適な閾値ＴＨ３の大きさを設定してもよい。

【0052】

次に、判定部１４ｆによる判定の結果、入浴者Ｈに危険なしと判断された場合には（図５のステップＳ５でＮＯ）、ステップＳ３～Ｓ５の処理が再び実行される。一方、判定部１４ｆによる判定の結果、入浴者Ｈに危険ありと判断された場合には（図５のステップＳ５でＹＥＳ）、送受信処理部１４ｂは、通信機１３に指示信号を送信して、判定部１４ｆによる判定結果を報知装置２０に送信させる。これにより、動体検知装置１０とは別の室内にある報知装置２０のモニタ２１又はスピーカ２２を通じて、当該別の室内の在室者に入浴者Ｈの危険性が報知される（図５のステップＳ６）。以上で、入浴者Ｈの検知処理が終了する。

【0053】

［実験例］
以上のように構成された動体検知システム１を用いて、実験を行った。具体的には、図１と同様に、動体検知装置１０を浴槽３４の側方の壁面に取り付けた状態で、被験者が以下の５つのシナリオに基づき浴室３０内で行動した。
・シナリオ１：被験者は、ドア３２を通って脱衣所から洗い場３１に入り、次に洗い場３１で風呂椅子に座りながら風呂桶を使って湯を浴び、次に浴槽３４内に入り、次に浴槽３４から出て洗い場３１に移動し、その後にドア３２を通って洗い場３１から脱衣所に出た。
・シナリオ２：被験者は、ドア３２を通って脱衣所から洗い場３１に入り、次に洗い場３１で風呂椅子に座りながら風呂桶を使って湯を浴び、その途中で気を失って転倒したことを想定して床に寝そべった。
・シナリオ３：被験者は、ドア３２を通って脱衣所から洗い場３１に入り、次に洗い場３１で風呂椅子に座りながら湯を浴び、次に浴槽３４内に入り、その途中で気を失って沈溺したことを想定して湯面下に潜水した。
・シナリオ４：被験者は、ドア３２を通って脱衣所から洗い場３１に入り、次に洗い場３１で立ちながらシャワーを浴び、その途中で気を失って転倒したことを想定して床に寝そべった。
・シナリオ５：被験者は、ドア３２を通って脱衣所から洗い場３１に入り、次に洗い場３１で風呂椅子に座りながらシャワーを浴び、その途中で気を失って転倒したことを想定して床に寝そべった。

【0054】

シナリオ１の実験結果を図８（ａ）に示す。シナリオ２の実験結果を図８（ｂ）に示す。シナリオ３の実験結果を図９（ａ）に示す。シナリオ４の実験結果を図９（ｂ）に示す。シナリオ５の実験結果を図１０に示す。図８～図１０によれば、被験者の移動に伴って被験者がどの場所にいるのか及び被験者が動作しているか否かが判定部１４ｆによって特定できていることが確認された。また、図８（ｂ）、図９（ａ）、図９（ｂ）及び図１０によれば、被験者が床に寝そべったり、湯面下に潜水したりと、危険な状態の発生を想定した行動を被験者がとった場合に、判定部１４ｆによって危険ありと判定されることが確認された。

【0055】

［変形例］
以上、本開示に係る実施形態について詳細に説明したが、本発明の要旨の範囲内で種々の変形を上記の実施形態に加えてもよい。例えば、図１１に示されるように、動体検知装置１０は、浴槽３４の短手方向に沿って延びる浴室３０の壁面に取り付けられていてもよい。この場合、入浴者Ｈが存在場所（洗い場３１又は浴槽３４）をレンジビンに基づいて検知することができないので、発信機１１から発信される無線電波の指向性を制御して、無線電波の伝播方向と交差する方向において複数の検知エリア（例えば、図１１では２つの検知エリアＲ１，Ｒ２）を検知可能に発信機１１が構成されていてもよい。この場合、指向性の制御方法としては、例えば、メカニカルスキャン方式、モノパルス方式、デジタルビームフォーミング方式などを採用しうる。なお、図１１の場合において、入浴者Ｈの存在場所以外の検知（入浴者Ｈの動作及び入浴者Ｈが危険な状態かの検知）は、上記の実施形態と同様に実行可能である。

【0056】

動体検知装置１０は、給湯機器用浴室リモコン、浴室用手摺りなどの内部に、上記の発信機１１、受信機１２、通信機１３、制御部１４、バス１５等が組み込まれたものであってもよい。

【0057】

動体検知装置１０は、有線で報知装置２０と接続されていてもよい。

【0058】

上記の実施形態では、報知装置２０は、動体検知装置１０と同じ建物内に取り付けられていたが、動体検知装置１０とは異なる建物内に取り付けられていてもよいし、移動通信可能な携帯端末（例えば、携帯電話、スマートフォンなど）であってもよい。当該異なる建物としては、例えば、入浴者Ｈと別居している家族の家、救急医療サービスを提供する施設（日本においては消防署）などが挙げられる。これらの場合、動体検知装置１０が、入浴者Ｈの場所、動作、危険な状態か否か等の検出した情報を報知装置２０に送信することで、入浴者Ｈとは離れた場所にいる家族、救急隊などが入浴者Ｈの状態を知ることができる。そのため、入浴者Ｈが単身生活者の場合であっても、入浴者Ｈの状態を見守ることが可能となる。

【0059】

動体検知装置１０は、浴室３０内に限られず、ヒートショックによるショック症状が発生しやすい他の場所（例えば、脱衣所、トイレ、廊下など）に設置されていてもよい。

【0060】

動体検知装置１０は、ヒートショックによるショック症状の発生を検知するのみならず、何らかの原因で検知対象者に危険が生じていることを検知することもできる。すなわち、動体検知装置１０は、検知対象者を見守るための種々の用途に適用しうる。

【0061】

トラッキング部１４ｅは、存在レンジビンと、その両隣の一方に位置する隣接レンジビンとの２つのレンジビンのそれぞれにおける信号強度の時間変動に基づいて、入浴者Ｈの位置をトラッキングしてもよい。あるいは、トラッキング部１４ｅは、存在レンジビンのみにおける信号強度の時間変動に基づいて、入浴者Ｈの位置をトラッキングしてもよい。

【0062】

判定部１４ｆは、入浴者Ｈが浴槽３４内にいると共に危険ありとの判定の場合には、浴槽３４の排水栓を制御して、当該排水栓を自動で開放するようにしてもよい。この場合、浴槽３４内で入浴者が気絶した場合でも、入浴者Ｈの沈溺を防止することが可能となる。

【0063】

図１に示されるように、リフレクタ３５（例えば、鏡）を少し傾けて浴室３０内に設置してもよい。図１において、リフレクタ３５は、洗い場３１のうちドア３２から離れた側の壁面に、ドア３２の方向を向くように取り付けられている。これにより、発信機１１から発信された無線電波は、リフレクタ３５によって反射されてドア３２に向かっていく。また、リフレクタ３５に向かってくる反射波も、リフレクタ３５反射されて受信機１２に向かっていく。そのため、通常は発信機１１から発信される無線電波の死角になっている脱衣所も検知対象とすることが可能となる。

【0064】

［実施形態の例示］
以下に説明される本開示に係る実施形態は本発明を説明するための例示であるので、本発明は以下の内容に限定されるべきではない。

【0065】

（例１）本開示の一つの例に係る動体検知装置（１０）は、広帯域の無線電波を所定の検知エリア（Ｒ）に向けて発信可能に構成された発信部（１１）と、発信部（１１）から発信された無線電波の反射波を受信可能に構成された受信部（１２）と、制御部（１４）とを備える。制御部（１４）は、受信部（１１）が受信した反射波に基づいて、検知エリア（Ｒ）を構成する複数の領域（Ｂ１～Ｂ８）のそれぞれにおける信号強度を算出する第１の処理と、複数の領域（Ｂ１～Ｂ８）のそれぞれにおける信号強度の時間変動に基づいて、複数の領域（Ｂ１～Ｂ８）のうち動体（Ｈ）が存在する存在領域を特定する第２の処理と、存在領域と存在領域に隣り合う少なくとも一つの隣接領域とのそれぞれにおける信号強度の時間変動に基づいて、動体（Ｈ）の位置をトラッキングする第３の処理とを実行する。

【0066】

ところで、シャワー及び水栓からの水流、浴槽の湯面などは、変動しているものの、一般に、信号強度の時間変動はそれほど大きくない。一方、人体の動きは一定ではなく、人体が動いたときの信号強度の時間変動は極めて大きくなる傾向にある。そのため、第２の処理では、信号強度の時間変動に基づいて動体が検知される。しかも、第２の処理では、複数の領域ごとに信号強度の時間変動が算出されるので、当該時間変動が大きい領域が検知されると、その領域に動体が存在することが把握される。このように、信号強度の時間変動の大きさを基準とすることで、人体の動きとは異なる、水流、湯面等の変動の影響が抑制される。加えて、第３の処理では、動体のトラッキングのために、第２の処理で特定された動体の存在領域とその隣接領域とのそれぞれにおける信号強度の時間変動を利用している。そのため、これらの領域外で突発的に信号強度の時間変動が大きくなっても、それを動体と誤検知することが抑制される。以上より、例１に係る動体検知装置によれば、外乱の大きい環境下においても、動体を正確に検知することが可能となる。

【0067】

（例２）例１に記載の装置（１０）において、制御部（１４）は、第３の処理において、存在領域と存在領域の両隣に位置する一対の隣接領域とのそれぞれにおける信号強度の時間変動に基づいて、動体（Ｈ）の位置をトラッキングしてもよい。この場合、動体の位置をトラッキングするために、存在領域及びそれに隣接する前後の領域が利用される。そのため、トラッキングのための領域が拡大されるので、動体が存在領域の前後のどちらに移動した場合でも、容易にトラッキングすることが可能となる。

【0068】

（例３）例１又は例２に記載の装置（１０）において、制御部（１４）は、存在領域における信号強度の時間変動が所定の閾値を超えて変動した場合に、動体（Ｈ）が異常状態にあると判定する第４の処理をさらに実行してもよい。ここで、動体、例えば人体が、倒れ込んだり、浴槽内に沈んでしまったりしたときには、人体が通常よりも大きく動作する。そのため、通常よりも大きな信号強度の時間変動が発現する。従って、例３によれば、信号強度の時間変動に基づいて動体の異常状態を判定することが可能となる。

【0069】

（例４）例１～例３のいずれか一つに記載の装置（１０）において、制御部（１４）は、第３の処理におけるトラッキングの結果、動体（Ｈ）が所定時間継続して静止状態にある場合に、動体（Ｈ）が異常状態にあると判定する第５の処理をさらに実行してもよい。ここで、動体、例えば人体が、倒れ込んだり、浴槽内に沈んでしまったりに至らないまでも、気絶等により静止状態を継続することが起こりうる。例４によれば、このような場合でも、動体の異常状態を判定することが可能となる。

【0070】

（例５）本開示の他の例に係る動体検知システム（１）は、建物内の所定箇所に設置され、例１～例４のいずれか一つに記載の装置（１０）と、当該装置（１０）との間で通信して、当該装置（１０）から送信された動体（Ｈ）に関する情報を報知するように構成された報知装置（２０）とを備える。この場合、例１～例４のいずれか一つに記載の装置が検知した動体の動作の様子、動体の異常状態などを、当該装置とは異なる位置にある報知装置を介して把握することができる。そのため、例えば、入浴者の様子を、キッチン、リビング、外出先などの浴室外から見守ることが可能となる。

【0071】

（例６）例６に記載のシステム（１）は、発信部（１１）から発信された無線電波及びその反射波の進行方向を変更させるように構成されたリフレクタ（３５）をさらに備えてもよい。この場合、リフレクタで電波の進行方向を変更することにより、通常は発信部から発信される無線電波の死角になっている領域も、動体の検知対象とすることが可能となる。

【0072】

（例７）本開示の他の例に係る動体検知方法は、広帯域の無線電波を所定の検知エリア（Ｒ）に向けて発信する第１の工程と、無線電波の反射波に基づいて、検知エリアを構成する複数の領域（Ｂ１～Ｂ８）のそれぞれにおける信号強度を算出する第２の工程と、複数の領域（Ｂ１～Ｂ８）のそれぞれにおける信号強度の時間変動に基づいて、複数の領域（Ｂ１～Ｂ８）のうち動体（Ｈ）が存在する存在領域を特定する第３の工程と、存在領域と存在領域に隣り合う少なくとも一つの隣接領域とのそれぞれにおける信号強度の時間変動に基づいて、動体（Ｈ）の位置をトラッキングする第４の工程とを含む。この場合、例１と同様の作用効果が得られる。

【0073】

（例８）例７に記載の方法において、第４の工程は、存在領域と存在領域の両隣に位置する一対の隣接領域とのそれぞれにおける信号強度の時間変動に基づいて、動体（Ｈ）の位置をトラッキングすることを含んでもよい。この場合、例２と同様の作用効果が得られる。

【0074】

（例９）例７又は例８に記載の方法は、存在領域における信号強度の時間変動が所定の閾値を超えて変動した場合に、動体（Ｈ）が異常状態にあると判定する第５の工程をさらに含んでもよい。この場合、例３と同様の作用効果が得られる。

【0075】

（例１０）例７～例９のいずれか一項に記載の方法は、第４の工程におけるトラッキングの結果、動体（Ｈ）が所定時間継続して静止状態にある場合に、動体（Ｈ）が異常状態にあると判定する第６の工程をさらに含んでもよい。この場合、例４と同様の作用効果が得られる。

【符号の説明】

【0076】

１…動体検知システム、１０…動体検知装置、１１…発信機（発信部）、１２…受信機（受信部）、１３…通信機、１４…制御部、１４ｃ…信号強度算出部、１４ｄ…動体検出部、１４ｅ…トラッキング部、１４ｆ…判定部、２０…報知装置、２１…モニタ（報知部）、２２…スピーカ（報知部）、２３…通信機、３５…リフレクタ、Ｂ１～Ｂ８…レンジビン（領域）、Ｒ…検知エリア。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】