The method and system of monitoring

本発明は、モニタリング及び監視の方法及びシステムに関する。

高齢者が自身の家庭環境でより長く暮らしていくことを可能にすることが望まれる場合、家庭環境において高齢者の状態をモニタリングすることが不可欠である。 今まで提示された解決法は、それほど有用ではないことが判明した。 安全リストバンドシステムが一般に使用されている。 これらの弱点は、使用者がリストバンドを常に装着しなければならず、緊急の場合は警報ボタンを押すことができなければならない、ということである。 健康をモニタリングするリストバンドもあるが、これらの問題は誤った警報である。

従来技術では、圧電材料を含むフィルムが床に設置され、このフィルムが移動によってもたらされる振動を記録する解決法も試されてきた。 これの欠点は、じっとしている人を認識することができないということである。 これらの種類のセンサーはまた、建物の他の振動に対して影響を受けやすく、これは感度不良又は誤警報につながる。

床内又は床下に設置されるセンサーであって、静電容量センサーを通して圧力又は振動の変化なしに人の存在及び動きを認識することができるセンサーを使用することも知られている。 床下に設置されるこれらセンサーの問題は、それらが必ずしも全ての種類の床材で作用するとは限らない、ということである。 センサーの床設置には、モニタリング領域全体への床表面材料の設置も必要であり、その場合、古い空間における床センサーの設置には多量の作業が必要である。

従来技術では、例えば赤外光の認識に基づくビデオカメラ又は動き検出器を使用する可能性も示唆されてきたが、これらの解決法もまた、成功しないことが分かった。 カメラを用いることにより、プライバシーに関する厄介な問題もある。

本発明は、対象を検出する、対象をモニタリングするシステム及び方法を提供する。 本発明によるシステムは、対象の存在の測定が可能な少なくとも２つのセンサーを備えている。 センサーは、超音波センサーである。 本発明によるセンサーを、例えば天井に設置することができる。

本発明によるシステムは、超音波センサーと組み合わされてセンサー観察値を生成する測定電子回路と、プロセッサ及びメモリを備えかつセンサー観察値を処理するのに適しているコンピューターデバイスとをさらに備えている。 本システムは、センサー情報に基づいて対象を検出し、対象に追従して、１つ又は複数のセンサー観察値に基づいて対象に関する事象を検出することができる。 センサー観察値の位置は、例えば観察を行ったセンサーの位置に基づいて特定されることができる。

本発明によるシステムを、例えば人をモニタリングするのに使用することができる。 １つの用途は、高齢者の状態（condition）及び一時的な状態（state）を、例えば高齢者のアパートにおいて又は老人ホームにおいてモニタリングすることである。 高齢者の状態及び一時的な状態に関してシステムによって収集されたデータを、例えば、中央管理室、又は或る特定の空間及び／又はその空間内で動いている人々をモニタリングする、対応する権限のある人に送信することができる。

請求項１の方法及び請求項１１のシステムを使用することにより、本発明の問題を取り除くことができ、必要な使用要求に対応する構成を実施することができる。 本発明を特徴付けるものを、付随する請求項から理解することができる。

従来のシステムに比較して本発明のシステムの利点は、特に、モニタリング領域の床材がセンサーの動作に影響を与えない、ということである。 既知の静電容量床センサーの場合、床材の測定結果に対する影響は問題であり、静電容量床センサーを使用しているシステムが、衛生関連の個室（sanitary cabin）から、倒れた人を認識することができないという状況になる。

さらに、本発明のシステムは、超音波センサーを表面設備（surface installation）として設置することができるため、例えば、床表面を新しくすることも必要であることが多い床センサーより、後にモニタリング空間に設置するのが容易である。 これにより、例えば衛生関連の個室への超音波センサーの容易な設置が可能になる。 それは、衛生関連の個室において、天井設備として行われる設置に、センサーの床設置ほど要件及び制限がないためである。

本発明を以下の図面を用いて例示する。

幾つかの超音波センサーが設置される空間例における本発明の一実施形態によるシステムを示す。

測定対象がモニタリング空間において立っている、本発明の一実施形態によるシステムの測定事象を示す。

測定対象がモニタリング空間において立っている図２Ａの事象における本発明の一実施形態によるシステムの測定値を示す図である。

測定対象がモニタリング空間において横になっている、本発明の一実施形態によるシステムの測定事象を示す。

測定対象がモニタリング空間において横になっている図３Ａの事象における本発明の一実施形態によるシステムの測定値を示す。

図１は、幾つかの超音波センサー１０２が設置されている空間例における本発明による装置の一実施形態を示す。 超音波センサーを、例えば部屋の天井１１０に設置することができる。 幾つかの超音波センサー１０２により、モニタリング空間１０８の床表面積を、超音波センサー１０２の並んで位置する測定領域１０４でカバーすることができる。 測定領域１０４は、超音波センサー１０２が対象１０６を検出することができる領域である。 モニタリング空間１０８を、空間全体又は或る特定の空間の一部のみとすることができる。 モニタリング空間を、例えば１つ又は複数の部屋と空間の幾つかの部分とから構成することができ、例えば、クローゼット等の固定設備を、モニタリング空間外に残すことができる。

対象１０６の検出を、距離測定用の超音波センサー１０２を用いることによって行うことができ、その場合、センサーから床より高いレベルまでの距離を、超音波センサー１０２の測定領域に対象がいることを意味するものとみなすことができる。 正確な測定により、対象が高いか低いか、及び対象がいずれの姿勢にあるかを判断することもできる。

本発明によるシステムはまた、多くのセンサーからのデータを結合して、複数のセンサーのデータから対象の動き及び姿勢を判断することもできる。 図２Ａは、モニタリング空間における対象１０６がシステムによって測定されている状況を示す。 対象は、空間において、かつ超音波センサー２０２の測定領域２０５において超音波センサー２０２の下で立っている。 超音波センサー２０１、２０３は超音波センサー２０２と並んでいるが、対象はこれらのセンサーの測定領域２０４、２０６にはいない。 図２Ｂは、図２Ａに示す状況において超音波センサー２０１、２０２、２０３からの距離測定によって実施された、測定された高さ値を示す。 図２Ｂに示す距離測定結果から、高さ測定により、超音波センサー２０１、２０３の測定領域２０４、２０６ではなく超音波センサー２０２の測定領域２０５においてのみ、床レベルから逸脱する結果がもたらされることを理解することができる。 この場合、システムは、対象が超音波センサー２０２の測定領域２０５のモニタリング空間におり、対象が立っているという情報を形成することができる。

図３Ａは、モニタリング空間における対象１０６が本システムによって測定されており、対象が、超音波センサー２０１、２０２、２０３の測定領域２０４、２０５、２０６において倒れている状況を示す。 図３Ｂは、図３Ａに示す状況において超音波センサー２０１、２０２、２０３からの距離測定によって実施された、測定された高さ値を示す。 図３Ｂに示す距離測定結果から、高さ測定により、超音波センサー２０１、２０２、２０３の全ての測定領域２０４、２０５、２０６における床レベルから逸脱した結果がもたらされることを理解することができる。 しかしながら、測定された高さは、図２Ｂにおいて測定された、立っている対象の測定された高さ測定結果より小さい。 この場合、本システムは、対象が超音波センサー２０１、２０２、２０３の測定領域２０４、２０５、２０６におけるモニタリング空間におり、対象が横になった姿勢にあるという情報を形成することができる。

本発明のシステムは、超音波センサーを用いてセンサー観察値を生成する測定電子回路と、センサー観察値を処理することができ、例えばデータ処理装置である、プロセッサ及びメモリを備える中央ユニットとを更に備えている。 本システムの中央ユニットは、１つ若しくは複数の超音波センサー又はセンサー群を制御することができ、１つのセンサー群は、例えば、部屋等の同じ空間にある超音波センサーを意味する。

中央ユニット及び測定電子回路をセンサーに組み込むことができ、又はそれらを１つ若しくは複数の別個のユニットに配置することができる。

多くの実施形態では、まず、変化していない空間のマッピングを行うこと、すなわち、本質的に動いておらず変化していない対象及び構造体がそれらのあるべき場所にあるときの超音波センサーの測定結果をマッピングすることが有利である。 これは、アパートにおいて、家具は適所にあるが、アパートにいかなる人、ペット又はロボットもいないときの状況である。 このマッピングデータをシステムに、例えば中央ユニットにあるメモリに、又は通信ネットワークを介して、例えば管理センター若しくはサービスセンターにあり得るメモリ装置に格納することができる。 この目的で、この構成は、中央ユニットにあるか又は通信ネットワークを介して中央ユニットに接続することができるメモリ手段を有していなければならない。

本発明の一実施形態では、システムは、変化しない空間のマッピングを常に又は所定間隔で行い、その場合、システムは、例えば新たな家具又は家具の配置の変化によってもたらされる空間の変化を認識することができる。 このように、本システムは、モニタリング空間における変化に対して少しずつ適合することができる。

さらに、本システムの超音波センサーにより、対象１０６の動きをモニタリングすることができる。 この動作のために、本システムの中央ユニットは、必要なソフトウェアと観察される信号の特有の特徴に関する情報とを有している。 概して、中央ユニットは、センサーを介して受信された信号から、例えば、対象の位置、速度、移動方向、状態及び姿勢に関する情報を判断することができる。

本システムによって収集されるデータを、例えば、管理センター、又はその空間及び／又は空間内の人々を管理する他の権限のある人に送信することができる。 本システムと或る特定の受信機との間の情報の転送を、電話接続、有線広帯域接続、無線接続又は光若しくは音響接続を用いて行うことができる。 データセキュリティ及びプライバシーに関する問題をデータ転送において考慮することが有利であり、そこでは、権限の幾つかの順序も関連する。 データ転送を、例えばシステムの中央ユニットによって行うことができる。 複数の超音波センサー又はセンサー群を、有線接続又は無線接続を介して中央ユニットに接続することができる。

中央ユニットの機能の一部が、データ接続を介して、別の場所、例えばサービスセンターの中央制御施設において実行されることが可能である。

本発明のシステムを用いて、例えば以下のようにセキュリティをモニタリングすることができる。 アパートの居住者は、晩に自身のベッドに寝付く。 この後、誰かがアパートにやって来た場合、システムは、事前に構成することができる警報手続きを行う。 警報手続きは、例えば、警報信号（ブザー、照明、サイレン、警報ベル）の開始、警報センター若しくはサービスセンター、モニタリングしている人若しくは関係者と連絡をとることを含むことができる。 これらのタスクを行うために、本システムは、例えばクロック回路等、時間情報を処理するのに必要な手段を有していなければならない。

概して、本システムの超音波センサーの少なくとも一部は、対象１０６がアクセスすることができる場所の表面、例えば床、壁、ドア又は天井の表面に又はその付近に配置されている。

上述した例は、主に家庭環境におけるモニタリングに関する。 本システムを、他の場所、例えば博物館、銀行、産業空間又はオフィス空間、倉庫、刑務所、管、スポーツ及びフィットネス施設、学校並びに動物シェルターにおいて使用することもできることは当然である。 以下、これらの空間及び他のあり得る標的空間を、概してモニタリング空間と呼び、モニタリングに関する手続きをモニタリング手続きと呼ぶ。

本システムを使用して、対象１０６がアクセスすることができないか又はアクセスすることができるべきではない空間をモニタリングすることもできる。 そして、超音波センサーの少なくとも一部は、対象１０６がそこに又はその付近にアクセスすることができず、又はアクセスすることができるべきではない若しくは向かう理由があるべきではない危険な物品又は貴重な物品の周囲等、こうした空間の付近に配置される。

本システムはまた、その領域における照明、空調設備、アクセス制御、施錠、他の警報、案内及び監視システム又はロボットシステム等のモニタリング空間の特徴を制御することもできる。 本システムの超音波センサーの測定結果に基づいて、案内コマンド及び例えば位置情報を、モニタリング空間で動いているロボットに送ることができる。 この場合、本システムは、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、ＷＬＡＮ又は他の送受信機器等、これに必要な手段を備えている。

本発明のシステムを、床センサーに基づくシステムと同時に使用することができ、それらシステムの制御及び管理を、同じハードウェア及びソフトウェアで行うことができる。

本発明の一実施形態では、超音波センサーを帯状片（strip）に、例えば、例えば天井に取り付け可能である国際公開第９８／２３８９６号に記載されている帯状片に取り付けることができる。 帯状片は、超音波センサーとともに他の構成要素も備えることができる。

本発明によるシステムを使用して人に経路を指示するか又は人を案内することもでき、そこでは、超音波センサーを用いて、案内に必要なセンサー情報が収集される。 案内を、光ストリップ又は他の光信号を用いて行うことができる。 本発明のシステムを用いて、例えば待ち行列を制御することができ、その場合、待ち行列における人々の数及び／又は待ち行列がいっぱいであるか若しくは空いているかをモニタリングすることができる。 超音波センサーを用いて収集される情報を用いて、人々を例えば空いている待ち行列に案内することができる。 待ち行列制御を、例えば、国際出願第２０１２０８４２４８号に記載されている信号を用いて、国際出願第２０１２０８４２４８号に記載されている方法で実施することができる。 本発明による超音波センサーを、国際出願第２０１００８４２４８号に記載されている床センサーの代わりに又はそれら床センサーとともに使用することができる。

本発明の一実施形態では、本システムは、超音波センサー及び／又は他のセンサーから受信した対象の位置情報に基づいて、光信号、光ストリップ又は他のガイドを用いて、対象を案内することができる。 案内の速度を、対象が移動している速度と同じであるように調整することができ、案内を、案内システムが設置されている全ての領域において動的に行うことができる。

一実施形態では、本発明のシステムを用いてエレベーターを制御することができる。 エレベーター制御に対する実施形態では、少なくとも１つの超音波センサーが、全ての階のエレベーターの正面のエレベーターロビーに配置され、その超音波センサーは、エレベーターを待っている人々の数を認識し、及び／又は人々の数を概算する。 本システムは、人々の移動方向に基づいて案内システムにより人をエレベーターに最適に案内することも目的とする。 一実施形態では、エレベーター制御を、エネルギー消費に基づいて最適化することもできる。 エレベーター制御を、例えば、国際公開第２０１１０１２７６８号に記載されているように行うことができる。 本発明による超音波センサーを、国際公開第２０１１０１２７６８号に記載されている床センサーの代わりに又はそれら床センサーとともに使用することができる。

したがって、本発明は、モニタリング空間１０８における１又は複数の対象の存在、位置、動き及び／又は姿勢をモニタリングする方法に関する。 センサーは、超音波センサー１０２、２０１、２０２、２０３であり、モニタリング空間１０８の或る特定の部分に、例えば床、壁又は天井１１０に位置している。 本方法は、超音波センサー１０２、２０１、２０２、２０３によってモニタリング空間１０８を測定するステップと、超音波センサー１０２、２０１、２０２、２０３の測定結果に基づいて対象１０６の存在、位置、動き及び／又は姿勢を判断するステップとを含む。

本発明の１つの実施形態では、超音波センサー１０２、２０１、２０２、２０３は、センサーから下方の距離を測定し、対象１０６の存在、位置、動き及び／又は姿勢は、距離測定結果２０８、３０２に基づいて判断される。

本発明の１つの実施形態では、システムは管理センターを備え、対象１０６は人、例えば老人であり、対象１０６の判断された存在、位置、動き及び／又は姿勢の情報は管理センターに送られる。

本発明の１つの実施形態では、対象１０６の動きは、少なくとも２つの超音波センサー１０２、２０１、２０２、２０３の測定結果に基づいて判断され、これらの測定結果は同時のものであるか又は連続しているものである。

本発明の１つの実施形態では、並んで及び／又は連続して設置された超音波センサー１０２、２０１、２０２、２０３の測定領域１０４、２０４、２０５、２０６は、モニタリング空間１０８の面積を本質的にカバーする。

本発明の１つの実施形態では、モニタリング空間内の１又は複数の対象は、超音波センサー１０２、２０１、２０２、２０３の測定結果に基づいて追跡される。

本発明の１つの実施形態では、システムを使用する前に、変化していない空間のマッピングが行われ、それにより、モニタリング空間の固定対象に関する情報が得られる。

本発明の１つの実施形態では、変化していない空間のマッピングが、連続して又は規定された間隔で行われ、それにより、システムは、モニタリング空間内の変化に対して、例えば新たな家具及び／又は家具の移動に対して適合することができる。

本発明の１つの実施形態では、超音波センサー１０２、２０１、２０２、２０３からの測定結果に基づいて導出された情報は、一定の、事前設定された又は適合可能な基準によって評価され、この評価に基づいて、例えば管理処置又は警報処置等の或る特定の処置が講じられる。

本発明の１つの実施形態では、測定結果又は測定結果から導出された情報は、モニタリング空間の時間依存性及び対象の挙動を検出するためにメモリ手段に格納され、例えば、それにより、１つ又は複数の測定結果から導出された、或る特定の時点で記録された情報が格納され、この情報が、後の時点で導出される情報に対する比較情報として使用される。

本発明の１つの実施形態では、超音波センサー１０２、２０１、２０２、２０３からの測定結果は、人々を案内するためのセンサー情報として使用され、光ガイド等のガイドがモニタリング空間に配置され、人々は、超音波センサー１０２、２０１、２０２、２０３の測定結果に基づいてガイドによって案内される。

本発明の１つの実施形態では、エレベーターシステムにおいて、超音波センサー１０２、２０１、２０２、２０３の測定結果に基づいてエレベーターが制御され、エレベーターシステムは複数のエレベーターを備え、１つ又は複数の超音波センサー１０２、２０１、２０２、２０３は各階の各待機場所に配置され、超音波センサー１０２、２０１、２０２、２０３は、エレベーターを待っている乗員の数に関する測定結果を生成し、エレベーター用の制御手段が、超音波センサー１０２、２０１、２０２、２０３の測定結果に基づいてエレベーターの動きを制御している。

本発明の１つの実施形態では、超音波センサー１０２、２０１、２０２、２０３は、少なくとも対応する待機場所においてエレベーターを待っている乗員の存在及び数に関する測定結果を生成し、エレベーター制御手段は、各階においてエレベーターを待っている乗員の存在及び数に関する超音波センサー１０２、２０１、２０２、２０３の測定結果を受け取り、この超音波センサー１０２、２０１、２０２、２０３から受け取られた測定結果に基づいてエレベーターの動きを制御する。

本発明はまた、モニタリング空間１０８における１又は複数の対象の存在、位置、動き及び／又は姿勢をモニタリングするシステムに関する。 本システムはセンサーを具備し、センサーは、モニタリング空間１０８の或る特定の部分、例えば床、壁又は天井１１０に位置する、システムに関する。 センサーは、距離測定超音波センサー１０２、２０１、２０２、２０３である。 超音波センサー１０２、２０１、２０２、２０３は測定結果を生成し、システムは、測定結果に基づいて対象１０６の存在、位置、動き及び／又は姿勢を判断するように構成されている。

本発明の１つの実施形態では、超音波センサー１０２、２０１、２０２、２０３は、センサーから下方の距離を測定するセンサーであり、システムは、距離測定結果２０８、３０２に基づいて対象１０６の存在、位置、動き及び／又は姿勢を判断するように構成されている。

本発明の１つの実施形態では、システムは管理センターを具備し、対象１０６は人、例えば老人であり、システムは、対象１０６の判断された存在、位置、動き及び／又は姿勢の情報を管理センターに送るように構成されている。

本発明の１つの実施形態では、システムは、少なくとも２つの超音波センサー１０２、２０１、２０２、２０３の測定結果に基づいて対象１０６の動きを判断するように構成されており、これらの測定結果は同時のものであるか又は連続しているものである。

本発明の１つの実施形態では、システムは超音波センサー１０２、２０１、２０２、２０３の測定結果に基づいてモニタリング空間内の１又は複数の対象を追跡するように構成されている。

本発明の１つの実施形態では、超音波センサー１０２、２０１、２０２、２０３は、並んで及び／又は連続して設置されており、超音波センサー１０２、２０１、２０２、２０３の測定領域１０４、２０４、２０５、２０６は、モニタリング空間１０８の面積を本質的にカバーする。

本発明の１つの実施形態では、システムは、使用される前に、変化していない空間のマッピングを行うように構成されており、それにより、モニタリング空間の固定対象に関する情報が得られる。

本発明の１つの実施形態では、システムは、変化していない空間のマッピングを連続して又は規定された間隔で行うように構成されており、それにより、モニタリング空間内の変化に対して、例えば新たな家具及び／又は家具の移動に対して適合することができる。

本発明の１つの実施形態では、システムは、超音波センサー１０２、２０１、２０２、２０３からの測定結果を評価し、この評価に基づいて、例えば管理処置又は警報処置等の或る特定の処置を行うように構成されている。

本発明の１つの実施形態では、システムはメモリ手段を具備し、このメモリ手段に、モニタリング空間１０８間の時間依存性及び対象１０６の挙動を検出するために、測定信号又は測定信号から導出された情報を格納するように構成されている。

本発明の１つの実施形態では、システムは、超音波センサー１０２、２０１、２０２、２０３からの得られた測定結果を処理し、対象１０６の特性に関する情報を導出する中央ユニットを具備する。

本発明の１つの実施形態では、システムは、有線通信リンク又は無線通信リンクを用いることにより対象１０６の導出された情報を転送する手段を具備する。

本発明の１つの実施形態では、システムは、センサーに関する位置情報を格納する手段を具備するか又は該手段に接続されている。

本発明の１つの実施形態では、超音波センサー１０２、２０１、２０２、２０３は、例えば床、壁及び／又は天井１１０に固定することができる帯状片に取り付けられている。

本発明の１つの実施形態では、システムは、光ガイド等、人々を案内するガイドを具備し、超音波センサー１０２、２０１、２０２、２０３の測定結果に基づいて人々を案内するように構成されている。

本発明の１つの実施形態では、システムは、エレベーターシステムにおいて、超音波センサー１０２、２０１、２０２、２０３の測定結果に基づいてエレベーターを制御するように構成され、エレベーターシステムは複数のエレベーターを備え、１つ又は複数の超音波センサー１０２、２０１、２０２、２０３は各階の各待機場所に配置され、超音波センサー１０２、２０１、２０２、２０３は、エレベーターを待っている乗員の数に関する測定結果を生成するように構成され、エレベーター用の制御手段は、超音波センサー１０２、２０１、２０２、２０３の測定結果に基づいてエレベーターの動きを制御するように構成されている。

本発明の１つの実施形態では、超音波センサー１０２、２０１、２０２、２０３は、少なくとも対応する待機場所においてエレベーターを待っている乗員の存在及び数に関する測定結果を生成するように構成され、エレベーター制御手段は、各階においてエレベーターを待っている乗員の存在及び数に関する超音波センサー１０２、２０１、２０２、２０３の測定結果を受け取り、超音波センサー１０２、２０１、２０２、２０３から受け取られた測定結果に基づいてエレベーターの動きを制御する。

本発明は、上記に示した実施形態に限定されないが、以下に示される特許請求の範囲の範囲内において変形することができることが当業者には明らかである。 他の特徴とともに本明細書に示し得た特徴はまた、必要であれば互いに別々に用いることができる。