JP2021532840A - 移動補助デバイスで使用するための転倒を検出する方法、およびこの方法を実装する移動補助デバイス - Google Patents

Abstract

移動補助デバイス（１０）で使用するための転倒を検出する方法であって、移動補助デバイス（１０）は、使用時にユーザによって保持され、本方法は、移動補助デバイス（１０）の転倒イベントに関連して１つまたは複数の運動状態を検出する段階と、検出された２つ以上の運動状態の間の１つまたは複数のそれぞれの時間間隔を決定する段階と、決定された１つまたは複数の時間間隔を１つまたは複数の事前定義された時間閾値と比較して、それにより、移動補助デバイス（１０）を使用しているユーザの転倒イベントに関連して１つまたは複数の転倒状態を識別する段階とを含む。

Description

本発明は、ユーザの運動を補助するためのデバイスに関し、特に、限定されないが、杖または歩行杖などの歩行補助デバイスに関するが、これに限定されない。

病気、怪我、および／または加齢により移動困難なユーザまたは移動機能障害を持つユーザを補助するために、様々な補助デバイスが開発されてきた。一般的な移動補助具には、例えば、歩行杖または杖、三脚歩行器または四脚歩行器、車輪付き歩行器などが含まれ得て、これらは、歩行時に脱力感や痛みを経験するユーザ、または移動に影響を与えるその他の健康状態に苦しむユーザをある程度、支援するように設計されている。技術の進歩により、従来の歩行補助具に追加機能をさらに組み込んで、安全性、信頼性を高め、ユーザ体験を向上させることを目的として、高齢者または障害者のユーザの要求を改善またはさらに支援できる。

本発明の目的は、ユーザの運動を補助および支援するための新規の移動補助デバイスを提供することである。

本発明の別の目的は、改善された精度でユーザの転倒イベントを検出するための移動補助デバイスを提供することである。

本発明のさらなる目的は、既知の歩行補助具に関連する１つまたは複数の問題をある程度、軽減または回避すること、あるいは少なくとも有用な代替手段を提供することである。

上記の目的は、主クレームの特徴の組み合わせによって満たされ、従属クレームは、本発明のさらに有利な実施形態を開示する。

当業者は、以下の説明から本発明の他の目的を導き出すであろう。したがって、前文の目的は、網羅的なものではなく、単に本発明の多くの目的の一部を説明するのに役立つものである。

［技術的な解決策］ 第１の主要な態様では、本発明は、移動補助デバイスで使用するための転倒を検出する方法を提供する。移動補助デバイスは、使用時にユーザによって保持される。本方法は、移動補助デバイスの転倒イベントに関連して１つまたは複数の運動状態を検出する段階と、検出された２つ以上の運動状態の間の１つまたは複数のそれぞれの時間間隔を決定する段階と、決定された１つまたは複数の時間間隔を１つまたは複数の事前定義された時間閾値と比較して、それにより、移動補助デバイスを使用するユーザの転倒イベントに関連して１つまたは複数の転倒状態を識別する段階とを含む。

第２の主要な態様では、本発明は、第１の主要な態様による方法を実装する移動補助デバイスを提供する。移動補助デバイスは、移動補助デバイスの転倒イベントを検出するための感知モジュールを備え、感知モジュールは、デバイスの転倒イベントに関連する１つまたは複数の運動状態を検出するための少なくとも１つのセンサと、感知モジュールに接続された処理モジュールと、感知モジュールの少なくとも１つのセンサによって検出された２つ以上の運動状態の間の１つまたは複数のそれぞれの時間間隔を決定し、１つまたは複数の決定された時間間隔を１つまたは複数の事前定義された時間閾値と比較して、移動補助デバイスを使用するユーザの転倒イベントに関連する１つまたは複数の転倒状態を識別するように構成される処理モジュールとを含む。

第３の主要な態様では、本発明は、プロセッサ上に実装されると、第１の主要な態様による方法の段階を実施する、機械可読命令を格納するコンピュータ可読媒体を提供する。

第４の主な態様では、本発明は、データを格納するためのメモリと、コンピュータ可読命令を実行するためのプロセッサとを備えるシステムを提供し、プロセッサは、実行されると、第１の主要な態様による方法を実装するコンピュータ可読命令によって構成される。

本発明の概要は、必ずしも本発明を定義するために不可欠なすべての特徴を開示するものではなく、本発明は、開示された特徴の部分的な組み合わせに存在し得る。

本発明の前述した特徴およびさらなる特徴は、添付の図面と共に例としてのみ提供される好ましい実施形態の以下の説明から明らかになるであろう。

本発明による移動補助デバイスの一実施形態を示す概略図である。

図１の移動補助デバイスのブロック概略図である。

図１の移動補助デバイスの転倒イベントに関連する運動状態を示すグラフ表示である。

図１の移動補助デバイスを使用するユーザの転倒イベントに関連する転倒状態、および識別された転倒状態に応答して生成される対応する転倒警告信号を示す。

図１の移動補助デバイスのハンドル部を示す。

図１の移動補助デバイスからの光投影を示す。

充電ステーションで充電するために配置された図１の移動補助デバイスを示す。

［最良の形態］ 以下の説明は、本発明を実施するために必要な特徴の組み合わせに限定されることなく、単なる例としての好ましい実施形態である。

本明細書での「一実施形態（ｏｎｅ ｅｍｂｏｄｉｍｅｎｔ）」または「一実施形態（ｏｎｅ ｅｍｂｏｄｉｍｅｎｔ）」への言及は、実施形態に関連して説明される特定の特徴、構造、または特性が、本発明の少なくとも１つの実施形態に含まれることを意味する。本明細書の様々な場所での「一実施形態では（ｉｎ ｏｎｅ ｅｍｂｏｄｉｍｅｎｔ）」という語句の出現は、必ずしもすべてが同じ実施形態を指しているわけではなく、他の実施形態と相互に限定的な別個または代替の実施形態でもない。さらに、いくつかの実施形態によって示され得て、他の実施形態によって示され得ない様々な特徴が説明される。同様に、いくつかの実施形態の要件であり得るが、他の実施形態ではあり得ない様々な要件が説明される。

図に示す要素は、様々な形態のハードウェア、ソフトウェア、またはそれらの組み合わせで実装され得ることを理解されたい。好ましくは、これらの要素は、例えば、プロセッサ、メモリ、および入力／出力インターフェースを含み得る、１つまたは複数の適切にプログラムされた汎用デバイス上のハードウェアおよびソフトウェアの組み合わせで実装される。

図１を参照すると、本発明の実施形態による、歩行杖または杖の形態で提供される移動補助デバイス１０が示されている。図２はさらに、ブロック概略図の形態でデバイス１０の様々な部品およびモジュールを示す。

図１に示すように、杖１０は、一般に、使用中にユーザによって把持および保持されるハンドル部１２を備え得る。杖１０は、ユーザの運動を支援するための細長い本体部１４をさらに備え得る。一実施形態では、本体部１４は、使用中に歩行面に係合するための１つまたは複数のベース部１６を備え得る。任意選択で、ハンドル部１２とベース部１６を結合する細長い本体部１４は、伸縮可能な柄部の形態などの延長可能な部分（図示せず）をさらに含み得て、これにより、本体部１４を、ユーザによる作動時に延長可能または格納可能とすることができる。１つの好ましい実施形態では、ハンドル部１２は、図１に示すように、傾斜ネック部１８を介して本体部１４と結合するように配置される。より好ましくは、傾斜ネック部１８は、例えば、図６により明確に示されるように、本体部１４の長手方向軸Ａ−Ａに対して約３０度から約６０度の鋭角αを画定するように配置される。

一実施形態では、移動補助デバイス１０は、ユーザによって使用されるときに、移動補助デバイス１０の転倒イベントに基づいてユーザの転倒を検出するための転倒検出モジュール２０を備え得る。転倒検出モジュール２０は、移動補助デバイス１０の転倒運動または同等の運動、より具体的には、移動補助デバイス１０の転倒イベントに関連する、または移動補助デバイス１０の転倒イベントによって生成される、移動補助デバイス１０の１つまたは複数の運動または運動状態を検出するための感知モジュール３０を備え得る。好ましくは、運動状態は、転倒イベントを含む一連の連続的な運動であり得る。しかし、検出された運動状態が、移動補助デバイス１０の転倒イベントに関連するいくつかの独立した離散的な運動を含むことも可能である。

好ましくは、運動または運動状態は、感知モジュール３０の１つまたは複数のセンサ３２によって検出できる。センサ３２は、例えば、加速度計、ジャイロスコープ、磁力計、速度センサ、高度計、角速度センサおよび／または回転センサ、圧力センサおよび力センサなどのうちの１つまたは複数を含み得る。１つの好ましい実施形態では、センサ３２の１つまたは複数は、デバイス１０の転倒イベントに関連してデバイス１０の１つまたは複数の運動学的パラメータを検出または測定するように動作し得て、測定されたパラメータは、続いて、デバイス１０の転倒イベントに関連する１つまたは複数の運動状態に関連付けられる。一実施形態では、１つまたは複数の運動状態は、例えば、（１）ユーザによるデバイス１０からの接触の解放、または、より具体的には、デバイス１０のハンドル部１２からの把持の解放、（２）デバイス１０自体の転倒動作、（３）転倒動作後、表面に対して、または衝撃面でのデバイス１０の跳ね返り動作、（４）デバイス１０の運動の停止または中止などのデバイス１０の運動の欠如または静止状態、および／または（５）例えば、デバイス１０の傾け、または拾い上げなどの手動干渉を含み得る、デバイス１０の静止状態への干渉を含み得る。デバイス１０の静止状態の検出はさらに、デバイス１０の実質的に水平な配向の検出を含み得るか、または任意選択で、例えば、傾斜角が、例えば、歩行面などの表面に対して、例えば、約１０度など、事前定義された傾斜閾値以下である場合に、所定の傾斜角内にデバイス１０を位置決めすることを含み得る。

別の実施形態では、運動状態は、限定されないが、表面へのデバイスの衝撃、ユーザの不安定な運動の間のデバイス１０の揺れまたはぐらつきなどの転倒イベントに関連するデバイス１０の他の運動を含み得る。したがって、デバイスの転倒イベントに関連すると考えられる運動状態の他の可能な変形も包含するものとすること、および、本発明は、本明細書に記載または図面に示される実施形態によって制限されないものとすることを当業者なら理解するであろう。

転倒検出モジュール２０は、感知モジュール３０と通信するように接続された処理モジュール４０をさらに備え得る。処理モジュール４０は、感知モジュール２０と協働して機能するとき、感知モジュール３０から検出された２つ以上の運動状態の間の１つまたは複数のそれぞれの時間間隔を決定または測定する。一実施形態では、１つまたは複数の時間間隔は、例えば、（１）ユーザによるデバイス１０の接触の解放の検出と（２）デバイス１０の転倒動作の検出との間の第１の時間間隔Ｔ１、（２）デバイス１０の転倒動作の検出と（３）表面に対するデバイス１０の跳ね返り動作の検出との間の第２の時間間隔Ｔ２、（３）デバイス１０の跳ね返りの検出と（４）デバイス１０の静止状態の検出との間の第３の時間間隔Ｔ３、（４）デバイス１０の静止状態の検出と（５）デバイス１０の静止状態への干渉の検出との間の第４の時間間隔Ｔ４、および／または、例えば、（２）デバイス１０の転倒動作の検出と（５）デバイス１０の静止状態への干渉の検出との間の第５の時間間隔Ｔ５を含み得る。

運動状態および対応する時間間隔をさらに説明するために、図３は、デバイス１０の例示的な転倒イベント中の時間に関する歩行補助デバイス１０の正味加速度｜ａ｜（ｍ／ｓ２）のグラフ表示を提供する。正味加速度は、３つの座標成分（ａｘ、ａｙ、ａｚ）の加速度の２乗の合計の平方根として計算される。

図３は、最初に、デバイス１０の正味加速度の時間に伴った、すなわち、感知モジュール３０の運動センサ３２ａによって検出された０秒（０：００）の時点から約６秒（０：０６）の時点までの規則的な変化を示し、これは、デバイス１０を使用するユーザの歩行動作と相関し得る。約０：０６の時点で、時点Ｔｆ（転倒時点）で検出された正味加速度の急激な増加は、デバイス１０の転倒動作に関連し得る、すなわち、運動状態（２）に対応する。検出された圧力の変化は、図３の正味加速度のグラフからは明らかではないが、ユーザによるデバイス１０の接触または把持の解放、すなわち、感知モジュール３０の圧力センサ３２ｂによって検出可能な運動状態（１）は、デバイス１０の転倒動作の前に発生する可能性が高いことが理解されよう。（１）ユーザによるデバイス１０の接触の解放と（２）転倒時点Ｔｆとの間で決定された時間間隔は、第１の時間間隔Ｔ１に等しい。

約０：０９の時点から、正味加速度パターンの別の変化が検出され、これは、デバイス１０の転倒後の表面に対するデバイス１０の一連の跳ね返りに相関し得る、すなわち、運動状態（３）に対応する。（２）転倒時点Ｔｆから（３）跳ね返り動作の検出までの時間間隔は、第２の時間間隔Ｔ２に等しい。跳ね返り運動の直後に、デバイス１０の静止状態の検出が続き、そこでは、非常に低い正味加速度または検出できない範囲またはほとんど検出できない範囲での正味加速度が測定可能であり、すなわち、運動状態（４）に対応する。（３）跳ね返り運動の検出と（４）デバイス１０の静止状態の検出との間に決定される時間間隔は、第３の時間間隔Ｔ３に等しい。一実施形態では、静止状態の検出はまた、デバイス１０の長手方向軸に対するデバイス１０の実質的に水平な配向の検出、または、より具体的には、デバイス１０の細長い本体１４が、歩行面に対して所定の傾斜角閾値内の小さな傾斜角をなしているかどうかの検出によって実施または支援され得る。特定の一実施形態では、傾斜角の閾値は、表面に対して約１０度以下とすることができる。言い換えれば、デバイス１０が、その長手方向軸が現在静止している表面に対して１０度未満の角度にある状態で検出された場合、デバイス１０は、表面に対して実質的に水平に配向していると見なされ、静止状態、すなわち運動状態（４）にあると見なされる。

静止状態は、デバイス１０が保持されていない間、すなわち、静止状態への干渉が行われるまで、すなわち、運動状態（５）まで、表面上で静止または実質的に静止したままとすることができる間、一定期間継続され得る。これは、例えば、転倒した歩行補助デバイス１０が人によって動かされたり、拾い上げられたりする状況を含み得る。（４）静止状態の検出と（５）干渉の検出との間の時間間隔は、第４の時間間隔Ｔ４に等しい。さらなる一実施形態では、転倒時点Ｔｆと（５）デバイスの静止状態への干渉の検出との間の時間間隔は、第５の時間間隔Ｔ５に等しい。

関連する時間間隔を決定した後、処理モジュール４０は、時間間隔を１つまたは複数のそれぞれの事前定義された時間閾値とさらに比較して、移動補助デバイスを使用するときのユーザの転倒イベントに関連する１つまたは複数の事前定義された転倒状態を識別する。これにより、改善された精度で、識別された転倒状態に基づいて推定される、デバイス１０のユーザの転倒イベントの検出または少なくとも推定が可能になり、転倒状態は、時間に対する歩行補助デバイス１０の一連の検出された運動状態を分析および比較することによって決定される。決定された転倒状態に基づくユーザの転倒の体系的な検出は、既知のデバイスと比較した場合、デバイス１０の転倒イベント、すなわち、デバイス１０のユーザの推定された転倒イベントの検出の精度を大幅に向上させることが見出され、それにより、誤った転倒警告の可能性を回避、最小化、または少なくとも低減する。

例えば、第１の転倒状態は、第１の時間間隔Ｔ１が約８秒〜約１２秒の範囲内にあるとき、好ましくは、約１０秒であるとき、すなわち、ユーザによるデバイス１０のハンドルからの把持の解放が、例えば、デバイス１０の転倒時点Ｔｆ前の約１０秒に等しい時間か、またはそれよりも短い時間に発生するときに識別され得る。第２の転倒状態は、第２の時間間隔Ｔ２が約０．１秒〜約３秒の範囲内であるとき、好ましくは、転倒時点Ｔｆ後の約２秒であるとき、すなわち、デバイス１０の跳ね返り運動が、例えば、Ｔｆ後の約２秒と等しい時間か、またはそれより短い時間に発生するときに識別される。第３の転倒状態は、第３の時間間隔Ｔ３が約０．１秒〜約３秒の範囲内であるとき、好ましくは、デバイス１０の跳ね返り後の約２秒であるとき、すなわち、デバイス１０の静止状態が、例えば、デバイス１０の跳ね返りの後、約２秒と等しい時間か、またはそれより短い時間に発生するときに識別される。第４の転倒状態は、第４の時間間隔Ｔ４が少なくとも約５秒〜約１５秒であるとき、好ましくは、約１０秒であるとき、すなわち、デバイス１０が実質的に動かなくなった後、例えば、約１０秒の時点で手動干渉が発生するときに識別される。第５の転倒状態は、少なくとも約１４秒〜約１６秒、好ましくは、約１５秒の第５の時間間隔Ｔ５、すなわち、例えば、Ｔｆ後の約１５秒の時点で手動干渉が発生するときに識別される。

転倒検出モジュール２０は、処理モジュール４０と通信するように接続された信号モジュール５０をさらに備え得る。信号モジュール５０は、上述したように、処理モジュール４０によって識別される１つまたは複数の転倒状態に応答して転倒警告信号を生成するように配置される。一実施形態では、第１の警告信号は、例えば、第１、第２、第３、第４および第５の転倒状態からの少なくとも４つの転倒状態が比較段階によって識別されるときに生成され得る。一実施形態では、第１の警告信号は、直ちに注意または補助が必要とされる、比較的高い危険性または発生の可能性でのユーザの転倒を推定する警告に対応し得る。

さらなる一実施形態では、第１、第２、第３、第４、および第５の転倒状態のうちの少なくとも２つが識別されると、信号モジュール５０によって第２の転倒警告を生成することもできる。好ましくは、５つの転倒状態のうちの少なくとも２つは、少なくとも第１の転倒状態を含み得る。一実施形態では、第２の警告信号は、第１の警告信号によって示唆される転倒警告と比較した場合、比較的低い危険性または発生の可能性でのユーザの転倒を示唆する転倒警告に対応し得る。一実施形態では、危険性の高い第１の警告信号は、危険性の低い第２の警告信号がトリガされ、所定の期間、すなわち、直ちに注意または補助が必要とされる、ユーザの真の転倒イベントおよび／またはユーザの負傷を示唆する可能性がある警告を手動で切る、および／または取り消すなどの人の干渉を伴わない期間維持された後に生成され得る。

さらに別の実施形態では、第１および第２の警告信号はまた、転倒状態のトリガの組み合わせが、例えば、それぞれの転倒警告を出力するために必要な感度またはセキュリティのレベルに応じてなど、ユーザの特定の要求および／または製品仕様に従って、ユーザおよび／または製造業者によってプログラムまたはカスタマイズできるため、１つまたは複数の所定の転倒状態の任意の組み合わせが満たされ、識別されたときにトリガされ得る。

図４はさらに、上述したような１つまたは複数の転倒状態の識別に基づく、第１および／または第２の警告信号のいくつかの例示的なトリガの組み合わせに関する要約を示す。すでに述べたように、転倒警告信号は、ユーザの特定の要求に従って決定、プログラム、および／またはカスタマイズでき、したがって、デバイス１０の特定の要件および／またはユーザの設定に基づいて、使用前または製造段階で変更できる。したがって、当業者であれば、本発明が、転倒警告の任意の１つまたは複数をトリガするために、転倒状態の特定の組み合わせに限定されないことを理解されたい。図４は、特定の実施形態がどのように機能するかを例示するためのものに過ぎず、決して本発明の範囲を制限するものと見なされるべきではない。

生成された第１および／または第２の転倒警告信号は、信号モジュール５０を介して、電気信号および／または電磁信号の１つまたは複数の形態で出力できる。例えば、電気転倒警告信号は、対応する第１および／または第２の警告信号に基づいて１つまたは複数の転倒警告を出力および／または放出するための１つまたは複数の信号デバイス５２に送信でき、信号デバイス５２は、例えば、発光ユニット５３、例えば、１つまたは複数のＬＥＤライト、音放出ユニット５４、例えば、１つまたは複数のブザー、ビーパーおよび／または警報、振動ユニット５５などを含み得る。生成された警告は、ユーザの転倒を示すために、デバイス１０の近くのユーザを含む任意の人によって可視、可聴および／または認識され得る。一実施形態では、ユーザの転倒の危険性が高い可能性を示唆する、第１の警告信号に基づいて音放出ユニット５４によって生成される警告は、直ちに注意が必要であることを知らせるために、比較的大きく、長く、および／または継続的なビープ音の形態で提供でき、ユーザの転倒の危険性が低い可能性を示唆する、第２の警告信号に基づいて生成された警告は、例えば、比較的穏やかで、短く、および／または断続的なビープ音の形態で提供することができる。追加的または代替的に、発光ユニット５３によって生成される可視警告はまた、第１および／または第２の警告信号、すなわち、検出された危険性のレベルを示すために、様々な色または強度で提供することができる。

デバイス１０は、信号モジュール５０および／またはデバイス１０の他のモジュールまたは構成要素に電気的に接続された１つまたは複数の作動手段６０をさらに含み得て、作動手段６０は、デバイス１０を操作および制御するためにユーザを含む任意の人によって作動可能である。作動手段６０は、例えば、生成された転倒警告または警告信号を一時停止または取り消すなど、デバイス１０の操作に介入するために手動で作動可能である任意の既知の形態のスイッチまたはボタンを含み得る。例えば、作動手段６０は、信号モジュール５０によって生成された第２の転倒警告信号に従って生成された光警告、音警告および／または振動警告のうちの１つまたは複数を停止するように動作させることができ、それにより、手動介入がない場合に生成され得る第１の転倒警告信号の後続の生成を防止、すなわち、第２の転倒警告信号がトリガされて所定の期間維持された後の第２の転倒警告信号を停止し得る。別の実施形態では、作動手段６０はまた、デバイス１０の任意の部品または機能の動作を停止、一時停止、および変更するように作動させることができる。

デバイス１０は、デスクトップコンピュータ、ラップトップコンピュータ、タブレットコンピュータ、スマートフォン、または任意の携帯型電子スマートデバイスを含む任意の既知の形態の１つまたは複数のコンピュータデバイス１００、または緊急サービスシステムに転倒警告信号を通信するための通信モジュール７５をさらに含み得る。通信モジュール７５はまた、転倒警告信号を、プライベートまたはインターネットなどのパブリックのいずれかのネットワーク１１０に送信し、情報またはデータを交換し得る。一実施形態では、電磁警告信号は、デバイス１０とコンピュータデバイス１００および／またはネットワーク１１０との間で無線で送信できる。例えば、危険性が低い第２の警告信号が所定の期間、例えば、２０秒維持された後に、感知モジュール３０が、デバイス１０の移動および／または拾い上げなどの介入／干渉を検出できない、および／または作動手段６０を介した警告または警報の手動オフまたは取り消しがない状況では、危険性が高い第１の警告信号が生成され得る。生成と同時にまたは生成後、任意選択でデバイス１０の位置の詳細を添付し得る、テキストメッセージの形態で提供できる警告は、通信モジュール７５を介して、デバイス１０に事前設定された１つまたは複数の緊急連絡先に無線で送信され得る。他の一実施形態では、警告メッセージおよび／または位置の詳細はまた、ユーザのモバイルデバイス１００に送信でき、次いで、例えば、ユーザの緊急連絡先および／または緊急システムにさらに送られ得る。

図５を参照すると、デバイス１０の傾斜ネック部１８の前方側壁に配置された照明手段７０を備える移動補助デバイス１０のさらなる実施形態が示されている。照明手段７０は、デバイス１０がユーザによって保持されて使用されるときに、光ビームを順方向に投射するように構成される。特定の一実施形態では、照明手段７０は、約６０度〜約１２０度のビーム角で光ビームを投射する。さらなる一実施形態では、投射された光ビームのビーム角度、方向、強度、および／または色（例えば、暖かい色調または冷たい色調）は、デバイス１０に設けられた調整手段（図示せず）を介してユーザによって制御可能、調整可能、または選択可能である。例えば、照明手段７０は、デバイス１０から約１．５メートルの距離で約０ルクスに減少する約１００ルクスの強度で半径方向前方に広がるように光ビームを投射し得る。より好ましくは、照明手段７０は、図６に示されるように、デバイスから約０．５メートルの距離で約８０ルクスに減少する約１００ルクスの強度で半径方向前方に広がるように光ビームを投射する。照明手段７０は、不十分な照明のために比較的視界が悪い環境でデバイス１０を使用するときに、デバイス１０に設けられた光センサ７２によって検出可能な照明をユーザに提供するのに有利である。具体的には、照明手段７０は、ユーザの近くにいる他の人に干渉したり、影響を与えたり、邪魔したりすることなく、ユーザの視認性、すなわち、安全性を高めるのに十分な、適度なビーム角および光強度などで光ビームを提供することによって、十分かつユーザフレンドリな照明を提供するように構成される。

デバイス１０は、任意選択で、ハンドル部１２を保持している間、ユーザの手を暖かく保つために、好ましくは、デバイス１０のハンドル部１２に設けられ得る加熱素子８０を備え得る。加熱素子８０の加熱は、任意の既知の電気加熱手段によって提供でき、その動作は、温度センサ８２によって制御可能であり、その結果、周囲温度が所定の閾値温度よりも低い場合、例えば、摂氏１５度以下の場合、温度センサ８２は、加熱素子８０による加熱をトリガする。

任意選択で、デバイス１０はまた、通信モジュール７５を介してユーザのモバイルデバイス１００と通信して、モバイルデバイス１００からの着信警告を受信するように構成され得る。これに関連して、デバイス１０の信号モジュール５０の振動ユニット５５は、デバイス１０で振動を生成し、それによって、着信についてユーザに警告し得る。

デバイス１０は、デバイスを充電するための充電ユニット９０をさらに備え得る。一実施形態では、充電ユニット９０は、１つまたは複数の有線電気コネクタおよび／または無線誘導接続を備え得る。一実施形態では、誘導無線充電ユニットは、図７に示すように、充電ステーション１２０で対応する充電端子１２２と磁気的に接続して、充電ステーション１２０でのデバイス１０の取り付けおよび取り外しを容易にする。さらなる一実施形態では、誘導無線接続は、移動補助デバイス１０とコンピュータデバイス１００の両方が充電ステーション１２０と接続または通信しているときに、移動補助デバイス１０とコンピュータデバイス１００との間のデータ交換および同期のための情報の通信をさらに可能にし得る。

任意選択で、デバイス１０は、限定されないが、血中酸素レベル、血圧、心拍数、ならびに平均歩行速度および移動距離、エネルギ消費、フィットネス追跡などを検出、監視、および／または記録するための１つまたは複数のセンサを有するヘルスケアモジュール９５をさらに備え得て、記録されたデータは、通信モジュール７５を介してモバイルデバイス１００および／またはネットワーク１１０と通信できる。

前述したように、照明手段７０、加熱素子８０、充電ユニット９０、および／または移動補助デバイス１０の他のモジュールまたは構成要素のうちの１つまたは複数の操作は、デバイス１０に設けられた作動手段６０によって手動で作動可能および制御可能である。一実施形態では、作動手段６０は、デバイス１０の１つまたは複数の対応する機能を制御するための複数のスイッチまたはボタンを備え得る。さらなる一実施形態では、作動手段６０は、デバイス１０の様々な機能を作動および制御するためのタッチパネルを備え得る。

本発明はまた、処理モジュール４０のプロセッサ４２上に実装されると、上述した方法の段階を実施する、機械可読命令を格納するコンピュータ可読媒体に関する。

本発明はさらに、データを格納するためのメモリ４４と、コンピュータ可読媒体を実行するためのプロセッサ４２とを含むシステムに関し、プロセッサ４２は、実行されると上述した方法を実装するコンピュータ可読命令によって構成される。

本発明は、デバイスのユーザの転倒検出の精度を改善または向上させるための移動補助デバイスおよび前記デバイスで使用するための方法を提供するという点で有利である。具体的には、本方法は、移動補助デバイスの転倒中の１つまたは複数の運動状態の検出に基づいて、ユーザの転倒イベントの効率的かつ体系的な分析および検出を提供する。次いで、１つまたは複数の事前定義された時間閾値を参照して評価するために、運動状態がデバイスの転倒イベントに関連する１つまたは複数の対応する時間間隔に関連付けられ、それによって、ユーザの転倒イベントの可能性の推定を提供する１つまたは複数の転倒状態が識別される。一実施形態では、運動状態は、例えば、限定されないが、デバイスのハンドルからのユーザの手の把持の解放、デバイスの転倒運動、転倒後のデバイスの跳ね返り運動、表面上でのデバイスの静止状態、および／またはデバイスの静止状態への干渉を含み得る。別の実施形態では、転倒状態は、例えば、表面上でのデバイスの衝撃、ユーザの不安定な運動中のデバイスの振動または揺れなど、転倒に関連するデバイスの他の運動状態を含み得る。当業者は、運動状態の可能性のある変動、すなわち、決定される関連する時間間隔、および改善された精度でデバイスを使用するユーザの転倒イベントの可能性を示唆する、転倒状態の可能性を識別するための対応する事前定義された時間閾値を理解するであろう。

さらなる一実施形態では、処理モジュール４０のメモリ４４は、限定されないが、ユーザまたは任意の人が手動で干渉するか、またはデバイス１０によって生成された警告または警報を取り消すのにかかる時間など、デバイス１０の作動パターンを記録し得る。これらの動作データの統計は、処理モジュール４０によって実行される分析を補助して、ユーザの転倒の可能性の検出の精度をさらに高める。

本説明は、本発明の原理を示す。したがって、当業者は、本明細書に明示的に記載または示されていないが、本発明の原理を具体化し、その精神および範囲内に含まれる様々な配置を考案できることが理解されるであろう。

さらに、本発明の原理、態様、および実施形態、ならびにそれらの具体例を記載するすべての明細書は、その構造的および機能的同等物の両方を包含することを意図している。さらに、そのような同等物には、現在知られている同等物および将来開発される同等物の両方、すなわち、構造に関係なく、同じ機能を実行するように開発される、すべての要素を含むことが意図される。

本発明は、図面および前述の説明において詳細に図示および説明されているが、同じものは、例示的であり、特徴を限定するものではないと見なされるべきであり、例示的な実施形態のみが示され、説明されており、いかなる方法においても本発明の範囲を限定するものではないことが理解されるであろう。本明細書で説明される特徴のいずれも、任意の実施形態で使用され得ることが理解されよう。例示的な実施形態は、互いに排除するものではなく、本明細書に記載されていない他の実施形態を排除するものでもない。したがって、本発明は、上述した例示的な実施形態の１つまたは複数の組み合わせを含む実施形態も提供する。本明細書に記載の本発明の変更および変形は、その精神および範囲から逸脱することなく行うことができ、したがって、添付の特許請求の範囲によって示されるような、そのような制限のみが課されるべきである。

本明細書の特許請求の範囲では、特定の機能を実行するための手段として表される要素は、例えば、ａ）その機能を実行する回路要素の組み合わせ、または、ｂ）そのソフトウェアを実行して機能を実行するための適切な回路と組み合わされた結果である、ファームウェア、マイクロコードなどを含む任意の形式のソフトウェアを含む、その機能を実行するあらゆる方法を包含することを意図している。そのような特許請求の範囲で定義されている本発明は、様々な記載された手段によって提供される機能が、特許請求の範囲が要求する方法で組み合わされ、まとめられるという事実にある。したがって、これらの機能を提供できる手段は、本明細書に示されているものと同等であると見なされる。

以下の特許請求の範囲および本発明の前述の説明では、文脈が表現言語または必要な含意のためにそうでないことを要求する場合を除いて、語句「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｅ）」または、「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ）」もしくは「備えている（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」のような変形は包括的な意味で使用される。すなわち、記載される特徴の存在を明記するために使用され、本発明の様々な実施形態における、さらなる特徴の存在または追加を排除するために使用されるのではない。

従来技術の刊行物が本明細書で言及される場合、そのような言及は、その刊行物が当技術分野の共通する一般知識の一部を形成するという承認を構成しないことを理解されたい。

Claims (32)

1. 移動補助デバイスで使用するための転倒を検出する方法であって、前記移動補助デバイスが、使用時にユーザによって保持され、前記方法が、
   前記移動補助デバイスの転倒イベントに関連する１つまたは複数の運動状態を検出する段階と、
   前記検出された運動状態のうちの２つ以上の間の１つまたは複数のそれぞれの時間間隔を決定する段階と、
   前記１つまたは複数の決定された時間間隔を、１つまたは複数の事前定義された時間閾値と比較する段階であって、それによって、前記移動補助デバイスを使用する前記ユーザの転倒イベントに関連する１つまたは複数の転倒状態を識別する、段階とを含む、方法。
2. 前記検出する段階が、前記移動補助デバイスの前記転倒イベントに関連して前記移動補助デバイスの１つまたは複数の運動学的パラメータを測定する段階を含む、請求項１に記載の方法。
3. 前記検出する段階が、前記測定された１つまたは複数の運動学的パラメータを、前記移動補助デバイスの前記転倒イベントに関連する前記１つまたは複数の運動状態に関連付ける段階をさらに含む、請求項２に記載の方法。
4. 前記検出する段階が、前記移動補助デバイスに設けられた感知モジュールによって実施され、前記感知モジュールが、加速度計、ジャイロスコープ、磁力計、圧力センサ、高度計、速度センサおよび／または角速度センサのうちの１つまたは複数を備える、請求項３に記載の方法。
5. １つまたは複数の運動状態を検出する前記段階が、
   前記ユーザからの移動補助デバイスの接触の解放を検出する段階、
   前記移動補助デバイスの転倒を検出する段階、
   表面に対する前記移動補助デバイスの跳ね返りを検出する段階、
   前記移動補助デバイスの静止状態を検出する段階、および／または、
   前記移動補助デバイスの前記静止状態への干渉を検出する段階、
   のうちの１つまたは複数を含む、請求項１〜４のいずれか一項に記載の方法。
6. 前記移動補助デバイスの静止状態を検出する段階が、前記移動補助デバイスの実質的に水平な配向を検出する段階を含む、請求項５に記載の方法。
7. 前記１つまたは複数の決定された時間間隔が、
   前記ユーザからの前記移動補助デバイスの接触の解放の検出と前記移動補助デバイスの転倒の検出との間の第１の時間間隔と、
   前記移動補助デバイスの前記転倒の検出と、表面に対する前記移動補助デバイスの跳ね返りの検出との間の第２の時間間隔と、
   前記表面に対する前記移動補助デバイスの前記跳ね返りの検出と前記移動補助デバイスの静止状態の検出との間の第３の時間間隔と、
   前記移動補助デバイスの前記静止状態の前記検出と前記移動補助デバイスの前記静止状態への干渉との間の第４の時間間隔と、
   前記移動補助デバイスの前記転倒の検出と前記移動補助デバイスの前記静止状態への前記干渉の前記検出との間の第５の時間間隔、
   のうちの１つまたは複数を含む、請求項１〜６のいずれか一項に記載の方法。
8. 前記移動補助デバイスを使用して、前記ユーザの転倒イベントに関連して１つまたは複数の転倒状態を識別するために、前記１つまたは複数の決定された時間間隔を１つまたは複数の事前定義された時間閾値と比較する前記段階が、
   前記第１の時間間隔が約８秒〜約１２秒の範囲内にあるときの第１の転倒状態を識別する段階と、
   前記第２の時間間隔が約０．１秒〜約３秒の範囲内にあるときの第２の転倒状態を識別する段階と、
   前記第３の時間間隔が約０．１〜約３秒の範囲内にあるときの第３の転倒状態を識別する段階と、
   前記第４の時間間隔が少なくとも約５秒〜約１５秒であるときの第４の転倒状態を識別する段階と、および／または
   前記第５の時間間隔が少なくとも約１４秒〜約１６秒であるときの第５の転倒状態を識別する段階、
   のうちの１つまたは複数を含む、請求項７に記載の方法。
9. 前記識別された１つまたは複数の転倒状態に応答して転倒警告信号を生成する段階をさらに含む、請求項８に記載の方法。
10. 前記識別された１つまたは複数の転倒状態に応答して転倒警告信号を生成する前記段階が、前記比較する段階によって前記第１の転倒状態、前記第２の転倒状態、前記第３の転倒状態、前記第４の転倒状態および前記第５の転倒状態のうちの少なくとも４つが識別されたときに第１の警告信号を生成する段階とを含む、請求項９に記載の方法。
11. 前記識別された１つまたは複数の転倒状態に応答して転倒警告信号を生成する前記段階が、前記第１の転倒状態、前記第２の転倒状態、前記第３の転倒状態、前記第４の転倒状態および前記第５の転倒状態のうちの少なくとも２つが識別されたときに第２の警告信号を生成する段階を含む、請求項１０に記載の方法。
12. 前記第１の転倒状態、前記第２の転倒状態、前記第３の転倒状態、前記第４の転倒状態および前記第５の転倒状態のうちの少なくとも前記２つが、少なくとも前記第１の転倒状態を含む、請求項１１に記載の方法。
13. 前記第２の警告信号が所定の期間維持された後に前記第１の警告信号を生成する段階をさらに含む、請求項１１または１２に記載の方法。
14. 電気信号および／または電磁信号のうちの１つまたは複数を送信することによって、生成された前記転倒警告信号を出力する段階をさらに含む、請求項９〜１３のいずれか一項に記載の方法。
15. 前記電気信号が、発光信号、音放出信号、および／または振動信号のうちの１つまたは複数を含む、請求項１４に記載の方法。
16. 前記電磁信号が無線通信信号を含む、請求項１４に記載の方法。
17. 請求項１〜１６のいずれか一項に記載の方法を実装する移動補助デバイスであって、
    前記移動補助デバイスの転倒イベントを検出するように構成される感知モジュールであって、前記移動補助デバイスの前記転倒イベントに関連する１つまたは複数の運動状態を検出するための少なくとも１つのセンサを含む前記感知モジュールと、
    前記感知モジュールと通信するように接続された処理モジュールであって、前記感知モジュールの前記少なくとも１つのセンサによって検出された２つ以上の前記運動状態の間の１つまたは複数のそれぞれの時間間隔を決定し、１つまたは複数の前記決定された時間間隔を１つまたは複数の事前定義された時間閾値と比較して、前記移動補助デバイスを使用するユーザの転倒イベントに関連する１つまたは複数の転倒状態を識別するように構成される前記処理モジュールと、
    を含む、移動補助デバイス。
18. 前記感知モジュールが、加速度計、ジャイロスコープ、磁力計、圧力センサ、高度計、速度センサおよび／または角速度センサのうちの１つまたは複数を備える、請求項１７に記載の移動補助デバイス。
19. 前記処理モジュールと通信するように接続された信号モジュールをさらに備え、前記信号モジュールが、前記処理モジュールによって識別される前記１つまたは複数の転倒状態に応答して転倒警告信号を生成するように構成される、請求項１７または１８に記載の移動補助デバイス。
20. 前記転倒警告信号を１つまたは複数の遠隔コンピュータデバイスおよび／またはネットワークに送信するための通信モジュールをさらに備える、請求項１９に記載の移動補助デバイス。
21. 前記信号モジュールが、発光ユニット、音放出ユニット、および振動ユニットのうちの１つまたは複数を含む１つまたは複数の信号デバイスを備える、請求項１９に記載の移動補助デバイス。
22. 前記移動補助デバイスは、前記ユーザの手に収まるハンドル部と、前記ユーザの運動を支援するための細長い本体部とを含み、前記ハンドル部が、傾斜ネック部を介して前記本体部と結合する、請求項１７〜２１のいずれか一項に記載の移動補助デバイス。
23. 前記傾斜ネック部が、前記本体部の長手方向軸に対して約３０度〜約６０度の鋭角を画定するように配置される、請求項２２に記載の移動補助デバイス。
24. 前記傾斜ネック部の前方側壁に配置された照明手段をさらに備え、前記照明手段が、約６０度〜約１２０度のビーム角で光ビームを投射する、請求項２２または２３に記載の移動補助デバイス。
25. 前記照明手段が、前記移動補助デバイスから約１．５メートルの距離で約０ルクスに減少する約１００ルクスの強度で半径方向前方に広がる前記光ビームを投射する、請求項２４に記載の移動補助デバイス。
26. 前記照明手段が、前記移動補助デバイスから約０．５メートルの距離で約８０ルクスに減少する約１００ルクスの強度で半径方向前方に広がる前記光ビームを投射する、請求項２５に記載の移動補助デバイス。
27. 前記ハンドル部に設けられた加熱素子をさらに備える、請求項２２〜２６のいずれか一項に記載の移動補助デバイス。
28. 前記加熱素子の操作が、温度センサによって制御可能であり、所定の閾値温度よりも低い周囲温度が温度センサによって検出されると、前記温度センサが加熱素子の操作をトリガする、請求項２７に記載の移動補助デバイス。
29. 前記移動補助デバイスを操作する、および前記移動補助デバイスの操作を制御するために、前記ユーザによって手動で作動可能な作動手段をさらに備える、請求項１７〜２８のいずれか一項に記載の移動補助デバイス。
30. 前記移動補助デバイスを充電するための充電ユニットをさらに備える、請求項１７〜２９のいずれか一項に記載の移動補助デバイス。
31. コンピュータに、請求項１〜１６のいずれか一項に記載の方法の段階を実行させる、プログラム。
32. データを格納するためのメモリと、コンピュータ可読命令を実行するためのプロセッサとを備えるシステムであって、前記プロセッサは、実行されると請求項１〜１６のいずれか一項に記載の方法を実施する前記コンピュータ可読命令によって構成される、前記システム。

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