JP6210174B2 - 被監視者監視システムに用いるセンサの周波数割当方法及び被監視者監視システム - Google Patents

Description

本発明は、複数のセンサを用いて監視すべき監視対象である被監視者を監視する被監視者監視システムにおけるセンサの周波数割当方法及び被監視者監視システムに関する。

我が国（日本）は、戦後の高度経済成長に伴う生活水準の向上、衛生環境の改善及び医療水準の向上等によって、高齢化社会、より詳しくは、総人口に対する６５歳以上の高齢者人口の割合が２１％を超える超高齢化社会になっている。また、２００５年では、総人口約１億２７６５万人に対し６５歳以上の高齢者人口は、約２５５６万人であったのに対し、２０２０年では、総人口約１億２４１１万人に対し高齢者人口は、約３４５６万人となる予測もある。このような高齢化社会では、病気や怪我や高齢等によって看護や介護が必要となる要看護者の数が、高齢化社会ではない通常の社会で看護や介護が必要となる要看護者の数よりもはるかに増加することが見込まれる。また、我が国は、超高齢化社会というだけでなく、例えば２０１３年の合計特殊出生率が１．４３という少子化社会でもある。そのため、看護や介護の必要な高齢者を高齢の家族（配偶者、子、兄弟）が介護する老老介護といった問題も起きている。

要看護者や要介護者は、病院や、老人福祉施設（日本の法令では老人短期入所施設、養護老人ホームおよび特別養護老人ホーム等）等の施設に入所し、その看護や介護を受けながら生活する。要看護者や要介護者は、ベッドから転落したり、歩行中に転倒して怪我をしたり、ベッドから抜け出して徘徊するなどの問題がある。いずれの状態も長時間放置しておくとさらに大きな問題が発生する可能性がある。そのため、施設では、看護師や介護士等は、定期的に巡視することによってその安否や様子を確認している。しかし増加する要介護者の数に介護士の成り手の数が追い付かず介護業界は慢性的な人手不足という問題を抱えている。さらに、日勤の時間帯に較べ、準夜勤や夜勤の時間帯では、看護師や介護士等の人数が減るため、一人当たりの業務負荷が増大するので、前記業務負荷の軽減が要請されている。また、前述した老老介護の問題は、家庭内だけでなく施設でも発生している。高齢の要介護者を高齢の介護士がケアをすることもしばしばあり、施設内で働く介護士の多くが高齢という介護施設も存在する。高齢になると体力が衰え、健康であっても若い介護士に比べると介護することは負担であり、どうしても動きや判断が遅くなる。介護業務では転倒や転落等の事故を防止するために早い判断が重要であり、判断が遅いと手遅れになることもある。このような人手不足や介護士の負担を軽減するため、介護業務を補完する技術が求められている。このため、近年では、要介護者等の、監視すべき監視対象である被監視者を監視（モニタ）する被監視者監視装置が研究、開発されている。

現在のところ被監視者監視装置としては、マットセンサ、ベッドセンサ、ベッド横ゲートセンサ等が一般的に用いられている。これらのセンサは、被監視者のベット周辺に配置される。そして、被監視者が動作すると、その動作を看護師又は介護士に伝達する。中でもベッドセンサは、被監視者がベッドから離れたタイミングを的確に把握しやすいことから多用途で用いられている。しかしながら、上記ベッドセンサは、被監視者の寝返り等によって誤作動することがある。このため、ベッドセンサは、介護士の負担を低減するどころか却って介護士の負担を増大させてしまうこともある。

そこで、近年注目を集めている被監視者監視装置のセンサとして、非接触式のバイタルセンサがある。バイタルセンサはドップラセンサを応用したセンサであり、マイクロ波の搬送波（検知波）を被監視者に照射して、その反射波を検出し、搬送波及び反射波の周波数差あるいは位相変化をセンシングするものである。この搬送波と反射波の周波数差に基づいて、被監視者の体動データ、呼吸データ、脈拍データ等の各種バイタルデータを取得することができる。

一方、上記ドップラセンサを利用するデメリットとして、他のドップラセンサとの電波干渉の問題が挙げられる。電波干渉は、近接する２つのドップラセンサに同一の周波数の検知波を用いた場合に、一方のドップラセンサが発した検知波又はその反射波を、他方のドップラセンサが受信することによって生じる。

上記電波干渉を抑制する技術の一例として、例えば特許文献１には、公衆トイレの各便器のそれぞれにドップラセンサを用いた自動給水装置が開示されている。

特許文献１に開示の自動給水装置は、搬送波を生成する搬送波生成部が、搬送波の周波数を切替える切替周期を保持するタイマと、タイマが保持する切替周期毎に乱数を発生させる乱数発生器と、乱数発生器が発生した乱数に基づいて所定の搬送波の周波数をタイマが保持する切替周期毎に複数の周波数帯域の中から選択して切り替える周波数切替手段と、周波数切替手段が切り替えた周波数を搬送波に設定する周波数設定手段と、を有している。

特許文献１の構成によれば、乱数発生器が発生した乱数に基づいてランダムにマイクロ波ドップラセンサの搬送波の周波数を切り替え、切り替えた周波数の搬送波を移動体に送信することができる。これにより複数のドップラセンサが使用される場合に各ドップラセンサ同士の電波干渉を抑制することができる。

特許文献１に開示の自動給水装置が設置されるトイレ空間は、近接して設置されるドップラセンサの個数がせいぜい１０個程度の限られた設置環境にあり、この程度の個数であれば、許可された電波の範囲内の搬送波周波数の乱数に基づいて搬送波の周波数を切替えることで、電波干渉の影響を実用上問題にない程度にすることができる。それに、もし仮に電波干渉が生じたとしても、吐水が必要な便器で吐水されなかったり、逆に吐水が不要な便器で吐水されたり、という程度の不都合が生じるに過ぎない。

一方、被監視者監視装置は、前述したように介護業務では事故を予防するために正確で素早い判断は重要であり、判断が遅くなったために予防できたはずの事故が生じてしまったり、被監視者に転倒などのトラブルが起きた場合に対応が遅くなり重症化したり、といった問題が起きる。また判断の遅れだけでなく、誤判断も問題である。すなわち、事故を事故でないと判断する場合だけではなく、事故ではないのに事故だと判断する誤判断により、介護士の業務が増えて、人手不足の課題がある介護業務において大きな労力の損失となり、別の事故に気づくのが遅くなるといった問題も起きる。したがって、特許文献１に開示の技術のように、確率論的に問題が生じにくい程度の信頼性では、被監視者監視システムに適用する上で心もとない。

また介護施設や病院施設には多数の被監視者が在籍することから、彼らを監視するドップラセンサも施設内に多数設置する必要がある。一方で、ドップラセンサは行政の許可なく使用できる周波数帯域が限られている。このため、同一設備内でドップラセンサの個数があまりにも多くなると、全てのドップラセンサに対して別々の周波数の検知波を設定できなくなる。しかも、介護施設や病院施設は、建物構造や部屋割りが多種多様に亘っているため、その建物構造や部屋割りに応じて各センサが放射する検知波の周波数を適切に設定することも要請されている。

さらに、上記施設では、例えば上述のトイレ、開閉扉等の他の設備にもドップラセンサを使用したい場合が想定されることから、被監視者監視システムの各ドップラセンサだけで許可されている全周波数を使用しきってしまうと、他の設備でドップラセンサの使用を制限される虞がある。

したがって、被監視者監視システムに用いる複数のセンサが互いに電波干渉を生じない範囲で、被監視者監視システム全体で用いる検知波の周波数の個数を減らすことが望まれている。

特開２００９−８００７３号公報

本発明の目的は、被監視者監視システムに用いる複数のセンサが互いに電波干渉しにくく、かつ用いる周波数の個数が少ない周波数割当方法を提供することである。

本発明の一態様に係る被監視者監視システムに用いるセンサの周波数割当方法は、検知波を放射する複数のセンサを備えた被監視者監視システムにおける前記センサそれぞれに周波数を割り当てるものであって、前記複数のセンサのうち、互いに検知波の干渉する干渉距離以内に存在する任意の２つの前記センサの検知波に対して互いに異なる周波数を割り当てる第１周波数割当工程と、前記複数のセンサのうち、互いに前記干渉距離よりも離れた位置である非干渉距離に存在する任意の２つの前記センサの検知波に対して同一の周波数を割り当てる第２周波数割当工程と、を含む。

本発明の一態様に係る被監視者監視システムは、検知波を放射する複数のセンサと、前記複数のセンサのうち、互いに検知波の干渉する干渉距離以内に存在する任意の２つの前記センサの検知波に対して互いに異なる周波数を割り当てる第１周波数割当部と、前記複数のセンサのうち、互いに前記干渉距離よりも離れた位置である非干渉距離に存在する任意の２つの前記センサの検知波に対して同一の周波数を割り当てる第２周波数割当部と、を含む。

したがって、本発明に係る被監視者監視システム及び当該被監視者監視システムに用いるセンサの周波数割当方法は、複数のセンサが互いに電波干渉しにくく、かつ複数のセンサに用いる周波数の個数が少ない。上記並びにその他の本発明の目的、特徴及び利点は、以下の詳細な記載と添付図面から明らかになるであろう。

実施形態１の被監視者監視システムを適用した介護施設の間取り図の一例である。 実施形態１の被監視者監視システムの構成を示す図である。 センサの検出範囲とセンサ同士の非干渉距離の関係を説明する断面図である。 実施形態１のセンサの周波数割当方法の各工程を示すフローチャートである。 単位方形領域と干渉領域の関係を説明する模式図である。 図１の間取りの介護施設に対して本実施形態の被監視者監視システムを適用した場合の模式図である。

以下、本発明にかかる実施形態を図面に基づいて説明する。なお、各図において同一の符号を付した構成は、同一の構成であることを示し、その説明を適宜省略する。

（実施形態１）
本実施形態の被監視者監視システムは、監視すべき（見守るべき）監視対象（見守り対象）である被監視者（見守り対象者）を検知して前記被監視者を監視するものである。本実施形態の被監視者監視システムは、被監視者に応じて、居室、トイレ、開閉扉等の適宜な場所に配設される。被監視者は、例えば、病気や怪我等によって看護を必要とする者、身体能力の低下等によって介護を必要とする者、又は一人暮らしの独居者等である。特に、早期発見と早期対処とを可能にする必要性から、被監視者は、例えば異常状態等の所定の不都合な事象がその者に生じた場合に、その発見を必要としている者であることが好ましい。このため、被監視者監視システムは、被監視者の種類に応じて、病院、老人福祉施設および住戸等の建物に好適に配設される。

図１は、実施形態１の被監視者監視システムを適用した介護施設の間取り図の一例である。本実施形態の被監視者監視システムは、典型的には、図１に示すような、複数の被監視者が入居する複数の居室ＲＭを備える介護施設に配設される。図１において、複数の居室ＲＭのそれぞれに被監視者が寝るための寝具（例えばベッド）ＢＤが配置されており、当該寝具ＢＤの上部の天井面にセンサ２が設置されている。なお、寝具ＢＤの配置位置は、前記監視対象の被監視者が所在を予定している所在予定位置の一例である。センサ２は、前記寝具ＢＤ上方の位置を除く他の位置の天井面上に設置されても良い。

実施形態１の被監視者監視システムは、図１に示すように、検知波を放射する複数のセンサ２を有し、前記センサ２が放射する検知波同士が互いに干渉する距離（干渉距離）内に存在する場合と当該干渉距離を超える距離（非干渉距離）に存在する場合とに切り分けて、干渉距離内に存在する各センサの検知波に対して異なる周波数を割り当てて、非干渉距離に存在する各センサの検知波に対して同一の周波数をそれぞれ割り当てるものである。このように各センサ２の検知波に対して周波数を割り当てることにより、各センサ２の検知波同士の干渉を抑制することができる。しかも被監視者監視システム全体で用いる検知波の周波数の個数を減らすことができる。これにより被監視者監視システム以外の他の設備（例えばトイレ等）に用いるセンサに使用できる周波数帯域を残すことができる。

図２は、本実施形態の被監視者監視システムの構成を示す図である。本実施形態の被監視者監視システム１０は、図２に示すように、複数のセンサ２−１〜２−ｋと、センサ制御部１とを備えている。これらは互いに有線又は無線で、ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）、電話網及びデータ通信網等の網（ネットワーク、通信回線）を介して通信可能に接続される。ネットワークには、通信信号を中継する例えばリピーター、ブリッジ、ルーター及びクロスコネクト等の中継機が備えられても良い。図１に示す例では、これら複数のセンサ２−１〜２−ｋとセンサ制御部１とは、アクセスポイントＡＰを含む無線ＬＡＮ（例えばＩＥＥＥ８０２．１１規格に従ったＬＡＮ等）によって互いに通信可能に接続されている。

複数のセンサ２−１〜２−ｋはそれぞれ、センサ制御部１に有線又は無線で接続され、監視すべき被監視者が所在するべき空間（所在空間）を監視可能に配置される。図２には、一例としてＫ個の第１〜第Ｋセンサ２−１〜２−ｋが示されており、第１センサ２−１は、被監視者の一人であるＡさんの居室ＲＭ１０１に配設される。第２センサ２−２は、被監視者の一人であるＢさんの居室ＲＭ１０２に配設される。そして、第３センサ２−３は、被監視者の一人であるＣさんの居室ＲＭ１０３に配設される。

これらのセンサ２−１〜２−ｋはいずれも、ネットワークを介してセンサ制御部１と通信する通信機能を備え、被監視者の動作を感知できるセンサである。このセンサ２−１〜２−ｋは、検知波を放射する装置である。センサ２−１〜２−ｋは、例えばマイクロ波を送受信して被監視者の体動（例えば呼吸動作等）によって生じた前記マイクロ波のドップラシフトを検出することで被監視者を検知するドップラシフト方式のドップラセンサであることが好ましい。

ドップラセンサは、特定の波長の検知波を送信し、被監視者で反射した前記検知波の反射波を受信し、前記検知波と前記反射波とに基づいたドップラ信号を出力するセンサである。前記検知波は、超音波、マイクロ波等であって良いが、本実施形態ではマイクロ波である。マイクロ波は、着衣を透過して被監視者の体表で反射できるため、被監視者が衣服を着ていても体表の動きを検知できるという利点がある。ドップラセンサは、所在空間に前記検知波を送信し、前記空間から前記反射波を受信するように配置される。

センサが被監視者を検知できる範囲（検出範囲）は、検知波の出力にもよるが一例ではドップラセンサから約２０ｍの球形状の範囲である。図３は、センサの検出範囲とセンサ同士の非干渉距離の関係を説明する断面図である。図３では、天井面の同一直線上に６つのセンサ２が等間隔に配置された例を示している。図３における左端のセンサ２と右端のセンサ２は、検出範囲が互いに重複していないため、これらのセンサ２に同一の周波数の検知波を割り当てても互いに電波干渉は生じない。このように同一の周波数の検知波を割り当てても互いに電波干渉が生じない２センサ間の距離を非干渉距離と呼ぶ。逆に、同一の周波数の検知波を割り当てたときに互いに電波干渉が生じる２センサ間の距離を干渉距離という。電波干渉を防ぐためには、干渉距離の範囲内にある異なる複数のセンサの検知波に対してそれぞれ別々の周波数を割り当てる必要がある。

センサ制御部１は、被監視者監視システムの各部を当該各部の機能に応じてそれぞれ制御するための回路である。センサ制御部１は、例えば、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）及びその周辺回路を備えて構成され、具体的には、位置情報取得部３と、最小距離算出部４と、干渉領域作成部５と、第１周波数割当部６と、第２周波数割当部７とを機能的に備えている。

位置情報取得部３は、複数のセンサ２−１〜２−ｋのそれぞれが設置されている位置情報を取得する。ここでの位置情報としては、例えば、被監視者監視システムにおけるセンサの位置を特定する２次元座標が挙げられる。

最小距離算出部４は、位置情報取得部３によって取得された各センサ２−１〜２−ｋの位置情報に基づいて複数のセンサ間における最小距離（以下「センサ間最小距離」とも記す）を算出する。例えば、居室ＲＭ１０３にあるセンサと居室ＲＭ１０４にあるセンサとのセンサ間の距離は、居室ＲＭ１０１にあるセンサと居室ＲＭ１０２にあるセンサとのセンサ間の距離よりも小さい。このように任意の２つのセンサ間の距離は、各居室におけるセンサ２の配置位置によって異なるが、全てのセンサに対して、それぞれ各センサ間の距離を求め、全てのセンサ間の距離のうちの最小の距離をセンサ間最小距離として算出する。

干渉領域作成部５は、図５に示すように、上記最小距離を一辺とした単位方形領域を複数有する干渉領域を同一平面内で繰り返すことにより、全てのセンサがいずれか１以上の干渉領域に含まれるように干渉領域を作成する。前記干渉領域は、前記最小距離の整数倍であって、かつ非干渉距離よりも長い距離を一辺とする正方領域であることが好ましい。上記センサ間最小距離を一辺とする単位正方領域とすることにより、１つの単位方形領域内に２以上のセンサの中心が配置されることがないようにすることができる。ここでのセンサの中心とは、上面視におけるセンサの重心を意味するものとする。前記単位方形領域は、前記センサ間最小距離を一辺とする単位正方領域であることが好ましい。このように設定された単位方形領域及び干渉領域を用いて各センサが放射する検知波の周波数を割り当てることが好ましい。

第１周波数割当部６は、複数のセンサ２−１〜２−ｋのうちの互いに干渉距離以内に存在する任意の２つのセンサの検知波に対して互いに異なる周波数を割り当てる。具体的には、第１周波数割当部６は、干渉領域作成部５で作成された同一の干渉領域内に存在する複数のセンサ２−１〜２−ｋの検知波に対して異なる周波数を割り当てる。これにより同一の干渉領域内に存在する複数のセンサ同士の電波干渉を抑制することができる。

第２周波数割当部７は、複数のセンサ２−１〜２−ｋのうちの互いに非干渉距離に存在する（つまり、干渉距離よりも離れた位置にある）任意の２つのセンサの検知波に対して同一の周波数を割り当てる。具体的には、第２周波数割当部７は、干渉領域作成部５で作成された異なる干渉領域における干渉領域での位置が同一の単位方形領域に存在する複数の前記センサの検知波に対して異なる周波数を割り当てる。これにより、被監視者監視システムに用いる複数のセンサ全体で用いる周波数の個数を減らすことができる。以下に、各センサの周波数割当方法を具体的に説明する。

（センサの周波数割当方法）
図４は、実施形態１のセンサの周波数割当方法の各工程を示すフローチャートである。

本実施形態で用いるセンサの周波数割当方法は、図４に示すように、被監視者監視システムに用いる全てのセンサの位置情報を取得する工程（Ｓ１）と、取得した前記位置情報に基づいて前記複数のセンサ間における最小距離を算出する工程（Ｓ２）と、前記複数のセンサ間における最小距離を一辺とした複数の単位方形領域を有する干渉領域を同一平面内で繰り返すことにより、全ての前記センサがいずれか１以上の前記干渉領域に含まれるように前記干渉領域を作成する工程（Ｓ３）と、同一の干渉領域内に存在する複数のセンサの検知波に対して互いに異なる周波数を割り当てる第１周波数割当工程（Ｓ４）と、異なる干渉領域における干渉領域での位置が同一の単位方形領域に存在する複数のセンサの検知波に対して同一の周波数を割り当てる第２周波数割当工程（Ｓ５）と、を含む。以下、各工程を説明する。

（Ｓ１：センサ位置取得工程）
位置情報取得部３は、被監視者監視システムに用いられるセンサ２の位置を取得する。センサ２の位置情報を取得する方法は、例えば図１に示すようなセンサ２の配置情報に基づいて、各センサ２の位置をそれぞれ手作業で入力することによって取得してもよいし、図外の複数のアクセスポイントＡＰにおける通信信号の受信強度に基づいて、センサ２からアクセスポイントＡＰまでの距離を求め、この距離に基づいて三角測量の原理で各センサ２の位置情報を取得してもよい。

（Ｓ２：最小距離算出工程）
最小距離算出部４は、上記で取得した位置情報に基づいて複数のセンサ間における最小距離（センサ間最小距離）を算出する。このセンサ間最小距離は、いずれか１のセンサと、当該センサから最も近い位置に位置する別のセンサとの距離（センサ間距離）を算出し、この計算を全てのセンサに対して行うことで、各センサのセンサ間距離のうちの最小値を特定することによって得られる。

（Ｓ３：干渉領域作成工程）
干渉領域作成部５は、上記で得られたセンサ間最小距離を一辺とした複数の単位方形領域を有する干渉領域を同一平面内で繰り返すことにより、全てのセンサがいずれか１以上の干渉領域に含まれるように干渉領域を作成する。

図５は、単位方形領域と干渉領域の関係を説明する模式図である。図５における干渉領域は、縦横５×５の単位方形領域１〜２５を有するものとしているが、干渉領域に含まれる単位方形領域の個数は特に限定されない。干渉領域は、図５に示すように、縦横に同数の単位方形領域を並べて形成される正方領域であることが好ましい。図５においては、干渉領域の一辺の長さが非干渉距離の長さと同一の場合を示しているが、干渉領域の一辺の長さは、非干渉距離以上の長さである限り特に限定されない。干渉領域の一辺は、例えば、非干渉距離をセンサ間最小距離で除して小数点以下を繰り上げた整数値と、前記センサ間最小距離とを積算して得られた長さである。このように干渉領域の一辺を設定することにより、干渉領域内の単位方形領域の個数を最小にすることができるため、被監視者監視システムに用いる周波数の個数を減らす効果を高めることができる。

また図５における単位方形領域１〜２５は、縦横の長さがいずれもセンサ間最小距離と同じ長さの正方領域であるが、単位方形領域１〜２５は少なくとも一辺がセンサ間最小距離である限り、他の辺の長さはセンサ間最小距離以上の長さ以上の任意の長さにすることができる。前記単位方形領域１〜２５は、図５に示すように、全ての辺がセンサ間最小距離の単位正方領域であることが好ましい。このように単位正方領域を設けることにより、各センサに対してそれぞれ１つずつの単位正方領域を配置しやすくなる。上記のように単位方形領域を設定することにより、各センサが少なくとも１つの単位方形領域に配置される。しかも、上記のように単位方形領域を設定することにより、同一の単位方形領域内に２以上のセンサが配置されにくくなる。

（Ｓ４：第１周波数割当工程）
図６は、図１の間取りの介護施設に対して本実施形態の被監視者監視システムを適用した場合の説明図である。第１周波数割当部６は、同一の干渉領域内に存在する複数のセンサの検知波に対して互いに異なる周波数を割り当てる。例えば図６における同一の干渉領域内の単位方形領域１〜２５に位置するセンサに対しては、それぞれ２５通りの異なる周波数を割り当てる。このような周波数の設定は、例えば単位方形領域１〜２５のそれぞれに対して１２３ＭＨｚから２ＭＨｚ刻みで１７１ＭＨｚまでの２５個の別々の周波数を割り当てても良い。このように各センサに対して周波数を割り当てることにより、同一の干渉領域内に存在する複数のセンサが互いに電波干渉することを抑制することができる。

なお、センサが２以上の単位方形領域に跨って位置している場合は、当該センサの中心が位置する単位方形領域に当該センサが位置するものとして検知波の周波数を割り当てるものとし、センサの中心が２以上の単位方形領域の界面に位置する場合は、それらの単位方形領域のうちのいずれか一の検知波の周波数を割り当てるものとする。

（Ｓ５：第２周波数割当工程）
第２周波数割当部７は、異なる干渉領域における干渉領域での位置が同一の単位方形領域に存在する複数のセンサの検知波に対して同一の周波数を割り当てる。図６を用いて第２周波数割当工程の手順を説明すると、第２周波数割当部７が図６中の異なる干渉領域内の単位方形領域１に位置するセンサの検知波に対しては全て同一の周波数（例えば１２３ＭＨｚ）を割り当てる。そして、第２周波数割当部７は、図６中の異なる干渉領域内の単位方形領域２に位置するセンサの検知波に対して全て同一の周波数（例えば１２５ＭＨｚ）を割り当てる。

例えば、第２周波数割当部７は、図６中の干渉領域Ａ内の単位方形領域６にあるセンサと、干渉領域Ｂ内の単位方形領域６にあるセンサとに対してそれぞれ、同一の周波数（例えば１２３ＭＨｚ）を割り当てるとともに、図６中の干渉領域Ａ内の単位方形領域１６にあるセンサと、干渉領域Ｂ内の単位方形領域１６にあるセンサとに対してそれぞれ、同一の周波数（例えば１２５ＭＨｚ）を割り当てる。これにより同じ周波数が設定される各センサは、互いに非干渉距離よりも離れた位置に存在することになるため互いに干渉しにくい。ここでは干渉領域Ａ及び干渉領域Ｂを例にとって説明したが、図６における全ての干渉領域においても同様に、各干渉領域における各センサの検知波に対して周波数を割り当てることができる。

上記の「異なる干渉領域における干渉領域での位置が同一の単位方形領域」とは、例えば図６において、全ての５×５の干渉領域内のうちの特定の位置に位置する全ての単位方形領域を意味し、例えば、図６においては、５×５の単位方形領域で構成される６つの干渉領域内で、同じ番号が付与された６つ全ての単位方形領域を意味する。

このように本実施形態では、被監視者監視システムに用いる全てのセンサのうち、異なる干渉領域における干渉領域での位置が同一の単位方形領域に存在する複数のセンサの検知波に対して同一の周波数を設定することにより、各センサが互いに電波干渉しにくく、かつ被監視者監視システムで用いる周波数の個数を減らすことができ、他の設備で使用したい周波数帯域の余地を残すことができる。

上記実施形態の被監視者監視システムにおいて、位置情報取得部３、最小距離算出部４又は干渉領域作成部５を省略してもよい。すなわち、本発明の被監視者監視システムは、複数のセンサ２−１〜２−ｋと、第１周波数割当部６と、第２周波数割当部７とを少なくとも備えるものである。このように第１周波数割当部６及び第２周波数割当部７によって、複数のセンサ２−１〜２−ｋの検出波にそれぞれ同一又は異なる周波数を割り当てることにより、複数のセンサ２−１〜２−ｋが互いに電波干渉しにくく、かつ用いる周波数の個数を少なくすることができる。

上記実施形態において、全てのセンサの位置は、Ｘ−Ｙ座標平面における座標によって特定することが好ましい。このように座標平面を用いてセンサの位置を特定することにより、複数のセンサ間における最小距離の算出が容易となる。

上記においては、全てのセンサ２が同一平面内に存在する場合を前提として記載しているが、必ずしも同一平面内に全てのセンサ２が存在する必要はなく、同一平面から多少上下していても本実施形態の周波数割当方法を適用することができる。

また、病院施設又は介護施設が２階建て以上の複数階である場合、Ｘ−Ｙ−Ｚの座標空間に基づいてセンサの位置を特定してもよい。この場合、上記実施形態における平面を意図する干渉領域、単位方形領域等の開示は全て空間を意図するものとして、干渉空間、単位方体領域等と読み替えて理解することができる。

（実施形態の纏め）
一態様に係るセンサの周波数割当方法は、検知波を放射する複数のセンサを備えた被監視者監視システムにおける前記センサそれぞれに周波数を割り当てる被監視者監視システムに用いるセンサの周波数割当方法であって、前記複数のセンサのうち、互いに検知波の干渉する干渉距離以内に存在する任意の２つの前記センサの検知波に対して互いに異なる周波数を割り当てる第１周波数割当工程と、複数のセンサのうち、互いに前記干渉距離よりも離れた位置である非干渉距離に存在する任意の２つの前記センサの検知波に対して同一の周波数を割り当てる第２周波数割当工程と、を含むことを特徴とする被監視者監視システムに用いる。

上記第１周波数割当工程によって干渉距離の範囲内に存在する各センサの検知波に対して、それぞれ周波数を設定することにより、センサ間の電波干渉を抑制することができる。また上記第２周波数割当工程によって非干渉距離に存在する各センサの検知波に対して同一の周波数を設定することにより、被監視者監視システムの全センサに用いる周波数の個数を減らすことができる。上記第１及び第２周波数割当工程を含むことにより、被監視者監視システムに用いる複数のセンサが互いに電波干渉しにくく、かつ用いる周波数の個数を少なくすることができる。

上記構成において、好ましくは、所定の単位長さを一辺とした複数の単位方形領域を有する干渉領域を同一平面内で繰り返すことにより、全ての前記センサがいずれか１以上の前記干渉領域に含まれるように前記干渉領域を作成する工程をさらに備え、前記第１周波数割当工程は、同一の前記干渉領域内に存在する複数の前記センサの検知波に対して行い、前記第２周波数割当工程は、異なる前記干渉領域における前記干渉領域での位置が同一の前記単位方形領域に存在する複数の前記センサの検知波に対して行う。

上記のように干渉領域を設定し、同一の干渉領域内に存在する各センサの検知波に対して異なる周波数を割り当てることにより、各センサに放射される検知波が電波干渉しにくく、かつ簡便に各センサの検知波の周波数を割り当てることができる。また、異なる前記干渉領域における干渉領域での位置が同一の単位方形領域に存在する複数のセンサの検知波に対して同一の周波数を設定することにより、用いる周波数の個数を減らすことができる。

上記構成において、好ましくは、前記被監視者監視システムに用いる全ての前記センサの位置情報を取得する工程と、取得した前記位置情報に基づいて前記複数のセンサ間における最小距離を算出する工程と、をさらに備え、前記単位方形領域の一辺は前記複数のセンサ間における最小距離である。

上記構成のように、複数のセンサ間における最小距離を単位方形領域の一辺とすることにより、同一の単位方形領域内に複数のセンサが配置されなくなり、各センサに対してそれぞれ１つずつの単位方形領域を割り当てることができる。この単位方形領域によってセンサの位置を特定することができ、上記第１及び第２周波数割当工程において、各センサの検知波にそれぞれ周波数を簡便に割り当てることができる。

上記構成において、好ましくは、前記干渉領域の一辺は、前記非干渉距離を前記複数のセンサ間における最小距離で除して小数点以下を繰り上げた整数値と、前記複数のセンサ間における最小距離とを積算して得られた長さである。

上記構成により、複数のセンサ間における最小距離によって干渉領域を縦横に整数個に分割することができ、干渉領域の縦横にそれぞれ整数個の単位方形領域を配置することができる。これにより、異なる干渉領域における干渉領域での位置が同一の単位方形領域に存在する複数のセンサを容易に特定することができる。

上記構成において、前記単位方形領域は、前記最小距離を一辺とする単位正方領域であり、前記干渉領域は、前記最小距離の整数倍であって、前記非干渉距離よりも長い距離を一辺とする正方領域である。

単位方形領域を構成する一辺が上記最小距離よりも短い場合には、単位方形領域の面積が小さくなることによって干渉領域内に存在する単位方形領域の個数が増え、各単位方形領域に割り当てる検知波の周波数の個数が増えてしまうことになる。一方、上記構成のように単位方形領域を単位正方領域とすることにより、干渉領域内における単位方形領域の面積を最大にすることができるので、１つの干渉領域内における単位方形領域の個数を減らすことができ、用いる周波数の個数を減らすことができる。

上記各構成において、好ましくは、前記センサの位置情報を取得する工程は、２以上のアクセスポイントから前記各センサまでの距離に基づいて前記センサの位置を特定することによって行われる。より好ましくは、各センサの位置情報は３以上のアクセスポイントを用いて取得することである。前記構成により、三角測量の原理を用いて簡便にセンサの位置情報を取得することができる。

この出願は、２０１５年６月２４日に出願された日本国特許出願特願２０１５−１２６９０７号を基礎とするものであり、その内容は、本願に含まれるものである。

今回開示された実施形態は全ての点で例示であって、制限的なものではないと解されるべきである。本発明の範囲は、上記した説明ではなくて特許請求の範囲により示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。

本発明によれば、複数のセンサを用いて監視すべき監視対象である被監視者を監視する被監視者監視システムにおけるセンサの周波数割当方法及び被監視者監視システムが提供される。

Claims (4)

1. 検知波を放射する複数のセンサを備えた被監視者監視システムにおける前記センサそれぞれに周波数を割り当てる被監視者監視システムに用いるセンサの周波数割当方法であって、
   前記被監視者監視システムに用いる全ての前記センサの位置情報を取得する工程と、
   取得した前記位置情報に基づいて前記複数のセンサ間における最小距離を算出する工程と、
   前記最小距離を一辺とした単位方形領域を複数有する干渉領域を同一平面内で繰り返すことにより、全ての前記センサがいずれか１以上の前記干渉領域に含まれるように前記干渉領域を作成する工程と、
   前記複数のセンサのうち、同一の前記干渉領域内に存在する複数の前記センサの検知波に対して互いに異なる周波数を割り当てる第１周波数割当工程と、
   前記複数のセンサのうち、異なる前記干渉領域における前記干渉領域での位置が同一の前記単位方形領域に存在する複数の前記センサの検知波に対して同一の周波数を割り当てる第２周波数割当工程と、を含み、
   前記干渉領域の一辺は、互いに検知波の干渉する干渉距離よりも離れた距離である非干渉距離を前記最小距離で除して小数点以下を繰り上げた整数値と、前記複数のセンサ間における最小距離とを積算して得られた長さである被監視者監視システムに用いるセンサの周波数割当方法。
2. 前記単位方形領域は、前記最小距離を一辺とする単位正方領域であり、前記干渉領域は、前記最小距離の整数倍であって、前記非干渉距離よりも長い距離を一辺とする正方領域である請求項１に記載の被監視者監視システムに用いるセンサの周波数割当方法。
3. 前記センサの位置情報を取得する工程は、２以上のアクセスポイントから前記各センサまでの距離に基づいて前記センサの位置を特定することによって行われる請求項１又は２に記載の被監視者監視システムに用いるセンサの周波数割当方法。
4. 検知波を放射する複数のセンサと、
   全ての前記センサの位置情報を取得する位置情報取得部と、
   取得した前記位置情報に基づいて前記複数のセンサ間における最小距離を算出する最小距離算出部と、
   前記最小距離を一辺とした単位方形領域を複数有する干渉領域を同一平面内で繰り返すことにより、全ての前記センサがいずれか１以上の前記干渉領域に含まれるように前記干渉領域を作成する干渉領域作成部と、
   前記複数のセンサのうち、同一の前記干渉領域内に存在する複数の前記センサの検知波に対して互いに異なる周波数を割り当てる第１周波数割当部と、
   前記複数のセンサのうち、異なる前記干渉領域における前記干渉領域での位置が同一の前記単位方形領域に存在する複数の前記センサの検知波に対して同一の周波数を割り当てる第２周波数割当部と、を含み、
   前記干渉領域の一辺は、互いに検知波の干渉する干渉距離よりも離れた距離である非干渉距離を前記最小距離で除して小数点以下を繰り上げた整数値と、前記複数のセンサ間における最小距離とを積算して得られた長さである被監視者監視システム。

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