占用监测的制作方法

本发明涉及一种用于监测占用家具件的对象的装置、系统和方法，包括检测何时对象已经离开家具件。

背景技术：

检测对象的运动和/或位置在若干健康应用中是重要的。例如，常常期望以某些方式使医院病床中的患者免于移动。作为用药、记忆力障碍、老年和/或其他能力障碍的结果，尝试在没有援助的情况下离开其床的患者常常自己跌落并且受伤。患者的未被协助的运动还可以导致附接到该患者的医学设备变得掉落并且停止适当地工作。

然而；在没有临床援助的情况下不应当起床的患者的监测可以给予医院人员重大的负担。

针对病床占用率检测的许多当前方法利用指向床的相机。在一些范例中，人(例如，医学专业人士)必须时刻地监测来自相机的图像馈送。在其他范例中(诸如在US 2009/0278934中所描述的系统)，自动化图像分析被用于检测病床离开事件，但是这要求用于检测病床界限和分类对象的运动的复杂的算法。这样的算法可以由除对象的运动之外的运动混淆(例如，毯子落下床)，这导致在对象未尝试起床时引起误警报。而且，基于自动化相机的系统要求每次重新校准相机和床的相对位置改变，并且如果未执行这样的重新校准，则变为不可靠的。

因此，存在对于以来自医学人员的最小输入可以可靠地监测占用医院病床和/或其他家具件的对象以检测何时对象尝试离开病床或其他家具件的系统的需要。

技术实现要素：

根据本发明的第一方面，提供了一种用于监测占用家具件的对象的装置。所述装置包括投影仪，所述投影仪用于固定附接到家具件的可移动部分。所述可移动部分被布置为响应于占用所述家具件的对象的运动而相对于表面改变其位置和/或取向。所述投影仪被布置为将图样投影到所述表面上。所述装置还包括：至少一个相机，其被布置为采集所述表面的顺序图像；以及处理单元。所述处理单元被布置为：接收来自所述至少一个相机所述图像；检测接收到的图像中的所投影的图样；检测对接收到的图像中的所投影的图样的至少一个特征的改变；确定检测到的改变是否满足对象离开事件的至少一个预定义准则；并且基于所述确定来输出信号。

在一些实施例中，所述装置还包括：额外的投影仪，其用于固定附接到家具件的可移动部分，其中，所述可移动部分被布置为响应于占用所述家具件的对象的运动而相对于表面改变其位置和/或取向，并且其中，所述额外的投影仪被布置为将图样投影到所述表面上。在一些这样的实施例中，所述投影仪和所述额外的投影仪两者用于固定附接到家具件的所述相同可移动部分，并且所述投影仪被布置为投影到第一区域上，并且所述额外的投影仪被布置为投影到第二区域上。在一些这样的实施例中，所述至少一个相机被布置为采集顺序图像，所述顺序图像中的每幅包括所述第一区域和所述第二区域。在一些实施例中，所述第一区域和所述第二区域被定位在所述家具件的相对的侧上。

在一些实施例中，所述投影仪用于附接到第一家具件并且被布置为将第一图样投影到第一区域上，并且所述额外的投影仪用于附接到第二家具件并且被布置为将第二图样投影到第二区域上。在一些这样的实施例中，所述至少一个相机被布置为采集顺序图像，所述顺序图像中的每幅包括所述第一区域和所述第二区域。在一些这样的实施例中，所述处理单元被布置为：检测接收到的图像中的所述第一投影图样和所述第二投影图样，将所述第一投影图样与所述第一家具件相关联并且将所述第二投影图样与所述第二家具件相关联；在接收到的图像中，检测对所述第一投影图样的至少一个特征的改变并且检测对所述第二投影图样的至少一个特征的改变；确定对所述第一投影图样的至少一个特征的检测到的改变是否满足针对对象离开事件的至少一个预定义准则并且确定对所述第二投影图样的至少一个特征的检测到的改变是否满足针对对象离开事件的至少一个预定义准则；并且基于所述确定来输出信号，其中，所述输出信号包含识别所述第一家具件和/或所述第二家具件的信息。

在一些实施例中，所述投影仪用于在第一位置处附接到家具件，并且所述额外的投影仪用于在第二位置处附接到相同家具件，所述第二位置与所述第一位置空间地分离开。在一些这样的实施例中，所述投影仪被布置为投影到第一区域上，并且所述额外的投影仪被布置为投影到第二区域上。在一些的实施例中，所述至少一个相机被布置为采集顺序图像，所述顺序图像中的每幅包括所述第一区域和所述第二区域。在一些实施例中，所述第二区域与所述第一区域相同，并且所述投影仪被布置为投影第一部分图样并且所述额外的投影仪被布置为投影第二部分图样，使得包括所述第一部分图样和所述第二部分图样的组合图样被投影到所述第一区域上。在一些实施例中，所述处理单元被布置为通过以下来检测对所述投影图样的至少一个特征：检测与所述投影仪的运动相关联的第一改变；检测与所述额外的投影仪的运动相关联的第二改变；并且基于检测到的第一改变和检测到的第二改变来确定与对象的运动有关的空间信息。

在一些实施例中，所述处理单元被布置为通过以下来检测对接收到的图像中的所投影的图样的至少一个特征的改变：将在第一时间处所采集的第一图像与之后在第二时间处所采集的第二图像进行比较。在一些这样的实施例中，所述比较包括：基于所述第一图像，确定与所述至少一个特征有关的第一值；基于所述第二图像，确定与所述至少一个特征有关的第二值；并且计算针对所述至少一个特征的改变值。在一些实施例中，所述改变值包括所确定的第一值与所确定的第二值之间的所述差。在一些实施例中，所述至少一个预定义准则包括最小改变值阈值。在一些实施例中，所述处理单元被布置为通过生成改变信号来检测对接收到的图像中的所投影的图样的至少一个特征的改变。在一些实施例中，所述改变信号基于所计算的改变值的时间序列或所确定的第一和/或第二值的时间序列。在一些实施例中，所述至少一个预定义准则包括与改变信号的特征有关的至少一个条件。

在一些实施例中，所述至少一个准则包括对应于运动类型的预定义改变标志。在一些这样的实施例中，所述处理单元被布置为通过确定检测到的改变是否匹配所述改变标志来确定检测到的改变是否满足所述至少一个预定义准则。

在一些实施例中，所述投影仪被布置为投影近红外光，并且所述相机被布置为检测近红外光。

根据本发明的第二方面，还提供了一种用于监测占用家具件的对象的系统。所述系统包括具有可移动部分的家具件，其中，所述可移动部分被布置为响应于占用所述家具件的对象的运动而相对于表面改变其位置和/或取向。所述系统还包括投影仪，所述投影仪固定地附接到所述家具件的所述可移动部分，其中，所述投影仪被布置为将图样投影到所述表面上。所述系统还包括：相机，其被布置为采集所述表面的顺序图像；以及处理单元。所述处理单元被布置为：接收来自所述相机所述图像；检测接收到的图像中的所投影的图样，检测对接收到的图像中的所投影的图样的至少一个特征的改变；确定检测到的改变是否满足对象离开事件的至少一个预定义准则；并且基于所述确定来输出信号。

在一些实施例中，所述可移动部分与所述家具件的患者支持侧相对的一侧相关联，使得所述投影仪被定位在所述家具件的患者支持面下面。

根据本发明的第三方面，还提供了一种用于监测占用家具件的对象的方法。所述方法包括：

接收表面的顺序图像，所述图像中的每幅包括通过固定地附接到家具件的可移动部分的投影仪投影到所述表面上的图样，其中，所述可移动部分被布置为响应于占用所述家具件的对象的运动而相对于所述表面改变其位置和/或取向；

检测接收到的图像中的所投影的图样，

检测对接收到的图像中的所投影的图样的至少一个特征的改变；

确定检测到的改变是否满足针对对象离开事件的至少一个预定义准则；并且

基于所述确定来输出信号。

因此，本发明的实施例有利地提供一种在不要求来自医学人员的连续输入的情况下可以可靠地并且不突兀地监测占用家具件的对象的运动的系统。以这种方式，可以自动地检测病床(或其他家具件)离开事件，其可以可观地降低医学人员的监测负担。而且，可以连续地并且不突兀地监测病床上的对象的身体运动的所述水平，而无需要被附接到所述对象的传感器并且无需医学人员的介入。以这种方式，可以高效并且方便地监测各种生理测量(诸如睡眠质量、腿不宁)。

附图说明

为了更好地理解本发明并且更清楚地示出其可以如何实施，现在将仅以范例的方式对附图进行参考，其中：

图1是根据本发明的一般实施例的用于检测何时对象已经离开家具件的装置的图示；

图2a示出了图1的装置的投影仪，其以第一角度附接在柔性床底座；

图2b示出了图2a的投影仪，其以第二角度附接于柔性床底座；

图3示出了与床一起使用的图1的装置。

图4a示出了与床一起使用的根据本发明的实施例的包括多个投影仪的第一范例装置；

图4b示出了与床一起使用的根据本发明的实施例的包括多个投影仪的第二范例装置；

图5示出了与床一起使用的根据本发明的实施例的包括多个投影仪的第三范例装置；

图6a是适于在本发明的实施例中使用的第一范例图样；

图6b是适于在本发明的实施例中使用的第二范例图样；

图6c是适于在本发明的实施例中使用的第三范例图样；

图7示出了与床一起使用的根据本发明的实施例的包括多个投影仪的第四范例装置；并且

图8是根据本发明的一般实施例的图示用于检测何时对象已经离开家具件的方法的流程图。

具体实施方式

图1示出了根据一般实施例的用于检测何时对象已经离开家具件的装置10。装置包括投影仪11、相机12和处理单元13。

短语“处理单元”在本文中被用于指代用于处理的实体或系统，例如，响应于信号或数据处理的实体或系统和/或自主地处理的实体或系统。处理单元应当被理解为涵盖微处理器、微控制器、可编程数字信号处理器、集成电路、计算机软件、计算机硬件、电路、专用集成电路、可编程逻辑设备、可编程门阵列、可编程阵列逻辑、个人计算机、芯片、以及分立的模拟、数字或可编程部件的任何其他组合、或者能够提供处理功能的其他设备。

投影仪11被配置用于固定附接到家具件的可移动部分(例如，柔性床或椅子底座)，其中，可移动部分被布置为响应于占用家具件的对象的运动而相对于表面(例如，家具件停留于其上的地面或靠近家具件的墙)改变其位置和/或取向。在一些实施例中，装置10包括多个投影仪。在一些这样的实施例中，多个投影仪中的每个可以被布置为投影到在其上家具件静止的表面或靠近家具件的不同的表面的不同的区域上。在一些实施例中，多个投影仪中的每个可以被附接到不同的家具件。在一些实施例中，多个投影仪中的每个可以被附接到相同家具件的不同的可移动部分。

短语“固定的附接”、“固定地附接”和“固定的”在本文中被用于指代例如诸如通常通过使用像螺丝或螺母或螺栓的硬件紧固件来实现的刚性固定附接。

投影仪11被布置为将图样14投影到表面上。投影仪11包括照明源。在一些实施例中，投影仪11被布置为使得基本上由投影仪发射的所有光具有预定义范围内的波长。优选地，投影仪11被布置为发射在这样的波长处的光：在所述波长处装置要被使用的位置中的其他光源未发射显著量的光或不发射相对于由光源11发射的在该波长处的光的强度具有高强度的光。有利地，使用在其处其他光源不发射很多光或仅以低强度发射的波长确保图样将表现为由被布置为优选地检测该波长处的光的相机所采集的图像中的高对比度对象。在一些这样的实施例中，投影仪11包括光滤波器，其被布置为许可具有预定义范围内的波长的光的通路。

在一些实施例中，照明源发射近红外(IR)光。有利地，使用近IR光的投影仪来投影图样14可以防止对患者或医院人员的视觉干扰。在一些实施例中，投影仪11被布置为使得所投影的图样放大家具件的可移动部分的运动——换句话说，使得可移动部分的(以及因此投影仪的)小运动引起对所投影的图样14的较大的改变。可以更改投影仪运动的放大程度的一个方式是更改关于表面的投影仪的取向(特别是投影仪的照明源的取向)。浅角导致较高的放大，如由图2a和图2b所示。

图2a示出了以关于其被附接到的床底座20的一部分的第一角Φ₁被固定地附接到柔性病床底座20的投影仪11。投影仪11被示为将图样投影到表面22(在该范例中，在床底座20下面的地板)上。在图2a(i)中，未占用在其中包括病床底座20的病床，使得柔性病床底座未由对象的体重变形。因此，投影仪11在地板上面的第一高度a处。在高度a处，由投影仪投影的图样的长度是第一长度x₁。在图2a(ii)中，病床由对象占用，并且对象的体重使得柔性病床底座20朝向地板22变形。因此，投影仪11在地板之上的第二高度b处，其小于高度a。在高度b处，所投影的图样的长度是第二长度y₁。通过比较图2a的部分(i)和(ii)可以看到，图样长度y₁小于图样长度x₁。因此，图样长度随着投影仪11与地板22之间的距离减小而减小。因此，图样长度响应于朝向和远离地板22的柔性病床底座20的运动并且因此响应于引起这样的运动的病床上的对象的运动而改变。虽然图2a仅示出图样长度，但是将理解到，在2D图样的情况下，图样宽度还将以相同方式改变。

图2b示出了与图2a相同的布置，但是投影仪11以关于其被附接到的病床底座20的一部分的第二角Φ₂被固定到柔性病床底座20。角Φ₂小于角Φ₁。附接角中的该差异具有以下效应：由投影仪11发射的光束在与图2a中的情况相比较较浅角处入射在地板22上。因此，当未占用病床时，所投影的图样的长度x₂大于长度x₁。当占用病床时，所投影的图样的长度y₂也大于长度y₁，但是大了较小的量。因此，占用的病床状态与未占用的病床状态之间的图样长度中的差异在图2b中是更大的。减小角Φ还将再进一步增加该长度差。在其中使用2D图样的实施例中，对图样宽度也将如此。因此，可以看到，可以通过降低投影仪11与其被固定地附接到的可移动部分(在该范例中，柔性病床底座20的中心)之间的角在投影的图样中放大投影仪11朝向和远离表面22的运动。

在装置10包括多个投影仪的一些实施例中，多个投影仪中的每个被固定地附接到单个家具件的不同的可移动部分(或相同可移动部分的不同的区域)，使得多个投影仪被空间地分离。在一些这样的实施例中，多个投影仪中的每个被布置为将图样投影到在家具件附近的不同的表面上或到相同表面的不同的区域上。在一些实施例中，多个投影仪中的每个被布置为将图样投影到表面的相同区域上，使得得到的图样由来自多个投影仪中的每个的光创建。有利地，利用多个空间分离的投影仪的实施例可以提供关于家具件上的对象的运动的空间信息。

例如，图4a示出了一个这样的实施例，其中第一投影仪41a被固定到被定位在病床40的顶部(头部)端下面的柔性病床的第一区域并且第二投影仪41b被固定到被定位在病床40的底部(脚部)端下面的柔性病床底座的第二区域。在该范例中，这两个投影仪41a、41b被定位为投影到病床静止于其上的地板42的相同区域上。第一投影仪41a的运动源自病床上的对象的头部、手臂或躯干的运动，而第二投影仪41b的运动源自病床上的对象的腿的运动。在这样的实施例中，所投影的图样44可以被设计为使得可以使由处理单元13使用适当的算法来区分对由来自第一投影仪和第二投影仪中的每个的运动引起的其变形的贡献。在图4b中所示的备选配置中，投影仪41a、41b中的每个被布置为投影到地板42的不同的区域上，并且处理单元13被布置为检测每个接收到的图像中的两个分离的图样44a、44b，并且从而区分每个投影仪41a、41b的运动。以该方式通过使用多个投影仪提供的空间信息可以使得各种活动类型(例如，就座、呼吸、翻身、不安定腿运动等)能够在其之间被识别和被区分。

在装置10包括多个投影仪的一些实施例中，多个投影仪中的每个被固定地附接到单个家具件的相同可移动或相邻可移动部分。然而；多个投影仪中的每个被布置为投影到邻近家具件的表面的不同的区域或邻近家具件的不同的表面上。不同的表面或表面区域被定位在家具件的不同侧。在一些实施例中，不同的表面或表面区域被定位在家具件的相对侧。有利地，利用多个投影仪将图样投影在家具件的不同侧的实施例可以是非常可靠的，因为所投影的图样之一的遮蔽(例如，通过已经落下到其被投影到其上的表面区域上的针头)将不影响装置10的操作或可靠性。

例如，图5示出了一个这样的实施例，其中第一投影仪51a被固定到关于病床50中心地定位的柔性病床底座的第一区域，并且第二投影仪51b还被固定到靠近第一投影仪51a的第一区域，但是被定位为以对第一投影仪的相反方向上投影。第一投影仪51a将图样54a投影到邻近病床50的第一长边的地板52上，并且第二投影仪51b将图样54b(其在该范例中与由第一投影仪51a投影的图样54a相同)投影到邻近病床50的第二、对面的长边的地板52上。病床50上的对象的运动使得这两个投影仪51a、52a以相同或(近似相同)的方式移动。在这样的实施例中，相机被定位为使得这两个所投影的图样54a、54b在其FOV内，并且处理单元13被布置为检测接收到的图像中的两个图样。当这两个图样在接收到的图像中是可检测的时，在一些实施例中，处理单元13被布置为分析这两个图样并且组合用于使用在做出针对病床离开事件的至少一个准则是否已经满足的最后确定的结果。在其他实施例中，当这两个图样是可见的时，处理单元13被布置为仅分析图样之一并且忽略另一图样。当仅一个图样在接收到的图像中是可检测的时(例如，由于出于任何原因遮蔽图样之一)，处理单元检测改变并且仅基于可检测的图样，做出针对病床离开事件的至少一个准则是否已经满足的确定。

图样14优选地是良好定义的图样。在一些实施例中，图样是2D图样。图样14被布置为使得图样的至少一个特征响应于相对于表面的投影仪11的位置和/或取向的改变而改变。响应于投影仪的位置和/或取向中的改变而改变的至少一个特征可以包括以下中的一项或多项：图样长度、图样宽度、图样直径、图样形状、图样的第一部分与图样的第二部分之间的距离(例如，如果图样是刚性的，则第一刚性节点与第二刚性节点之间的距离)、总图样面积等。在一些实施例中，图样14被布置为通过图像处理算法与周围表面容易地分离。在一些实施例中，图样14包括网格。在一些实施例中，图样14包括条形码。在一些实施例中，图样14包括QR码。甚至在不同的照明条件和图样取向的面中，可以有容易地获得的算法鲁棒地检测QR码。原则上，可以使用其变形可以容易地检测的任何图样。图6a-6c示出了适于由本发明的实施例采用的一些范例图样。图6a、6b和6c相应地示出了网格、QR码和条形码。

在一些实施例中(例如，装置10包括多个投影仪的实施例)，装置10可以被布置为将多个图样14投影到一个或多个表面上。在这样的实施例中，多个图样中的每个可以是相同的。备选地，多个图样中的至少一些可以彼此不同。在一些实施例中，多个图样中的每个包括不同的条形码。在一些实施例中，多个图样中的每个包括不同的QR码。在一些实施例中，唯一图样与多个监测的家具件中的每个相关联，并且由任何给定投影仪所投影的图样是与该投影仪被附接到的家具件相关联的图样。在一些实施例中，投影仪11被布置为选择性地投影多个不同的图样中的一个。多个投影仪(即，各自被附接到不同的家具件)各自投影不同的图样的实施例有利地使能由装置10监测的每个家具件的自动识别(例如，通过处理单元13)。

例如，图7示出了一个这样的实施例，其中第一投影仪71a被固定到第一病床70a的柔性病床底座，并且第二投影仪71b被固定到定位在第一病床附近的第二不同的病床70b的柔性病床底座。第一投影仪71a将图样74a投影到第一病床70a的长边附近的地板72上，并且第二投影仪71b将不同的图样74b投影到第二病床70b的长边附近的地板72上。第一病床70a上的对象的运动使得第一投影仪71a移动，并且第二病床70b上的对象的运动使得第二投影仪71b移动。相机被定位为使得这两个图样74a、74b在其FOV内，并且处理单元13被布置为检测接收到的图像中的两个图样。在一些实施例中，处理单元13被布置为分离地并且同时地分析每个图样。在一些实施例中，处理单元13被布置为将第一所投影的图样与第家具件相关联并且将第二所投影的图样与第二家具件相关联(例如，基于第一图样与第二图样之间的差异)。

在一些实施例中，投影仪11包括用于从用户接收输入的用户接口。在一些这样的实施例中，用户接口包括通/断开关。在一些实施例中，用户接口包括使得用户能够选择待由投影仪11投影的多个可能图样之一的功能。在一些实施例中，投影仪11与远程处理单元通信，例如，借助于有线或无线通信链路。在一些这样的实施例中，投影仪11被布置为从远程处理单元接收控制信号。在一些实施例中，远程处理单元是装置10的处理单元13。

相机12被布置为采集表面的顺序图像。相机12被布置为检测与由投影仪11发射的光相同类型的光。在投影仪11被布置使得基本上由光源发射的所有光具有预定义范围内的波长(例如，借助于包括光学滤波器的投影仪)的实施例中，至少一个相机被布置为检测预定义范围内的波长的光。在一些这样的实施例中，相机12包括光学滤波器，其被布置为允许具有预定义范围内的波长的光的通过并且防止具有预定义范围外的波长的光的通过。

例如，在投影仪11被布置为发射近IR光的实施例中，相机12被布置为检测近IR光并且基于检测到的近IR光来生成图像。在一些实施例中，相机12是2D相机。在一些实施例中，相机12是广角相机。在一些实施例中，装置10包括多个相机，在该情况下，来自每个相机的图像可以通过处理单元13缝在一起以在被分析以检测图样之前创建单个大图像等。相机12具有由图1中的虚线表示的视场(FOV)，其优选地足够大以在投影仪11和相机12被定位用于使用时涵盖所投影的图样14。

处理单元13被布置为从相机12接收图像(例如，经由通信链路15)。通信链路15可以是有线或无线的。处理单元13还被布置为检测接收到的图像中的所投影的图样14。处理单元13可以被布置为使用本领域中已知的任何适合的(一个或多个)图样检测算法来检测所投影的图样14。在一些实施例(例如，装置10包括至少一个相机12(例如，被布置为观看相对大区域(诸如全部医院病房))和多个投影仪11(例如，被附接到多个家具件)的实施例)中，处理单元13被布置为在接收到的图像中的多个所投影的图样之间进行检测和区分。在一些这样的实施例中，处理单元13被布置为将接收到的图像中检测到的每个所投影的图样与家具件相关联(例如，基于将家具件链接到被存储在被包括在处理单元13中或被连接到处理单元13的图样的规则)。有利地，在这样的实施例中，装置10可以同时地监测若干家具件。处理单元13还被布置为检测对接收到的图像中的所投影的图样14的至少一个特征的改变。至少一个特征可以包括以下各项中的一项或多项：图样长度、图样宽度、图样直径、图样形状、图样的第一部分与图样的第二部分之间的距离、总图样面积。在处理单元被布置为检测多个所投影的图样的实施例中，处理单元被布置为关于接收到的图像中检测到的每个所投影的图样分别地并且同时地检测所投影的图样的至少一个特征的改变。

在一些实施例中，处理单元13被布置为通过将在第一时间处采集的第一图像与稍后在第二时间处采集的第二图像进行比较来检测对所投影的图样14的至少一个特征的改变。第二时间可以紧接地在第一时间之后，或者备选地可以是第一时间之后的预定时间长度。在一些这样的实施例中，处理单元13被布置为基于第一图像来确定与特征有关的第一值(例如，图样长度值)，基于第二图像来确定与特征有关的第二值，并且比较两个所确定的值。在一些实施例中，处理单元被布置为计算改变值，其包括两个所确定的值之间的差。在一些这样的实施例中，处理单元13被布置为确定如果第一和第二确定值是不相同的，则特征已经发生改变。在一些实施例中，处理单元13被布置为确定如果第一和第二值差别超过预定义阈值(例如，如果所计算的改变值大于预定义阈值)，则确定特征已经发生改变。

在一些实施例中，处理单元13被布置为生成针对由接收到的图像覆盖的时间段的一部分或全部的随时间变化的改变信号。在一些这样的实施例中，改变信号包括或基于与特征有关的确定值的时间序列。在一些实施例中，改变信号包括或基于与特征有关的改变值的时间序列。在一些实施例中，处理单元13被布置为关于所投影的图样14的多个特征中的每个确定值、计算改变值和/或生成改变信号。

处理单元13还被布置为确定检测到的改变是否满足针对对象离开事件的至少一个预定义准则。在一些实施例中，预定义准则包括一个或多个条件的集合。在这样的集合中包括的条件包括以下各项中的一项或多项：改变的幅度、改变的速度、与改变信号的形状有关的条件。与改变信号的形状有关的条件可以包括以下中的任何或全部：改变信号的可变性的度量、改变信号的可变性超过预定义阈值的时间量、在改变信号超过预定义阈值时的周期频率、改变信号中的峰的相对位置、改变信号中的峰的相对高度、改变信号下面的面积。

在一些实施例中，处理单元13包括存储器或与存储器通信，所述存储器存储对应于各种不同的运动类型(例如，翻身、端坐等)的改变标志的集合。改变标志可以包括例如针对特征的改变值的集合、针对特征的改变信号、针对多个特征的改变值或改变信号的组合等。在一些这样的实施例中，至少一个准则包括改变标志，并且确定检测到的改变是否满足至少一个预定义准则包括确定检测到的改变是否匹配改变标志。在一些实施例中，处理单元13还被布置为关于检测到的改变是否满足针对对象离开事件的至少一个预定义准则的每个确定来计算置信度信息。

处理单元13还被布置为基于所述确定来输出信号。在一些实施例中，信号包括控制信号，例如，针对具有与处理单元13有线或无线通信链路的设备。这样的设备可以是例如通信设备、显示设备、警报设备等。在这样的实施例中，控制信号可以例如被布置为引起以下各项中的一项或多项：

-警报设备(例如，视觉或音频警报生成设备)生成警报；

-通信设备向护理者生成消息；

-通信设备向对象生成消息；

-通信设备向远程设备(例如，医学人员的寻呼机、PDA或移动电话)发送信号；

-显示设备(例如，监视器或屏幕)，以显示信息。

在一些实施例中，信号包括对护理者的消息(例如，指示已经检测到病床离开事件)。在一些实施例中，信号包括对对象的消息(例如，以指令他们卧床直到援助到达)。在一些实施例中，处理单元被布置为将多个信号(例如通信信号)输出到通信设备(例如医学专业人员的移动电话)并且将控制信号输出给使得其生成警报的警报设备。

在一些实施例中，处理单元13还被布置为关于投影仪被附接到的家具件的相机12确定取向。可以例如通过关于接收到的图像中的其他特征来分析所投影的图样的取向或借助于用于预定义图像中的家具件的取向的已知自动化或半自动化技术来实现对取向的这样的确定。在一些这样的实施例中，处理单元13还被布置为基于所确定的取向来输出信号。在一些这样的实施例中，基于所确定的取向的信号包含取向信息，并且被输出到另一基于相机的监测系统(例如，其包括被布置为采集家具件的图像的相机)。有利地，这样的实施例可以促进除装置10外的基于相机的监测系统的自动化校准，所述装置10被布置为采集家具件和/或占用家具件的对象的图像，降低或移除医学人员在家具件被移动时重新校准这样的系统的需要。

在一些实施例(即，装置10包括用于附接到单具家具件的多个投影仪的实施例)中，处理单元13被布置为检测来自每个单独投影仪的对检测到的改变的贡献。在一些实施例中，多个投影仪中的每个被布置为投影到不同的表面或相同表面的不同的区域上。在这样的实施例中，处理单元13被布置为检测针对每个投影仪的分离的图样，并且以上文所描述的方式分离地(但是优选地同时地)检测对这些图样中的每个的特征的改变。在一些实施例中，处理单元13被布置为关于所有图样分析检测到的改变。在一些实施例中，多个投影仪中的每个被布置为投影到相同表面的相同区域上，使得在包括来自多个投影仪中的每个的贡献的该表面上创建单个总体图样。在这样的实施例中，处理单元13被布置为分析对检测到的图样的至少一个特征的检测到的改变以便区分来自多个投影仪中的每个对每个检测到的改变的贡献。

分析对多个图样中的每个的改变或多个投影仪中的每个对总体图样的贡献之间的差异(例如，关于角度、时间表现等)可以使得关于病床上的对象的身体运动的空间信息能够被提取。在一些实施例中，处理单元13被布置为基于这样的组合分析来确定运动类型(例如，翻身、端坐、不宁腿运动)。例如，通过分析两个图样中特征改变的程度的差别，可以确定对象的躯干的上部还是下部正在移动。在一些这样的实施例中，处理单元被布置为基于分析来确定运动类型(例如，翻身、端坐、不宁腿运动)。在一些这样的实施例中，针对对象离开事件的至少一个预定义准则包括与运动类型有关的一个或多个条件。例如，坐起位置可以用作起床的早期指示，因此，在一些实施例中，定义针对对象离开的至少一个预定义准则，使得必须识别(基于检测到的改变)坐起运动类型以便处理器确定满足预定义准则。

图3示出了与家具件一起使用的图1的装置。在所图示的范例中，家具件包括具有柔性病床底座(不可见)的医院病床30，其响应于占用病床30的对象33的运动，相对于在其上病床30静止的地板32向上和向下移动。然而；在其他范例中，家具件可以包括另一类型的病床、椅子、轮椅或具有可移动部分的任何家具件，其响应于占用家具件的对象的运动而相对于可能利用投影仪11将图样投影到其上的表面移动。

可移动部分可以是家具件的任何部分，其响应于占用家具件的对象的运动而朝向和远离家具件停留于其上的表面移动。优选地，可移动部分与家具件的底侧相关联(即，与家具件的患者支持侧相对的侧)，使得投影仪11在被附接到可移动部分时被定位在家具件的患者支持面下面。有利地，将投影仪11定位在家具件的患者支持面下面意指其不妨碍进入或离开家具件的对象或在家具件的附近工作的医学人员(例如，照顾占用家具件的对象)。此外，如果投影仪11在家具件30下面，则所投影的光束不可能在装置10的使用期间变得模糊。

在一些范例中，通过对象的体重的量的改变由可移动部分引起可移动部分的运动。在一些范例中，投影仪被附接到的可移动部分包括较大部分的部件或区域，其自身是响应于对象的运动是可移动的。在一些范例中，可移动部分包括弹性部件(例如，弹簧、弹性材料的一部分、橡胶的一部分等)。在一些范例中，可移动部分通过弹性部件被连接到家具件的剩余部分。

投影仪11被固定地附接到柔性病床底座，使得柔性病床底座的运动使得投影仪11随着投影仪被附接到的柔性病床底座的部分的运动经历相同类型和程度的运动。应预期到，运动的主要分量将是朝向和远离在其中病床静止的表面(例如，在该范例中的地板32)的。然而；如果对象相对于病床的宽度改变位置，那么(取决于病床底座的确切配置)可能的是，投影仪11被附接到的病床底座的一部分的角度(以及因此投影仪11)可能相对于地板32改变。

在一些实施例中，投影仪11被直接附接到可移动部分。在一些实施例中，投影仪11被间接地附接到可移动部分(例如，借助于诸如安装托架的中间部件)。在这样的实施例中，中间部件被固定地附接到可移动部分，并且投影仪11被固定地附接到中间部件。中间部件(诸如安装托架)的使用可以增加家具件30的可移动部分与投影仪11之间的距离和/或允许投影仪11与可移动部分之间的角度的更大的范围。有利地，这样的增加的距离和/或角度范围可以避免所投影的图样的遮蔽，例如，在家具件包括朝向其停留于其上的表面延伸的突起的情况下。例如，许多现代医院病床被支持在复杂机构上(例如，用于上升和下降和/或改变对象支持面的角)，其包括各种这样的突起。当利用特定家具件来设置装置10时，将基于特定家具件的确切配置，来取得诸如将投影仪附接到哪一个可移动部分、是否使用安装托架、关于可移动部分将投影仪11设定在什么角处等的决策。

在图3的范例中，相机12和处理单元13被集成到监测设备35中。投影仪11经由安装托架36被固定地附接到柔性病床底座，使得其连同病床底座响应于对象33的运动相对于地板32向上和向下移动。投影仪11朝向地板32成一定量的角，使得图样14被投影到病床30附近的地板的区段上。

当对象33移动(例如，坐起来起床)时，由于对象的体重随着运动进行由病床底座的不同的区域支持，柔性病床底座上下(相对于重力)移动。柔性病床底座的支持较少的对象的体重的区域将随着运动进行而相应地远离地板32移动。柔性病床底座的支持更多的对象的体重的区域将随着运动进行而相应地朝向地板32移动。由投影仪11被附接到的柔性病床底座的部分(以及因此投影仪11)经历的运动的量和方向将取决于可移动部分相对于家具件上的对象的开始位置的位置和运动的性质。

在图3的范例中，投影仪被附接到的可移动部分被定位在病床底座的中心。当患者平躺在病床的中心时，对象的体重的第一数量将由投影仪11被附接到的柔性病床底座的一部分支持，并且投影仪将被定位在地板32上的第一距离处。如果对象坐直，则更多的对象的体重将由投影仪11被附接到的柔性病床底座的一部分支持，因为病床的头端将不再支持任何体重，并且因此投影仪将被定位为更靠近地板(比第一位置)。相比之下，如果对象滚到一侧同时仍然平躺，则较少的对象的体重将由投影仪11被附接到的柔性病床底座的一部分支持，因为对象的身体将不再直接在投影仪被附接到的柔性病床底座的一部分上，并且因此投影仪将被定位更远离地板(比第一位置)。因此，不同的运动类型将引起对投影仪11的高度(以及可能地取向)的改变的不同的图样。

投影仪11的运动使得所投影的图样14的大小和/或形状改变。对所投影的图样的改变的性质取决于运动的性质。例如，直接地朝向地板32的投影仪11的运动将引起图样的长度、宽度(以及因此面积)的减小，如关于图2a和图2b上文所解释的。还将减小图样内的特征之间的距离(例如，如果图样是网格，则网格节点)。投影仪11与地板32之间的相对角的增加(如果投影仪未关于柔性病床底座20中心地定位，则其可以例如在图2a(ii)和图2b(ii)中所图示的情况中发生)将使得地板32上的图样的位置更靠近病床30的边缘偏移。投影仪11与地板32之间的相对角的减小将使得地板32上的图样的位置更远离病床30的边缘偏移。实际上，在除高度的改变外投影仪的取向的改变可能的情况下，对象的任何给定运动将通常使得对所投影的图样的大小改变和位置改变的组合。改变的确切图样取决于运动的性质，因此定义针对各种共同运动类型(例如，端坐、翻身等)的特性图样改变标志是可能的。

在一些实施例中，投影仪11被手动地激活(例如，通过激活投影仪11的接通开关的人)并且连续地投影直到其手动地去激活(例如，通过激活投影仪11的断开开关的人)。在一些实施例中，自动地激活投影仪11，例如，通过来自处理单元的控制信号。在一些实施例中，投影仪11具有与处理单元13的通信链路并且由来自处理单元13的控制信号激活(并且随后地去激活)。优选地，仅在家具件在使用中时的时间期间激活投影仪11。出于本发明的目的，家具件被认为是在使用家具件的对象的临时缺少(例如，去洗手间或经历处理)期间保持“在使用中”。相比之下，家具件在先前正占用该家具件的对象出院与由新对象对该家具件的第一占用之间的时段期间被认为是不在使用中。

监测设备35被定位为使得如由图3中的虚线所表示的相机12的视场(FOV)涵盖所投影的图样14的至少一部分。优选地，监测设备35被定位为使得病床30的支持面不在相机FOV内。这确保占用病床的对象将不被包括在由相机所获得的图像中。不将对象包括在图像中从隐私观点是有利的，并且还简化检测和跟踪所采集的图像中的图样特征的任务。然而；设想在单个相机被用于监测与多个家具件相关联的多个所投影的图样的实施例，在该情况下，所监测的家具件中的至少一些的支持面将在相机的FOV内。

在装置10的使用中，以上文所描述的方式之一激活投影仪11，使得其连续地将图样14投影到表面32上。相机12在记录时段期间采集表面32的图像，其包括所投影的图样14的至少一部分。在一些实施例中，相机在装置10在使用中的全部时间期间连续地采集图像，使得记录时段包括装置10在使用中的时段。在一些实施例中，响应于事件，激活相机。在一些这样的实施例中，事件包括由分离的运动检测器(例如，附接到家具件的加速度计或分离的基于相机的运动检测系统)造成的对象的运动的检测。在一些实施例中，相机被布置为采集针对预定义时间量的图像(即，预定义记录时段的持续时间)。在一些实施例中，所采集的图像包括视频帧。在一些实施例中，相机采集静止图像的序列。

由相机采集的图像被发送给处理单元13。处理单元13根据所采集的图像连续地评估对象离开事件是否将发生(或已经发生)(例如，通过执行图8中所示的方法)。

图8图示了用于检测何时对象已经离开家具件的方法。在第一步801中，(例如，由处理单元13)接收表面(例如，地板32)的顺序图像。图像中的每一幅包括由固定地被附接到家具件(例如，病床30)的可移动部分的投影仪(例如，投影仪11，以上文所描述的方式中的任一个)投影到表面上的图样(例如，图样14)，可移动部分被布置为响应于占用家具件的对象的运动而相对于表面改变其位置和/或取向(例如，以上文所描述的方式中的任一个)。在一些实施例中，从捕获图像的相机接收图像，例如，经由有线或无线通信链路。在一些实施例中，从远程服务器(例如，中心医院服务器)接收图像，例如，经由有线或无线通信链路。在一些实施例中，图像被接收在机器可读非暂态存储介质上。在一些实施例中，实时或近实时接收图像(即，当其由相机采集时)。在一些实施例中，图像从多个源(例如，被布置为监测第一家具件的第一相机，以及被配置为监测第二家具件的第二相机)被接收。

在步骤802中，在接收到的图像中检测所投影的图样14(例如，通过处理单元13)。在一些实施例中，以关于处理单元13的操作上文所描述的方式检测所投影的图样。在一些实施例中，执行步骤802包括检测接收到的视频流的每个帧中的所投影的图样14。在一些实施例中，执行步骤802包括检测静止图像的接收到的序列的每个图像中的所投影的图样14。

在步骤803中，在接收到的图像中检测对所投影的图样的至少一个特征的改变(例如，通过处理单元13)。在一些实施例中，执行步骤803包括以关于处理单元13的操作上文所描述的方式检测对所投影的图样的至少一个特征的改变。步骤803的结果可以是正检测(即，检测对所投影的图样的至少一个特征的改变已经发生)或负检测(即，检测对所投影的图样的至少一个特征尚未发生)。在一些实施例中，步骤803的输出包括连续的(实时)接收到的图像之间的比较的结果。在一些这样的实施例中，比较的结果包括至少一个改变值，其中每个改变值表示所投影的图样的特征的改变的度量。在一些实施例中，比较的结果包括改变值的集合，每个对应于所投影的图样的不同的特征。在一些实施例中，步骤803的输出包括改变信号，例如，基于改变值的时间序列。在一些实施例中，步骤803的输出包括改变信号的集合，每个对应于所投影的图样的不同的特征。

在步骤804中，确定检测到的改变是否满足针对对象离开事件的至少一个预定义准则。在一些实施例中，执行步骤803包括以关于处理单元13的操作上文所描述的方式确定检测到的改变是否满足针对对象离开事件的至少一个预定义准则。在一些实施例中，响应于包括正改变检测的步骤803的结果，执行步骤804。在一些实施例中，连续地执行步骤804(例如，每次新改变值由步骤803生成时)。在一些实施例中，基于覆盖预定义时间段的改变数据(即，改变值或改变信号)，例如，导致具有预定义长度的最近接收的图像的采集时间的时间段，来执行确定。因此，可以关于每个新接收的图像(或视频流的每个连续帧)重新计算由步骤804生成的确定。

在步骤805中，基于确定(即，基于步骤804的结果)，输出信号(例如，通过处理单元13)。在一些实施例中，执行步骤805包括以关于处理单元13的操作上文所描述的方式输出信号。可以使用监测设备(例如，监测设备35)的通信功能性输出信号。在一些实施例中，连续地实时或近实时输出信号。在这样的实施例中，优选地，图像的接收与信号的输出之间的延迟小于几秒，使得医学人员可以快速地对检测到的病床离开事件作出反应。在一些实施例中，信号包含检测到的改变是否满足针对对象离开事件的至少一个预定义准则的确定的结果(例如，如果准则被满足，则对象离开事件可能正发生/已经发生的指示，或者如果准则未被满足，对象离开事件不大可能正发生/已经发生的指示)。在一些实施例中，信号包含与在步骤804中生成的确定的结果相关联的置信度信息。在一些实施例中，如果步骤804的结果是满足至少一个准则，则仅执行步骤805。在一些实施例中，信号包含与确定的结果相关联的时间信息，例如，在其期间确定所基于的(一个或多个)检测到的改变发生的时间段。在一些实施例中，信号包含关于运动类型的信息。在一些实施例中，例如，单个相机被用于监测多个家具件的实施例，信号包含标识特定确定结果与其相关联的家具件的信息。在一些实施例中，执行步骤805包括发射多个信号，每个信号与不同的被监测的家具件有关。

在优选的实施例中，在一时间段(例如，装置10可操作的时间段)期间连续地执行图8的方法。

因此，本发明的实施例有利地使得家具件上的对象的运动自动并且不突兀地被监测。这样的监测可以形成用于检测何时对象已经或将要离开家具件的可靠并且有成本效益的系统的基础。

虽然在附图和前述描述中已经详细说明和描述了本发明，但是这样的说明和描述将被认为是说明性或示范性而非限制性的；本发明不限于所公开的实施例。

本领域的技术人员通过研究附图、说明书和随附的权利要求书，在实践所主张的本发明时可以理解和实现所公开的实施例的变型。在权利要求中，“包括”一词不排除其他元件或者步骤，并且词语“一”或“一个”不排除多个。单个处理器或其他单元可以实现权利要求中记载的若干项目的功能。尽管在互不相同的从属权利要求中记载了特定措施，但是这并不指示不能有利地使用这些这些措施的组合。计算机程序可以存储/分布在合适的介质上，例如连同其他硬件或者作为其一部分提供的光学存储介质或者固态介质，而且可以以诸如经由因特网或其他有线或无线电信系统的其他形式分布。权利要求中的附图标记不得被解释为对范围的限制。