(57)【要約】【課題】加速度センサを用いて山岳登山者の異常事態を迅速に判断することにある。【解決手段】本発明の一態様は、山岳登山者である被検体４が装着するもので、それぞれが第１及び第２の加速度センサ２５１ａ，２５１ｂを有する第１及び第２のセンサユニット２ａ，２ｂと、当該第１及び第２の加速度センサ２５１ａ，２５１ｂにより計測された第１の加速度データと第２の加速度データとの関係より上記被検体４の姿勢を判定するもので、上記第１及び第２の加速度データが所定範囲内にあるか否かにより上記被検体に異常が発生しているか否かを判定するセンサデータ収集処理部１５を有するセンタ装置１とを具備することを特徴とする山岳登山者支援システムである。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
山岳登山者である被検体が装着するもので、少なくとも第１の加速度センサを有し、当該第１の加速度センサにより得られた第１の加速度データを出力する第１のセンサユニットと、
山岳登山者である被検体が装着するもので、少なくとも第２の加速度センサを有し、当該第２の加速度センサにより得られた第２の加速度データを出力する第２のセンサユニットと、
上記第１及び第２のセンサユニットと通信自在であり、上記第１の加速度データと上記第２の加速度データとの関係より上記被検体の姿勢を判定するもので、上記第１及び第２の加速度データが所定範囲内にあるか否かにより上記被検体に異常が発生しているか否かを判定するセンサデータ収集処理手段を有するセンタ装置と、
を具備することを特徴とする山岳登山者支援システム。
【請求項２】
山岳登山者である被検体が第１及び第２のセンサユニットを装着しており、当該第１及び第２のセンサユニットとセンタ装置とが通信自在に構成された山岳登山者支援システムであって、  
上記第１のセンサユニットは、少なくとも第１の加速度データを出力する第１の加速度センサと、当該第１の加速度データをセンシング信号として上記センタ装置に送信する第１の通信手段と、を有し、
上記第２のセンサユニットは、少なくとも第２の加速度データを出力する第２の加速度センサと、当該第２の加速度データをセンシング信号として上記センタ装置に送信する第２の通信手段と、を有し、
上記センタ装置は、上記第１及び第２のセンサユニットと通信するための第３の通信手段と、上記センシング信号に係る第１の加速度データと上記第２の加速度データとの関係より被検体の姿勢を判定するもので、上記第１及び第２の加速度データが第１の範囲内にある場合には、更に上記第１及び第２の加速度データの所定時間における分散値を算出し、当該分散値が所定範囲内である場合には異常であると判定するセンサデータ収集処理手段と、を有する、
ことを特徴とする山岳登山者支援システム。
【請求項３】
山岳登山者である被検体が第１及び第２のセンサユニットを装着しており、当該第１及び第２のセンサユニットとセンタ装置とが通信自在に構成された山岳登山者支援システムであって、  
上記第１のセンサユニットは、少なくとも第１の加速度データを出力する第１の加速度センサと、当該第１の加速度データをセンシング信号として上記センタ装置に送信する第１の通信手段と、を有し、
上記第２のセンサユニットは、少なくとも第２の加速度データを出力する第２の加速度センサと、当該第２の加速度データをセンシング信号として上記センタ装置に送信する第２の通信手段と、を有し、
上記センタ装置は、上記第１及び第２のセンサユニットと通信するための第３の通信手段と、上記センシング信号に係る第１の加速度データと上記第２の加速度データとの関係より被検体の姿勢を判定するもので、上記第１及び第２の加速度データが第２の範囲内にある場合には、上記第１の加速度データ若しくは第２の加速度データのいずれか一方が所定の条件を満足する場合には異常であると判定するセンサデータ収集処理手段と、
を有する、
ことを特徴とする山岳登山者支援システム。
【請求項４】
山岳登山者である被検体が第１及び第２のセンサユニットを装着しており、当該第１及び第２のセンサユニットとセンタ装置とが通信自在に構成された山岳登山者支援システムであって、  
上記第１のセンサユニットは、少なくとも第１の加速度データを出力する第１の加速度センサと、当該第１の加速度データをセンシング信号として上記センタ装置に送信する第１の通信手段と、を有し、
上記第２のセンサユニットは、少なくとも第２の加速度データを出力する第２の加速度センサと、当該第２の加速度データをセンシング信号として上記センタ装置に送信する第２の通信手段と、を有し、
上記センタ装置は、上記第１及び第２のセンサユニットと通信するための第３の通信手段と、上記センシング信号に係る第１の加速度データと上記第２の加速度データとの関係より被検体の姿勢を判定するもので、上記第１及び第２の加速度データが第１の範囲内にあるときには更に上記第１及び第２の加速度データの所定時間における分散値を算出し当該分散値が所定範囲内にある場合、及び上記第１及び第２の加速度データが第２の範囲内にある場合には上記第１の加速度データ若しくは第２の加速度データのいずれか一方が所定の条件を満足する場合に異常であると判定するセンサデータ収集処理手段と、を有する、
ことを特徴とする山岳登山者支援システム。
【請求項５】
上記所定の場合とは、上記加速度データの絶対値が閾値を超え寝返りと判定され、上記寝返りの時間間隔が所定の時間を超える場合、若しくは上記加速度データの絶対値が閾値を超えることなく寝返りと判定されない場合であることを更に特徴とする請求項３又は４のいずれかに記載の山岳登山者支援システム。
【請求項６】
上記所定の場合とは、上記加速度データの所定値を横切り寝返りと判定され、上記寝返りの時間間隔が所定の時間を超える場合、若しくは上記加速度データの所定値を横切ることなく寝返りと判定されない場合であることを更に特徴とする請求項３又は４のいずれかに記載の山岳登山者支援システム。
【請求項７】
上記センサデータ収集処理手段は異常であると判定した場合には上記第３の通信手段を介して上記第１及び第２のセンサユニットの少なくともいずれかに所定の警告信号を送信し、当該第１及び第２のセンサユニットの少なくともいずれかは当該警告信号を受信すると所定の警告を発する、ことを更に特徴とする請求項２乃至６のいずれかに記載の山岳登山者支援システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、山岳登山者等の被検体の活動をモニタし、非常事態等の発生時に支援するための山岳登山者支援システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、活動中の被検体の状況を判定し、異常発生時に救助活動を行うための各種の支援を行う種々のシステムが提案されている。例えば、特許文献１では、加速度センサを用いた消防士活動支援システムが開示されている。即ち、同技術は、消防士に加速度センサを装着し、異常時に自動的に警報を発する携帯警報機に関するものであり、傾斜センサと共に使用され、身体にかかる加速度の値が閾値以上になると警報を発するものである。
【０００３】
一方、特許文献２では、体勢検出器と温度センサを有し、これらにより被検者が緊急を要する異常事態に陥ったか否かを判定すると共に、異常事態に陥ったと判断したとき、緊急連絡先に報知する緊急救済システムが開示されている。
【特許文献１】特開２００３−１０９１４６号公報
【特許文献２】特開２００５−５０２９０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記従来技術では、山岳登山中の被検体である山岳登山者の活動をリアルタイムで追跡し、その活動が正常であるか否かを適宜判断し、遠隔地より当該判断結果に基づいた支援を行うという技術的思想については示唆すらされてない。
【０００５】
本発明の目的とするところは、山岳登山者が正常な活動をしているか、遭難などの異常事態に遭遇しているかを予め定められた所定の判断基準に基づいてリアルタイムで迅速に判断し、当該判断結果に基づいて遠隔地より救助活動等に係る支援を即座に開始できるようにすることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明の第１の態様では、山岳登山者である被検体が装着するもので、少なくとも第１の加速度センサを有し、当該第１の加速度センサにより得られた第１の加速度データを出力する第１のセンサユニットと、山岳登山者である被検体が装着するもので、少なくとも第２の加速度センサを有し、当該第２の加速度センサにより得られた第２の加速度データを出力する第２のセンサユニットと、上記第１及び第２のセンサユニットと通信自在であり、上記第１の加速度データと上記第２の加速度データとの関係より上記被検体の姿勢を判定するもので、上記第１及び第２の加速度データが所定範囲内にあるか否かにより上記被検体に異常が発生しているか否かを判定するセンサデータ収集処理手段を有するセンタ装置と、を具備することを特徴とする山岳登山者支援システムが提供される。
【０００７】
本発明の第２の態様では、山岳登山者である被検体が第１及び第２のセンサユニットを装着しており、当該第１及び第２のセンサユニットとセンタ装置とが通信自在に構成された山岳登山者支援システムであって、上記第１のセンサユニットは、少なくとも第１の加速度データを出力する第１の加速度センサと、当該第１の加速度データをセンシング信号として上記センタ装置に送信する第１の通信手段と、を有し、上記第２のセンサユニットは、少なくとも第２の加速度データを出力する第２の加速度センサと、当該第２の加速度データをセンシング信号として上記センタ装置に送信する第２の通信手段と、を有し、上記センタ装置は、上記第１及び第２のセンサユニットと通信するための第３の通信手段と、上記センシング信号に係る第１の加速度データと上記第２の加速度データとの関係より被検体の姿勢を判定するもので、上記第１及び第２の加速度データが第１の範囲内にある場合には、更に上記第１及び第２の加速度データの所定時間における分散値を算出し、当該分散値が所定範囲内である場合には異常であると判定するセンサデータ収集処理手段と、を有する、ことを特徴とする山岳登山者支援システムが提供される。
【０００８】
本発明の第３の態様では、山岳登山者である被検体が第１及び第２のセンサユニットを装着しており、当該第１及び第２のセンサユニットとセンタ装置とが通信自在に構成された山岳登山者支援システムであって、上記第１のセンサユニットは、少なくとも第１の加速度データを出力する第１の加速度センサと、当該第１の加速度データをセンシング信号として上記センタ装置に送信する第１の通信手段と、を有し、上記第２のセンサユニットは、少なくとも第２の加速度データを出力する第２の加速度センサと、当該第２の加速度データをセンシング信号として上記センタ装置に送信する第２の通信手段と、を有し、上記センタ装置は、上記第１及び第２のセンサユニットと通信するための第３の通信手段と、上記センシング信号に係る第１の加速度データと上記第２の加速度データとの関係より被検体の姿勢を判定するもので、上記第１及び第２の加速度データが第２の範囲内にある場合には、上記第１の加速度データ若しくは第２の加速度データのいずれか一方が所定の条件を満足する場合には異常であると判定するセンサデータ収集処理手段と、を有する、ことを特徴とする山岳登山者支援システムが提供される。
【０００９】
本発明の第４の態様では、山岳登山者である被検体が第１及び第２のセンサユニットを装着しており、当該第１及び第２のセンサユニットとセンタ装置とが通信自在に構成された山岳登山者支援システムであって、上記第１のセンサユニットは、少なくとも第１の加速度データを出力する第１の加速度センサと、当該第１の加速度データをセンシング信号として上記センタ装置に送信する第１の通信手段と、を有し、上記第２のセンサユニットは、少なくとも第２の加速度データを出力する第２の加速度センサと、当該第２の加速度データをセンシング信号として上記センタ装置に送信する第２の通信手段と、を有し、上記センタ装置は、上記第１及び第２のセンサユニットと通信するための第３の通信手段と、上記センシング信号に係る第１の加速度データと上記第２の加速度データとの関係より被検体の姿勢を判定するもので、上記第１及び第２の加速度データが第１の範囲内にあるときには更に上記第１及び第２の加速度データの所定時間における分散値を算出し当該分散値が所定範囲内にある場合、及び上記第１及び第２の加速度データが第２の範囲内にある場合には上記第１の加速度データ若しくは第２の加速度データのいずれか一方が所定の条件を満足する場合に異常であると判定するセンサデータ収集処理手段と、を有する、ことを特徴とする山岳登山者支援システムが提供される。
【００１０】
本発明の第５の態様では、上記第３又は第４の態様において、上記所定の場合とは、上記加速度データの絶対値が閾値を超え寝返りと判定され、上記寝返りの時間間隔が所定の時間を超える場合、若しくは上記加速度データの絶対値が閾値を超えることなく寝返りと判定されない場合であることを更に特徴とする山岳登山者支援システムが提供される。
【００１１】
本発明の第６の態様では、上記第３又は第４の態様において、上記所定の場合とは、上記加速度データの所定値を横切り寝返りと判定され、上記寝返りの時間間隔が所定の時間を超える場合、若しくは上記加速度データの所定値を横切ることなく寝返りと判定されない場合であることを更に特徴とする山岳登山者支援システムが提供される。
【００１２】
本発明の第７の態様では、上記第２乃至第６の態様において、上記センサデータ収集処理手段は異常であると判定した場合には上記第３の通信手段を介して上記第１及び第２のセンサユニットの少なくともいずれかに所定の警告信号を送信し、当該第１及び第２のセンサユニットの少なくともいずれかは当該警告信号を受信すると所定の警告を発する、ことを更に特徴とする山岳登山者支援システムが提供される。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、山岳登山者が正常な活動をしているか、遭難等の異常事態に遭遇しているかを遠隔地にて予め定められた所定の判断基準に基づいてリアルタイムで迅速に判断し、当該判断結果に基づいて遠隔地より救助活動等に係る支援を即座に開始できるようにする山岳登山者支援システムを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。
【００１５】
図１には、本発明の一実施の形態に係る山岳登山者支援システムの概念図を示し説明する。この図１に示されるように、この山岳登山者支援システムでは、山岳登山者である被検体４が第１及び第２のセンサユニット２ａ，２ｂを少なくとも装着しており、当該第１及び第２のセンサユニット２ａ，２ｂがセンタ装置１と通信自在となっている。尚、第１及び第２のセンサユニット２ａ，２ｂとセンタ装置１とが中継器を介して通信するように構成してもよい。また、通信が良好となるように便宜を図るべく、センタ装置２を車両等に搭載して移動自在に構成してもよいことは勿論である。
【００１６】
前述したように、本実施の形態に係る山岳登山者支援システムでは、被検体４の少なくとも２箇所（この例では胸部と大腿部に装着）に第１及び第２のセンサユニット２ａ，２ｂを装着しているが、各センサユニット２ａ，２ｂには加速度センサ２５１が含まれている。以下では、第１のセンサユニット２ａに含まれる加速度センサは符号２５１ａ、第２のセンサユニット２ｂに含まれる加速度センサは符号２５１ｂを用いて呼称する。胸部に装着されるのは２軸の加速度センサ２５１ａで、身長方向の加速度を検出する前後センサと身長方向の中心線に対して直角な方向の加速度を検出する左右センサである。大腿部に装着されるのは、１軸の加速度センサ２５１ｂであり、身長方向の加速度を検出する前後センサである。これらの加速度センサ２５１ａ，２５１ｂにより、登山者が立っているのか、座っているのか（中腰姿勢を含む）、あるいは横になっている、つまり正常な登山活動を行っているか、または、これらの姿勢で静止状態となり登山者が遭難し危険な状況にあるか否かを詳細は後述する手法により判断するものである。
【００１７】
尚、これらのうち、加速度センサ２５１ａは請求項に記載の第１の加速度センサに相当し、加速度センサ２５１ｂは請求項に記載の第２の加速度センサに相当する。
【００１８】
以上のほか、本山岳登山者支援システムの第１及び第２のセンサユニット２ａ，２ｂのセンサ本体２５（以下、第１及び第２のセンサユニット２ａ，２ｂに含まれるものを各符号２５ａ，２５ｂを用いて呼称する）には、被検体４の表皮温度の正常／異常をモニタする温度センサ２５２（以下、第１及び第２のセンサユニット２ａ，２ｂに含まれるものを符号２５２ａ，２５２ｂを用いて呼称する）も含まれる。尚、上記第１及び第２のセンサユニット２ａ，２ｂが加速度データをセンシング信号としてセンタ装置１に送信するに際しては、それぞれの送信タイミングをずらして各送信が実施される。
【００１９】
図１のセンタ装置１は、アンテナ部１１と、信号分配部１２、受信部１３、送信部１４、センサデータ収集処理部１５、センサ制御部１６とで構成されている。
【００２０】
そして、このセンサデータ収集処理部１５の詳細な構成は図２に示される。
【００２１】
即ち、センサデータ収集処理部１５は、加速度データ記憶部１１１と、データ平均化処理部１１２と、山岳登山者支援制御部１１３とで構成されている。
【００２２】
このような構成において、アンテナ部１１は、センサ制御部１６からの制御信号を送信する送信アンテナ機能と第１及び第２のセンサユニット２ａ，２ｂからのセンシング信号を受信する受信アンテナ機能とを有する。この両機能の切り換えはアンテナ部１１に接続されたサーキュレータ等からなる信号分配部１２が行う。
【００２３】
受信部１３は、センサユニット２から無線ネットワークやアンテナ部１１を介して送信された無線信号を受信した後、当該無線信号を復調し、この復調により得られるセンシング信号をセンサデータ収集処理部１５へ出力する。
【００２４】
送信部１４は、センサ制御部１６から出力された制御信号を変調した後、無線信号に変換し、この無線信号をアンテナ部１１から無線ネットワークを介して第１及び第２のセンサユニット２ａ，２ｂに向けて送信することになる。このセンサ制御部１６は、例えばＣＰＵ(Central Processing Unit)やＤＳＰ(Digital Signal Processor)を備えたものであり、第１及び第２のセンサユニット２ａ，２ｂによるセンシング開始やセンシング周期に関する指令を含む制御信号を出力する。なお、第１のセンサユニット２ａと第２のセンサユニット２ｂとセンタ装置１との無線信号の送受は、それぞれの信号が重ならないようになされている。
【００２５】
センサデータ収集処理部１５は、受信したセンシング信号から被検体４の状態を判定する部分である。本実施の形態では、被検体４の姿勢状態を検出することで遭難等の緊急事態の発生を追跡するのが目的なので、センタ装置１は、登山中、第１及び第２のセンサユニット２ａ，２ｂからのセンシング信号を継続して受信する。受信部１３から加速度データとしてのセンシング信号を受信すると、センサデータ収集処理部１５内では、この加速度データを加速度データ記憶部１１１に一時記憶する。次に、記憶されている加速度データを適宜読み出し、データ平均化処理部１１２において移動平均等の手法によりデータの平均化を行う。なお、ここでの平均化処理は不要な成分を除外するために行われるものであり姿勢状態の検出に必須の処理ではない。次に、平均化された加速度データに基づいて詳細は後述する手法により山岳登山者支援判定部１１３が被検体４の姿勢状態より遭難等の緊急事態が発生しているか否かを判定する。受信部１３より温度データとしてのセンシング信号を併せて受信した場合には、当該温度データは山岳登山者支援判定部１１３に送られ、上記緊急事態が発生しているか否かの判断に役立てられる。
【００２６】
次に図３乃至図５を参照して、第１及び第２のセンサユニット２ａ,２ｂの詳細な構成及び作用を説明する。ここでは、これら第１及び第２のセンサユニット２ａ,２ｂについて符号２を用いて総称し、両者に共通する構成及び作用について詳細に説明する。
【００２７】
センサユニット２は、アンテナ部２１とセンシング信号送信部２２、センサ駆動信号受信部２３、センサ駆動制御部２４、センサ本体２５、バッテリ２６とを備える。
【００２８】
ここで、図３にはセンサユニット２の構成要素であるセンサ駆動制御部２４とセンサ本体２５との詳細な構成を示し説明する。この図４に示すように、センサ本体２５は被検体４の身長方向（前後方向）、身長方向の中心線に対して直角な方向（左右方向）の動きを検出する加速度センサ２５１と温度センサ２５２とで構成される。
【００２９】
尚、この加速度センサ２５１は、第１のセンサユニット２ａについては胸部の加速度センサ２５１ａ、第２のセンサユニット２ｂについては大腿部の加速度センサ２５１ｂに相当する。胸部の加速度センサ２５１ａは前後方向の加速度を検出する前後センサと左右方向の加速度を検出する左右センサからなる２軸のセンサであり、大腿部の加速度センサ２５１ｂは被検体４の前後方向の加速度を検出する１軸のセンサである。
【００３０】
一方、センサ駆動制御部２４は、中央処理装置（ＣＰＵ）２４３と、記憶部２４２、クロック信号発生部２４５、ＡＤ変換部２４１，２４６、サーバ・プログラミング・インターフェース（ＳＰＩ）２４４とで構成されている。
【００３１】
このような構成において、クロック信号発生部２４５は、ＣＰＵ２４３のクロック制御信号に基づいて所定周期のクロック信号を発生する。記憶部２４２は、ＣＰＵ２４３により実行されるプログラムや設定データ等を記憶している。ＣＰＵ２４３は、センサ本体２５の加速度センサ２５１を始めとして、センシング信号送信部２２、センサ駆動信号受信部２３を駆動制御するもので、上述したセンタ装置１から送られてくるセンシング開始やセンシング周期等の指令の内容を不図示のメモリに記憶する。
【００３２】
ＣＰＵ２４３は、この保存された指令と記憶部２４２に記憶された設定データに基づいてクロック制御信号を生成してクロック信号発生部２４５に出力する。クロック信号発生部２４５より発生されるクロック信号により、駆動信号として、センシング開始及びセンシング周期に関する信号を生成する。ＡＤ変換部２４１は、ＣＰＵ２４３からの制御信号により駆動される加速度センサ２１１からの加速度データをデジタル信号に変換するもので、ＣＰＵ２４３よりＳＰＩ２４４を介してセンシング信号として出力する。そして、ＡＤ変換部２４６は、ＣＰＵ２４３からの制御信号により駆動制御される温度センサ２５２からの温度データをデジタル信号に変換するものである。
【００３３】
なお、ＣＰＵ２４３から加速度センサ２５１に供給する駆動信号としてはスタンバイ信号が用いられる。加速度センサ２５１は、スタンバイ信号が“Ｈ”レベルになるとセンシングを行う動作状態となり、”Ｌ“レベルになると非動作状態、つまり電力消費量の少ないスタンバイ状態となる。バッテリ２６は、例えばボタン型リチウム電池からなり、ＤＣ電圧を、センサ本体２５、センサ駆動制御部２４、センシング信号送信部２２、及びセンサ駆動信号受信部２３に駆動電源として供給する。
【００３４】
図４にはセンサユニット２の構成要素であるセンシング信号送信部２２とセンサ駆動信号受信部２３の詳細な構成を示し説明する。
【００３５】
この図４に示すように、センシング信号送信部２２は、ＳＰＩ２２１とデジタル信号制御部２２２、信号変調部２２３、混合部２２４、電力増幅部２２５、送受信信号分配部２２６とを備えている。また、センサ駆動信号受信部２３は、水晶発振器２３２と位相安定化回路２３４、電圧制御形発振器２３６、低雑音増幅部２３８、混合部２３７、信号復調部２３５、デジタル信号制御部２３３、ＳＰＩ２３１とを備えている。
【００３６】
このような構成において、センシング信号送信部２２は、センサ駆動制御部２４からのセンシング信号をＳＰＩ２２１を介してデジタル信号制御部２２２に取り込み、信号変調部２２３でデジタル変調、例えばＱＰＳＫ（Quadrature Phase Shift Keying）変調し、混合部２２４にて電圧制御型発信器２３６の出力と混合した所定周波数に変換してセンシングデータを作成し、当該センシングデータを電力増幅部２２５で電力増幅し、送受信信号分配部２２６よりアンテナ部２１を介して、センタ装置１に向け送信させる。
【００３７】
一方、センサ駆動信号受信部２３は、センタ装置１から送られた無線信号をアンテナ部２１で受信すると、送受信信号分配部２２６で分配し、低雑音増幅部２３８でフィルタリングした後、混合部２３７に取り込む。そして、当該混合部２３７にて、無線信号を電圧制御型発振器２３６の出力と混合した所定周波数に変換した後、信号復調部２３５でデジタル復調し、このデジタル復調により得られた制御信号をデジタル信号制御部２３３よりＳＰＩ２３１を介してセンサ駆動制御部２４に供給する。
【００３８】
なお、第１のセンサユニット２ａのアンテナ部２１、センシング信号送信部２２、センサ駆動信号受信部２３は請求項記載の第１の通信手段に相当し、第２のセンサユニット２ｂの同構成は請求項記載の第２の通信手段に相当し、センタ装置１のアンテナ部１１、信号分配部１２、受信部１３、送信部１４は請求項記載の第３の通信手段に相当する。但しこれらの関係には限定されないことは勿論である。
【００３９】
以下、本実施の形態に係る山岳登山者支援システムによる特徴的な作用を説明する。
【００４０】
図５は、本システムにおいて、被検体４の胸部に装着された第１のセンサユニット２ａに含まれる加速度センサ２５１ａから出力される加速度センサ信号と、被検対４の大腿部に装着された第２のセンサユニット２ｂに含まれる加速度センサ２５１ｂから出力される加速度センサ信号を計測した結果を示している。この例では、縦軸に胸部の加速度センサ２５１ａ（前後センサ）より出力される加速度センサ信号（加速度）、横軸に大腿部の加速度センサ２５１ｂ（前後センサ）より出力される加速度センサ信号（加速度）を割り当てている。この図５より特徴領域を抽出すると、山岳登山に伴う姿勢変化は、各加速度センサ２５１ａ，２５１ｂより出力される加速センサ信号が第１の範囲としての領域Ｂ、第２の範囲としての領域Ａ、更に所定範囲Ｃのいずれにあるかにより判別できる。
【００４１】
尚、請求項に記載の第１の加速度データとは、例えば上記加速度センサ２５１ａから出力される加速度データを意味し、第２の加速度データとは、例えば上記加速度センサ２５１ｂから出力される加速度データを意味する。
【００４２】
図６は、被検体４の胸部に装着された第１のセンサユニット２ａに含まれる加速度センサ２５１ａ（左右センサ）による計測値を１次微分した微分値を示している。同図の横軸には時間をとっている。この実施の形態に係る山岳登山者支援システムでは、この微分値の絶対値が所定の閾値を超える場合には、寝返りがなされているものと判断する。
【００４３】
さらに、図７は、被検体４の胸部に装着された第１のセンサユニット２ａに含まれる加速度センサ２５１ａのうち、左右センサによる計測結果を示している。ここでは、縦軸に胸部の加速度センサ２５１ａの左右センサより出力される加速度センサ信号の計測値（この計測値のＡＤ変換後の値が加速度データに相当する）、横軸に時間をとっている。この図８からも明らかなように、所定の閾値を設け、当該閾値を前後するタイミングを計測することにより、被検体４の左右の大きな動き、つまり被検体４の寝返りを計測することができる。
【００４４】
以上の計測結果に鑑みて、この山岳登山支援システムでは、先に図５に示したような計測結果を基礎として図８に示されるような判断基準を予め定めている。
【００４５】
つまり、領域Ａ、領域Ｂ、及び分散に係る所定範囲Ｃを定めて、当該領域Ａ、領域Ｂと所定範囲Ｃと、胸部の加速度センサ２５１ａ（ここでは、前後センサ）により出力される加速度センサ信号の測定値の平均値、大腿部の加速度センサ２５１ｂ（前後センサ）より出力される加速度データの測定値の平均値との関係より、姿勢を判定することとしている。
【００４６】
即ち、登山者に装着された第１及び第２のセンサユニット２ａ，２ｂから送信されるセンシング信号、つまり加速度データの平均値が領域Ａ，Ｂ内にあるか否かに基づいて、現在、登山者が立っているか座っているか（中腰姿勢を含む）を（領域Ｂから判定）、横になっているか（領域Ａから判定）を判定するものである。領域Ｂであると判定された場合、加速度データの一定時間の分散値を算出し、分散値が所定範囲Ｃ外ならば正常活動、所定範囲Ｃ内ならば異常値として救助活動を開始する。一方、領域Ａであると判定された場合には加速度データの微分値を算出し、微分値の絶対値が一定値を超えた場合に寝返りと判定される。そして、この寝返りの間隔がある一定時間以上継続するか或いは寝返りがないような場合には異常値と判定し、救助活動を開始し、寝返りの間隔がある一定時間以内に繰り返される場合には正常活動と判定する。
【００４７】
尚、被検対４の寝返りの判定については、第１に前後センサの一次微分値の絶対値が閾値を越えた場合、或いは第２に左右センサの計測値が所定値、例えば±９８０×０．６＝±５８８ｃｍ／ｓ2を横切る場合等に寝返りがなされているものと判断する。
【００４８】
以下、図９乃至図１１を参照して、上記姿勢の判定について更に詳細に説明する。
【００４９】
図９は、睡眠状態にある被検体４の上下方向の動きにおける各姿勢と、上下方向の動きを検出する加速度センサ２５１ａ，２５１ｂの向きと、センサ計測値との関係を示している。尚、ここでは、図９（Ａ）乃至（Ｃ）に示すように、被検体４の胸部には加速度センサ２５１ａを含む第１のセンサユニット２ａが装着され、大腿部には加速度センサ２５１ｂを含む第２のセンサユニット２ｂが装着されていることが前提となっている。
【００５０】
そして、これら図９（Ａ）乃至（Ｃ）は、被検体４の各姿勢を示している。
【００５１】
即ち、図９（Ａ）は被検体４が直立状態、図９（Ｂ）は被検体４が大腿部を曲げている屈伸状態、図９（Ｃ）は倒立状態、を示している。
【００５２】
被検体４が図９（Ａ）に示す姿勢にあるときには加速度センサ２５１ａ，２５１ｂは共に垂直方向を向くが（図９（Ｄ）参照）、この場合、重力がそのままかかるので両センサ２５１ａ，２５１ｂの計測値はマイナス（−）方向に最大の値をとる（図９（Ｇ）参照）。被検体４が図９（Ｂ）に示す姿勢にあるときには、加速度センサ２５１ａは垂直方向を向くが加速度センサ２５１ｂは水平方向を向き（図９（Ｅ）参照）、加速度センサ２５１ｂは重力と直交しているのでセンサ計測値は０となり、加速度センサ２５１ａには重力がそのままかかるのでセンサ計測値はマイナス（−）方向に最大の値をとる（図９（Ｈ）参照）。被検体４が図９（Ｃ）に示す姿勢にあるときには、加速度センサ２５１ａ，２５１ｂは垂直方向を向く（図９（Ｆ）参照）。但し、加速度センサ２５１ａ，２５１ｂの向きは１８０度回転しており、当該加速度センサ２５１ａ，２５１ｂには反対方向の重力がかかるのでセンサ計測値はプラス（＋）方向に最大の値をとることになる（図９（Ｌ）参照）。
【００５３】
図１０は、被検体４である登山者がキャンプ等において簡易ベッド５に横たわっている状態を示しており、被検体４の右胸には加速度センサ２５１ａを含む第１のセンサユニット２ａが貼付されている。この簡易ベッド５や被検体４は、当該被検体４の姿勢判定の説明の便宜上、図示したものであり、実際の登山でのキャンプでの状況よりも簡略化して図示している。被検体４は睡眠中に寝返りを打つなど身体を動かすことが考えられるが、ここでのセンサユニット２ａは被検体４の左右方向の動きを検出する加速度センサ２５１ａを備える。ここで、左右方向の動きとは、図１０に示すように被検体４が横たわっている状態において身体の横幅方向（身体中心線に対して左右の方向）の動きを意味するものとする。
【００５４】
図１１は、睡眠状態にある被検体４の左右方向の動きにおける各姿勢と、左右方向の動きを検出する第１のセンサユニット２ａに含まれる加速度センサ２５１ａ（左右センサ）の向きと、センサ計測値との関係を示している。図１１（Ａ）乃至（Ｄ）は被検体４を図１０の矢印Ｐの方向、即ち頭上から見たときの姿勢を示している。図中、記号＊は加速度センサ２５１ａ（左右センサ）の＋方向を示す。図１１（Ａ）は被検体４が仰向け状態から反時計方向に９０度回転して真横になるような寝返りを打った状態、図１１（Ｂ）は被検体４が仰向けに寝ている状態、図１１（Ｃ）は仰向け状態から時計方向に４５度回転する寝返りを打った状態、図１１（Ｄ）は被検体４が仰向け状態から時計方向に９０度回転して真横になるような寝返りを打った状態、をそれぞれ示している。
【００５５】
被検体４が図１１（Ａ）に示す姿勢にあるときには、加速度センサ２５１ａ（左右センサ）は垂直方向を向くが（図１１（Ｅ）参照）、この場合、重力がそのままかかるのでセンサ計測値はプラス（＋）方向に最大の値をとる（図１１（Ｉ）参照）。
【００５６】
被検体４が図１１（Ｂ）に示す姿勢にあるときには、加速度センサ２５１ａ（左右センサ）は水平方向を向くが（図１１（Ｆ）参照）、この向きは重力と直交しているのでセンサ計測値は０となる（図１１（Ｊ）参照）。
【００５７】
被検体４が図１１（Ｃ）に示す姿勢にあるときには、加速度センサ２５１ａ（左右センサ）は４５度傾斜した方向を向くが（図１１（Ｇ）参照）、この場合のセンサ計測値は、垂直方向の投影成分に対応するセンサ値が得られる（図１１（Ｋ）参照）。
【００５８】
被検体４が図１１（Ｄ）に示す姿勢にあるときには、加速度センサ２５１ａ（左右センサ）は垂直方向を向く（図１１（Ｈ）参照）。但し、加速度センサ２５１の＋方向は下側になる。従って、この場合は反対方向の重力がかかるのでセンサ計測値はマイナス（−）方向に最大の値をとる（図１１（Ｌ）参照）。
【００５９】
以下、図１２のフローチャートを参照して、本発明の一実施の形態に係る山岳登山者支援システムのセンタ装置１による動作を詳細に説明する。
【００６０】
山岳登山者である被検体４の胸部に装着された第１のセンサユニット２ａに含まれる加速度センサ２５１ａと大腿部に装着された第２のセンサユニット２ｂに含まれる加速度センサ２５１ｂからの加速度データとしてのセンシング信号、上記第１及び第２のセンサユニット２ａ，２ｂに含まれる温度センサ２５２ａ，２５２ｂ（いずれか一方でもよい）からの温度データを受信部１３が受信すると（ステップＳ１）、センサデータ収集処理部１５は、各部（この例では胸部、大腿部）からの加速度データ、温度データを不図示のメモリに記憶し（ステップＳ２）、データ平均化処理部１１２において移動平均等の手法により加速度データの平均化を行う（ステップＳ３）。
【００６１】
次いで、第１及び第２の処理からなる並列処理に入る。
【００６２】
即ち、第１の処理では、上記温度データが所定値よりも低い場合には、被検体４が非常事態にあるものと判断し、救助を開始する（ステップＳ５）。
【００６３】
一方、第２の処理では、上記平均化された加速度データに基づいて山岳登山者支援判定部１１３が被検体４の姿勢を判定する（ステップＳ６）。
【００６４】
即ち、上記平均化された胸部の加速度データ、大腿部の加速度データを、図８のような縦軸、横軸の座標系にプロットした場合に、図８の領域Ａ，Ｂに入るか否か、所定範囲Ｃにあるか否か等が判定される。そして、この判定の結果、被検体４が立つ、座る姿勢にあるか否かが前述した手法により判断される（ステップＳ７）。
【００６５】
先ず、立つ、座る姿勢にある場合、更に胸部と大腿部の加速度センサ２５１ａ，２５１ｂの加速度データの各分散が一定値以下であるかを判定する（ステップＳ８）。一定値以下である場合には、立ったり座ったまま静止していると考えられるため、非常事態にあるものと判断し、被検体４である登山者の救助活動を開始し（ステップＳ１０）、一定値以下でない場合には被検体４が登山、下山の行動途中にあるものと判断し、上記ステップＳ２に戻り、上記動作を繰り返す（ステップＳ９）。
【００６６】
上記ステップＳ７にて、被検体４が立つ、座る姿勢にはないと判断された場合には横になる姿勢にあるか否かが判断される（ステップＳ１１）。そして、横になる姿勢にあると判断した場合には、更に胸部の加速度センサ２５１ａにより計測される加速度データより算出される寝返りの時間間隔が所定時間よりも長いか否か、寝返りがないか否かを判定する（ステップＳ１２）。ここで、寝返りの時間間隔が所定の時間間隔よりも長い、あるいは寝返りがない場合には、非常事態にあるものと判断し、被検体４である登山者の救助活動を開始する（ステップＳ９）。一方、被検体４による寝返りの時間間隔が所定の時間間隔よりも短い場合には、ビバーク等の睡眠中であるものと判断し（ステップＳ１３）、上記ステップＳ２に戻り上記動作を繰り返すことになる。
【００６７】
以上説明したように、本実施の形態に係る山岳登山者支援システムによれば、センタ装置１が、第１及び第２のセンサユニット２ａ、２ｂからのセンシング信号に係る第１の加速度データの第１の平均値と上記第２の加速度データの第２の平均値とが第１の範囲内（例えば図８の第１の領域Ａ）にある場合には、更に上記第１及び第２の加速度データの所定時間における分散値を算出し、当該分散値が所定範囲Ｃ内に無い場合には異常であると判定する。さらに、上記第１及び第２の平均値が第２の範囲内（例えば図８の第２の領域Ｂ）にある場合には、上記第１及び第２の加速度データの微分値を更に算出し、当該微分値の絶対値が所定の閾値を越えた場合、或いは加速度センサ値が所定値を横切る場合には寝返りであると判定する。したがって、山岳登山者の登山活動が正常に進行しているのか遭難しているのかを自動的に判定処理でき、異常は発生している場合に迅速に対応することができるようになると共に、センタ装置１から不図示の警備部門、救助部門などに同時に広範囲に異常事態を通知し支援活動の充実を図ることも可能となる。
【００６８】
以上、本発明の一実施の形態について説明したが、本発明はこれに限定されることなくその趣旨を逸脱しない範囲で種々の改良・変更が可能である。例えば、上記実施の形態では、加速度センサを被検対４の胸部と大腿部に装着する例を示したが、これに限定されることなく、被検体４の腕や肩等、上記計測に関わる種々の箇所に装着可能であるので、センサユニットは２つには限定されないことは勿論である。
【００６９】
また、２箇所以上に設置された中継器を介してセンタ装置１と第１及び第２のセンサユニット２ａ，２ｂとの間の通信が中継される場合には、中継器同士の連携により、三角測量の原理を用いて、第１及び第２のセンサユニット２ａ，２ｂの位置情報、つまりは被検体４の位置情報を求め、センタ装置１に併せて送信するようにすることも可能である。
【００７０】
さらに、センタ装置１側のセンサデータ収集処理部１５の構成を第１及び第２のセンサユニット２ａ，２ｂの少なくともいずれか一方の内部に実装し、第１及び第２のセンサユニット２ａ，２ｂの少なくともいずれか一方の内部で被検体４の異常の発生の有無を検出し、その結果に基づいて第１及び第２のセンサユニット２ａ，２ｂ自身による警告等を実施するように構成することも可能であることは勿論である。
【００７１】
また、２軸、３軸の加速度センサを採用し当該２軸、３軸の加速度センサの出力を処理し、山岳登山者支援判定が可能なように構成することは可能であることは勿論である。
【００７２】
さらに、図１のセンタ装置１の構成から送信部１４、センサ制御部１６を除き、センサユニット２の構成からセンサ駆動信号受信部２３を除き、山岳登山者支援システムを構築し、センサユニット２からセンタ装置１へセンシング信号のみを送信するようにしてもよいことは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】本発明の一実施の形態に係る山岳登山者支援システムの概念図である。
【図２】センサデータ収集処理部１５の詳細な構成を示す図である。
【図３】センサユニット２の構成要素であるセンサ駆動制御部２４とセンサ本体２５との詳細な構成を示す図である。
【図４】センサユニット２の構成要素であるセンシング信号送信部２２とセンサ駆動信号受信部２３の詳細な構成を示す図である。
【図５】実施の形態に係る山岳登山者支援システムにおいて、被検体４の胸部の加速度センサ２５１ａ、大腿部の加速度センサ２５１ｂより出力される加速度センサ信号を計測した結果を示す図である。
【図６】胸部の加速度センサ２５１ａより出力される加速度センサ信号の１次微分値を演算し当該１次微分値を縦軸にとった計測結果を示す図である。
【図７】胸部の加速度センサ２５１ａのうち、左右センサ２５１ａ−２による計測結果を示す図である。
【図８】姿勢を判定するための領域Ａ，Ｂ及び所定範囲Ｃを定義する図である。
【図９】睡眠状態にある被検体４の上下方向の動きにおける各姿勢と、上下方向の動きを検出する加速度センサ２５１の向きと、センサ計測値との関係を示す図である。
【図１０】被検体４である登山者がキャンプ等において簡易ベッド５に横たわっている状態を示す図である。
【図１１】睡眠状態にある被検体４の左右方向の動きにおける各姿勢と、左右方向の動きを検出する加速度センサ２５１の向きと、センサ計測値との関係を示す図である。
【図１２】本発明の一実施の形態に係る山岳登山者支援システムのセンタ装置１による動作を詳細に説明するフローチャートである。
【符号の説明】
【００７４】
１…センタ装置、２…センサユニット、３…中継器、４…被検体、１１…アンテナ部、１２…信号分配部、１３…受信部、１４…送信部、１５…センサデータ収集処理部、１６…センサ制御部、２１…アンテナ部、２２…センシング信号送信部、２３…センサ駆動信号受信部、２４…センサ駆動制御部、２５…センサ本体、２６…バッテリ、２５１…加速度センサ、２５２…温度センサ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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