(57)【要約】【課題】  ユーザの周囲に存在する危険な状況を迅速かつ直感的に認識することができるようにすること【解決手段】  報知ユニット２０と、報知ユニットを身体に装着するためのスーツ１１を備える。報知ユニットは、物体までの距離を求める測定部２１と、測定した距離を処理して物理刺激部２３を制御する処理部２２と、ユーザの身体に刺激を与える物理刺激部とを備える。スーツを着て報知ユニットを身体に装着した状態では、測定部は、身体の表面から法線方向にある物体までの距離を求めるように構成した。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
報知ユニットと、
報知ユニットを身体に装着するための装着具を備え、
前記報知ユニットは、人に対して被害を及ぼすおそれのある状態を表す物体に関する物理量を求める測定部と、その測定部で求めた前記物理量を処理して物理刺激部の動作を制御する処理部と、前記身体に対して刺激を与える前記物理刺激部とを備え、
前記報知ユニットを前記身体に装着した状態では、前記測定部は、前記身体の表面から法線方向にある前記物体に関する物理量を求めるように構成したことを特徴とする危険報知システム。
【請求項２】
前記報知ユニットを複数備え、前記測定部の検知方向を異なる方向に向かせるようにしたことを特徴とする請求項１に記載の危険報知システム。
【請求項３】
前記物理量は、前記物体までの距離であり、
前記刺激は、振動であることを特徴とする請求項１または２に記載の危険報知システム。
【請求項４】
前記物体が接近状態か離反状態かにより、前記振動の状態を異ならせるようにし、
前記接近状態の方が目立つような振動にすることを特徴とする請求項３に記載の危険報知システム。
【請求項５】
前記装着具は、衣服であることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の危険報知システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、危険報知システムに関するもので、より具体的には、人間に装着し、周囲に存在する危険を当該人間に知らせるシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
監視領域内に存在する異常を検知し、報知するシステムは、各種のものがある。そのシステムは、例えば、カメラで周囲を撮像し、取得した画像に対して画像認識処理を行い、危険物の存在等の異常を検知した場合に警報を発する。この種の技術は、例えば特許文献１等に開示されている。
【０００３】
係るシステムは、監視領域に異常があった場合に警報音を鳴らす。その警報音に気が付いた監視員は、例えば監視領域の現場に行ったり、監視領域を撮影した監視モニタを見たりして状況を確認する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−１１８７１６
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
最近、ウェアラブルカメラのように、身につけることにより、ハンズフリーの状態で周囲の映像を撮影できるカメラがある。そこで、例えばハンズフリーの状態で身につけたカメラでユーザの後方を撮像し、上記のシステムの技術を利用して異常を検知したら警報を発することで、ユーザに知らせる危険報知システムが考えられる。しかし、係る危険報知システムは、画像認識処理に時間がかかり、身につけたユーザに対する緊急危険回避には向かない。また、警報は、例えばブザー・音声等による報知のため、直感的に危険物が存在する方向等を認識しにくい。また、ハンズフリーでカメラを装着することはできるものの、四六時中カメラを身につけておくのも煩雑で、装置も大型化するという問題がある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述した課題を解決するために、本発明は、（１）報知ユニットと、報知ユニットを身体に装着するための装着具を備え、前記報知ユニットは、人に対して被害を及ぼすおそれのある状態を表す物体に関する物理量を求める測定部と、その測定部で求めた前記物理量を処理して物理刺激部の動作を制御する処理部と、前記身体に対して刺激を与える前記物理刺激部とを備え、前記報知ユニットを前記身体に装着した状態では、前記測定部は、前記身体の表面から法線方向にある前記物体に関する物理量を求めるように構成した。物体に関する物理量は、物体の温度のように物体自体の物理量や、物体までの距離のようにユーザとの関係を表す相対的な物理量などがある。
【０００７】
測定部と処理部と物理刺激部が一体化して報知ユニットが構成される。本発明では、装着具を用いて報知ユニットを身体に装着する。報知ユニットを装着したユーザは、物理刺激部による刺激を認識し、被害を及ぼすおそれのある状態の物体の存在を知ることができる。身体に与える刺激であるため、ユーザは瞬時に当該物体を検知した報知ユニットを認識する。そして、測定部は、身体の表面から法線方向にある物体に関する物理量を求めるので、ユーザは、刺激を感じた身体の部位から、物体の方向を直感的に認識することができる。よって、ユーザは、どの方向に物体があるかを、迅速かつ直感的に認識することができ、当該物品に伴う危険の回避を容易に行える。
【０００８】
（２）前記報知ユニットを複数備え、前記測定部の検知方向を異なる方向に向かせるようにするとよい。このようにすると、ユーザの周囲に存在する危険な状況を迅速かつ直感的に認識することができる。
【０００９】
（３）前記物理量は、前記物体までの距離であり、前記刺激は、振動とする。振動は、人間に対して安全な刺激であるとともに、仮に複数の報知ユニットを異なる場所に取り付けた場合、どの場所で振動しているかを容易に認識できるので良い。距離を求める測定部は、好ましくは超音波センサとすると良い。超音波センサは、周囲の環境の影響を受けずに精度良く距離を求めることができるとともに、小型であるので装着しても邪魔にならないので良い。
【００１０】
（４）前記物体が接近状態か離反状態かにより、前記振動の状態を異ならせるようにし、前記接近状態の方が目立つような振動にするとよい。接近状態にある物体は、衝突等によりユーザに被害を与える恐れが高いため、目立つ振動とすることで確実に危険を報知することができる。一方、離反状態の物体は、ユーザに対して被害を与える可能性が低いため、目立たない刺激によりユーザを驚かせないようにする。
【００１１】
（５）前記装着具は、衣服とするよい。衣服を着ることで簡単に報知ユニットを装着することができる。しかも、複数の報知ユニットを装着する場合にも簡単に対応できるのでよい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明では、ユーザの周囲に存在する危険な状況を迅速かつ直感的に認識することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明に係る危険報知システムの好適な一実施形態を示す概略構成図である。
【図２】危険報知システムを構成する報知ユニットを示す正面図である。
【図３】危険報知システムを構成する報知ユニットを示す斜視図である。
【図４】本発明に係る危険報知システムの好適な他の実施形態を示す概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の一実施形態について図面に基づき、詳細に説明する。なお、本発明は、これに限定されて解釈されるものではなく、本発明の範囲を逸脱しない限りにおいて、当業者の知識に基づいて、種々の変更、修正、改良を加え得るものである。
【００１５】
図１は、本発明に係る危険報知システムの全体図を示している。本実施形態の危険報知システム１０は、スーツ１１に複数の報知ユニット２０を取り付けて構成される。複数の報知ユニット２０は、それぞれ独立して動作し、物体５の接近を検知して報知する機能を有する。図１に示す危険報知システム１０は、多数の報知ユニット２０を全身に配置しているが、報知ユニット２０の設置数は任意であり、１個でも良い。
【００１６】
スーツ１１は、ジャケット１１ａとスラックス１１ｂを有する。人間であるユーザ１は、スーツ１１を着用し、報知ユニット２０を所望の姿勢にセットする。本実施形態では、報知ユニット２０は、ユーザ１の前面側と背面側の両方に設けたが、少なくとも背面側に設けると良い。背面側は、前を向いている基本姿勢のユーザ１の死角で、ユーザ１が直接視覚により確認できない領域である。そこで、係る方向からの危険を検知し、ユーザ１に知らせることができるため良い。また、前面側にも報知ユニット２０を取り付けた場合、特に暗闇等の前方の視界が悪い領域で移動する場合に、進行方向にある障害物の存在を事前に知ることができるので良い。さらに本実施形態では、帽子等の頭部への装着具１２を備え、その装着具１２に複数の報知ユニット２０を取り付ける。ユーザ１は、係る頭部への装着具１２をかぶることで、例えば、頭上等の頭部の周辺の物体も検知することができる。
【００１７】
図２，図３に示すように、報知ユニット２０は、測定部２１と、処理部２２と、物理刺激部２３を有する。測定部２１は、物体５までの距離を測定する機能を有する。具体的には、測定部２１は、例えば反射型の超音波センサにより構成する。超音波センサからなる測定部２１は、図３に示すように、円筒状のケース２１ａの内部にセンサ本体２１ｂが内蔵される。センサ本体２１ｂは、送波器及び受波器と、送波器から発信した超音波が物体５で反射して戻ってくるまでの時間差などに基づき物体５までの距離を求め、求めた距離に応じた出力信号を出力するセンサ制御部を備える。出力信号は、本実施形態では、電圧であり、距離に応じた電圧値がアナログ出力される。当該電圧値は、例えば、最大検出距離から近づくにつれて０Ｖから徐々に大きくなり、最小検出距離の時に３．３Ｖが出力される。最大検出距離は、例えば５ｍである。
【００１８】
処理部２２並びに物理刺激部２３は、単一の矩形状のケース２５に収納されるが、別々のケースに収納し、ケース同士を連結するようにしても良い。また、測定部２１のケース２１ａは、ケース２５上に積層した状態で配置される。ケース２１ａの底面２１ｄ及び上面２１ｃと、ケース２５の連結側の表面２５ａは平行に配置される。
【００１９】
処理部２２は、測定部２１が測定した距離に基づき物理刺激部２３を制御する。処理部２２は、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ，不揮発性メモリ、Ｉ／Ｏ等を備えるマイコンと、電源部と、物理刺激部２３の動作を制御する駆動部等を備える。上述したように本実施形態の危険報知システム１０は、複数の報知ユニット２０を備えている。そこで、危険報知システム１０は、バッテリを内蔵した電源ユニットをさらに備え、その電源ユニットから複数の報知ユニット２０に対して電源供給をする。バッテリは、例えば、ボタン電池などの小型のものや、充電可能な二次電池などを用いる。
【００２０】
各処理部２２に設けられる電源部は、例えばレギュレーターなどを備え、所望の電圧値の電源電圧を生成し、処理部２２のマイコンや、測定部２１並びに物理刺激部２３に電源供給する。そのマイコンは、測定部２１から与えられる電圧値（アナログ）をＡ／Ｄ変換器を介して取得する。そのマイコンは、取得した電圧値（デジタル）に基づき所定の処理を実行し、駆動部を介して物理刺激部２３の動作を制御し、所定の報知を行う。
【００２１】
物理刺激部２３は、ユーザ１の触覚に物理刺激（振動）を与える。具体的には、振動モータを用いる。振動モータは、ＤＣモータの出力軸に偏心して重りを付けて構成される。また、振動モータの最大駆動電圧は、例えば３．３Ｖで、最低駆動電圧は、１．２〜１．５Ｖ程度とした。
【００２２】
この駆動モータは、ＰＷＭ制御により駆動する。駆動部は、トランジスタを用いたスイッチング回路である。マイコンが実行する所定の処理は、例えば、スイッチングのデューティ比を制御する。つまり、処理部２２は、測定部２１で検出する物体５までの距離が短いほど物理刺激部２３を構成する振動モータの回転数が大きくなり、発生する振動も大きくなるようにする。本実施形態では、物体までの距離が接近するにつれて、振動が連続して徐々に大きくなるようにする。具体的には、処理部２２のマイコンは、取得した電圧値が閾値を超えるとスイッチングを開始してモータ駆動を開始する。この開始時のデューティ比は、例えば、ＯＦＦ時間が長くモータが回転可能となる最小駆動電圧或いはそれに近い駆動電圧が得られるようなデューティ比とする。そして、処理部２２のマイコンは、取得した電圧値が増加するにつれて、ＯＮ時間が徐々に長くなるようにデューティ比を連続的に変えていき、取得した電圧値が最大の時に、モータの駆動電圧が最大になるようにする。このようにすることで、物体５との距離に応じた振動の強さの変化を大きくすることができ、ユーザ１は、振動の有無から物体５の有無を知ることができるとともに、振動の強弱を認識し物体５の接近状況を容易に理解できる。
【００２３】
また、本実施形態では、測定部２１を構成する超音波センサの最大出力電圧値と、物理刺激部２３を構成する振動モータの最大駆動電圧値が等しいものを用いている。そこで、振動モータのモータ駆動を開始させる閾値は、例えば、振動モータの最小駆動電圧に合わせると、処理部２２は、超音波センサから出力される電圧値が、振動モータの駆動電圧値として加わるようにデューティ比を制御するといった簡単な制御を行うのでよい。
【００２４】
測定部２１は、円筒状のケース２１ａの上面２１ｃから超音波Ｓ１が外部に向けて送信され、物体５からの反射波Ｓ２はその上面２１ｃからケース内部に入り、センサ本体２１ｂに受信される。そして、上面２１ｃの法線方向が、超音波センサの指向の方向となる。また、ケース２１ａの底面２１ｄからは、センサ本体２１ｂの２本の出力端子２１ｅが外部に突出した上位となる。この２本の出力端子２１ｅの端子間電圧が、センサ出力となる。
【００２５】
この出力端子２１ｅは、処理部２２の回路基板２２ａに直接或いは間接的に接続される。出力端子２１ｅの処理部２２側への接続は、着脱自在にすると良い。例えば、回路基板２２ａ上、或いはケース２５内の適宜の位置に雌コネクタを設け、出力端子２１ｅをその雌コネクタに挿入する。このようにすると、例えば処理部２２と、測定部２１が着脱可能となるので、例えば、処理部２２等が収納されたケース２５をスーツ１１の裏面側に配置し、測定部２１のケース２１ａをスーツ１１の表面側に配置した状態で、出力端子２１ｅをスーツ１１に突き刺すとともに処理部２２の雌コネクタに挿入する。これにより、ケース２１ａとケース２５でスーツ１１を挟み込んだ状態で連結・一体化する。
【００２６】
係る状態では、測定部２１のケース２１ａの底面２１ｄ・上面２１ｃと、スーツ１１の表面は平行になる。よって、ケース２１ａの中心軸方向は、スーツ１１の表面に対する法線方向に向き、当該方向が測定部２１の超音波センサの指向の方向と一致する。そして、ユーザ１がスーツ１１を着用した場合、スーツ１１の表面は、ユーザ１の身体の皮膚２の表面に沿った態様となる。よって、スーツ１１を着用した状態では、報知ユニット２０を所望の姿勢、すなわち、測定部２１の超音波センサの指向は、ユーザ１の身体の皮膚２の法線方向を向いた姿勢になる。
【００２７】
さらに、スーツ１１を着用する際、例えばボタン・ファスナーなどを締めることで、当該スーツ１１にて締め付け、物理刺激部２３を実装するケース２５は、ユーザ１の皮膚２の表面に直接又は間接的に接触する。よって、物理刺激部２３の振動モータが駆動することにより生じる振動が、ユーザ１に効率よく伝わる。
【００２８】
上述した構成をとることで、スーツ１１に取り付けられた複数の報知ユニット２０は、それぞれが独立して駆動し、個々の報知ユニット２０の検知範囲内に物体５が存在した場合、当該報知ユニット２０の物理刺激部２３が振動する。例えば、ユーザ１の真後ろから物体５が近づいてくる場合には背中の中央に配置した報知ユニット２０が振動し、ユーザの右斜め後ろから物体５が近づいてくる場合には背中の右側に配置した報知ユニット２０が振動し、ユーザの左から物体５が近づいてくる場合には左腕に配置した報知ユニット２０が振動する。ユーザ１は、身体のどこで振動を感じたかを認識すると、当該感じた方向に物体５が接近状況にあることを知る。よって、例えばユーザ１の見えない場所（背中等）の方向から物体５が近づいてくるかがわかり、危険回避のための各種の動作を採ることができる。
【００２９】
さらに、本実施形態では、物体５までの距離が近いほど、振動も強くなる。例えば、図１（ｃ）に示すように、図中上側の物体５を検知した報知ユニット２０は、物理刺激部２３から物体までの距離に応じた振動Ｖ１をユーザに与え、図中下側の物体５を検知した報知ユニット２０は、物理刺激部２３から物体までの距離に応じた振動Ｖ２をユーザに与える。振動Ｖ１の強さは、振動Ｖ２よりも強い。また、例えば図中下側の物体５が近づいてくると、振動Ｖ２の強さは徐々に増す。ユーザ１は、振動の強さの変化から、物体５が近づいてくるのか、離れていっているのか、横切っているのかなどを知ることもできる。よって、スーツ１１を着用したユーザ１は、周りの全方向にある様々な物体の存在並びにその物体までの距離を、ユーザ１の皮膚における触覚を通して全方向同時に瞬時に認識できる。よって、本実施形態の危険は、それを着用したユーザ１に近づいてくる物体に衝突する危険を回避することができ、当該スーツは、空間を感じるスーツとなる。
【００３０】
さらにまた、報知ユニット２０を取り付けた帽子等の装着具１２をかぶることで、上方から近づいてくる物体５を検出することができる。
【００３１】
なお、本実施形態では、報知ユニット２０は、ユーザ１の前面側と背面側の両方に設けたが、少なくとも背面側に設けると良い。背面側は、前を向いている基本姿勢のユーザ１の死角で、ユーザ１が直接視覚により確認できない領域である。そこで、係る方向からの危険を検知し、ユーザ１に知らせることができるため良い。
【００３２】
検知対象の物体５は、移動物体に限ることはなく移動しない物体も含む。例えば、ユーザが前を向いた状態で後ずさりする状況など、移動方向を見ていない状況で当該移動方向に物体が置かれている場合、その物体に衝突するのを回避できる。
【００３３】
上述した実施形態では、物体までの距離に応じて振動の強さを連続的に変化させるようにしたが、本発明はこれに限ることはなく、段階的に変化させるようにしてもよい。例えば、物体までの距離を複数の区間に分け、区間毎に振動の大きさを決めても良い。また、報知ユニット２０は、接近しているか離反しているかを判断する機能を備え、接近状態と離反状態により振動の状態を異ならせると良い。例えば、接近状態の方が目立つような振動とすると良い。目立つような振動は、緊急性が高いことが認識しやすいようにすることである。例えば、接近状態にあるときには振動モータを連続回転させ、離反状態にあるときには振動モータを断続的に回転させる。また、離反状態にあるときには危険性がないか、危険性が低いので、振動しないようにしてもよい。
【００３４】
上述した実施形態では、測定部２１に超音波センサを用い、人に対して被害を及ぼすおそれのある状態（例えば衝突）を検知する物理量として、物体までの距離を求めるようにしたが、本発明はこれに限ることはなく、例えば温度としても良い。
【００３５】
見た目ではわかない物体の温度を検知し、例えば物体の温度が暑いことを知らせ、当該物体に触らないようにするのに利用する。測定部２１には、放射温度計等の非接触方式の温度センサ等を用いる。そして、物理刺激部２３は、例えば温度が高いほど強い振動を出力するように構成する。例えば、物体の温度がとても熱いか、やや暑いか、普通か、冷たいかなどがわかると、触ることを回避したり、触るにしても事前に心構えができたりするので良い。
【００３６】
また、温度は、例えば  火事場等において炎がどちらの方向からあるかを検知するのに良い。例えば、特に見えない後方で急に炎が上がった場合でも、その状態をすぐに気がつけるのでよい。或いは、ストーブ等の発熱体が固定設置されている場合において、ユーザは室内で捜し物等をしていて、後ずさりしていき不用意に発熱体に近づいていった場合にそれを知らせることで接触を未然に防止できる。
【００３７】
また、上述した実施形態では、物理刺激部２３は、振動を利用してユーザに伝えるようにしたが、本発明はこれに限ることはなく、例えば、電気的な刺激や、温度（暑さ等）等各種のものを利用できる。ただし、実施形態のように振動を用いると、ユーザは反射的によけて危険回避を行うのに適するのでよい。また、振動は、直接皮膚に接していなくても伝わるので、係る点に鑑みても好ましい。
【００３８】
また、上述した実施形態では、電源ユニットを用いて複数の報知ユニット２０に対して電源供給を行うようにしたが、本発明はこれに限ることはなく、例えば個々の報知ユニット２０にバッテリを実装し、単独で動作するようにしても良い。
【００３９】
また、上述した実施形態では、報知ユニット２０を測定部２１のケース２１ａと、処理部２２を実装するケース２５を分離し、スーツ１１を挟み込むようにして連結することで、報知ユニット２０のスーツ１１への取り付けるようにしたが、本発明はこれに限ることはなく、各種の方法で取り付けることができる。
【００４０】
例えば、図４に示すように、スーツ１１の取り付け位置に円形の貫通孔１１ｃを設ける。スーツ１１の裏側から測定部２１のケース２１ａを貫通孔１１ｃ内に挿入し、ケース２１ａをスーツ１１の外部に露出させる。処理部２２等が実装されるケース２５の連結側の表面２５ａの辺の長さは、ケース２１ａの底面２１ｄの直径よりも長いため、表面２５ａの露出する部分がスーツ１１の裏面に接触し、報知ユニット２０がスーツ１１の外側に離脱するのを抑制する。表面２５ａがスーツ１１の裏面に接触する状態で、スーツ１１の表面側からケース２５に対してねじ止めして固定する。このようにすると、報知ユニット２０をしっかりとスーツ１１に固定できるので良い。
【００４１】
上述した各実施形態並びに変形例では、複数の報知ユニット２０を備え、各報知ユニット２０はそれぞれ独立して駆動している。この場合に、全ての報知ユニット２０を同じように動作させても良いが、本発明はこれに限ることはなく、報知ユニット毎に駆動の状態を異ならせても良い。例えば、ある報知ユニット２０は、連続動作して常時物体に関する物理量を測定し、別の報知ユニット２０は間欠的に動作するようにしてもよい。このようにすると、停止期間でのバッテリ消費を抑えることができるのでよい。また、全ての報知ユニット２０を間欠動作させても良い。また、間欠動作させる場合、停止期間は全ての報知ユニット２０で等しくしても良いし、異ならせても良い。
【００４２】
また、個々の報知ユニット２０の駆動の状態を異ならせる場合、重要度の高い場所に取り付けた報知ユニットは、連続的に動作或いは間欠するとしても一時停止している時間を短くし、重要度の低い場所に取り付けたユニットについては一時停止している時間を長くするとよい。
【００４３】
さらに、危険報知システムは、適宜位置にＯＮ／ＯＦＦスイッチを備える。このＯＮ／ＯＦＦスイッチの操作に伴い、複数の報知ユニット２０が一斉に駆動／停止する。また個々の報知ユニット２０にそれぞれＯＮ／ＯＦＦスイッチを設け、個別に駆動／停止を制御できるようにすると良い。例えば混雑する街中を歩いていたり、電車・バスなどの公共の交通手段に乗っていたりして、報知するような事象（例えば、同乗する人の存在等）の発生が頻繁にある場合、スイッチをＯＦＦにすることで不要な物理刺激部２３による報知を抑止できる。
【００４４】
上述した各実施形態並びに変形例は、適宜組み合わせて構成するとよい。また、組み合わせるに際し、一部の構成を採りだし、他の形態に組み合わせると良い。さらに、各実施形態並びに変形例に示す一部の構成を必須とした別の発明を構成しても良い。
【００４５】
以上、本発明の様々な側面を実施形態並びに変形例を用いて説明してきたが、これらの実施形態や説明は、本発明の範囲を制限する目的でなされたものではなく、本発明の理解に資するために提供されたものであることを付言しておく。本発明の範囲は、明細書に明示的に説明された構成や製法に限定されるものではなく、本明細書に開示される本発明の様々な側面の組み合わせをも、その範囲に含むものである。本発明のうち、特許を受けようとする構成を、添付の特許請求の範囲に特定したが、現在の処は特許請求の範囲に特定されていない構成であっても、本明細書に開示される構成を、将来的に特許請求する可能性があることを、念のために申し述べる。
【符号の説明】
【００４６】
１  ユーザ
２  皮膚
５  物体
１０  危険報知システム
１１  スーツ
２０  報知ユニット
２１  測定部
２１ｅ  出力端子
２２  処理部
２３  物理刺激部
【図１】
2018005820.tif 000003
【図２】
2018005820.tif 000004
【図３】
2018005820.tif 000005
【図４】
2018005820.tif 000006