(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
地盤に埋設される金属製主ブロック体と、
この金属製主ブロック体に対向するように所定間隔をおいて前記地盤に埋設される金属製副ブロック体と、
前記金属製主ブロック体にその上面に載置される主センサ本体と、この主センサ本体の底壁から延出されて前記金属製主ブロック体の上面に沿い回動可能に締着される基準フランジと、前記主センサ本体の底壁から前記基準フランジとは逆向きに延出される逆向きフランジであって前記基準フランジの前記金属製主ブロック体の上面に対する締着部位を中心として円弧状となるように前記金属製主ブロック体の上面に形成してなる主位置決め溝部に沿い移動可能に締着される逆向きフランジとを有して、地震等の災害に被災した被災者の身体から前記地盤及び前記金属製主ブロック体を通り伝播する弾性的振動を前記主センサ本体にてその３検出軸のいずれかを介し加速度として検出する主３軸高感度加速度センサと、
前記金属製副ブロック体にその上面に載置される副センサ本体と、この副センサ本体の底壁から前記主３軸高感度加速度センサの前記逆向きフランジに対向するように延出して当該逆向きフランジに対し連結バーを介し相対変位不能に連結される一側対向フランジであって前記主３軸高感度加速度センサの前記基準フランジの前記金属製主ブロック体の上面に対する締着部位を中心として円弧状となるように前記金属製副ブロック体の上面に形成してなる一側副位置決め溝部に沿い移動可能に締着される一側対向フランジと、前記副センサ本体の底壁から前記一側対向フランジとは逆向きに延出される他側対向フランジであって前記一側副位置決め溝部を介して前記基準フランジの前記金属製主ブロック体の上面に対する締着部位を中心として円弧状となるように前記金属製副ブロック体の上面に形成してなる他側副位置決め溝部に沿い移動可能に締着される他側対向フランジとを有して、前記被災者の身体から前記地盤及び前記金属製副ブロック体を通り伝播する弾性的振動を前記副センサ体にてその３検出軸のいずれかを介し加速度として検出する副３軸高感度加速度センサと、
前記主及び副の３軸高感度加速度センサの各検出加速度に対応する各加速度データの一方を周波数解析して加速度レベルと周波数との関係を表す周波数解析データを形成する周波数解析手段と、
前記周波数解析データが前記被災者の前記弾性的振動に対応する周波数解析成分を含むか否かを検索することにより、生存する被災者の存在の有無を探索する探索手段とを備える被災者のための探索システム。
【請求項２】
前記探索手段は、
前記周波数解析データが前記被災者の前記弾性的振動に対応する前記周波数解析成分を含むとの検索により生存する被災者の存在を探索したとき、前記両加速度データをフィルタリング処理して、前記生存する被災者の心拍波形を各心拍波形データとして抽出するフィルタリング手段と、
前記生存する被災者の心臓から前記金属製主ブロック体を介し前記主３軸高感度加速度センサに到達する心拍成分と前記生存する被災者の心臓から前記金属製副ブロック体を介し前記副３軸高感度加速度センサに到達する心拍成分との間の到達時期の差を、前記各心拍波形データにおいて互いに対応する各心拍波形に基づいて、到達時間差として算出する到達時間差算出手段と、
前記副３軸高感度加速度センサを前記金属製副ブロック体の上面にて前記一側及び他側の副位置決め溝部に沿い移動させつつ、前記金属製主ブロック体の上面に対する前記基準フランジの締着部位を基準に前記主３軸高感度加速度センサを前記主位置決め溝部に沿い前記連結バーを介し移動調整することにより前記到達時間差が零となったとき前記主及び副の３軸高感度加速度センサを結ぶ線に対する垂直２等分線上に前記生存する被災者が位置すると決定する位置決定手段とを備えることを特徴とする請求項１に記載の被災者のための探索システム。
【請求項３】
前記垂直２等分線上における前記生存する被災者の心臓と前記主及び副の３軸高感度加速度センサの一方とを結ぶ線が前記主及び副の３軸高感度加速度センサを結ぶ線に対しなす角度をαとしたとき、前記探索手段は、前記主及び副の３軸高感度加速度センサを結ぶ線の中点から前記生存する被災者までの距離を、前記所定間隔×（１／２）×ｔａｎαに基づき算出する距離算出手段を備えることを特徴とする請求項２に記載の被災者のための探索システム。
【請求項４】
人間の心臓系統及び呼吸器系統の少なくとも一方から前記人間の身体の外部へ伝播する弾性的振動特性のうちの前記人間の生存を特定する所定の弾性的振動周波数成分を心弾データとして記憶する記憶手段を備えて、
前記探索手段は、
前記周波数解析データ中の前記周波数解析成分を抽出振動周波数成分として抽出する抽出手段と、
前記心弾データが前記抽出手段による前記抽出振動周波数成分と一致するかにつき判定する判定手段とを備えて、
この判定手段による前記心弾データの前記抽出振動周波数成分との一致との判定に基づき生存者ありとの判定をすることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の被災者のための探索システム。
【請求項５】
前記心弾データの前記所定の弾性的振動周波数成分は、心拍周波数０．３２（Ｈｚ）及びこれに対応する所定の心拍ピークでもって特定される前記人間の心拍周波数成分と、呼吸周波数１．１（Ｈｚ）及びこれに対応する所定の呼吸ピークでもって特定される前記人間の呼吸周波数成分との少なくとも一方であることを特徴とする請求項４に記載の被災者のための探索システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、地震その他の各種災害に被災した被災者を探索する探索システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
地震等の災害が発生した際、崩れ落ちた建物等に埋まった被災者を可及的速やかに救出することが、人命救助の第１要件である。このためには、被災者の迅速な探索が必須である。
【０００３】
これに対しては、下記特許文献１に記載の心弾図モニター装置が提案されている。この心弾図モニター装置は、被災者の腕に装着されて、当該被災者の心弾図を検出するものである。
【特許文献１】特開２００４−２７５５６３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上記心弾図モニター装置によれば、被災者をその生否の診断のもとに救助し得るとしても、このような診断は、当該心弾図モニター装置を被災者の腕に装着することが必須の前提条件である。
【０００５】
しかしながら、上述のような災害が発生した際、崩れ落ちた建物等に埋まった被災者を救済するには、まず、被災者がどこに埋まっているかを探索しなければならない。被災者の埋まっている場所は、暗闇であることが多く、このような場所で被災者を探索することは、容易なことではない。
【０００６】
このため、救助者が、上記心弾図モニター装置を付帯していても、被災者の埋まっている場所を探索できなければ、被災者を迅速に救助することは困難といわざるを得ない。
【０００７】
そこで、本発明は、以上のようなことに対処するため、地震その他の各種災害に被災した被災者から離れていても当該被災者を迅速に探索するようにした被災者のための探索システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題の解決にあたり、本発明者らは、種々の検討の上、被災者の心拍や呼吸が、心筋等の心臓系筋肉や呼吸器系筋肉の弾性的振動（機械的振動）である心弾情報として、当該被災者の身体から外部に規則的に伝播するという現象に着目した。そして、この着目のもと、本発明者らは、被災者からの上記心弾情報に依れば、当該被災者から離れていてもこの被災者を迅速に探索し得るという結論に達した。
【０００９】
かかる結論を前提として、本発明に係る被災者のための探索システムは、請求項１の記載によれば、
地盤（Ｇ）に埋設される金属製主ブロック体（３０）と、
この金属製主ブロック体に対向するように所定間隔をおいて地盤に埋設される金属製副ブロック体（４０）と、
金属製主ブロック体にその上面に載置される主センサ本体（１１）と、この主センサ本体の底壁から延出されて金属製主ブロック体の上面に沿い回動可能に締着される基準フランジ（１２）と、主センサ本体の底壁から上記基準フランジとは逆向きに延出される逆向きフランジであって上記基準フランジの金属製主ブロック体の上面に対する締着部位を中心として円弧状となるように金属製主ブロック体の上面に形成してなる主位置決め溝部（３３）に沿い移動可能に締着される逆向きフランジ（１３）とを有して、地震等の災害に被災した被災者の身体から地盤及び金属製主ブロック体を通り伝播する弾性的振動を上記主センサ本体にてその３検出軸のいずれかを介し加速度として検出する主３軸高感度加速度センサ（１０）と、
金属製副ブロック体にその上面に載置される副センサ本体（２１）と、この副センサ本体の底壁から主３軸高感度加速度センサの上記逆向きフランジに対向するように延出して当該逆向きフランジに対し連結バー（５０）を介し相対変位不能に連結される一側対向フランジであって主３軸高感度加速度センサの上記基準フランジの金属製主ブロック体の上面に対する締着部位を中心として円弧状となるように金属製副ブロック体の上面に形成してなる一側副位置決め溝部（４２）に沿い移動可能に締着される一側対向フランジ（２２）と、上記副センサ本体の底壁から上記一側対向フランジとは逆向きに延出される他側対向フランジであって上記一側副位置決め溝部を介して上記基準フランジの金属製主ブロック体の上面に対する締着部位を中心として円弧状となるように金属製副ブロック体の上面に形成してなる他側副位置決め溝部（４３）に沿い移動可能に締着される他側対向フランジ（２３）とを有して、被災者の身体から地盤及び金属製副ブロック体を通り伝播する弾性的振動を上記副センサ体にてその３検出軸のいずれかを介し加速度として検出する副３軸高感度加速度センサ（２０）と、
主及び副の３軸高感度加速度センサの各検出加速度に対応する各加速度データの一方を周波数解析して加速度レベルと周波数との関係を表す周波数解析データを形成する周波数解析手段（２２０）と、
上記周波数解析データが被災者の上記弾性的振動に対応する周波数解析成分を含むか否かを検索することにより、生存する被災者の存在の有無を探索する探索手段（２４０、２５０、２５１、２５４）とを備える。
【００１０】
このように、金属製主ブロック体及び金属製副ブロック体が互いに対向するように地盤に埋設され、主３軸高感度加速度センサが、基準フランジにて、金属製主ブロック体の上面に回動可能に締着されるとともに、逆向きフランジにて、金属製主ブロック体の上面に主位置決め溝部に沿い移動可能に締着され、副３軸高感度加速度センサが、主３軸高感度加速度センサの逆向きフランジに対し連結バーを介し相対変位不能に連結される一側対向フランジ及び他側の及び対向フランジにて、一側及び他側の副位置決め溝部に沿い移動可能に締着される。
しかして、地震等の災害の発生により被災した被災者が、例えば、倒壊家屋や瓦礫等に埋もれてしまっても、上述のように構成した金属製主ブロック体及び金属製副ブロック体を倒壊家屋や瓦礫等の近くにて地盤に埋設した後、副３軸高感度加速度センサを金属製副ブロック体の上面にて前記一側及び他側の副位置決め溝部に沿い移動させつつ、金属製主ブロック体の上面に対する上記基準フランジの締着部位を基準に主３軸高感度加速度センサを上記主位置決め溝部に沿い連結バーを介し移動調整する。
然る後、主３軸高感度加速度センサが被災者の身体から地盤及び金属製主ブロック体を通り伝播する弾性的振動を上記主センサ本体にてその３検出軸のいずれかを介し加速度として検出するとともに、副３軸高感度加速度センサ被災者の身体から地盤及び金属製副ブロック体を通り伝播する弾性的振動を上記副センサ体にてその３検出軸のいずれかを介し加速度として検出すると、周波数解析手段が、主及び副の３軸高感度加速度センサの各検出加速度に対応する各加速度データの一方を周波数解析して加速度レベルと周波数との関係を表す周波数解析データを形成する。
すると、探索手段によって、上記周波数解析データが被災者の上記弾性的振動に対応する周波数解析成分を含むか否かを検索することで、生存する被災者の存在の有無が探索される。その結果、上記周波数解析データが被災者の上記弾性的振動に対応する周波数解析成分を含めば、生存する被災者の存在が探索される。
【００１２】
このように、上述した金属製主ブロック体、金属製副ブロック体、主３軸高感度加速度センサ、副３軸高感度加速度センサ及び連結バーからなる構成のもと、被災者の身体からその外部へ伝播する弾性的振動は、地盤及び金属製主ブロック体を通り主３軸高感度加速度センサに伝播するとともに、地盤及び金属製副ブロック体を通り副３軸高感度加速度センサに伝播することで、倒壊家屋や瓦礫等の中に埋もれた被災者から離れていても、当該主及び副の３軸高感度加速度センサによりその各３検出軸のいずれかを介し被災者の弾性的振動を加速度として検出することで、地震その他の各種災害に被災した被災者から離れていても当該被災者を迅速に探索し得る。
【００１３】
また、本発明は、請求項２の記載によれば、請求項１に記載の被災者のための探索システムにおいて、
探索手段は、
上記周波数解析データが被災者の上記弾性的振動に対応する上記周波数解析成分を含むとの検索により生存する被災者の存在を探索したとき、上記両加速度データをフィルタリング処理して、上記生存する被災者の心拍波形を各心拍波形データとして抽出するフィルタリング手段（２５２）と、
上記生存する被災者の心臓から金属製主ブロック体を介し主３軸高感度加速度センサに到達する心拍成分と上記生存する被災者の心臓から金属製副ブロック体を介し副３軸高感度加速度センサに到達する心拍成分との間の到達時期の差を、上記各心拍波形データにおいて互いに対応する各心拍波形に基づいて、到達時間差として算出する到達時間差算出手段（２５３）と、
副３軸高感度加速度センサを金属製副ブロック体の上面にて上記一側及び他側の副位置決め溝部に沿い移動させつつ、金属製主ブロック体の上面に対する上記基準フランジの締着部位を基準に主３軸高感度加速度センサを上記主位置決め溝部に沿い連結バーを介し移動調整することにより上記到達時間差が零となったとき主及び副の３軸高感度加速度センサを結ぶ線に対する垂直２等分線上に上記生存する被災者が位置すると決定する位置決定手段（２６１）とを備えることを特徴とする。
【００１４】
このように、上記両加速度データのフィルタリング処理により、生存する被災者の心拍波形を各心拍波形データとして抽出し、生存する被災者の心臓から金属製主ブロック体を介し主３軸高感度加速度センサに到達する心拍成分と上記生存する被災者の心臓から金属製副ブロック体を介し副３軸高感度加速度センサに到達する心拍成分との間の到達時期の差を、各心拍波形データにおいて互いに対応する各心拍波形に基づいて、到達時間差として算出し、副３軸高感度加速度センサを金属製副ブロック体の上面にて上記一側及び他側の副位置決め溝部に沿い移動させつつ、金属製主ブロック体の上面に対する上記基準フランジの締着部位を基準に主３軸高感度加速度センサを上記主位置決め溝部に沿い連結バーを介し移動調整することにより上記到達時間差が零となったとき主及び副の３軸高感度加速度センサを結ぶ線に対する垂直２等分線上に上記生存する被災者が位置すると決定する。
【００１５】
ここで、上述のごとく到達時間差が零となったとき、生存する被災者の心臓と主及び副の３軸高感度加速度センサの各々とを結ぶ各線並びに当該主及び副の３軸高感度加速度センサを結ぶ線は２等辺三角形を構成する。従って、上述の垂直２等分線は、上記２等辺三角形の底辺に対する垂直２等分線に相当する。その結果、上述のごとく到達時間差が零となったときの主及び副の３軸高感度加速度センサを結ぶ線に対する垂直２等分線に依れば、生存する被災者の主及び副の３軸高感度加速度センサからの存在方向を正しくかつ容易に特定することができる。
【００１６】
また、本発明は、請求項３の記載によれば、請求項２に記載の被災者のための探索システムにおいて、
上記垂直２等分線上における上記生存する被災者の心臓と主及び副の３軸高感度加速度センサの一方とを結ぶ線が主及び副の３軸高感度加速度センサを結ぶ線に対しなす角度をαとしたとき、探索手段は、主及び副の３軸高感度加速度センサを結ぶ線の中点から上記生存する被災者までの距離を、上記所定間隔×（１／２）×ｔａｎαに基づき算出する距離算出手段を備えることを特徴とする。
【００１７】
これによれば、上述の２等辺三角形の原理のもと、角度αは、当該２等辺三角形の底角に対応する。従って、上述した所定間隔×（１／２）×ｔａｎαに基づき、生存する被災者の主及び副の３軸高感度加速度センサからの位置を正しくかつ容易に特定することができる。
【００１８】
また、本発明は、請求項４の記載によれば、請求項１〜３のいずれか１つに記載の被災者のための探索システムにおいて、
人間の心臓系統及び呼吸器系統の少なくとも一方から人間の身体の外部へ伝播する弾性的振動特性のうちの人間の生存を特定する所定の弾性的振動周波数成分を心弾データとして記憶する記憶手段を備えて、
探索手段は、
上記周波数解析データ中の上記周波数解析成分を抽出振動周波数成分として抽出する抽出手段（２４０）と、
上記心弾データが抽出手段による上記抽出振動周波数成分と一致するかにつき判定する判定手段（２５０）とを備えて、
この判定手段による上記心弾データの上記抽出振動周波数成分との一致との判定に基づき生存者ありとの判定をすることを特徴とする。
【００１９】
このように構成することにより、請求項１〜３のいずれか１つに記載の発明の作用効果がより一層向上され得る。
【００２０】
また、本発明は、請求項５の記載によれば、請求項４に記載の被災者のための探索システムにおいて、
上記心弾データの上記所定の弾性的振動周波数成分は、心拍周波数０．３２（Ｈｚ）及びこれに対応する所定の心拍ピークでもって特定される人間の心拍周波数成分と、呼吸周波数１．１（Ｈｚ）及びこれに対応する所定の呼吸ピークでもって特定される人間の呼吸周波数成分との少なくとも一方であることを特徴とする。
【００２１】
これにより、請求項４に記載の発明の作用効果がより一層具体的に達成され得る。
【００２２】
なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、本発明の一実施形態を図面により説明すると、図１は、本発明に係る被災者のための探索システムの一実施形態を示している。当該探索システムは、検出装置Ｓと、ノート型パーソナルコンピュータＰＣ（以下、ノートパソコンＰＣともいう）とを備えている。
【００２４】
検出装置Ｓは、装置本体Ｓａを有しており、この装置本体Ｓａは、図２及び図３にて示すごとく、両加速度センサ１０、２０と、直方体形状の両金属製ブロック体３０、４０と、金属製連結バー５０とを備えている。なお、ブロック体３０、４０および連結バー５０の各形成材料は、持ち運びの容易性から、金属のうちでも、アルミニウム等の軽金属が好ましい。
【００２５】
加速度センサ１０は、センサ本体１１と、両フランジ１２、１３とを有している。両フランジ１２、１３は、図２及び図３にて示すごとく、センサ本体１１の底壁を左右両側に延出させて構成されており、当該両フランジ１２、１３の各中央部には、各貫通穴部１２ａ、１３ａが、図３にて示すごとく、形成されている。
【００２６】
一方、加速度センサ２０は、センサ本体２１と、両フランジ２２、２３とを有している。両フランジ２２、２３は、図２及び図３にて示すごとく、センサ本体２１の底壁を左右両側に延出させて構成されており、当該両フランジ２２、２３の各中央部には、各貫通穴部２２ａ、２３ａが、図３にて示すごとく、形成されている。
【００２７】
ブロック体３０は、直方体形状の基台３０ａと、上板３０ｂとを有しており、上板３０ｂは、図２から分かるように、４個のボルト３１により基台３０ａにその上面から締着されている。上板３０ｂは、雌ねじ穴部３２及び円弧状位置決め溝部３３を有しており、雌ねじ穴部３２は、図３にて示すごとく、上板３０ｂにその左側上面部から貫通状に形成されている。ここで、雌ねじ穴部３２は、上板３０ｂの左側上面部のうち、図２にて図示上下方向中央部に形成されている。
【００２８】
位置決め溝部３３は、上板３０ｂの上面に沿い雌ねじ穴部３２を中心として円弧状になるとともに上板３０ｂ内に向けその右側上面部から横断面逆Ｔ字状となるように貫通形成されている。ここで、この位置決め溝部３３は、互いに連通する幅狭溝部３３ａ及びこれよりも幅広の幅広溝部３２ｂを上板３２内にて上下に形成する。なお、幅狭溝部３３ａは、その幅方向中央部にて、幅広溝部３３ｂの幅方向中央部の直上に位置している。
【００２９】
一方、ブロック体４０は、直方体形状の基台４０ａと、上板４０ｂとを有しており、上板４０ｂは、図２から分かるように、４個のボルト４１により基台４０ａにその上面から締着されている。上板４０ｂは、両円弧状位置決め溝部４２、４３を有しており、両円弧状位置決め溝部４２、４３は、後述のごとく連結バー５０を介し両加速度センサ１０、２０を両ブロック体３０、４０に組み付けたとき、ブロック体３０の上板３０ｂの雌ねじ穴部３２を中心として円弧状となるように、上板４０ｂにその上面側から横断面逆Ｔ字状に貫通形成されている。但し、円弧状位置決め溝部４２は、円弧状位置決め溝部４３の左側に位置するように形成されている。
【００３０】
ここで、位置決め溝部４２は、互いに連通する幅狭溝部４２ａ及びこれよりも幅広の幅広溝部４２ｂを上板４０ｂ内にて上下に形成する。また、位置決め溝部４３は、互いに連通する幅狭溝部４３ａ及びこれよりも幅広の幅広溝部４３ｂを上板４０ｂ内にて上下に形成する。なお、幅狭溝部４２ａは、その幅方向中央部にて、幅広溝部４２ｂの幅方向中央部の直上に位置しており、幅狭溝部４３ａは、その幅方向中央部にて、幅広溝部４３ｂの幅方向中央部の直上に位置している。
【００３１】
以上のように構成した両ブロック体３０、４０に対し、両加速度センサ１０、２０は連結バー５０と共に次のように組み付けられている。即ち、加速度センサ１０は、両フランジ１２、１３をセンサ本体１１の左右両側に位置させてブロック体３０の上板３０ｂの上面に載置されており、この加速度センサ１０のフランジ１２は、その貫通穴部１２ａを介しボルト１４を上板３０ｂの雌ねじ穴部３２に締着することで、上板３０ｂに組み付けられている。
【００３２】
また、当該加速度センサ１０のフランジ１３は、連結バー５０の一端部５１と共に、ボルト１５とナット１６により上板３０ｂの位置決め溝部３３に次のようにして組み付けられている。即ち、ボルト１５は、連結バー５０の一端部５１に形成した貫通穴部５１ａ及び加速度センサ１０のフランジ１３の貫通穴部１３ａを通し位置決め溝部３３内にその幅狭溝部３３ａから幅広溝部３３ｂにかけて挿入されて、幅広溝部３３ｂ内に位置するナット１６と締着されている。これにより、フランジ１３は、連結バー５０の一端部５１と共に上板３０ｂの位置決め溝部３３に組み付けられている。なお、ナット１６は、ボルト１５との締着の際に幅広溝部３３ｂ内にて回動規制される外径形状となっている。
【００３３】
一方、加速度センサ２０は、両フランジ２２、２３をセンサ本体２１の左右両側に位置させてブロック体４０の上板４０ｂの上面に載置されており、この加速度センサ２０のフランジ２２は、連結バー５０の他端部５２と共に、ボルト２４とナット２５により上板４０ｂの位置決め溝部４２に次のようにして組み付けられている。即ち、ボルト２４は、連結バー５０の他端部５２に形成した貫通穴部５２ａ及び加速度センサ２０のフランジ２２の貫通穴部２２ａを通し位置決め溝部４２内にその幅狭溝部４２ａから幅広溝部４２ｂにかけて挿入されて、幅広溝部４２ｂ内に位置するナット２５と締着されている。これにより、フランジ２２は、連結バー５０の他端部５２と共に上板４０ｂの位置決め溝部４２に組み付けられている。なお、ナット２５は、ボルト２４との締着の際に幅広溝部４２ｂ内にて回動規制される外径形状となっている。
【００３４】
また、加速度センサ２０のフランジ２３は、ボルト２６とナット２７により上板４０ｂの位置決め溝部４３に次のようにして組み付けられている。即ち、ボルト２６は、加速度センサ２０のフランジ２３の貫通穴部２３ａを通し位置決め溝部４３内にその幅狭溝部４３ａから幅広溝部４３ｂにかけて挿入されて、幅広溝部４３ｂ内に位置するナット２７と締着されている。これにより、フランジ２３は、上板４０ｂの位置決め溝部４３に組み付けられている。なお、ナット２７は、ボルト２６との締着の際に幅広溝部４３ｂ内にて回動規制される外径形状となっている。
【００３５】
以上のように両加速度センサ１０、２０を連結バー５０と共に両ブロック体３０、４０に組み付けた状態では、両加速度センサ１０、２０は、連結バー５０を介し相互にしっかりと連結されるとともに、両ブロック体３０、４０にしっかりと組み付けられている。このような状態において、両加速度センサ１０、２０の各向きを調整するにあたっては、各ボルト１５、２４、２６が、各位置決め溝部３３、４２、４３に沿い位置調整可能となるように、各ボルト１４、１５、２４、２６を緩める。
【００３６】
このような状態にて、ボルト１４を軸として加速度センサ２０を図２にて上方或いは下方へ押せば、各ボルト１５、２４、２６は、各位置決め溝部３３、４２、４３に沿い上方或いは下方へ円弧状に位置調整される。このため、加速度センサ２０は、連結バー５０とともに、各位置決め溝部３３、４２、４３の円弧方向に向け上方或いは下方へ円弧状に位置調整される。このとき、加速度センサ１０は、ボルト１４を軸として連結バー５０と共に回動調整される。
【００３７】
上述した両加速度センサ１０、２０は、共に、３軸高感度加速度センサでもって構成されている。このため、当該両加速度センサ１０、２０は、その各センサ本体１１、２１にて、それぞれ、互いに直交するＸ検出軸、Ｙ検出軸及びＺ検出軸の３検出軸を有する。しかして、当該両加速度センサ１０、２０は、それぞれ、その設置位置に向けて周囲から伝播する弾性的振動を、上述したＸ検出軸、Ｙ検出軸及びＺ検出軸のいずれかを介して加速度として検出しデジタルデータに変換して発生する。なお、上記弾性的振動は、被災者からの弾性的振動だけでなく外乱である種々の弾性的振動をも含めて、加速度として検出する。つまり、この加速度は、被災者からの弾性的振動に基づく加速度だけでなく上記外乱に基づく加速度成分をも含む。
【００３８】
また、検出装置Ｓは、図１にて示すごとく、両インターフェースＳｂ、Ｓｃを有しており、インターフェースＳｂは、ケーブル６０ａを介し加速度センサ１０の検出加速度を入力されてデータ処理し加速度データとしてノートパソコンＰＣに出力する。一方、インターフェースＳｃは、ケーブル７０ａを介し加速度センサ２０の検出加速度を入力されてデータ処理し加速度データとしてノートパソコンＰＣに出力する。
【００３９】
但し、本実施形態では、３軸高感度加速度センサを構成する加速度センサ１０及びインターフェースＳｂとしては、数理設計研究所製ＧＩＤ−ＳＳＳ型高感度地震計が採用されている。また、３軸高感度加速度センサを構成する加速度センサ２０及びインターフェースＳｃとしても、同様に、数理設計研究所製ＧＩＤ−ＳＳＳ型高感度地震計が採用されている。なお、上記ＧＩＤ−ＳＳＳ型高感度地震計の３軸高感度加速度センサは、加速度に対し高い分解能（例えば、１．１９７（ｇａｌ））を有する。
【００４０】
ノートパソコンＰＣは、コンピュータ本体８０、キーボード８０ａ及びディスプレイ８０ｂを有している。コンピュータ本体８０は、ＣＰＵ及び複数のメモリ（図示しない）を内蔵してなるもので、当該コンピュータ本体８０は、キーボード８０ａの操作のもと、上記ＣＰＵにより、図１１にて示すフローチャートに従い所定のコンピュータプログラムを実行する。この実行中において、コンピュータ本体８０は、そのＣＰＵにより、両加速度センサ１０、２０の両インターフェースＳｂ、Ｓｃを介する各出力データに基づき、生存する被災者（以下、生存被災者という）の有無や位置の判定、被災者までの距離を算出する処理やディスプレイ８０ｂの表示制御処理等を行う。なお、当該探索システムは、商用電源から給電されて、作動状態になる。
【００４１】
上述の複数のメモリは、ＲＡＭ及びハードディスクからなるもので、上記ＲＡＭは、上記ＣＰＵによる処理データを一次的に記憶する。また、上記ハードディスクには、上記コンピュータプログラムが予め読み出し可能に記憶されている。
【００４２】
ディスプレイ８０ｂは、液晶パネル及び表示駆動回路（図示しない）からなるもので、当該ディスプレイ８０ｂは、その液晶パネルにて、上記ＣＰＵによる制御処理のもと、上記表示駆動回路により駆動されて、表示データを表示する。
【００４３】
本実施形態においては、上述のハードディスクには、以下に述べるような生存被災者を判定するための判定周波数成分データが、さらに、予め読み出し可能に記憶されている。
【００４４】
災害時の被災者が生存者である場合、上述したごとく、被災者の心拍や呼吸が心筋等の心臓系筋肉や呼吸器系筋肉の弾性的振動である心弾情報として当該被災者の身体から外部に規則的に伝播する。そこで、このような現象をもとに、健康な被験者の心弾情報が実際にどのような特性を有するかについて、テーブル上に臥床する当該被験者の体動特性から調べてみた。この体動特性の測定は、体動検出装置を用いて行った。
【００４５】
ここで、この体動検出装置の概略構成について説明すると、この体動検出装置は、図４にて示すごとく、体動センサ９０及びノートパソコン１００により構成されている。本実施形態では、体動センサ９０としては、株式会社アドバンス製ＢＭＳ−２１型体動センサが採用されている。なお、この体動センサは、微小な圧力変化を検出する高感度低周波圧力センサである。
【００４６】
体動センサ９０は、空気を内包するセンサパッド９０ａと、センサ本体９０ｂとを有している。センサパッド９０ａが押圧されると、このセンサパッド９０ａの内包空気が上記押圧に伴う微小な圧力変化を発生してセンサパッド９０ａから空気管９１内に圧送される。上記測定にあたっては、センサパッド９０ａは、上記被験者の身体と上記テーブルとの間に介装される。これに伴い、センサパッド９０ａの内包空気は、上記被験者の心拍や呼吸が心筋等の心臓系筋肉や呼吸器系筋肉の弾性的振動（機械的振動）を上記被験者の身体から受けて微小な圧力変化を発生する。
【００４７】
センサ本体９０ｂは、センサパッド９０ａから空気管９１を介し上記内包空気の微小な空圧変化を入力されて検出しデジタル変換して体動電圧としてノートパソコン１００に出力する。
【００４８】
ノートパソコン１００は、コンピュータ本体１１０、キーボード１２０及びディスプレイ１３０を有している。コンピュータ本体１１０は、キーボード１２０の操作のもと、専用プログラムの実行に応じて、ケーブル９２を介するセンサ本体９０ｂからの体動電圧に基づき、上記被験者の体動特性を解析処理する。この解析処理においては、上記体動電圧がサンプリングデータとして繰り返しサンプリング処理され、これらサンプリングデータが、リアルタイムにて、波形解析、即ち呼吸波形解析及び心拍波形解析される。ついで、当該呼吸波形解析及び心拍波形解析の各結果が、それぞれ、周波数解析される。なお、上記専用プログラムとしては、ＢＭＳ−２１型体動センサ用のプログラム（ｐｕｌｓｅ）が採用されている。
【００４９】
このようになされた呼吸波形解析及びその周波数解析並びに心拍波形解析及びその周波数解析の各結果は、コンピュータ本体１１０による制御ものと、呼吸波形データ（図５参照）及びその周波数解析波形データ（図６参照）並びに心拍波形データ（図７参照）及びその周波数解析波形データ（図８参照）として、ディスプレイ１３０により表示される。
【００５０】
ここで、上記呼吸波形データは、図５にて示すごとく、呼吸電圧の時間的変化を表すタイミングチャートでもって示され、この呼吸波形データに対する上記周波数解析データは、図６にて示すごとく、呼吸電圧と呼吸周波数との関係を表すグラフでもって示される。また、上記心拍波形データは、図７にて示すごとく、心拍電圧の時間的変化を表すタイミングチャートでもって示され、この心拍波形データに対する上記周波数解析データは、図８にて示すごとく、心拍電圧と心拍周波数との関係を表すグラフとして示される。
【００５１】
しかして、図６の周波数解析データによれば、上記被験者の呼吸電圧は、呼吸周波数０．３２（Ｈｚ）のときに、ピークＰ（呼吸ピークＰ）を示すことが分かる。また、図８の周波数解析データによれば、上記被験者の心拍電圧は、心拍周波数１．１０（Ｈｚ）のときに、ピークＱ１（心拍ピークＱ１）を示すことが分かる。なお、図８において、ピークＱ２は、心拍周波数０．３２（Ｈｚ）に対応することから、上述の呼吸電圧のピークであることを示す。
【００５２】
また、上述のピークＱ１についてさらに確証を得るために、上記被験者の心電特性について心電計を用いて測定してみた。本実施形態において、上記心電計としては、日本光電社製ＡＢ−６１１Ｊ型高感度生体増幅器及びキッセイコムテック社製波形計測ソフトを用いたバイタルレコーダ２（Vital Recorder 2）が採用されている。
【００５３】
しかして、上記高感度生体増幅器及びバイタルレコーダ２により測定した結果、上記被験者の心電データは、図９にて示すごとく、心電電圧の時間的変化を表す心電図として得られた。また、当該心電特性を周波数解析したところ、この周波数解析の結果である周波数解析データは、図１０にて示すごとく、心電電圧と心拍周波数との関係を表すグラフとして得られた。
【００５４】
そして、図１０の周波数解析結果によれば、心電電圧は、心拍周波数１．１（Ｈｚ）のときに、ピークＲを示すことが分かった。これによれば、ピークＲは、上述の図８にて示す心拍電圧のピークＱ１と一致することが分かる。これにより、上記被験者の心拍電圧は、周波数１．１（Ｈｚ）のときのピークで正しいことが分かる。
【００５５】
そこで、本実施形態では、呼吸電圧のピークのときの周波数０．３２（Ｈｚ）及び心拍電圧のピークのときの周波数１．１（Ｈｚ）が、上記判定周波数成分データとして、コンピュータ本体８０のハードディスクに予め記憶されている。
【００５６】
以上のように構成した本実施形態において、例えば、多くの家屋が巨大地震の発生に伴い倒壊したものとする。このような状態にあっては、多くの人が、所在の不明な被災者として、多数の倒壊家屋やこれに伴う瓦礫の中に埋もれてしまうことが多い。
【００５７】
例えば、ある家屋が、倒壊し、図１２にて示すような倒壊家屋となってしまっているものとする。そこで、この倒壊家屋の下或いは中に埋もれてしまったかも知れない生存被災者を探索するために、当該探索システムが用いられる。
【００５８】
まず、この探索にあたり、当該探索システムの装置本体Ｓａが、図１２にて示すごとく、上記倒壊家屋の近傍にて、地盤Ｇ内にしっかりと埋設される（図３参照）。なお、ここでは、各加速度センサ１０、２０は、それぞれ、そのＸ検出軸及びＹ検出軸にて上記地盤Ｇの表面に沿うように、位置する。このとき、各加速度センサ１０、２０は、そのＸ検出軸にて、上記倒壊家屋に向けて、互いに平行となるように、各ブロック体３０、４０に固定される。
【００５９】
このような状態において、当該探索システムが作動状態におかれると、被災者が生存するとき、この被災者の身体から外部へ伝播する弾性的振動は、地盤Ｇの表面に沿い伝播して両ブロック体３０、４０を介し両加速度センサ１０、２０に到達する。このとき、上記弾性的振動が各加速度センサ１０、２０に到達する時期が互いに異なるものとする。
【００６０】
また、上述のように探索システムが作動状態におかれると、パソコンＰＣのコンピュータ本体８０は、キーボード８０ａの操作のもと、上記ＣＰＵにより、図１１のフローチャートに従い上記所定のコンピュータプログラムを上記ハードディスクから読み出して実行し始める。
【００６１】
しかして、上述のように弾性的振動が各加速度センサ１０、２０に到達すると、各加速度センサ１０、２０は、そのＸ検出軸、Ｙ検出軸及びＺ検出軸の少なくともいずれかを介し、上記弾性的振動を加速度として検出する。
【００６２】
このようにして検出された加速度は、各加速度センサ１０、２０により各ケーブル６０ａ、７０ａを介し各インターフェースＳｂ、Ｓｃに出力される。そして、各インターフェースＳｂ、Ｓｃが各加速度センサ１０、２０からの検出加速度をデータ処理し各加速度データとしてケーブル６０ｂ、７０ｂを介しコンピュータ本体８０に入力する。
【００６３】
すると、各インターフェースＳｂ、Ｓｃからの加速度データが、図１１のステップ２００において、コンピュータ本体８０に入力される。ついで、加速度データの表示処理がステップ２１０においてなされる。これに伴い、各インターフェースＳｂ、Ｓｃからの加速度データが、それぞれ、表示データに変換されて、ディスプレイ８０ｂに出力される。これにより、各加速度データが、図１３にて例示するごとく、ディスプレイ８０ｂにより表示される。なお、加速度データは、図１３にて、加速度電圧の時間的変化を表すタイミングチャートで示されている。
【００６４】
上述のようにステップ２１０における処理が終了すると、次のステップ２２０において、周波数解析処理がなされる。ここでは、ステップ２００における各加速度データが各周波数解析データとして周波数解析される。すると、当該各周波数解析データは、ステップ２３０において、表示データに変換されて、ディスプレイ８０ｂに出力される。これにより、各周波数解析データが図１４にて例示するごとく、ディスプレイ８０ｂにより表示される。ここで、図１４の周波数解析データは、加速度電圧と周波数との関係を示す。これによれば、加速度電圧は、各周波数０．３２（Ｈｚ）及び１．１（Ｈｚ）において、それぞれ、各ピーク（図１４にて各符号ｑ１、ｑ２参照）を示している。
【００６５】
ステップ２３０の処理後、ステップ２４０において、レベル抽出処理がなされる。このレベル抽出処理では、上記各周波数解析データにおける各両レベル（各両第１及び第２のレベル）が、上記ハードディスクに記憶済みの判定周波数成分データの周波数０．３２（Ｈｚ）及び１．１（Ｈｚ）に基づき、各振動周波数成分として上記各周波数解析データから抽出される。
【００６６】
そして、ステップ２５０において、このようにして抽出された各両第１及び第２のレベルは、それぞれ、ピークか否かが判定される。ここで、上述の両第１レベルは、それぞれ、周波数０．３２（Ｈｚ）に対応するレベルであって、図１４によれば、ピークｑ１で特定される。また、上述の両第２のレベルは、それぞれ、周波数１．１（Ｈｚ）に対応するレベルであって、図１４によれば、ピークｑ２で特定される。
【００６７】
従って、上述のようにして抽出された各両第１及び第２のレベルは、上記各対応の周波数解析データとの照合によりそれぞれ各ピークｑ１、ｑ２に対応することから、ステップ２５０においてＹＥＳと判定され、ついで、ステップ２５１において生存被災者ありと判定される。このことは、救済すべき生存被災者の存在が探索されたことを意味する。
【００６８】
以上によれば、被災者から発生する弾性的振動は、地盤及び両ブロック体３０、４０を介し両高感度加速度センサ１０、２０に伝播するので、倒壊家屋の中や下に埋もれた被災者から離れていても、両高感度加速度センサ１０、２０によって、被災者の弾性的振動を検出することで、地震その他の各種災害に被災した被災者から離れていても当該被災者を迅速に探索し得る。なお、ステップ２５０における判定がＮＯとなる場合には、ステップ２５４において、生存者はいないとの判定処理がなされる。
【００６９】
上述のようなステップ２５１における処理後、ステップ２５２においてステップ２００における各加速度データのフィルタリング処理がなされる。このフィルタリング処理では、上記生存被災者の心拍波形が、上記各加速度データから各心拍波形データとして抽出される。上記心拍波形は、上記生存被災者の心臓の各鼓動に順次応答して発生する一連の心拍パルスの各パルス波形からなる。
【００７０】
ついで、ステップ２５３において、到達時間差Δｔの算出処理がなされる。この算出処理では、上記生存被災者の心臓の一鼓動に応答して発生する一心拍パルスが両加速度センサ１０、２０に到達する各到達時期Ｔａ、Ｔｂの差（Ｔａ−Ｔｂ）が、当該一心拍パルスの上記各心拍波形データにおける各対応パルス波形の各立ち上がり（或いは各ピーク）の時間的差に基づいて上記到達時間差Δｔとして算出される。なお、上記各心拍波形データにおけるパルス波形の各立ち上がり時点（或いは各ピーク時点）に限ることなく、上記各心拍波形データにおいて互いに対応する各パルス波形であってもよい。
【００７１】
然る後、ステップ２６０において、到達時間差Δｔ＝０か否かが判定される。ここで、Δｔ＝０が成立しなければ、当該ステップ２６０における判定がＮＯとなる。これに伴い、ステップ２５２〜ステップ２６０を循環する処理が繰り返される。
【００７２】
このような状態において、装置本体Ｓａの各ボルト１４、１５、２４、２６を緩めて、加速度センサ２０を、連結レバー５０及び加速度センサ１０とともに、ボルト１４を基準に上記倒壊家屋に向けて或いは当該倒壊家屋から離れる向きに回動調整すること、及びこの調整後各ボルト１４、１５、２４、２６をしっかりと締め直すことが繰り返される。そして、この繰り返しのもとに、ステップ２５２にて検出装置Ｓから新たに出力される各加速度データのフィルタリング処理における各心拍波形データの抽出及び当該各心拍波形データに基づくステップ２５３における到達時間差Δｔの算出が繰り返される。
【００７３】
ここで、上述のような両加速度センサ１０、２０の回動調整は、以下の根拠に基づきなされるものである。図１５にて示すごとく、両加速度センサ１０、２０の各位置をａ、ｂとし、生存被災者の身体の心臓の位置をｃとすれば、各位置ａ、ｂを底点とし、ｃを頂点とする三角形が描かれる。
【００７４】
ここで、心臓の位置ｃが、図１５にて示すごとく、両位置ａ、ｂを結ぶ線の中点に対する垂線よりもずれていれば、上記三角形は不等辺三角形となる（図１５にて図示実線部分及び二点鎖線部分参照）。また、心臓の位置ｃが上記垂線上にあれば、上記三角形は、図１６にて示すごとく、二等辺三角形となる。
【００７５】
この二等辺三角形の両底角は共に同一であるから、両位置ａ、ｂ間の所定間隔をＤとすれば、上記垂線（以下、垂線ｄという）の長さ及び上記倒壊家屋に対する方向を容易に決定することができ、これによって、生存被災者の身体の心臓の位置、即ち、生存被災者の位置を特定することができる。
【００７６】
そこで、本実施形態では、上述の三角形が、二等辺三角形ではなく、不等片三角形であるときには、上述のように両加速度センサ１０、２０を回動調整することで、不等片三角形が二等辺三角形になったときを利用して、生存被災者の位置を決定することとした。
【００７７】
しかして、上述のようなステップ２５３における到達時間差Δｔの算出処理の繰り返しの過程において、到達時間差Δｔ＝０になると、ステップ２６０においてＹＥＳと判定される。すると、ステップ２６１において、生存被災者の位置決定処理がなされる。これに伴い、生存被災者の位置は、上記二等辺三角形の垂線ｄ上にあることが決定される。
【００７８】
これにより、生存被災者の両加速度センサ１０、２０からの存在方向を正しくかつ容易に特定することができる。
【００７９】
そして、ステップ２６２において、生存被災者までの距離算出処理がなされる。この距離算出処理では、距離Ｌ（図１６参照）が上記二等辺三角形の垂線ｄの長さに基づき算出される。即ち、両加速度センサ１０、２０の外形寸法が、垂線ｄの長さに比べてかなり短ければ、両加速度センサ１０、２０の各中心点が両位置ａ、ｂに相当し、所定間隔Ｄ及び上記二等辺三角形の各底角は実測による得ることができる。従って、上記二等辺三角形の底角をαとすれば、距離Ｌは、（Ｄ／２）ｔａｎαとなる。これによれば、生存被災者は、装置本体Ｓａから約（Ｄ／２）ｔａｎαの位置に存在することが分かる。
【００８０】
これにより、生存被災者の両加速度センサか１０、２０らの位置を正しくかつ容易に特定することができる。
【００８１】
なお、本発明の実施にあたり、上記実施形態に限ることなく、次のような種々の変形例が挙げられる。
（１）両加速度センサ１０、２０は、両ブロック体３０、４０に固定するようにしたが、これに代えて、両加速度センサ１０、２０は、地盤Ｇの固い部分や岩盤の部分等に直接固定するようにしてもよい。一般には、両加速度センサ１０、２０は、弾性的振動を伝播する両固体媒体に固定するようにしてもよい。
（２）両加速度センサ１０、２０は、高感度であれば、３軸高感度加速度センサに限ることなく、例えば、Ｘ検出軸のみを有するものであってもよい。
（３）ステップ２４０におけるレベル抽出及びステップ２５０における判定は、ステップ２２０における両周波数解析データの一方のみに基づき行うようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００８２】
【図１】本発明に係る被災者のための探索システムの一実施形態を示すブロック回路図である。
【図２】図１の検出装置の平面図である。
【図３】図２にて３−３線に沿う断面図である。
【図４】上記実施形態において体動特性を検出する体動検出装置のブロック図である。
【図５】呼吸電圧の時間的変化を示すタイミングチャートである。
【図６】呼吸電圧と呼吸周波数との関係を表すグラフである。
【図７】心拍電圧の時間的変化を示すタイミングチャートである。
【図８】心拍電圧と心拍周波数との関係を示すグラフである。
【図９】心電電圧の時間的変化を示すタイミングチャートである。
【図１０】心電電圧と心拍周波数との関係を示すグラフである。
【図１１】図１のコンピュータ本体により実行されるコンピュータプログラムを表すフローチャートである。
【図１２】装置本体を倒壊家屋の地盤に埋設した例を示す斜視図である。
【図１３】加速度電圧の時間的変化を示すタイミングチャートである。
【図１４】加速度電圧と周波数との関係を示すグラフである。
【図１５】両加速度センサ及び生存被災者の各位置で決まる不等辺三角形を示す図である。
【図１６】両加速度センサ及び生存被災者の各位置で決まる二等辺三角形を示す図である。
【符号の説明】
【００８３】
Ｄ…所定間隔、Ｇ…地盤、ＰＣ…ノートパソコン、Ｓ…検出装置、Ｓａ…装置本体、
１０、２０…加速度センサ、３０、４０…ブロック体。
【図１】
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【図２】
0005198932.tif 000003
【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】
0005198932.tif 000009
【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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