(57)【要約】【課題】  遊泳者に装着された加速度センサ又は角速度センサからなる運動検出部が、遊泳者が一定時間運動していない場合にこれを検出し、水中超音波を利用して遊泳者の周辺に配置された受信部に送信し、プールや海中で遊泳者が溺れたとして警報を発することで、目視によらず溺者を検知することにある。【解決手段】  遊泳者の身体の動きを検知する運動検出部１−１と、超音波送信回路１−３を能動状態にする機能を有する制御部１−２と、制御部１−２の出力信号に従って送信信号を出力する超音波送信回路１−３と、水中に超音波信号を発信する超音波送波器１−４と、を備えた運動検出装置１を各遊泳者の身体に装着し、超音波送波器１−４から発信された水中超音波を受信する超音波受波器３−１を遊泳者の周辺に配置し、増幅器３−２を通じて超音波発信信号の有無を検知し、超音波発信信号の検知時には溺者が発生したと判断し、監視者や遊泳者に知らせる機能を有する警報装置７を設置した。【選択図】        図１
2007026331.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
遊泳者の身体の動きを検知する加速度センサ又は角速度センサからなる運動検出部と、運動検出部の出力信号が一定時間以上に亘り加速度値又は角速度値がある基準値以下であった時に、遊泳者は溺れるなど異常な状況にあると判断して、超音波送信回路を停止状態から作動状態にする機能を有する制御部と、制御部の出力信号に従って送信信号を出力する超音波送信回路と、この回路に接続され、水中に超音波信号を発信する超音波送波器と、を備えた運動検出装置を各遊泳者の身体に装着し、超音波送波器から発信された水中超音波を受信する超音波受波器を遊泳者の周辺に配置し、超音波受波器で受信した信号を適当レベルまで増幅する増幅器を設け、増幅器を通じて超音波発信信号の有無を検知し、超音波発信信号の検知時には溺者が発生したと判断し、監視者や遊泳者に知らせる機能を有する警報装置を設置し、運動検出装置を装着した複数の遊泳者の中から一定時間以上に亘り加速度値又は角速度値がある基準値以下であった遊泳者のみから発せられる信号の受信を通じて、目視によらず溺者を検知することを特徴とする溺れ監視システム。
【請求項２】
請求項１の溺れ監視システムにおいて、超音波送信回路はある周波数で一定のパルス幅、間隔で送信信号を出力し、遊泳者の周辺に複数の超音波受波器を所定間隔で配置し、各超音波受波器それぞれが受信し増幅器で増幅された各超音波発信信号の差を検出する差検出部と、差検出部で検出された差を演算処理して発信信号の位置を特定する位置演算処理器と、位置演算処理器で特定された溺者の位置を表示する溺者位置表示器とを設けたことを特徴とする溺れ監視システム。
【請求項３】
請求項１の溺れ監視システムにおいて、遊泳者に装着する運動検出装置から発信する超音波信号に個人別に識別コードを持たせ、受信した超音波信号でその識別コードを識別することにより、溺者が誰であるかをも識別出来るようにしたことを特徴とする溺れ監視システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、遊泳者に装着された加速度センサ又は角速度センサからなる運動検出部および水中超音波を利用してプールや海中での遊泳者が、溺れたか否かを検知し警報を発するおぼれ監視システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
（１）水泳、水中運動に用いられるプール、遊泳、海水浴を楽しむ海浜等の水施設、さらにこれらを組合わせた水現場において、遊泳者の溺死による水難事故は後を絶たない。監視員を置くなどして水の事故を防ぐ策は講じられているが、人的監視に重点が置かれるに止まり、我が国では勿論、海外諸国でも依然として大きな問題となっている。「溺れの危険を自動監視して警報を発することのできる装置システム」等の科学的装置システムが切実に求められているが、実用に持ち込まれた例は未だ無く、懸案のままとなっている。
（２）海外では溺れを監視する光学的装置の提案があるが、非常に高価であるとされ、実際の現場への採用が難しく、国内への採用は一例もない。我が国のプール、海・川の実情に合った監視システムが求められている。
（３）児童、生徒が中心となる学校等における水泳教育現場では、特に確実な安全性が求められ、人的監視を支援し、あるいは代行補完することの出来る監視システムが是非必要である。需要は国内のみならず海外でも期待できる。
（４）プール経営管理者や水泳指導者には、異常が発生した場合は直ちに救助できるように監視すべき安全配慮義務があるため、監視システムはこれを支援ないし補完し得るものとして非常に重要な意義を有し、ニーズは高い。
【０００３】
ところで、従来行われて来た方法であり、現在でも実質的にこの通りである人的監視の概況を図示すれば、おおよそ図６〜図８の通りである。
ここに、図６はプールが監視員を置いている状況例で、図６中、１０１はプール、１０２はプール内の水、１０３はプール内の遊泳者、１０４は監視員の監視台、１０５は同監視台上で遊泳者の安全監視を行う監視員である。図７は海水浴場が監視員を置いている状況例で、図７中、２０１は海水浴場において内部を遊泳許可区域として鮫防止ネット・ロープなどで仕切られた区画境界、２０２はその内部海域、２０３は遊泳者、２０４は海浜上に配置された監視員の見張り台、２０５は同見張り台上で遊泳者の安全監視を行う監視員である。図８は海上ないし湖上３０１において遠泳、あるいはトライアスロン・競泳が行われる際、船上３０６から監視員３０５が泳者３０３の溺れ事故防止を目的として見張りを行う状況を示している。
【０００４】
次に、本発明で狙う目標、あるいは類似の目標に関する発明・考案としてこれまでに知られているものに、図９〜図１０に掲げるようなものがある。ここに、図９はプールの中で超音波を用いて泳者の位置を解析同定することを示す図で、図中の４０１はプール、４０２はプール内の水、４０３はプール内で超音波の振動子を携帯している遊泳者、４０７はプール内に例えば少なくとも３個所以上の複数個所に固定されている超音波受波器で、これらは泳者が携帯する振動子が発振した超音波を受波すると共に、複数の受波器による受波信号を信号ケーブル４０９を介して受波信号解析処理装置４０８へ送り、解析処理装置４０８では、超音波受発信の同期手段を前提として、受波信号を解析し、水中泳者が携帯する超音波振動子のプール内における三次元位置座標を解析して表示することができることを示している。図１０は同様に水中カメラと画像解析手段を用いてプールに沈んでいる泳者の有無を画像的に視認できるようにした場合を示すもので、図中の５０１はプール、５０２はプール内の水、５０３はプール内の遊泳者、５１０はプール内に例えば３個所以上の複数個所に固定されている水中カメラであり、たとえばプールの水底面上に一定時間以上沈降したままの物体が存在する場合を画像解析的に見出してこれを異常と見なし、警報信号を発すると共に救助活動に入るという形で用いられるものである。５１１は画像信号データを解析する解析処理装置、５１２は画像解析結果を監視信号としてモニター表示するための監視画面表示器である。
【特許文献１】特開２００４−３４０８８３
【特許文献２】特開２００４−１４５５７４
【特許文献３】特開２００４−４６４４０
【特許文献４】特開２０００−２１７７２８
【特許文献５】特願平０８−５００６１１
【特許文献６】特開平０８−１３８２９
【特許文献７】特開平０７−２７１９８６
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来は、図６、図７、図８に示されるように、プールや海水浴場等で遊泳者のうち溺れている者がいるかどうかや、トライアスロン競技などの競泳中に溺れている者がいるかどうかをチェックする手段として、プールサイドや海岸に設置された監視台や競技支援船に監視員が乗り、溺れている者がいるかどうかを双眼鏡等を利用して目視により監視する方法が採られてきた。
しかし、全面的に目視に頼る方法であるため、水泳場の面積がより広い場合、遊泳者の数がより多い場合等には正確な検知の確率は低下する。また、監視員個人による視覚差や誤判断、個人の体調、長時間にわたる監視作業による疲労等により検知の正確度は大きく低下することがあり、これが重大な事故に繋がった例は少なくない。複雑系の安全判断を人的監視任せにしてはならず、装置システムでバックアップすることが必要である。
なお、まだ社会的に実用されているとは限らない装置システムに関する先願発明・考案類を概観してみると、水中における泳者の測位法と共に、水中における被検知者（溺者）の行動・ないし状態の異常検知法として、経過時間、画像的視認等が採用されているに過ぎず、運動加速度に着目した物は見当たらない。これは、泳者と溺者の決定的な特徴差をスクリーニングする技法として明らかに不完全であり、これらの技法をこのまま突き詰めて行ったとしても、より正確な溺者検知の確度の向上は到底期し難いものと考えられる。
【０００６】
本発明は、上記のような課題に鑑み、その課題を解決すべく創案されたものであって、その目的とするところは、遊泳者に装着された加速度センサ又は角速度センサからなる運動検出部が、遊泳者が一定時間運動していない場合にこれを検出し、水中超音波を利用して遊泳者の周辺に配置された受信部に送信し、プールや海中で遊泳者が溺れたとして警報を発することで、目視によらず溺者を検知することができるおぼれ監視システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
以上の目的を達成するために、請求項１の発明は、遊泳者の身体の動きを検知する加速度センサ又は角速度センサからなる運動検出部と、運動検出部の出力信号が一定時間以上に亘り加速度値又は角速度値がある基準値以下であった時に、遊泳者は溺れるなど異常な状況にあると判断して、超音波送信回路を停止状態から作動状態にする機能を有する制御部と、制御部の出力信号に従って送信信号を出力する超音波送信回路と、この回路に接続され、水中に超音波信号を発信する超音波送波器と、を備えた運動検出装置を各遊泳者の身体に装着し、超音波送波器から発信された水中超音波を受信する超音波受波器を遊泳者の周辺に配置し、超音波受波器で受信した信号を適当レベルまで増幅する増幅器を設け、増幅器を通じて超音波発信信号の有無を検知し、超音波発信信号の検知時には溺者が発生したと判断し、監視者や遊泳者に知らせる機能を有する警報装置を設置し、運動検出装置を装着した複数の遊泳者の中から一定時間以上に亘り加速度値又は角速度値がある基準値以下であった遊泳者のみから発せられる信号の受信を通じて、目視によらず溺者を検知する手段よりなるものである。
【０００８】
また、請求項２の発明は、請求項１の溺れ監視システムにおいて、超音波送信回路はある周波数で一定のパルス幅、間隔で送信信号を出力し、遊泳者の周辺に複数の超音波受波器を所定間隔で配置し、各超音波受波器それぞれが受信し増幅器で増幅された各超音波発信信号の差を検出する差検出部と、差検出部で検出された差を演算処理して発信信号の位置を特定する位置演算処理器と、位置演算処理器で特定された溺者の位置を表示する溺者位置表示器とを設けた手段よりなるものである。
【０００９】
また、請求項３の発明は、請求項１の溺れ監視システムにおいて、遊泳者に装着する運動検出装置から発信する超音波信号に個人別に識別コードを持たせ、受信した超音波信号でその識別コードを識別することにより、溺者が誰であるかをも識別出来る手段よりなるものである。
【発明の効果】
【００１０】
以上の記載より明らかなように、本発明によれば、次のような極めて新規的有益なる効果を奏するものである。
（１）泳者と溺者の運動特性上の特徴差の検知による溺者検知精度の向上を図ることができる。
泳者と溺者の特徴差を仕分けする方法として、従来の方法で用いられた時間差の考え方だけでは不十分であり、加速度的に運動の特徴を捉える方法は、溺者検知の精度の向上に非常に大きく寄与するものである。今後の無人自動監視システムまで視野に入れてセンサー技術分野を見るとき、運動特性（加速度又は角速度）に着目したスクリーニング法は将来技術としても重要である。
以上の観点から問題を解決するために、本発明では、遊泳のため体を動かしているのか、溺れて動きが停まっているのかを識別するため、身体の動きを監視する加速度センサ又は角速度センサからなる運動検出部を含む運動検出装置を遊泳者一人一人に着けさせて遊泳者の運動上の特徴を検出し、ある遊泳者の動きが停止したときは、装着した運動検出装置に組み込まれた超音波送波器から水中に超音波を発信させ、その超音波信号を遊泳者の周辺の例えばプールの内壁面や遊泳支援目的の船舶に装備してある超音波受波器で受波することにより、溺れて動きが停まった者が発生したことを検知する。これによって、溺者の検知精度を向上させると共に、必要な信号弁別・判定を著しく容易化することが出来る。
【００１１】
（２）多数の水泳者が内在するプール等における溺者位置測位の抜本的簡易化の実現を図ることができる。
一般に非常に多数の水泳者で混み合うレジャー・プール等の場合、有る特定の泳者（溺者）の位置を測位することは、非常に多数の入出力信号処理とそれらの中からの弁別、識別を必要とするため信号処理面においても、状態識別面においても、データ処理場の高い複雑性とそれに伴う困難度が予測される。
しかしながら本発明では、前述の遊泳者の周辺例えば、プール壁面や遊泳支援船舶に装備してある複数の受波器のそれぞれが受信した超音波信号の差（受波信号の時間差又は位相差）を比較、演算処理することにより、例えばプール内での溺者の位置をも検出可能にする。測位対象信号の個数が極めて少数に限られるため、信号解析処理面においても、状態識別面においても上記の困難度は著しく軽減され、非常に容易となり、本システムの監視システムとしての信頼度を向上させる。
【００１２】
（３）多数の水泳者の中で、その最大数に係わらず容易に個々を特定することを可能とする。
本発明ではさらに、超音波発信信号に識別コードを持たせる方式とすることにより、プール内遊泳者の数の大小に係わらず、遊泳者１人１人を特定することが可能となる。（これによって、安全監視上の効果を挙げるだけでなく、トライアスロン水泳競技などにおいて人的に行われている競技中の泳者の特定等を安全かつ確実に実行し得るという効果を挙げることが出来る。）
【００１３】
（４）内蔵電池の耐用時間を大幅に延長する対策が図られている。
また、泳者に装着する装置に内蔵する電池の消費量を少なくして、より長時間の使用に耐えられる様にするための対策として、本発明では遊泳者に装着時に装置の電源をＯＮにした後も、超音波送信回路の電源供給をＯＦＦにしておき、遊泳者の運動が停止したことの加速度検知信号を検出した時に、ＯＮにする方式にすることを特徴としている。また、運動検出装置が人体に装着されていないか、運動検出装置の装着者が長時間動かない状態の時も電源を断にして電池の消費を抑える方式とする。
【００１４】
（５）このように、本願発明では、溺れ監視システムとして、これまで光学的画像とか、超音波測距とかを用いる案はいろいろ提案されて来たが、遊泳者の身体の動きの加速度又は角速度を検知するというコンセプトを持ち込んだことにある。即ち、まず加速度又は角速度の大きさの検知と言うことであれば、通常、全ての遊泳者の加速度又は角速度信号を用いて何かを判断しようとするだろう。こうなると水泳場に数百人とか千人とかの泳者が居る場合の加速度又は角速度検知は事実上困難になる、というのが先ず常識的な発想である。そこを、加速度又は角速度を検出している間は発信せず、加速度値又は角速度値がゼロに近いある基準値以下を一定時間以上キープしている時のみ発信する、という逆転の発想を持ち込んだことである。これは信号検知の確実性を一挙に高め、合わせて不必要なバッテリー電源の消費を鮮やかに回避するものである。これによっておぼれ監視の技術的問題点を一挙に回避・解決して技術的実現性を非常に高めることが可能となる。こうすると、百人であろうが、千人であろうが、遊泳者の多さには無関係に、つまり何十人も一挙に溺死しそうになることは考え難く、事故の発生はせいぜいある時間点で考えて１人か２人であろう。千人の遊泳者の中で信号の発信は高々２，３名と言った程度を越えることが無いが、例えば百名程度であれば、その遭難信号は難なく確実に検知することができるのである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、図面に記載の発明を実施するための最良の形態に基づいて、本発明をより具体的に説明する。
【００１６】
図１は、本発明を実施するための最良の形態を示すもので、同図中、遊泳者の腕や足など身体に装着する運動検出装置１の構成例を示す。運動検出装置１は、加速度センサ又は角速度センサからなる運動検出部１−１、制御部１−２、超音波送信回路１−３、超音波送波器１−４などから構成されている。
【００１７】
即ち、運動検出装置１は、遊泳者が体を動かしているか、溺れて体が動かなくなった状態なのかを、この運動検出装置１が装着されている手や足などの加速度又は角速度を検出することで遊泳者の状況を検知、識別し、一定時間以上に亘り加速度値又は角速度値がある基準値以下であった時に、超音波信号を発信する装置である。
【００１８】
特に図示しないが、運動検出装置１は、遊泳者の手や足などの人体に容易に装着・着脱できる形状、容積、重量を有する小型でしかも水中での使用に充分耐える防水機能を有する装置である。特に、超音波送波器１−４の音波を送波する部分の被覆構造は使用する超音波信号が水中に効率よく放射し得る材質、構造を有している。
【００１９】
運動検出部１−１は、運動検出装置１が装着されている手や足などの動きや運動を加速度又は角速度としての物理量情報として検出するもので、加速度センサ又は角速度センサが使用される。
【００２０】
制御部１−２は、運動検出部１−１の出力信号が一定時間以上に亘り加速度値又は角速度値がある基準値以下であった時に、遊泳者は溺れるなど異常な状況にあると判断して、超音波送信回路１−３を停止状態から作動状態にする機能を有する。即ち、制御部１−２から超音波送信回路１−３に超音波制御信号が伝送されて、超音波送信回路１−３は作動状態になる。
【００２１】
逆に、制御部１−２は、運動検出部１−１の出力信号が一定時間以内に加速度値又は角速度値がある基準値以上になった時には超音波送信回路１−３を作動させない。
【００２２】
つまり、遊泳者に装着する運動検出装置１に内蔵する電池の消費量を少なくして、より長時間の使用に耐えられる様にするために、遊泳者に装着時に運動検出装置１の電源をＯＮにすることは勿論、ＯＮ後も超音波送信回路１−３の電源供給をＯＦＦにしておき、遊泳者の動きが停止したことを検出した時に、ＯＮにする方式になっている。
【００２３】
また、運動検出装置１が人体に装着されていないか、運動検出装置１の装着者が長時間動かない状態の時も電源を断にして電池の消費を抑える機能を有する方式になっている。
【００２４】
超音波送信回路１−３は、制御部１−２からの制御信号を受信すると、適当なキャリア周波数を持ち、ある周波数で一定のパルス幅、間隔で、適当な出力レベルの電気信号を超音波送波器１−４に発信する回路である。
【００２５】
超音波送波器１−４は、伝送された電気信号をある周波数で一定のパルス幅、間隔の超音波信号に変換し、遊泳者の周辺例えばプール２内の水中に超音波信号を発信する機器である。
【００２６】
図２は、水および水面は示していないが、プールの模式図を示したもので、本発明を実施するための最良の形態を説明するための図である。図２において、２はプール全体を示しており、２−１，２−２は、プールの内壁側面を示している。即ち、２−１，２−２は対向するプール内壁面である。遊泳者の周辺となる例えば４つの内壁面のうちの１面または２面に、複数個の例えば３個の超音波受波器３−１，３−２，３−３が所定の間隔、深さで配置されている。複数の超音波受波器３−１，３−２，３−３は、前述のように、ある遊泳者が装着している運動検出装置１から超音波信号が発せられたとき、この超音波信号を受波する機器である。
【００２７】
図３は本発明の一環としての溺者検知および位置検出装置構成の最良の形態を説明するための図である。図中、増幅器４−１，４−２，４−３は、超音波受波器３−１，３−２，３−３で受信された微弱な信号を適当なレベルまで帯域増幅する機器で、ケーブルを介して超音波受波器３−１，３−２，３−３とそれぞれ接続されている。増幅器４−１，４−２，４−３は、例えば陸上部分に据えられているが、超音波受波器３−１，３−２，３−３の中に内蔵することも勿論可能である。
【００２８】
増幅器４−１，４−２，４−３を介して超音波受波器３−１，３−２，３−３と接続された差検出部には、例えば時間差を検出する時間差検出部５が使用されるが、これに代えて位相差を検出する位相差検出部を使用してもよい。時間差検出部５は、超音波受波器３−１，３−２，３−３で受信され増幅器４−１，４−２，４−３で増幅された各信号の時間差を検出する機器で、時間差検出部５の出力信号は、後述する位置演算処理部６に接続されており、各信号の時間差の情報は位置演算処理部６に入力される。
【００２９】
位置演算処理部６は、時間差検出部５の出力信号が入力されると、プール２内に溺れている遊泳者が発生したことを認識し、図３の警報装置７に信号を伝送し、又時間差検出部５で検出された時間差を演算処理して発信信号の位置を特定し、その情報は溺者位置表示器８に伝送する。
【００３０】
警報装置７は、位置演算処理部６からの情報に基づいてサイレン音や回転赤色灯等を駆動して、溺者発生をプール監視者や他の遊泳者、その他に警報を発して伝える装置である。
【００３１】
溺者位置表示器８は、位置演算処理部６からの情報に基づいて、発信信号の位置を例えば警報モニタ−の画面上に表示して、プール監視者等に視認できるようにする機器である。プール監視者等はこの溺者位置表示器８の警報モニタ−の画面を見ることで、溺者の位置を容易に特定でき、溺者の迅速な救助・救出作業が可能となる。
【００３２】
ここにおいて、図３の時間差検出部５，位置演算処理部６，警報装置７，溺者位置表示器８の各機器は、プール２の外の適当な陸上部分に据えられる。
【００３３】
次に、上記発明を実施するための最良の形態の構成に基づく動作について以下説明する。
図１中、各遊泳者に装着された運動検出装置１の運動検出部１−１からは、遊泳者の手や足などの動きに伴って増減する加速度量又は角速度量が、制御部１−２に常時伝送される。後で詳細に説明するが、制御部１−２では、今まである一定以上の加速度又は角速度を出力していた遊泳者が、ある一定時間経過しても、ゼロまたはある一定量以下の微少な加速度又は角速度しか検出されなくなった時、遊泳者は溺れるなど緊急事態の状況に陥ったと判断するものとして、制御部１−２から、超音波送信回路１−３に超音波送信制御信号が伝送される。
【００３４】
超音波送信回路１−３では、制御信号を受信すると、ある適当なキャリア周波数を持ち、ある周波数で一定のパルス幅、間隔で、適当な出力レベルの電気信号を発信し、超音波送波器１−４の超音波送波器に伝送してここで電気信号を超音波信号に変換し、プール２内の水中に超音波信号を発信する。
【００３５】
前述のように、ある遊泳者が装着している運動検出装置１から超音波信号が発せられたとき、この超音波信号は、図２のプール内壁面２−１に装着されている超音波受波器３−１，３−２，３−３で受波される。
【００３６】
図３に示すように、超音波受波器３−１，３−２，３−３で受信された微弱な信号は、増幅器４−１，４−２，４−３によって適当なレベルまで増幅され、信号処理された後、時間差検出部５に導かれる。時間差検出部５は各超音波受波器３−１，３−２，３−３で受信された時間差を検出し、時間差検出部５の出力信号が位置演算処理部６に入力されると、プール２内に溺れている遊泳者が発生したことを認識し、図３の警報装置７に信号を伝送し、警報装置７はサイレン音や回転赤色灯等を駆動して、溺者発生をプール監視者や他の遊泳者、その他に伝える。
【００３７】
また、図３の位置演算処理部６で演算処理された位置情報は、図３の溺者位置表示器８としての例えば警報モニタ−に伝送されて、プール内のどこから音波が発せられているのか（溺者がどこにいるか）をモニタ−画面上に表示する事ができ、陸上の監視者は、即座に救助に向かうことが可能となる。
【００３８】
さらに詳述すると、図１の運動検出部１−１の出力波形は、例えば図４の（１）に図示するように、遊泳者に装着した運動検出装置１の運動検出部１−１が感知した運動の大小に応じて、振幅が増減する加速度情報又は角速度情報を出力する。
【００３９】
図４において、横軸（ｔ）は時間軸を示し、縦軸は、信号振幅値（電圧Ｖ）を示す。図１の制御部１−２では、図４の（１）の出力信号がある適当な基準値Ｖ＝Ｖ０の信号レベルを越える信号レベルで、適当な時間以上継続しているかどうかを判定し、例えば図４の（２）のようにｔ＝ｔ０までの時間、出力レベル、継続時間とも規定値を超えていれば、超音波送信部の電源を断にして、図１の超音波送信回路１−３を作動させない。図４の（３）に示すように、ｔ＝ｔ０の時刻において、（１）の信号出力レベル、継続時間が規格値を満たさなくなった時、図４の（３）に示す様に、図１の超音波送信回路１−３を作動状態とし、例えば図４の（４）に示す様にパルス幅ｗ、パルス間隔ｐ、キャリア周波数ｆ＝ｆ０のバースト波信号を適当な電圧レベルで出力して図１の超音波送波器１−４から超音波信号を水中に放射する。図４の（５）は、バースト波の１波を時間軸拡大し、バースト波のキャリア周波数ｆ＝ｆ０を示したものである。
【００４０】
図５は、更に詳しい説明のために信号波形を示したものである。図５の４−１（１）、４−２（１）、４−３（１）は、超音波受波器３−１，３−２，３−３で受信された信号を図３中の増幅器４−１、４−２、４−３で適当なレベルに帯域増幅されたアナログ信号波形を示している。
【００４１】
これらの信号は、図３中の増幅器４−１，４−２，４−３において、更に図５中に示すような、ある基準電圧レベルＶ＝Ｖ１を越えている時間帯では増幅器４−１，４−２，４−３の出力は、図５の４−１（２）、４−２（２）、４−３（２）に示すようなハイレベルの信号（ＯＮ信号）を出力する機能を有している。図５において、増幅器４−１の出力信号は、ｔ１のタイミングでＯＮとなり、増幅器４−２の出力信号は、ｔ２のタイミングで、増幅器４−３の出力信号は、ｔ３のタイミングでＯＮとなったことを表している。
【００４２】
図３の位置演算処理部６では、４−１（２）、４−２（２）、４−３（２）の相互の受信信号の時間差ｔ２−ｔ１，ｔ３−ｔ２，ｔ３−ｔ１を基に、演算により音源（遊泳者）の方向、距離、すなわち位置を算出することが出来る。演算式は、既に海洋における船舶の位置計測方式の１つとしてＳＢＬ（short base-line system）方式として実用化されているので、詳述は省略する。更に精度を上げるためには、図２に示す超音波受波器３−１，３−２，３−３間の距離を十分に取ることが必要であるが、プール２など狭い範囲においては、高精度計測が要求されないため、充分実用に耐えられる。また、トライアスロンでの遊泳者の監視のために遊泳者の周辺の例えば支援船の船底に複数個の超音波受波器３−１，３−２，３−３,・・・を所定間隔で装備する場合も同様である。
【００４３】
また今までの実施の形態の説明においては、プール内壁面に据え付ける超音波受波器３の数は３個の例を示してきたが、２個の場合もほぼ同様な精度で位置の検出が可能である。
【００４４】
更に、実施の形態の説明においては、３個の超音波受波器３に到達する音波の時間差を計測して位置を特定（時間差解析法）しているが、時間差の代わりに超音波受波器３に到来する超音波信号のそれぞれの位相差を計測して位置を特定する方法（位相差解析法）でも同様な解析、測位が実現できることは言うまでもない。
【００４５】
更に、超音波発信信号に識別コードを持たせる方式とすることにより、遊泳者１人１人を特定することも可能である。
【００４６】
なお、本発明は上記発明を実施するための最良の形態に限定されるものではなく、本発明の精神を逸脱しない範囲で種々の改変をなし得ることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明を実施するための最良の形態における遊泳者が装着する運動検出装置の構成例を示す図である。
【図２】本発明を実施するための最良の形態におけるプールの模式図と超音波受波器設置位置の説明図である。
【図３】本発明を実施するための最良の形態における溺者発生の有無検知およびその位置検出の構成を示す図である。
【図４】本発明を実施するための最良の形態における加速度センサ、制御部の作動説明図である。
【図５】本発明を実施するための最良の形態における増幅器出力波形と音波到達時間差の説明図である。
【図６】プールが監視員を置いている状況例を示す図である。
【図７】海水浴場が監視員を置いている状況例を示す図である。
【図８】海上ないし湖上において遠泳、あるいはトライアスロン・競泳が行われる際、監視船上から監視員が泳者の溺れ事故防止を目的として見張りを行う状況を示す図である。
【図９】プールの中で超音波を用いて泳者の位置を解析同定することを示す図である。
【図１０】水中カメラと画像解析手段を用いてプールに沈んでいる泳者の有無を画像的に視認できるようにした場合を示す図である。
【符号の説明】
【００４８】
１・・・・遊泳者装着装置、
１−１・・・・加速度検出部、
１−２・・・・制御部、
１−３・・・・超音波送信回路、
１−４・・・・超音波送波器、
２・・・・プール模式図、
２−１、２−２・・・・・・・プール内壁面、
３−１，３−２，３−３・・・・超音波受波器、
４−１，４−２，４−３・・・・増幅器、
５・・・・時間差検出部、
６・・・・位置演算処理器、
７・・・・警報発生器、
８・・・・溺者の位置表示器
１０１・・・・プール、
１０２・・・・プール内の水、
１０３・・・・プール内の遊泳者、
１０４・・・・監視員の監視台、
１０５・・・・同監視台上で遊泳者の安全監視を行う監視員
２０１・・・・海水浴場において内部を遊泳許可区域として鮫防止ネット・ロープなどで仕切られた区画境界、
２０２・・・・その内部海域、
２０３・・・・遊泳者、
２０４・・・・海浜上に配置された監視員の見張り台、
２０５・・・・同見張り台上で遊泳者の安全監視を行う監視員である、
３０１・・・・海上ないし湖上
３０３・・・・泳者
３０５・・・・監視員
３０６・・・・船上
４０１・・・・プール、
４０２・・・・プール内の水、
４０３・・・・プール内で超音波の振動子を携帯している遊泳者、
４０７・・・・プール内複数個所に固定されている超音波受波器、
４０８・・・・解析処理装置、
４０９・・・・信号ケーブル、
５０１・・・・プール、
５０２・・・・プール内の水、
５０３・・・・プール内の遊泳者、
５１０・・・・プール内の複数個所に固定されている水中カメラ、
５１１・・・・画像信号データを解析する解析処理装置、
５１２・・・・画像解析結果を監視信号としてモニター表示するための監視画面表示器、
【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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