JP2006318187A - 消防士活動支援システム - Google Patents

Abstract

【課題】消防士が正常な活動を行っているか異常事態に遭遇しているかを、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消防支援活動を即座に開始することのできる消防士活動支援システムを提供することである。
【解決手段】消防士活動支援システムは、作業者１０に装着したセンサユニット（Ａ）１１、（Ｂ）１２と、該センサユニット（Ａ）１１、（Ｂ）１２からのデータを転送可能に設け、上記センサユニット（Ａ）１１、（Ｂ）１２からのデータに基づいて上記作業者１０の活動状態を判定するセンタ装置１５とを有している。センサユニット（Ａ）１１、（Ｂ）１２では、作業者１０の行動に伴って生ずる加速度を検出する。センタ装置１５では、センサユニット（Ａ）１１、（Ｂ）１２から転送した加速度のデータにより、作業者１０の活動状態に基づいて該作業者１０に異常が発生しているか否かを判定する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、加速度センサを用いて被検体の活動を管理して非常時にその活動を支援する消防士活動支援システムに関するものである。

被検体の活動を把握するために、被検体の体表面の所定の箇所にセンサを装着し、このセンサからの出力信号に所定の演算を行って人体の活動状態を判定する装置が、従来より知られている。

また、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、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、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加速度センサを用いた消防士活動支援システムが知られている（例えば、特許文献１参照）。

一方、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知られている（例えば、特許文献２参照）。
特開２００３−１０９１４６号公報 特開２００５−５０２９０号公報

上述した特許文献１及び２に記載の技術では、消防活動中の消防士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ものである。

したがって本発明は、消防士が正常な活動を行っているか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消防支援活動を即座に開始することのできる消防士活動支援システムを提供することを目的とする。

すなわち請求項１に記載の発明は、消防活動を行う消防士である作業者が装着するもので、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、消防活動を行う消防士である作業者が装着するもので、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作業者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作業者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、具備することを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、消防活動を行う消防士である作業者が第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消防活動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上記作業者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の第２の範囲内にある場合は、異常であると判定するセンサデータ収集処理手段を有する、ことを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、消防活動を行う消防士である作業者が第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消防活動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上記作業者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の第１の範囲内にある場合は、更に上記第１及び第２の加速度データの所定時間に於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を有する、ことを特徴とする。

請求項４に記載の発明は、消防活動を行う消防士である作業者が第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消防活動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上記作業者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の第２の範囲内にある場合、及び、上記第１及び第２の加速度データが所定の第１の範囲内にある場合は、更に上記第１及び第２の加速度データの所定時間に於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を有する、ことを特徴とする。

請求項５に記載の発明は、請求項３に記載の発明に於いて、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何れか１つ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何れか１つは当該警告信号を受信すると、所定の通報を行うことを特徴とする。

本発明によれば、消防士が正常な活動を行っているか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消防支援活動を即座に開始することのできる消防士活動支援システムを提供することができる。

以下、図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。

（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態に係る消防士活動支援システムの概略構成を示す図である。

被検体としての作業者１０、この場合消防士には、複数のセンサユニットが、該作業者１０の体表面の所定箇所に装着される。この場合、２つのセンサユニットが装着されているもので、センサユニット（Ａ）１１が、消防士である作業者１０の胸部付近に、センサユニット（Ｂ）１２が大腿部の前側に、それぞれ装着される。これらセンサユニット（Ａ）１１及びセンサユニット（Ｂ）１２は、それぞれ後述するセンサ本体２１内に加速度センサ３７及び温度センサ３８を有しているもので、それぞれの加速度センサはモジュール化されている。上記センサユニット（Ａ）１１、（Ｂ）１２内の加速度センサ３７は、本実施形態に於いては１軸の加速度センサで構成されている。したがって、これらの加速度センサ３７により、作業者１０の身長方向となる上下方向の動きに伴って生ずる加速度が検出される。

また、装着の一例として、ここではアクリル系の両面接着テープ等により接着貼付される。アクリル系両面接着テープは、作業者１０の皮膚にかぶれ等の炎症が起きにくい、センサユニット（Ａ）１１、センサユニット（Ｂ）１２を作業者１０から剥がした時にセンサユニット（Ａ）１１、センサユニット（Ｂ）１２や作業者１０の表面に接着のりが付着しにくい、接着層を薄くできる等の利点を有している。

上記センサユニット（Ａ）１１及び（Ｂ）１２によって取得された加速度データは、センシング信号として無線ネットワーク等を経て、支援車両としてのセンタ装置１５に、アンテナ部１６を介して送信される。

ここで、無線ネットワークとしては、例えばＢＴ（ＢｌｕｅＴｏｏｔｈ）（登録商標）等の近距離データ通信システムや、無線ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）、ＰＨＳ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｈａｎｄｙｐｈｏｎｅ Ｓｙｓｔｅｍ）（登録商標）、携帯電話システム等が使用される。

尚、センタ装置１５とセンサユニット（Ａ）１１、センサユニット（Ｂ）１２との間は必ずしも直接接続する必要はなく、例えば、図示されないが中継器を介して接続するようにしてもよい。この場合、センサユニット（Ａ）１１及び（Ｂ）１２と中継器との間の無線通信方式としては、上述したＢＴや無線ＬＡＮ等の微弱または小電力型の方式が、一方、中継器とセンタ装置１５との間の無線通信方式としては携帯電話システム等の長距離通信が可能な方式が、それぞれ使用される。

また、センタ装置１５は、アンテナ部１６の他、受信部１７と、センサデータ収集処理部１８と、通報部１９等を有して構成される。アンテナ部１６は、センサユニット（Ａ）１１、（Ｂ）１２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している。

図２は、センサユニット（Ａ）１１及び（Ｂ）１２が装着された作業者１０の活動状態の例を示した図である。本実施形態に於いては、図２（ａ）に示されるように、立って歩行するまたは走行する状態や立ち止まった状態を「立ち状態」、図２（ｂ）に示されるように、横になっている状態（伏臥状態を含む）を「横臥状態」と称することとする。

図３は、本発明の第１の実施形態によるセンサユニット（Ａ）１１及び（Ｂ）１２の概略構成を示したブロック図である。尚、センサユニット（Ｂ）１２の構成は、センサユニット（Ａ）１１と同じであるため、ここではセンサユニット（Ａ）１１を参照するものとして、各センサユニットの同一の部分には同一の参照番号を付して、図示及びその説明は省略する。

図３に示されるセンサユニット（Ａ）１１は、センタ装置１５と送信のみ可能なもので、センサ本体２１と、センサ駆動制御部２２と、センシング信号送信部２３と、アンテナ部２５と、バッテリ２７及び通報部としてのスピーカ２８とを備えている。

センサ駆動制御部２２は、このセンサユニット（Ａ）１１の制御動作を司るもので、上述した加速度センサを有するセンサ本体２１で検出された加速度データをセンシング信号送信部２３に出力する。それと共に、上記センサ本体２１で検出された加速度データに基づいて、スピーカ２８により警報音が発生されるように発音信号を出力する。また、上記加速度データは、センシング信号として、センシング信号送信部２３からアンテナ部２５を介して、センタ装置１５に送信される。

図４は、図３のセンサ本体２１及びセンサ駆動制御部２２の構成を示したブロック図である。

図４に示されるように、センサ本体２１は作業者１０の行動状態を検出する加速度センサ３７及び作業者１０の体表面近傍の温度を検出する温度センサ３８とから構成される。また、センサ駆動制御部２２は、中央制御部（ＣＰＵ）３１と、サーバ・プログラミング・インターフェース（ＳＰＩ）３２と、記憶部３３と、クロック信号発生部３４と、Ａ／Ｄ変換部３５及び３６と、を備えている。

クロック信号発生部３４は、ＣＰＵ３１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３３は、ＣＰＵ３１により実行されるプログラムを記憶している。ＣＰＵ３１は、センサ本体２１の加速度センサ３７や温度センサ３８を始めとして、図３に示されるセンシング信号送信部２３を駆動制御するもので、上述したセンタ装置１５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図示しないメモリに記憶する。そして、以後、この保存された指令と記憶部３３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３４に出力する。クロック信号発生部３４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。

Ａ／Ｄ変換部３５は、ＣＰＵ３１からの制御信号により駆動される加速度センサ３７からの検出データをデジタル信号に変換するもので、ＣＰＵ３１よりＳＰＩ３２を介してセンシング信号として出力する。同様に、Ａ／Ｄ変換部３６は、ＣＰＵ３１からの制御信号により駆動される温度センサ３８からの検出データをデジタル信号に変換するもので、ＣＰＵ３１よりＳＰＩ３２を介してセンシング信号として出力する。

尚、ＣＰＵ３１から加速度センサ３７及び温度センサ３８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３７は、スタンバイ信号が“Ｈ（ハイ）”レベル（例えば０．９ｍＡ）になるとセンシングを行う動作状態となり、”Ｌ（ロー）“レベル（例えば０．１μＡ以下）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２７は、例えば釦型リチウム電池から成るもので、このバッテリ２７から発生するＤＣ電圧を、センサ本体２１、センサ駆動制御部２２、センシング信号送信部２３に駆動電源として供給するようになっている。

図５は、図３に示されるセンサユニット（Ａ）１１内のセンシング信号送信部２３の構成を示したブロック図である。

センシング信号送信部２３は、ＳＰＩ４１と、デジタル信号制御部４２と、信号変調部４３と、混合部４４と、電力増幅部４５と、水晶発振器４６と、位相安定化回路４７及び電圧制御型発信器４８とを備えている。

センシング信号送信部２３は、センサ駆動制御部２２からのセンシング信号を、ＳＰＩ４１を介してデジタル信号制御部４２に取り込む。更に、信号変調部４３でデジタル変調、例えばＱＰＳＫ（Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ Ｐｈａｓｅ Ｓｈｉｆｔ Ｋｅｙｉｎｇ）変調し、混合部４４を介して所定のフォーマットに変換してセンシングデータを作成する。そして、この作成されたセンシングデータを電力増幅部４５にて電力増幅して、アンテナ部２５を介して、センタ装置１５に向け送信させる。

図６は、センタ装置１５の構成を示したブロック図である。

図６に於いて、このセンタ装置１５は、アンテナ部１６と、受信部１７と、センサデータ収集処理部１８と、通報部１９とを有して構成されたものである。通報部１９は、表示部６３とスピーカ６４とを有する。

アンテナ部１６は、センサユニット（Ａ）１１、（Ｂ）１２からのセンシング信号を受信する受信アンテナ機能を有したものである。受信部１７は、センサユニット（Ａ）１１、（Ｂ）１２から無線ネットワーク、アンテナ部１６を介して送信された無線信号を受信した後復調し、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１８へ出力する。センサユニット（Ａ）１１、センサユニット（Ｂ）１２からのセンシング信号は、時間的に重ならないようにタイミングをずらせてそれぞれ送信される。

センサデータ収集処理部１８は、受信したセンシング信号に対して微分演算を行って作業者１０の活動状態を判定する部分である。本実施形態では、消防士である作業者１０の姿勢状態を検出することで、閉所に閉じこめられる等の緊急事態の発生を防止するべく追跡するのが目的であるので、センタ装置１５は、消防活動中、センサユニット（Ａ）１１、（Ｂ）１２からのセンシング信号を継続して受信する。このセンサデータ収集処理部１８は、加速度データ識別部７１と、加速度データＡ記憶部７２ａ、加速度データＢ記憶部７２ｂと、データ平均化処理部７３ａ、７３ｂと、温度データ識別部７５と、温度データＡ記憶部７６ａ、温度データＢ記憶部７６ｂと、データ平均化処理部７７ａ、７７ｂ及び作業者１０の活動状態を判定する消防活動判定部７４と、を有して構成される。

上記加速度データＡ記憶部７２ａ、加速度データＢ記憶部７２ｂと、データ平均化処理部７３ａ、７３ｂは、センサユニットの数に対応しており、同様に、温度データＡ記憶部７６ａ、温度データＢ記憶部７６ｂと、データ平均化処理部７７ａ、７７ｂは、センサユニットの数に対応している。本実施形態では、作業者に対してセンサユニットが２つ装着されているので、加速度データ記憶部と加速度用のデータ平均化処理部と、温度データ記憶部と温度用のデータ平均化処理部は、それぞれ２つずつ用意される。データ平均化処理部７３ａ、７３ｂ、７７ａ、７７ｂは必須ではなく、データのばらつきが大きいときに有効であり、データのばらつきが小さいときは無くてもよい。

表示部６３及びスピーカ６４は、通報部として構成されるもので、後述するように、消防活動判定部７４にて、作業者１０が異常な状態にあると判定された場合に、その旨を通報するためのものである。例えば、表示部６３としてはＬＥＤ等の点灯、点滅、またスピーカ３４としてはアラームによる発音等により、異常状態が通報される。

次に、消防活動判定部７４による加速度データに基づいた判定基準について説明する。

図７（ａ）は、センサユニット（Ａ）１１内の加速度センサとセンサユニット（Ｂ）１２内の加速度センサによる加速度データの出力値を示したグラフであり、縦軸に胸部の加速度であるセンサユニット（Ａ）１１内の加速度センサの出力値を、横軸に大腿部の加速度であるセンサユニット（Ｂ）１２内の加速度センサの出力値を表している。

図示Ａの領域は、センサユニット（Ａ）１１及び（Ｂ）１２の何れの加速度センサも、センサ計測値０近傍となっている。つまり、この状態は、センサの向きが重力と直交する方向であり、作業者１０の胸部及び大腿部が水平方向を向いている状態である。したがって、図２（ｂ）に示されるような横臥状態であるとみなされる。

また、図示Ｂの領域は、センサユニット（Ａ）１１の加速度センサのセンサ計測値はマイナス（−）方向に最大の値となっている。この状態は、センサユニット（Ａ）１１の加速度センサが垂直方向を向いており、少なくとも胸部、すなわち上半身は起きている状態である。そして、この領域Ｂ内でセンサユニット（Ｂ）１２の加速度センサの計測値がマイナス（−）方向に最大の値となっていれば、図２（ａ）に示される立ち状態であり、０近傍の値であれば中腰状態若しくは座っている座位状態となっているとみなされる。

図７（ｂ）は、図７（ａ）の加速度データの出力値を基にして領域判定を行うための判定基準を示した図である。

図７（ｂ）に示される警報発生領域Ａは、図７（ａ）に示される領域Ａに対応するものである。この領域Ａ内に計測値がある場合は、消防活動中に作業者１０が横臥状態となる、すなわち作業者１０が倒れている状態とみなされる。

また、図７（ｂ）に示される正常活動領域Ｂは、図７（ａ）に示される領域Ｂに対応するものである。この領域Ｂ内に計測値がある場合は、消防活動中で座位状態若しくは立ち状態であるとみなされる。但し、上記領域Ｂ内であっても、図７（ａ）にＣで示される範囲は、上半身があまり動いていない状態と考えられる。このため、対応する図７（ｂ）に示される範囲Ｄ内の警報発生領域Ｃ内で一定時間計測された場合は、危険な状態であるとみなされる。つまり、警報発生領域Ｃ内で一定時間以上計測された場合は、立ち状態或いは座位状態であっても危険であることが通報される。

センサデータ収集処理部１８の動作について、図８のフローチャートを参照して説明する。

先ず、ステップＳ１にてセンサユニット（Ａ）１１、（Ｂ）１２からの加速度データ及び温度データが受信されると、続くステップＳ２に於いてその種類が識別される。そして、受信されたデータが加速度データの場合は、ステップＳ３に移行して、受信された加速度データの識別が行われる。例えば、加速度データ識別部７１にて、センサユニット（Ａ）１１及び（Ｂ）１２の２箇所のデータが識別される。ここで、識別されたデータがセンサユニット（Ａ）１１からの加速度データＡであった場合はステップＳ４へ、識別されたデータがセンサユニット（Ｂ）１２からの加速度データＢであった場合はステップＳ５へ、それぞれ移行する。

ステップＳ４では、加速度データＡが加速度データＡ記憶部７２ａに一旦記憶される。同様に、ステップＳ５では、加速度データＢが加速度データＢ記憶部７２ｂに一旦記憶される。次いで、ステップＳ６及びＳ７にて、上記加速度データ記憶部７２ａ及び７２ｂに記憶されているそれぞれの加速度データＡ及びＢに対し、データ平均化処理部７３ａ及び７３ｂにて、移動平均等の手法により平均化が行われる。

次に、平均化された加速度データについて、ステップＳ８にて消防活動判定部７４による判定がなされる。

上記ステップＳ８では、計測された加速度データ（計測値）が領域Ａ内にあるか否かが判定される。ここで、計測値が領域Ａ内であると判定された場合は、ステップＳ１１へ移行して、危険である旨の通報が行われる。この通報は、表示部６３による表示でもよいし、スピーカ６４からアラームを発音させるようにしてもよい。或いは、表示部６３の表示とスピーカ６４による発音の両方を用いるようにしてもよい。

上記ステップＳ８にて、計測値が領域Ａ内ではないと判定された場合は、次にステップＳ９にて計測値が領域Ｂ内であるか否かが判定される。ここで、計測値が領域Ｂ内にあると判定された場合はステップＳ１０へ移行し、そうでなければ上記ステップＳ１へ移行する。

ステップＳ１０では、上記計測値が一定時間、領域Ｃ内にあるか否かが判定される。その結果、上記計測値が一定時間、領域Ｃ内にあると判定された場合は、ステップＳ１１へ移行して危険である旨の通報がなされる。このステップＳ１１の後、及び上記ステップＳ１０にて領域Ｃの外であると判定された場合は、上記ステップＳ１へ移行する。

また、上記ステップＳ２にて、受信されたデータが温度データの場合は、ステップＳ１２に移行して、受信された温度データの識別が行われる。例えば、温度データ識別部７５にて、センサユニット１３の２箇所のデータが、多重通信方式により識別される。ここで、識別されたデータが、センサユニット（Ａ）１１の加速度センサからの温度データＡであった場合はステップＳ１３へ、識別されたデータがセンサセンサユニット（Ｂ）１２の加速度センサからの温度データＢであった場合はステップＳ１４へ、それぞれ移行する。

ステップＳ１３では、温度データＡが温度データＡ記憶部７６ａに一旦記憶される。同様に、ステップＳ１４では、温度データＢが温度データＢ記憶部７６ｂに一旦記憶される。次いで、ステップＳ１５及びＳ１６にて、上記温度データ記憶部７６ａ及び７６ｂに記憶されているそれぞれの温度データＡ及びＢに対し、データ平均化処理部７７ａ及び７７ｂにて、移動平均等の手法により平均化が行われる。

次に、平均化された温度データについて、ステップＳ１７にて消防活動判定部７４による判定がなされる。この場合、作業者が作業可能な温度として、予め設定された所定温度と計測された温度データが比較される。ここで、温度データが所定値以下であったならば、ステップＳ１８へ移行して、表示部６３による表示及び／またはスピーカ６４からの発音による通報が行われる。そして、このステップＳ１８の後、及び上記ステップＳ１７にて温度データが所定値より低いと判定された場合は、上記ステップＳ１へ移行する。

このようにして、２つの加速度センサ及び温度センサによって、作業者の活動状態を把握することができる。

以上説明したように、第１の実施形態によれば、消防士である作業者１０がセンシング領域に入った場合直ちに警報を発生する警報発生領域Ａと、領域に入っていれば正常な活動であるとみなす正常活動領域Ｂと、領域に一定時間入っていると警報を発生する警報発生領域Ｃとを設定し、センタ装置１５にて、作業者１０である消防士が上記領域Ａ〜Ｃの何れに入っているかを判定するようにしている。したがって、監視者が、作業者である消防士の活動状況をリアルタイムで監視して、危険な状態（異常状態）であるか否かを逐次把握することができるので、その消防支援活動に迅速な対応を図ることができる。

（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。

上述した第１の実施形態は、センサユニット（Ａ）１１及び（Ｂ）１２からセンタ装置１５へ送信のみ可能な構成としていたが、これに限られるものではない。本第２の実施形態では、センサユニット（Ａ）１１′及び（Ｂ）１２′とセンタ装置１５との間で送受信可能な構成としている。

図９は、本発明の第２の実施形態に係る消防士活動支援システムのセンサユニット（Ａ）１１′及び（Ｂ）１２′の概略構成を示したブロック図である。尚、センサユニット（Ｂ）１２′の構成は、センサユニット（Ａ）１１′と同じであるため、ここではセンサユニット（Ａ）１１′を参照するものとして、センサユニットの同一の部分には同一の参照番号を付して、図示及びその説明は省略する。

図９に示されるセンサユニット（Ａ）１１′は、センタ装置１５と送受信可能なもので、センサ本体２１と、センサ駆動制御部２２と、センシング信号送信部２３と、送受信信号分配部２４と、アンテナ部２５と、センサ駆動信号受信部２６と、バッテリ２７及び通報部としてのスピーカ２８とを備えている。

このセンサユニット（Ａ）１１′の場合、センサ駆動制御部２２は、このセンサユニット（Ａ）１１′の制御動作を司るもので、上述した加速度センサを有するセンサ本体２１で検出された加速度データをセンシング信号送信部２３に出力すると共に、上記センサ本体２１で検出された加速度データに基づいて、スピーカ２８により警報音が発生されるように発音信号を出力する。センシング信号送信部２３から出力された加速度データは、センシング信号として、送受信信号分配部２４及びアンテナ部２５を介して、センタ装置１５に送信される。

一方、センシング開始やセンシング周期等の指令と共に警報指示信号がセンタ装置１５から送信されると、アンテナ部２５でこれらを受信し、送受信信号分配部２４で分配されてセンサ駆動信号受信部２６に入力される。このセンサ駆動信号受信部２６に入力された制御信号に基づいて、センサ駆動制御部２２がセンシング信号送信部２３の駆動を制御すると共に、スピーカ２８を介して通報を行わせるようになっている。

図１０は、本発明の第２の実施形態によるセンサ本体２１及びセンサ駆動部２２の構成を示したブロック図である。尚、センサ本体２１及びセンサ駆動制御部２２内の構成及び動作は、図４に示される上述した第１の実施形態と同じであるため、同一の部分には同一の参照番号を付して、図示及びその説明は省略する。

図１０に於いて、ＣＰＵ３１は、センサ本体２１の加速度センサ３７や温度センサ３８を始めとして、図９に示されるセンシング信号送信部２３、センサ駆動信号受信部２６を駆動制御するもので、上述したセンタ装置１５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図示しないメモリに記憶する。

バッテリ２７は、発生するＤＣ電圧を、センサ本体２１、センサ駆動制御部２２、センシング信号送信部２３及びセンサ駆動信号受信部２６に駆動電源として供給するようになっている。

図１１は、図９に示されるセンサユニット（Ａ）１１′内のセンシング信号送信部２３及びセンサ駆動信号受信部２６の構成を示したブロック図である。

センシング信号送信部２３は、ＳＰＩ４１と、デジタル信号制御部４２と、信号変調部４３と、混合部４４及び電力増幅部４５とを備えている。また、センサ駆動信号受信部２６は、水晶発振器５１と、位相安定化回路５２と、電圧制御型発振器５３と、低雑音増幅部５４と、混合部５５と、信号復調部５６と、デジタル信号制御部５７及びＳＰＩ５８とを備えている。

センシング信号送信部２３は、センサ駆動制御部２２からのセンシング信号を、ＳＰＩ４１を介してデジタル信号制御部４２に取り込む。更に、信号変調部４３でデジタル変調、例えばＱＰＳＫ変調し、混合部４４を介して所定のフォーマットに変換してセンシングデータを作成する。そして、この作成されたセンシングデータを電力増幅部４５にて電力増幅して、送受信信号分配部２４よりアンテナ部２５を介して、センタ装置１５に向け送信させる。

一方、センサ駆動信号受信部２６は、センタ装置１５から送られた無線信号をアンテナ部２５で受信すると、送受信信号分配部２４、低雑音増幅部５４を介して混合部５５に取り込む。この混合部５５で、無線信号を電圧制御型発振器５３の出力と混合した所定周波数に変換した後、信号復調部５６でデジタル復調する。更に、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５７よりＳＰＩ５８を介してセンサ駆動制御部２２に供給する。

図１２は、センタ装置１５′の構成を示したブロック図である。

図１２に於いて、このセンタ装置１５′は、アンテナ部１６と、信号分配部６１と、受信部１７と、センサデータ収集処理部１８と、表示部６３及びスピーカ６４と、センサ制御部６５及び送信部６６とを有して構成されたものである。

アンテナ部１６は、センサ制御部６５からの制御信号を送信する送信アンテナ機能と、センサユニット（Ａ）１１′、（Ｂ）１２′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したものである。このアンテナ部１６の機能の切り替えは、アンテナ部１６に接続されたサーキュレータ等の信号分配部６１により行われる。

送信部６６は、センサ制御部６５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、この無変換した線信号をアンテナ部１６からセンサユニット（Ａ）１１′、（Ｂ）１２′に向けて送信するようになっている。センサ制御部６５は、例えばＣＰＵやＤＳＰを備えたもので、センサユニット（Ａ）１１′、（Ｂ）１２′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。

その他のアンテナ部１６、受信部１７、センサデータ収集処理部１８、表示部６３及びスピーカ６４については、図６に示されるセンサ装置１５と同じであるので、同一の部分に同一の参照番号を付してその構成及び動作の説明は省略する。

そして、センサデータ収集処理部１８の動作については、上述した第１の実施形態と同じであるので、ここでの説明は省略する。

このように、第２の実施形態によっても、監視者が、作業者である消防士の消防活動状況をリアルタイムで監視して、危険な状態（異常状態）であるか否かを逐次把握することができるので、その消防士支援活動に迅速な対応を図ることができる。加えて、センシング開始やセンシング周期等の指令と共に警報指示信号が、センタ装置１５′側からセンサユニット（Ａ）１１′、（Ｂ）１２′に送信可能であるので、状況に応じて取得するデータのパラメータを変更する等、細かな状況把握も可能となる。

尚、上述した実施形態では、センサユニットは加速度センサと温度センサを有しているが、これに限られるものではない。例えば、加速度センサのみ使用してセンサユニットを構成してもよい。また、温度センサは、胸部と大腿部のセンサユニットの何れか一方、または両方に装着するようにする。

更に、上述した実施形態では、作業者１０の上下方向の動きを検出する１軸の加速度センサを用いた例を説明したが、これに限られるものではなく、被検体１０の上下、左右、前後方向の何れか２方向、或いは３方向の動きを検出する２軸の加速度センサ、或いは３軸の加速度センサを用いてもよい。

また、上述した実施形態では、各センサユニット（Ａ）１１、（Ｂ）１２とセンタ装置１５とを、無線ネットワーク等により直接通信している例を述べたが、これに限られずに中継器を介して通信することも可能である。中継器を介して、各センサユニット（Ａ）１１、（Ｂ）１２とセンタ装置１５とが通信する場合には、センサユニット（Ａ）１１、（Ｂ）１２は２つには限定されないことは勿論である。

また、３箇所以上に設置された中継器を介してセンタ装置と各センサユニット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、センサユニットの位置情報、つまりは作業者の位置情報を求め、センタ装置に併せて送信するようにすることも可能である。

以上、本発明の実施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、加速度センサを作業者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、作業者の腕や肩等、上記計測に関わる種々の箇所に装着可能である。

また、上述した実施形態に於いて、センタ装置及びセンサユニットの構成については、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施できる。要するに本発明は、上記各実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。

更に、上記実施形態には、種々の段階の発明が含まれており、開示されている複数の構成要件に於ける適宜な組み合わせにより種々の発明が抽出できる。例えば、実施形態に示されている全構成要件から幾つかの構成要件が削除されても、発明が解決しようとする課題の欄で述べた課題を解決することができ、発明の効果の欄で述べられている効果が得られる場合には、この構成要件が削除された構成が発明として抽出することができる。

本発明の第１の実施形態に係る消防士活動支援システムの概略構成を示す図である。 図１のセンサユニット（Ａ）１１及び（Ｂ）１２が装着された作業者１０の活動状態の例を示した図である。 本発明の第１の実施形態に係る消防士活動支援システムのセンサユニット（Ａ）１１及び（Ｂ）１２の概略構成を示したブロック図である。 、図３のセンサ本体２１及びセンサ駆動部２２の構成を示したブロック図である。 図３に示されるセンサユニット（Ａ）１１内のセンシング信号送信部２３の構成を示したブロック図である。 図１のセンタ装置１５の構成を示したブロック図である。 （ａ）は、センサユニット（Ａ）１１内の加速度センサとセンサユニット（Ｂ）１２内の加速度センサによる加速度データの出力値を示したグラフ、（ｂ）は（ａ）の加速度データの出力値を基にして領域判定を行うための判定基準を示した図である。 図６のセンタ装置１５内のセンサデータ収集処理部１８の動作について説明するフローチャートである。 本発明の第２の実施形態に係る消防士活動支援システムのセンサユニット（Ａ）１１′及び（Ｂ）１２′の概略構成を示したブロック図である。 本発明の第２の実施形態に係る消防士活動支援システムのセンサ本体２１及びセンサ駆動部２２の構成を示したブロック図である。 図９に示されるセンサユニット（Ａ）１１′内のセンシング信号送信部２３及びセンサ駆動信号受信部２６の構成を示したブロック図である。 本発明の第２の実施形態に係る消防士活動支援システムのセンタ装置１５′の構成を示したブロック図である。

符号の説明

１０…作業者、１１…センサユニット（Ａ）、１２…センサユニット（Ｂ）、１５…センタ装置、１６…アンテナ部、１７…受信部、１８…センサデータ収集処理部、１９…通報部、２１…センサ本体、２２…センサ駆動制御部、２３…センシング信号送信部、２４…送受信信号分配部、２５…アンテナ部、２６…センサ駆動信号受信部、２７…バッテリ、２８…スピーカ、３１…中央制御部（ＣＰＵ）、３２…サーバ・プログラミング・インターフェース（ＳＰＩ）、３３…記憶部、３４…クロック信号発生部、３７…加速度センサ、３８…温度センサ、７１…加速度データ識別部、７２ａ…加速度データＡ記憶部、７２ｂ…加速度データＢ記憶部、７３ａ、７３ｂ…データ平均化処理部、７４…消防活動判定部、７５…温度データ識別部、７６ａ…温度データＡ記憶部、７６ｂ…温度データＢ記憶部、７７ａ、７７ｂ…データ平均化処理部。

Claims (5)

1. 消防活動を行う消防士である作業者が装着するもので、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、
   消防活動を行う消防士である作業者が装着するもので、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作業者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作業者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消防士活動支援システム。
2. 消防活動を行う消防士である作業者が第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消防活動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上記作業者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の第２の範囲内にある場合は、異常であると判定するセンサデータ収集処理手段を有する、
   ことを特徴とする消防士活動支援システム。
3. 消防活動を行う消防士である作業者が第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消防活動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上記作業者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の第１の範囲内にある場合は、更に上記第１及び第２の加速度データの所定時間に於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を有する、
   ことを特徴とする消防士活動支援システム。
4. 消防活動を行う消防士である作業者が第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消防活動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上記作業者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の第２の範囲内にある場合、及び、上記第１及び第２の加速度データが所定の第１の範囲内にある場合は、更に上記第１及び第２の加速度データの所定時間に於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を有する、
   ことを特徴とする消防士活動支援システム。
5. 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何れか１つ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何れか１つは当該警告信号を受信すると、所定の通報を行うことを特徴とする請求項３に記載の消防士活動支援システム。

Images