JP2008531984A - 海の中の個人のための信号伝達／位置検出装置及びその使用方法 - Google Patents

Abstract

海の中の個人のための信号伝達及び位置検出装置及びその使用方法。この海の中の個人（１）のための信号伝達及び位置検出装置は、海の中の個人（１）が携帯し、第１の信号（２ａ）の搬送波を送信するように設定された個人警報器（２）を構成する超音波送信器と；海面上に配置され、個人警報器（２）によって送信された第１の信号（２ａ）を抽出することができる水中アンテナ（４）と、第２の超音波信号（２ｂ）を送信する手段と、第２の超音波信号（２ｂ）に応答して受信された超音波信号の関数として個人警報器（２）の位置を計算すること、及びＧＰＳ等の全地球測位システムの座標に前記情報を変換することができる手段と、無線受信機（６）を備えた携帯又は固定警報処理センター（７、８）にこれらの座標を示す信号を送信することができる電波（５）を送信するための装置と、を備える地表観測手段（３）と；を具備する。

Description

本発明は、海中の個人の位置を迅速かつ自動的に検出するよう設定された信号伝達装置に関する。特に、当該装置は、船又は飛行機で現場に派遣された船又は救助者に、又は現場の潜水艇に人の位置をできるだけ迅速に示すために、海中に落下した送信器を持つ人又はスキューバダイバーの位置を突き止めることを可能にする。

また、本発明は、当該装置の一部を身に付けた船外の人を、迅速かつ自動的に位置検出するよう設定された信号伝達方法に関する。

海上において、特に海での救難活動の場合、海中にいる人、例えば船に属するダイバー、特に海に誤って落ちた人、又はできるだけ早く救助が必要なウィンドサーファの位置を正確かつ迅速に検出することがしばしば不可欠であり極めて重要でもある。緊急という点で最も厳しい制約を課す用途として、事故に遭った人の位置を検出することである。故に、本発明の説明は、この用途に関してより詳細になされるが、当業者であれば、他の用途ついて明確に説明されると否とにかかわらず、他の用途に本発明の教示を容易に適用することができる。

マリンスポーツの人気の高まり、及びその変化により、毎年多数の事故が起こっており、その事故の犠牲者がしばしばはるか沖合にあり、船のブリッジ又は最も近い岸であるかにかかわらず、自力で安全な場所にたどり着けないという事実から、一層深刻になっている。このような深刻な状態において、救助者を効率的に誘導できるように人の位置を検出することが不可欠である。しかし、事故の犠牲者の位置を突き止める時間は、気候条件及び海上での人の生存能力の他に、救難活動の成功を左右する決定的要因である。

これを達成するために高周波電波を用いる信号伝達装置の使用は周知である。当該装置において、高周波は、人が身に付ける送信器によって放射され、予備のステーション、又はＧＰＳ若しくはＧａｌｉｌｅｏとして知られる全地球測位システム衛星の電波受信器によって受信される。

しかし、当該システムは、ユーザが持運びできる装置に組込めるように小型化が可能だが、例えば冷水において、生死に関わる問題の時に深刻な欠点がある。なぜなら、関連する衛星は、その種類が静止衛星であり、検出可能な信号を送信するので、位置の検出では、５分から数時間までにあらゆる位置を抽出しうる。

追加として、及び重要なこととして、例えば文献ＦＲ−Ａ−２８３２２４６及びＵＳ−Ａ−５８８６６３５の教示によると、電波は水中を伝わらない。故に、無線送信器用の浮揚手段を人に備え付ける必要がある。実際、人が一部分及び／又は一時的に水中に沈んだ時、受信器は、水中で放射された遭難信号を受信できず、これは、特に波の高い海で浮揚手段に関係なく起こる。その場合、これらの装置は、波がさらに電波の伝搬を妨害するので、事実上役に立たない。

当該システムは、水中のダイバーの位置を検出することにも役に立たない。送信器が水中にあることでダイバーの能力が限定されることに加えて、ダイバーによる救難活動での使用に関する限り、当該システムは、浮揚手段がその密度にもかかわらずその機能を果たすためにアルキメデスの法則により所定の空間を占めねばならないので、かさばる不便がある。このかさばりは、船の操縦に関与することになっている船員の負担となりうる。

また、超音波、即ち２０ｋＨｚを超える周波数を有する音波を放射する送信器を備えた信号伝達装置が知られている。当該装置は、情報通信に適しており、ダイバー間、又はダイバーと近隣のボート、特にダイバーが属するボートとの間の警告が可能である。

文献ＦＲ−Ａ−２７４０４２６は、超音波送信器を用いる信号伝達装置について説明している。当該装置は、情報通信を可能にする一方で、関連する受信機による位置の検出も、救難組織に対する警報信号の中継もできない。

また、文献ＥＰ−Ａ−１１７８３２８及びＵＳ−Ａ−６２７２０７３は、超音波送信器を使用し、救難信号送信器に関連付けられた受信器による位置の検出だけでなく、情報通信も可能にする信号伝達装置について説明している。

しかし、これらの装置は、大抵陸上にあって離れた救難組織の迅速で自動的な警報を、人間が介入することなく得ることができない。ダイバーを伴うボート上の救難ファシリティは、特定の状況では結果的に不十分なことがあり、乗員が警報信号を中継できる速度が遅くなりすぎ、即ちこれは、転覆の場合に不可能なこともある。

また、上記装置は、船外にいる人間による意図的な動作を必要とし、故にその人は、自分の送信器による遭難信号の送信を十分意識していなければならない。水中に落下した人は常に意識しているわけでなく、パニックによる影響か又は必死に立ち泳ぎすることに起因して、その人は、ＳＯＳを送信することすらできない場合がある。

故に、本発明の目的は、船外の人、特に遭難者を救助する人の位置を迅速かつ自動的に検出するように設定された信号伝達装置及び信号伝達方法に関する。

本発明の目的は、海の中の個人の位置を迅速かつ自動的に検出するように設定された信号伝達装置であって：
・海の中の個人か又は海に落ちそうな個人が携帯し、第１の信号の搬送波の等方性放射を生成するように設定された個人警報器を構成する超音波送信器と、
・海面上に配置され、
−個人警報器によって送信された第１の信号を受信するための水中アンテナと、
−第１の信号を受信する水中アンテナによって実質的にトリガされ、第２の超音波信号を送信する手段と、
−第２の超音波信号に応答して受信された超音波信号の関数として個人警報器の位置を計算すること、及びＧＰＳ等の全地球測位システムの座標に前記情報を変換することができる手段と、
−無線受信機を備えた携帯又は固定警報処理センターにこれらの座標を示す信号を送信することができる電波を送信するための装置とを備える地表観測手段とを具備する。

このようにして、当該信号伝達装置に内蔵された送信器を備える人は、信号の交換をすることによって迅速かつ自動的に位置の検出をされ、これに基づき、その人は、救助されるか、又は直接かつ迅速に、簡単に位置が検出されることができる。

地表観測手段は、中継受信器又は再送信器として機能する。

本発明によると、地表観測手段に取付けられたアンテナは、複数のアンテナにするか、又は特定の表面領域を有することができる。

また、本発明によると、個人警報器は、
・第１の超音波信号の送信を自動的又は手動でトリガする手段と、
・地表観測手段からなる中継受信器によって送信された第２の信号に応答して超音波信号を自動的にトリガする手段とを備える。

本発明の有利な実施形態によると、超音波送信を自動的にトリガする手段は、例えばウェットスイッチ等の送信器の少なくとも一領域の浸水状態を検出できるシステムを具備する。

本発明のもう一つの実用的な実施形態によると、個人警報器は、
・ストレージバッテリを備えることができる内蔵型電力源と、
・超音波放射源と、
・深さ測定器と、
・マイクロプロセッサと、
・水温を測定し、それをマイクロプロセッサに報告することができる温度センサと、
・送受信された信号のパラメータを記録するように設定された不揮発性メモリとを具備する。

また、このメモリは、集積回路に予め割当てられたコード番号から構成でき個人警報器で使用可能なこの手段を備えた前記装置をパーソナライズする手段を含むことができる。

実際、地表観測手段は、ブイ又は水上艦艇、通常はボートに設置され、超音波を送受信する（複数の）アンテナを収容する水中部分と無線送信手段を収容する非水中部分とを有する。

また、本発明は、海の中の個人の位置を迅速かつ自動的に検出するように設定された信号伝達手順に関し：
・超音波を用いて第１の信号の等方性送信をトリガするために、海の中にいる人が携帯する個人警報器の起動を、現在の状況に依存して意図的又は自動的に引起す過程と、
・前記第１の信号を送信する個人警報器を携帯する海の中の個人の位置を検出するために、前記第１の信号を抽出し、前記個人警報器からの超音波手段による信号の送信の繰返しを順番にかつ応答して引起すことができる第２の超音波信号を返報として生成する過程と、
・ＧＰＳ等の全地球測位システムの座標として海の中の個人の位置を測定するために、第２の超音波信号に応答して受信された信号を処理する過程と、
・海の中の個人の位置を示すために、及び妥当な場合、アドホック救難動作をトリガするために、無線によってこれらの座標を示す信号を送信する過程とを具備する。

本発明の一つの実施形態によると、第１の信号の送信は、
・個人警報器の起動直後に開始し、第１の信号は、低電力で送信され、短期間及び特定の持続時間からなる順序において規則的又は不規則的な間隔で時間が計られる第１のフェーズと、
・前記第１のフェーズの後で、第１の信号は、比較的高電力で送信され、比較的長期間からなる順序において規則的又は不規則的な間隔で時間が計られる第２のフェーズとの２つの連続フェーズを具備する。

本発明によると、個人警報器の起動は、先の段階を引起し、前記先の段階は、水温を測定する過程を含み、人が船外に落ちた時の水温は、前記個人警報器に格納された温度センサを用いて測定され、前記段階は、第１の信号の送信のトリガと同時に実行可能である。

本発明によると、前記第１の信号の送信は、自動的に、又は船外の人の積極的関与の結果としてトリガされる。

有利な点として、第１の信号が送信される時、２つの期間の間に待機間隔があり、前記待機間隔の持続時間は、うねりに同調するリスクを回避するために可変にすることができ、かつセンサによって測定された水温に依存して可変にすることができる。

また、本発明は、
・上記パーソナライズ手段を含む個人装置を備えた海の中の個人に対して信号伝達及び位置検出方法の使用がそれぞれ可能な複数の地表観測手段を具備するネットワークを確立する段階と、
・第２の超音波信号に応答して個人装置によって送信された超音波を長期間受信するのに失敗している場合、前記パーソナライズ手段から前記地表観測手段に代表信号だけでなく海の中の個人の位置の検出要求を無線で送信する段階と、
・上記信号伝達及び位置検出方法の使用を、前記地表観測手段の少なくとも一つによって前記要求の受信後にトリガする段階とを具備する海の中の個人のための信号伝達及び位置検出方法に関する。

即ち、障害物又は長距離によりダイバーがボート等の地表観測手段から孤立した場合、ボートは、位置についている地表観測手段からなる“再送信”のネットワークを利用する。これにより、孤立したダイバーの位置検出の機会を増やす。

実際、上記方法はまた：
・個人の位置をプロットするため、上記のような方法を用いて海の中の個人の位置を規則的又は不規則的な時間間隔で検出する段階と、
・個人の以前にプロットされた位置の関数として海の中の個人の位置を引続き推定する段階と、
・個人の各位置検出を記憶するために、前記地表観測手段のそれぞれを、規則的又は不規則的な時間間隔で、及び無線で問合せる段階と、
・推定された位置からの個人の各距離の昇順で前記地表観測手段を分類する段階と、
・第１の位置でランク付けされた地表観測手段のチャンネル周波数で無線によって前記要求を送信する段階と、
・上記信号伝達及び位置検出方法の使用を、前記地表観測手段によって、前記要求の受信後にトリガする段階と、
・海の中の個人の位置が効率的に検出されるまで、前記距離の昇順で地表観測手段に問合せることによって上記段階を繰返す段階とを含む繰返し段階からなる。

即ち、ネットワークは、地表観測手段間の交信を最適にするために用いられる。

図１は、船（３）から海へ落ちた人（１）を救助するための本発明の目的である信号伝達装置の使用を示す。人（１）は、超音波送信器を含む個人警報器（２）を携帯し、超音波送信器は、遭難信号を送信して人の位置を検出することができるように設定されている。この個人警報器（２）は、リストストラップ、ベルト、又は衣類若しくは救命胴衣に組み込む形式にすることができるので、どんな場合でもそれを身に着けている人の動きの自由に悪影響を与えない、邪魔にならないものである。

また、個人警報器（２）は、前記警報器の動作、特に例えば３０から６０ｋＨｚの特定周波数を有する超音速送信器への電力供給を可能にするため、再充電可能又は再充電不可能なバッテリ等の、一部又は全てのその電気構成要素を収容する防水筐体を備える。特に、この送信器は圧電型送信器であり、筐体内に嵌合するか又は単に電源ケーブルを用いて後者に接続される。この後者の構成は、圧電型送信器が海の比較的深い深度まで沈められる限りにおいて、人が船外にいる状態の場合に有利なことがあり、結果的に空洞化現象を引起すとして知られる海面の波立ちによって液状媒質における超音波の経路が比較的妨げられない。ケーブルの長さは、通常約１．５ｍである。

本発明によると、個人警報器の筐体は、ウェットスイッチ（図示せず）を備え、海に沈められた時、いわゆる“第１の”超音波信号（２ａ）の送信を自動的にトリガする。ウェットスイッチの電気抵抗は、水に接触する時に周知の方法で減少し、低い値を示す。これは、水媒体がその２つの端末間の導電性を確保するからである。

それでもなお、遭難信号のトリガは、他の自動的又は手動の装置（スイッチ）によってなされることができる。手動のトリガ装置の場合、装置は、不慮に電源が切られる危険性を防ぐために不可逆的に構成されることができる。

第１のステップにおいて、第１の信号は、個人警報器（２）の一部である超音波放出源又は送信器（図示せず）によって送信される。例えば、この放出源は、マイクロコントローラによって予め生成されて引続き増幅される信号の等方的送信を可能にする圧電型変換器からなる。当該変換器は、略１６２０海里、即ち３ｋｍの距離で検出可能な信号を送信することができ、現在に至っている。他の周知の送信タイプが想定されうる。

これらの第１の信号は、地表観測手段（３）によって検出されることを目的とする。後者は、例えば船、例えばそこから人が落ちた船に属するか、又は人が海に落ちた地点と推定される周辺若しくはスキューバダイバーが活動している範囲に飛行機から落とされたブイに属してもよい。

この地表観測手段（３）は、アンテナ（４）を備え、アンテナは、第１の超音波信号（２ａ）を受信でき、第１の超音波信号は、個人警報器（２）に組込まれるか又は関連付けられる送信器によって送信される特定の波長を有する。

これを達成するため、アンテナ（４）は、浸される必要があり、故に例えば、船（３）の竜骨か又はブイの水中部分に設置される。

本発明の一つの実施形態によると、初期フェーズの間、第１の信号（２ａ）は、比較的低い電力で送信される。実際、地表観測手段（３）は、船（３）であり、前記送信器を身に付けた人（１）がそこから落ちた場合、人は、初めにその船（３）に近接している。これは、船（３）上の救助ファシリティに警告するのに必要なエネルギー消費を最小限にすることができるので、第１の信号を送信できる潜在的な時間を最大にする。

一方、第１の信号は、短く不規則な待機間隔を有する繰返し順序で送信されて地表観測手段（３）が第１の信号（２ａ）を受信する機会を最大にする。初期フェーズの持続時間は、数分単位である。

送信順序の待機フェーズの目的は、地表観測手段（３）が送信した第２の信号（２ｂ）を個人警報器（２）に格納されたアンテナが抽出できるようにすることにある。比較的小さい送信器が送受信機能を実行する必要がある場合、待機フェーズが必要である。水温が低いほど、この待機フェーズの持続時間が短くなり地表観測手段（３）が検出する機会を増やすので、結果的に送信器を身に付けた人が未だ生きている間に救う可能性を高める。個人警報器（２）に格納された温度センサを用いて、第１の信号（２ａ）が送信されると同時に水温が測定される。

また、繰返し順序の待機期間は、うねりのリズムが引起す干渉を回避するために可変であるため、送信される第１の信号（２ａ）の範囲を最大にする。いずれにせよ、本発明の範囲を逸脱することなく、周期的な超音波送信順序に供することができる。

第２のステップにおいて、地表観測手段（３）は、第１の信号（２ａ）を抽出した場合、送信手段を用いて第２の信号（２ｂ）を自動的に送信し、送信手段は、水中のアンテナ（４）が受信した第１の信号（２ａ）によって実質的にトリガされ、適切なスイッチ回路によって付随的にトリガされる。その後、第２信号（２ｂ）の検出に続き、個人警報器（２）は、応答信号を送信することによって自動的に応答する。

この超音波応答信号は、個人警報器（２）が送信し、地表観測手段（３）が受信し、地表観測手段は、これら受信された超音波信号の関数として個人警報器（２）の位置を計算できる手段を有する。この段階において、個人警報器は、送信した信号が基本パルスからなるため、もはや制御されておらず、その目的は、個人警報器（２）を身に付けたその人の位置を突き止められるようにすることにある。

所定期間後、通常３０秒から１分の範囲で、個人警報器がもはや第２の信号（２ｂ）を受信しない場合、即ち地表観測手段（３）の受信可能領域から抜けたことを示す場合、前記個人警報器は、第２の信号（２ｂ）を再度抽出するまで、その原送信モードで、即ちその独自の手順で、制御を回復し、信号（２ａ）を再送信する。

本発明による装置の正しい動作を可能にすることに加えて、及び可能にするために、個人警報器（２）によって送信された第１の信号（２ａ）の電力は、各種装置の受信又は送信領域内に留まることを視野に入れて、地表観測手段（３）によって送信された第２の信号（２ｂ）のそれと有利に類似する。

第３のステップにおいて、地表観測手段（３）は、送受信信号間を交互にスイッチ等することにより、周知の三角測量又は無線方向探知方式に従って、船（３）に対する方向及び距離について人（１）の位置を検出することができる。これを達成するために、地表観測手段（３）は、水中における超音波の経過時間に基づき、及び水中アンテナ（４）のさまざまな表面で受信された信号の強度における差に基づき、それぞれ距離及び方向を計算できる手段を備える。実際、水中アンテナ（４）は、いくつかの超音波センサ、又は表面を有するセンサからなり、その表面は、個人警報器（２）の送信器が送信した信号の空間識別を可能にする。位置を計算する手段は、クロノメータを有する必要がある。また、その手段は、ナビゲーションコンパスが示す方位と、全地球測位システムにおける座標とを含む。これらの手段は、これらの座標に関する船外の人の位置を割出す。

第４のステップにおいて、地表観測手段（３）は、無線で信号（５ａ、５ｂ）を送信するための送信装置（５）を備え、故にＧＰＳ等の全地球測位システムで割出された人（１）の座標を陸（Ｔ）上の救難組織（７）に報告する。実際、無線信号（５ａ、５ｂ）の送信は、略３０秒の所定時間の遅延後、この場合には、例えば船上の救助ファシリティが人（１）を救助するのに十分な場合で警報信号が警報オフスイッチを用いて取消されうる間にトリガされる。

この位置を示す位置計算及び無線信号は、船外の人が救出されない限り、又は船外の人が地表観測手段（３）のアンテナ（４）の受信範囲、即ち略１６２０海里に位置したままである限り、繰返される。また、船外の人がアンテナの受信範囲外に移動する時、計算手段は、その計算位置に基づき海における個人の漂流を推定することができる。この推定は、必然的に不明確であるが、推定によって提供された証拠は、かなり役立つ。

この時間遅延は、海に落ちた人が生存できる時間と比べてかなり短くなければならないことが明らかである。

警報オフスイッチは、各種方法で実行されることができる。それは、個人警報器（２）上に設置された単純なスイッチでもよいが、船外の人が不慮に警報のスイッチをオフすることを回避するために、救難組織（７）又は船（３）の乗員が警報オフスイッチを制御できるようにすることがより賢明である。

初期フェーズの後、第１の信号（２ａ）は、流れによって船外の人（１）が船（３）から離れるかもしれないので、比較的高い電力で送信される。にもかかわらず、及び個人警報器（２）の送信器に利用可能な電力の経済的使用を最大にする目的で、第１の信号（２ａ）に関する送信順序は、初期フェーズの待機期間よりも長い待機期間を含む。実際、初期フェーズの終了後、その領域にいる必要のない救助者が救助を行うことになる。救助者が接近する時、人（１）は、漂流することがあり、故に位置の検出は、それほど頻繁ではなく繰返されるが、特にアンテナ（４）の受信範囲外においてその位置の正確な推定を可能にする十分長い時間で繰返される。

また、無線信号の送信は、地表観測手段が船（３）の場合、音響信号の送信によって達成されてもよい。これにより、乗員及び／又は船上の救助者に警告することができる。

有利なことに、無線信号（５ａ、５ｂ）は、地表観測手段（３、４、５）によって送信され、追跡衛星（８）を含むＧＰＳ又はガリレオシステム等の全地球測位システムによる受信に適した波長を有する。例えば、波長は、４０６ＭＨｚでＧＥＯＳＡＲ衛星コンステレーションに送信でき、１２１．５ＭＨｚ又は４０６ＭＨｚでＬＥＯＳＡＲ衛星コンステレーションに送信できる。

無線信号を抽出した衛星（８）は、救難組織（７）にそれを順に再送信し、救難組織は、適切なアンテナ（６）を完備する必要がある。それでもなお、無線信号はまた、救難組織（７）によって直接に、又は船外の人の近くに位置し、その人を支援できる他の地表観測手段によっても受信されることができる。

また、無線信号の形式は、ＶＨＦ ＤＳＣ（超短波デジタル選択呼出）、単側波帯（ＳＳＢ）、又はＧＳＭ（Ｇｌｏｂａｌ Ｓｙｓｔｅｍ Ｆｏｒ Ｍｏｂｉｌｅ ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ）のような、任意の周知の標準化されたデジタル形式にすることができる。また、送信チャンネルは、使用領域及び／又は使用する個人警報器に依存してさまざまにすることができる。特に、ＤＳＣ形式は、海上における遭難および安全に関する世界的な制度（ＧＭＤＳＳ）で使用されるので、警報システムに対する本発明の用途に適している点に留意すべきである。

状況に応じて、個人警報器（２）及び／又は地表観測手段（３）及び／又は（複数の）無線信号受信器（衛星（８）、救急ステーション（７））はそれぞれ、超音波及び／又は無線で送受信される信号のパラメータ（特にその順番）を記録するための不揮発性メモリを有する。不揮発性メモリは、“ブラックボックス”として機能する。また、これらのメモリは、前記個人警報器をパーソナライズする手段を含むことができるので、迅速に船外の人（１）の身元を確かめ、妥当な場合、同時に送信されるいくつかの遭難信号を識別することを可能にする。しかし、このパーソナライズ手段は、対象となるユニット又は装置の各種要素を収容する集積回路に従来から割当てられたコード番号の計算結果でもよい。

故に、パーソナライズ手段は、地表観測手段（３）によって識別された送信器（２）を、救助及び船上に揚げられた人が実際に身に着けていることをチェックできる。救助された人が送信器を身に着けていない場合、これは、船外に他の人（１）がいることを意味する。実際、このチェックは、地表観測手段（３）が無線連絡及び／又は代理による（ｂｙｐｒｏｘｙ）連絡を始めるように、それに近い個人警報器（２）を移動することによって行われる。これを達成するためには、個人警報器（２）は、適切な送信器を完全に内蔵する必要がある。

本発明による信号伝達装置又は信号方法は、専門の船乗り（釣船、海運、海底石油掘削装置、動物を追跡する生物学者等）及び未経験者（ウィンドサーファ、ヨット操縦者、泳ぐ人等）の両方に等しく適切である。また、本発明は、湖又は他の河川一帯に対する用途を確実に有する。船外の人の位置の検出が目視で達成されない限りにおいて、その装置又は方法はまた、昼夜を分かたず位置を検出できる。

本発明による装置は、かさばらず、水中にある間に送信でき、かつ自動であるため送信が速い。なぜなら、遭難信号は（２ａ）は、人間の介在を伴わずに救難組織（７）に中継されるからである。

また、本発明による装置又は方法は、スキューバダイバー、特に同じ船又は同じダイバーグループに属する人の位置を検出するための用途を有する。実際、ダイバーは、自分が入った場所と同じ場所の水面から出るのが稀であり、特にダイバーは、かなり遠くへ自分を移動させうる流れに気づかないことにより、水面に上がる時に漂流する傾向にあるので、船員がダイバーの位置を正確に検出する必要性がよくある。

位置の検出を可能にするために、各ダイバー（１０１、１０２）は、送信器を備え、送信器は、そのダイブコンピュータ又は服のアイテム（２０１、２０２）に組込まれるか又は追加されることができる。装置の動作及び方法の順序は、特に超音波信号の送受信に関する限り、上記説明と同一である。

また、前記送信器をダイブコンピュータに統合することにより、互いに関連付けられたダイバー及びボート間の通信に対する装置の双方向性が最適になる。このマンマシンの双方向性は、各種パラメータ及び情報の視覚再転写（ｖｉｓｕａｌ ｒｅｔｒａｎｓｃｒｉｐｔｉｏｎ）を想定することができる前記ボート上でさらに高めることができる。

本発明による装置及び方法をダイビングに適応させても、特定の特徴を含み、その特徴は、位置が検出される人の状況における違いを反映する。また、各ダイバー（１０１、１０２）の送信器は、ダイバーの深さを測定してそれをマイクロプロセッサに送信することを目的とする装置に組込まれることができ、マイクロプロセッサは、超音波信号（２０ａ）を生成して、地表観測、この場合船（３０１、３０２）を用いてこの深さを連絡し、船は、適切なアンテナ（４０１、４０２）を備える。装置の双方向特性は、スキューバダイビングに関して特に好都合であり、この点で注目されるべきである。

また、各ダイバーの位置を検出するために、これらの船（３０１、３０２）の地表観測手段は、ＧＰＳ等の全地球測位システムにおける各ダイバーの座標を、各超音波アンテナ（４０１、４０２）で受信した信号に基づき、割出すことができる上記のような計算手段を備える。故に、船（３０１、３０２）の船員は、船（３０１、３０２）を方向付けることができるので、船は、（複数の）ダイバー（１０１、１０２）から妥当な距離に位置することができる。ダイバーのグループは、組織化され、ダイバーの安全性は、このようにして効率的に確保される。

使用される超音波信号の周波数は、本発明が救難に使用される時、使用される遭難信号周波数と異なる必要がある。それにもかかわらず、各ダイバーは、別個の個人警報器又は自分のダイブコンピュータ（２０１、２０２）に組込まれた個人警報器を備えることができ、前記警報器はその時、遭難信号周波数で送信することができる。

信号（２０ａ）は、上記第１の信号（２ａ）に相当する。その信号は、各船（３０１、３０２）又は各ダイバーにも特有の周波数を有することができる。各送信器は、ダイバーを区別するために、及び自分の送信器を特徴付ける番号を少なくとも各々が有するために上記のようなパーソナライズ手段を含むのが利点である。そして、無線信号の形式で船（３０１、３０２）のブリッジに偵察フェーズを提供する必要があり、例えば地表観測手段に各送信器の数を送信する。

浸水が発生するとすぐに、船（３０１、３０２）上の地表観測手段は、偵察フェーズの間に受信した信号に一致する超音波信号を受信する。

それに関して、船（３０１、３０２）上の地表観測手段は、超音波送信器を介して各ダイバーに情報、特に位置情報を送信することができる。個人のダイブコンピュータ（２０１、２０２）は、スクリーン等のマンマシンインタフェースを介してこの情報の表示を可能にする。

船（３０１、３０２）の無線送信器（５０１、５０２）は、いくつかの近くの船（３０１、３０２）のダイバーの異なるグループに属するダイバーの位置変更を可能にし、これに基づき、これらのダイバー（１０１、１０２）の安全性を確実にする。

図３は、本発明のもう一つの実施形態を示す。この実施形態において、かなり遠距離にもかかわらず、又は超音波信号の伝搬を妨げる岩（Ｔ）のような障害物の存在にもかかわらずボート（３０１）等の地表観測手段からスキューバダイバー（１１１）の位置を検出することができる。この場合において、ボート（３０１）の第２の超音波信号（２ｂ）を送信する手段は、個人のダイブコンピュータ（２１１）に送信要求を定期的に送ってダイバー（１０１、１１１）の位置を測定する。しかし、障害物（Ｔ）がある場合、孤立したダイバー（１１１）の個人コンピュータは、要求又は問合せのような超音波搬送波を受信せず、結果的にそれに応答しないので、ボート（３０１）の計算手段は、このダイバー（１１１）の位置を測定することができなくなる。

超音波は、送信器が障害物に接触して適切な周波数を送信する場合を除いて、固形の障害物を介して伝搬できない。これらの条件の両方が図３に示す実施形態で満たされないので、ボート（３０１）は、ダイバーのグループメンバーであるが障害物（Ｔ）又は遠距離により孤立したダイバー（１１１）の位置を正常に検出することができない。

それにもかかわらず、本発明のこの実施形態を用いれば、孤立したダイバー（１１１）の位置を検出することができる。そのような位置の検出を達成するために、地表観測手段（３０１）は、“任務についている”位置にある、即ち孤立した（複数の）ダイバー（１１１）に近いボート（３０２）等の地表観測手段のネットワークを利用する。故に、観測手段のこの“ネットワーク”は、観測手段（３０１）が一人以上の孤立したダイバー（１１１）の位置を検出することを支援できる。

その前に、ボート（３０１）は、“任務についている”位置にあり、かつ“互換性がある”として結果的に限定された全ての地表観測手段（３０２）を通信で識別しなければならない。その後、ボートは、これらの互換性がある観測手段（３０２）の座標を記録し、定期的な間隔でこれらの座標を更新する。

障害物（Ｔ）によって、又は超音波通信範囲からかなり離れることによって個人ユニット（２０１）を備えたダイバー（１１１）の一人が孤立した時、ボート（３０１）は、本発明の特徴であり、かつその超音波問合せ信号に応答して送信された超音波信号をもはや受信しない。実際、孤立したダイバー（１１１）の個人装置（２１１）は、ボート（３０１）から問合せ信号をもはや受信できないので、信号をもはや送信しない。問合せの試みが所定回数失敗した後、ボート（３０１）は、互換性のある観測手段（３０２）の“ネットワーク”を使用する位置検出モードに移行する。

孤立したダイバー（１１１）の位置を検出するために、ボート（３０１）は、前記ネットワークを構成する互換性がある各観測手段（３０２）の予め記録されて定期的に更新された座標に基づき、孤立したダイバー（１１１）に最も近い地表観測手段（３０２）を決定する。

それはその後、孤立したダイバー（１１１）の個人装置（２１１）への問合せ要求を観測手段（３０２）に送るので、決定される。これを達成するために、ボート（３０１）は、位置検出要求（この場合、その独自の識別子）をもたらした地表観測手段（３０１）の識別子だけでなく、この個人装置（２１１）に特有の識別番号を連絡する。その周波数チャンネルは、通信等に使用される。

それは、孤立したダイバー（１１１）の個人装置（２１１）の識別番号を知っているので、中継ボート（３０２）は、問合せの間に他の個人装置（２０１）からそれを区別することができ、それにより孤立したダイバー（１１１）の位置を検出する。それはその後、全地球測位システムにおけるダイバーの座標を測定してから問合せボート（３０１）に無線でこれらの座標を連絡することによって、このダイバー（１１１）の位置を計算することができる。故に、互換性がある地表観測手段（３０２）は、それが後者の問合せ信号を中継するので、問合せボート（３０１）に対する中継として機能する。

故に、問合せボート（３０１）は、かなり遠距離に位置している事実にもかかわらず、又は障害物の存在にもかかわらず一人以上の孤立した（複数の）ダイバー（１１１）の位置を検出することができる。また、ボート（３０１）は、同一の方法で孤立した（複数の）ダイバー（１１１）の個人装置（２１１）に対して他の情報を明らかに交換することができる。それは特に、ダイバー（１１１）に孤立していることを知らせる。

このほかに、“ネットワーク”問合せプロトコルは、第１の互換性がある地表観測手段（３０２）が孤立したダイバー（１１１）の位置の検出に失敗した場合、追加の問合せを提供することができる。その場合、問合せボート（３０１）及び／又はその中継（３０２）は、孤立したダイバーの座標が確定するまで、第２又は第３その他の互換性がある地表観測手段によって問合せを要求することができる。

このネットワーク問合せプロトコルは、各種ステップを含む。

第１にそれは、複数の地表観測手段（３０２）を含むネットワークを確立することであり、それぞれの前記手段は、パーソナライズ手段を含む個人ユニット（２１１）を備えた海（１１１）の中の個人に対して信号伝達及び位置検出方法を使用することができる。

第２の超音波信号に応答して、障害物がなく個人装置（２１１）が送信した超音波信号の受信に長期間失敗した場合、ボート（３０１）は、地表観測手段（３０２）にパーソナライズ手段の代表信号だけでなく、海（１１１）の中の個人の位置を検出する要求を無線で、地表観測手段（３０２）に送信する。

要求を受信した後、少なくとも一つの地表観測手段によって、本発明に従う信号伝達及び位置検出方法の使用は、トリガされる。

具体的には、このプロトコルは、以下の繰返しの段階からなる。

個人の位置をプロットするために、本発明に従う信号伝達及び位置検出方法を用いて、規則的又は不規則的時間間隔で海（１１１）の中の個人の位置を突き止める。

個人の先にプロットされた位置の関数として、海（１１１）の中の個人の位置を引続き推定する。

個人のそれぞれの位置を記憶するために、各地表観測手段（３０２）に、規則的又は不規則的時間間隔で、又は無線で問合せる。

推定された位置からの各距離の昇順で地表観測手段（３０２）を分類する。

第１の位置でランク付けされた地表観測手段（３０２）のチャンネル周波数で無線により要求を送信する。

要求を受信した後、少なくとも一つの地表観測手段（３０２）によって、本発明に従う信号伝達及び位置検出方法の使用をトリガする。

海の中の個人の位置が効率的に検出されるまで、地表観測手段の距離の昇順で地表観測手段に問合せることによって上記ステップを繰返す。

また、この“ネットワーク化された”動作は、図４に示した本発明のもう一つの実施形態を実行することができ、問合せボート（３０１）は、少なくとも２つの互換性がある地表観測手段（３０２、３０３）からの支援を要求することで、三角測量により遭難している海中の個人又はダイバー（１０１）の位置を正確に検出する。地表観測手段間の通信は、上記実施形態と同一の方法で実行される。実際、安全性の理由で、個人装置（２０１）は、深さ測定装置又は深さ計に内蔵されるので、ボート（３０１）へその深さを連絡することができる。この方法で一度、それぞれ３つの地表観測手段（３０１〜３０３）がＧＰＳ座標におけるその位置と地表観測手段及び個人装置（２０１）間の距離とを通信すると、問合せボート（３０１）は、個人装置（２０１）の位置を正確に測定することができる。

個人装置（２０１）の距離及び深さが知られているので、ボートに対するダイバー（１０１）の角度位置は、明確に定義される。その後、この位置は、２つの追加のボート（３０２、３０３）によって測定された、それらのボートとダイバー（１０１）との間の各距離によって決定される。

即ち、ダイバーの位置は、ダイバー（１０１）の深さに位置する水平面の交点によって形成された３つの円が、それぞれ３つのボート（３０１〜３０３）の位置における海水位を中心とする各３つの球面にそれぞれ交わる点に位置し、各半径は、各３つの地表観測手段（３０１〜３０３）によってそれぞれ測定された距離に等しい。

図１は、本発明に従う、船外の人のための位置検出装置の動作原理の概略を示す図である。 図２は、スキューバダイバーの詳細に関する、本発明の原理の概略を示す図である。 図３は、スキューバダイバーの特定の状態に関する、本発明のもう一つの実施形態の概略を示す図である。 図４は、本発明のもう一つの別の実施形態の概略を示す図である。

符号の説明

１ 人
２ 個人警報器
３ 船舶
４ アンテナ
５ 送信装置

Claims (14)

1. 海の中の個人（１）のための信号伝達及び位置検出装置であって、
   ・海の中の個人（１）か又は海に落ちそうな個人が携帯し、第１の信号（２ａ）の搬送波の等方性放射を生成するように設定された個人警報器（２）を構成する超音波送信器と、
   ・海面上に配置され、
   −個人警報器（２）によって送信された第１の信号（２ａ）を抽出することができる水中アンテナ（４）と、
   −第１の信号（２ａ）を受信する水中アンテナ（４）によって実質的にトリガされ、第２の超音波信号（２ｂ）を送信する手段と、
   −第２の超音波信号（２ｂ）に応答して受信された超音波信号の関数として個人警報器（２）の位置を計算すること、及びＧＰＳ等の全地球測位システムの座標に前記情報を変換することができる手段と、
   −無線受信機（６）を備えた携帯又は固定警報処理センター（７、８）にこれらの座標を示す信号を送信することができる電波（５）を送信するための装置と
   を備える地表観測手段（３）と
   を具備することを特徴とする装置。
2. アンテナ（４）を備えた地表観測手段（３）は、多数のアンテナであるか、又は特定の表面領域を有することを特徴とする請求項１に記載の海の中の個人（１）のための信号伝達及び位置検出装置。
3. 個人警報器（２）は、
   ・第１の超音波信号（２ａ）の送信を自動的又は手動でトリガする手段と、
   ・地表観測手段（３）によって送信された第２の信号（２ｂ）に応答して超音波信号を自動的にトリガする手段と
   を備えることを特徴とする請求項１から２の何れか１項に記載の海の中の個人（１）のための信号伝達及び位置検出装置。
4. 超音波送信を自動的にトリガする手段は、ウェットスイッチ等の個人警報器の少なくとも一領域の浸水状態を検出できるシステムを具備することを特徴とする請求項３に記載の海の中の個人（１）のための信号伝達及び位置検出装置。
5. 個人警報器（２）は、
   ・内蔵型再充電可能な、又は再充電不能な電力源と、
   ・超音波放射源と、
   ・深さ測定器と、
   ・マイクロプロセッサと、
   ・水温を測定し、それをマイクロプロセッサに報告することができる温度センサと、
   ・送受信された信号のパラメータを記録するように設定された不揮発性メモリと
   を具備することを特徴とする請求項１から４の何れか１項に記載の海の中の個人（１）のための信号伝達及び位置検出装置。
6. また、不揮発性メモリは、前記装置をパーソナライズする手段を具備することを特徴とする請求項５に記載の海の中の個人（１）のための信号伝達及び位置検出装置。
7. 地表観測手段（３）は、ブイ又は水上艦艇、通常はボートに設置され、超音波を送受信する（複数の）アンテナ（４）を収容する水中部分と無線送信手段（５）を収容する非水中部分とを有することを特徴とする請求項１から６の何れか１項に記載の海の中の個人（１）のための信号伝達及び位置検出装置。
8. ・超音波を用いて第１の信号（２ａ）の等方性送信をトリガするために、海の中にいる人（１）が携帯する個人警報器（２）の起動を、現在の状況に依存して、意図的に、又は自動的に引起す過程と、
   ・前記第１の信号（２ａ）を送信する個人警報器（２）を携帯する海の中の個人（１）の位置を検出できるようにするために、前記第１の信号（２ａ）を抽出し、それに応答して超音波信号の送信を自動的にトリガする第２の超音波信号（２ｂ）を返報として生成する過程と、
   ・ＧＰＳ等の全地球測位システムの座標として海の中の個人（１）の位置を測定するために、第２の超音波信号（２ｂ）に応答して受信された超音波信号を処理する過程と、
   ・海の中の個人（１）の位置を示すために、及び妥当な場合、アドホック救難動作をトリガするために無線によってこれらの座標を示す信号を送信する過程と
   を具備することを特徴とする海の中の個人（１）のための信号伝達及び位置検出方法。
9. 第１の信号（２ａ）の送信は、
   ・個人警報器の起動直後に開始し、第１の信号（２ａ）は、低電力で送信され、短期間及び特定の持続時間からなる繰返し順序において規則的又は不規則的な間隔で時間が計られる第１のフェーズと、
   ・前記第１のフェーズの後で、第１の信号（２ａ）は、比較的高電力で送信され、比較的長期間からなる繰返し順序において規則的又は不規則的な間隔で時間が計られる第２のフェーズと
   の２つの連続フェーズを具備することを特徴とする請求項８に記載の海の中の個人（１）のための信号伝達及び位置検出方法。
10. 個人警報器の起動は、先の段階のトリガを引起し、前記先の段階は、水温を測定する過程を含み、個人（１）が海の中に落ちた時の前記水温は、前記個人警報器（２）に格納された温度センサを用いて測定され、前記段階は、第１の信号（２ａ）の送信のトリガと同時に実行可能であることを特徴とする請求項８から９の何れか１項に記載の海の中の個人（１）のための信号伝達及び位置検出方法。
11. 第１の信号（２ａ）が送信される時、２つの期間の間に待機間隔があり、前記待機間隔の持続時間は、センサによって測定された水温に依存することを特徴とする請求項１０に記載の海の中の個人（１）のための信号伝達及び位置検出方法。
12. 前記第１の信号（２ａ）の送信は、自動的にトリガされるか、又は海の中の個人（１）による積極的行動の結果としてトリガされることを特徴とする請求項８から１１の何れか１項に記載の海の中の個人（１）のための信号伝達及び位置検出方法。
13. ・パーソナライズ手段を含む個人装置（２１１）を備えた海の中の個人（１１１）に対して請求項８から１２の何れか１項に記載された信号伝達及び位置検出方法の使用がそれぞれ可能な複数の地表観測手段（３０２）を具備するネットワークを確立する段階と、
    ・第２の超音波信号に応答して個人装置（２１１）によって送信された超音波を長期間受信するのに失敗している場合、前記パーソナライズ手段から前記地表観測手段（３０２）に代表信号だけでなく海の中の個人（１１１）の位置の検出要求を無線で送信する段階と、
    ・請求項８から１２の何れか１項に記載の信号伝達及び位置検出方法の使用を、前記地表観測手段（３０２）の少なくとも一つによって前記要求の受信後にトリガする段階と
    を具備することを特徴とする海の中の個人（１１１）のための信号伝達及び位置検出方法。
14. ・個人の位置をプロットするため、請求項８から１２の何れか１項に記載の方法を用いて海の中の個人（１１１）の位置を規則的又は不規則的な時間間隔で検出する段階と、
    ・個人の以前にプロットされた位置の関数として海の中の個人（１１１）の位置を引続き推定する段階と、
    ・個人の各位置検出を記憶するために、前記地表観測手段（３０２）のそれぞれを、規則的又は不規則的な時間間隔で、及び無線で問合せる段階と、
    ・推定された位置からの個人の各距離の昇順で前記地表観測手段（３０２）を分類する段階と、
    ・第１の位置でランク付けされた地表観測手段（３０２）のチャンネル周波数で無線によって前記要求を送信する段階と、
    ・請求項８から１２の何れか１項に記載の信号伝達及び位置検出方法の使用を、前記地表観測手段（３０２）によって、前記要求の受信後にトリガする段階と、
    ・海の中の個人（１１１）の位置が効率的に検出されるまで、前記距離の昇順で地表観測手段に問合せることによって上記段階を繰返す段階と
    を具備することを特徴とする請求項１３に記載の海の中の個人（１）のための信号伝達及び位置検出方法。

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