JP2019091173A - 支援システム - Google Patents

Abstract

【課題】救助者が水域の要救助者を特定することを支援する。【解決手段】支援システム（１）は、水域で使用可能なウェアラブル端末（１０）と、水域の少なくとも一部を含む所定領域を俯瞰するように設置された撮像装置（２０）と、撮像装置により撮像された画像を処理する画像処理装置（３０）と、を備える。ウェアラブル端末は、発光部（１３）と、装着者の生体情報を示す信号を出力する計測手段（１２）と、前記出力された信号が第１の条件を満たしたことを条件に、要救助者であることを示す第１の色の光を発するように前記発光部を制御する制御手段（１１）と、を有する。画像処理装置は、撮像された画像に基づいて、第１の色の光を発する発光部の検出を試みる検出手段（３１）と、第１の色の光を発する発光部が検出されたことを条件に、警報を発する報知手段（３１、３３）と、を有する。【選択図】図１

Description

本発明は、例えば海やプール等の水域において、救助者が要救助者を検知することを支援する支援システムの技術分野に関する。

この種のシステムとして、例えば、遊泳者に取り付けられる電子タグと、水中聴音器及び報知ユニットを有するスイムモニターユニットとを備えるシステムが提案されている（特許文献１参照）。このシステムでは、遊泳者の潜水時間が閾値を超えたときに電子タグから発せられた超音波信号が、水中聴音器により受信された場合、報知ユニットがストロボを発光させる。

尚、人間の生体情報及び音声を検出する機能を有するウェアラブルシステムが提案されている（特許文献２参照）。

特表２０１０−５３４５１４号公報 特開２００２−３６１５７６号公報

特許文献１に記載の技術では、ストロボの発光に気付いたライフガードが遊泳者に対し「バディチェック」等の命令を行う、或いは、プールから全ての遊泳者を引きあげさせることにより、救助が必要な遊泳者が特定される（段落［００２１］参照）。このため、特許文献１に記載の技術では、要救助者の特定が遅れる可能性がある。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、救助者が要救助者を比較的速やかに特定することを支援可能な支援システムを提供することを課題とする。

本発明の支援システムは、上記課題を解決するために、水域で使用可能なウェアラブル端末と、前記水域の少なくとも一部を含む所定領域を俯瞰するように設置された撮像装置と、前記撮像装置により撮像された画像を処理する画像処理装置と、を備え、前記ウェアラブル端末は、発光部と、装着者の生体情報を示す信号を出力する計測手段と、前記出力された信号が第１の条件を満たしたことを条件に、要救助者であることを示す第１の色の光を発するように前記発光部を制御する制御手段と、を有し、前記画像処理装置は、前記撮像された画像に基づいて、前記第１の色の光を発する発光部の検出を試みる検出手段と、前記第１の色の光を発する発光部が検出されたことを条件に、警報を発する報知手段と、を有する。

当該支援システムでは、ウェアラブル端末は、装着者の生体情報を示す信号が第１の条件を満たしたことを条件に、要救助者であることを示す第１の色の光を発する。このように構成すれば、例えば監視員やライフセーバ等の特定の者に限らず、第１の色の光を発するウェアラブル端末の装着者の周辺にいる遊泳者（即ち、不特定の者）も、要救助者の存在に気づくことができる。尚、「第１の色」は、例えば赤等の警告色であることが望ましい。

「生体情報」としては、例えば脈拍数や血中酸素濃度等が挙げられる。ここで、装着者が溺れかけた場合、脈拍数は異常に上昇し、血中酸素濃度は低下することが本願発明者の研究により判明している。尚、生体情報は、脈拍数や血中酸素濃度に限らず、装着者の救助が必要か否かを判定可能なものであればよい。

「第１の条件」は、要救助者であることを示す第１の色の光を発するか否かを決定する条件であり、予め固定条件として、又は、何らかの物理量若しくはパラメータに応じた可変条件として設定されている。「第１の条件」は、装着者の救助が必要な場合の生体情報を示す信号の特徴（例えば脈拍を示す信号の周期や振幅等）に基づいて設定すればよい。

ウェアラブル端末の制御手段は、装着者の生体情報を示す信号に基づいて第１の色の光を発するように発光部を制御するので、生体情報に基づかない場合に比べて、誤って第１の色の光が発せられることを抑制することができる。このため、当該支援システムの信頼性を向上させることができる。

撮像装置は、水域の少なくとも一部を含む所定領域を俯瞰するように設置される。「水域」は、水で覆われた領域を意味し、例えば海、湖、川等の自然物に限らず、例えばプール、入浴施設の浴槽等の人工物も含む。「所定領域」は、水域を利用する者（例えば遊泳者等）の安全を見守る必要のある領域の少なくとも一部（撮像装置に係る、例えば画角や画像解像度等の仕様に応じて設定される）である。「俯瞰するように設置」とは、比較的高い位置から所定領域を見下ろすように、撮像装置が設置されることを意味する。

撮像装置は、所定領域に含まれる水域の比較的水深の浅い所（例えば水深１メートル程度）に位置する光源から出射された光の少なくとも一部が撮像装置に入射可能な角度で、比較的高い位置から所定領域を見下ろすように、設置されることが望ましい。なぜなら、ウェアラブル端末が水域において使用される場合であって、特にウェアラブル端末の装着者が要救助者である場合、ウェアラブル端末は水中にある可能性が高いからである。このように構成すれば、ウェアラブル端末が水中にある場合であっても、該ウェアラブル端末の第１の色の光を発する発光部が撮像装置により撮像される可能性を向上させることができる。

当該支援システムでは、更に、撮像装置により撮像された画像に基づいて、画像処理装置により第１の色の光を発する発光部の検出が試みられる。画像処理装置は、第１の色の光を発する発光部が検出されたことを条件に警報を発する。

当該支援システムでは、ウェアラブル端末が要救助者であることを示す第１の色の光を発するので、例えばライフセーバ等の専門家に限らず、他の遊泳者等の一般人も要救助者の存在に比較的早期に気づくことが期待できる。加えて、当該支援システムでは、撮像装置により撮像された画像に基づいて、画像処理装置により第１の色の光を発する発光部の検出が試みられるので、例えばライフセーバ等による遊泳者等の見守りを補助することができる。そして、第１の色の光を発する発光部が検出された場合、画像処理装置により警報が発せられるので、例えばライフセーバ等が、要救助者の存在に気づくことが期待できる。従って、当該支援システムによれば、救助者が要救助者を比較的速やかに特定（発見）することを支援することができる。

本発明の支援システムの一態様では、前記制御手段は、前記出力された信号が第２の条件を満たしたことを条件に、正常であることを示す第２の色の光を発するように前記発光部を制御し、前記出力された信号が第３の条件を満たしたことを条件に、前記生体情報の計測結果が不適切であることを示す第３の色の光を発するように前記発光部を制御する。

この態様によれば、装着者自身が、例えば、ウェアラブル端末が作動しているか、ウェアラブル端末を正しく装着できているか、等を認識することができる。

「第２の条件」は、装着者の状態が正常であることを示す第２の色の光を発するか否かを決定する条件であり、予め固定条件として、又は、何らかの物理量若しくはパラメータに応じた可変条件として設定されている。「第２の条件」は、例えば、装着者の救助が必要な場合の生体情報を示す信号の特徴と、装着者の救助が必要でない場合の生体情報を示す信号の特徴との関係に基づいて設定すればよい。

「第３の条件」は、計測結果が不適切であることを示す第３の色の光を発するか否かを決定する条件であり、予め固定条件として、又は、何らかの物理量若しくはパラメータに応じた可変条件として設定されている。「第３の条件」は、例えば、ウェアラブル端末が正しく装着されている場合に生体情報を示す信号に含まれるノイズのレベルと、ウェアラブル端末が正しく装着されていない場合に生体情報を示す信号に含まれるノイズのレベルと、の関係に基づいて設定すればよい。

本発明の支援システムの他の態様によれば、前記報知手段は、前記警報として、第１の回転灯を点灯する。例えば海水浴場等の屋外の施設では、比較的強い風が吹いている場合、周囲の音が聞き取りにくくなる。この態様によれば、周囲の音が聞き取りにくい状況であっても、視覚的な警告を発することにより、例えば監視者等に要救助者の存在を気付かせることができる。

本発明の支援システムの他の態様によれば、前記報知手段は、前記第１の色の光を発する発光部が検出されなかったことを条件に、第２の回転灯を点灯する。この態様によれば、例えば監視者等が当該支援システムが作動しており、且つ、要救助者がいないことを認識することができる。

本発明の支援システムの他の態様によれば、前記撮像装置と前記画像処理装置とは、その一部が地上に現れない態様で配設された、ＰｏＥ（Ｐｏｗｅｒ Ｏｖｅｒ Ｅｔｈｅｒｎｅｔ）による電力供給が可能な通信ケーブルにより接続されている。

この態様によれば、通信ケーブルを介して撮像装置に電力を供給することができるので、バッテリを搭載する場合に比べて、撮像装置を小型軽量化することができる。加えて、撮像装置の近傍まで電源ケーブルを配設する場合に比べて、遊泳者等の感電リスクを低減することができる。更に、通信ケーブルは、その一部が地上に現れない態様で配設されるので（例えば地中への埋設、排水溝中への配設等）、該通信ケーブルが、遊泳者等の通行を妨げることを抑制することができる。

本発明の作用及び他の利得は次に説明する実施するための形態から明らかにされる。

実施形態に係る支援システムの構成を示すブロック図である。 実施形態に係る支援システムの動作を示すフローチャートである。

本発明の支援システムに係る実施形態について図１及び図２を参照して説明する。

（構成）
実施形態に係る支援システムの構成について図１を参照して説明する。図１は、実施形態に係る支援システムの構成を示すブロック図である。

図１（ａ）において、支援システム１は、遊泳者５０が装着可能なウェアラブル端末１０と、撮像装置２０と、画像処理装置３０とを備えて構成されている。

（１）ウェアラブル端末
ウェアラブル端末１０は、図１（ｂ）に示すように、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）１１、パルスオキシメータ１２及び発光部１３を備えて構成されている。当該ウェアラブル端末１０は、例えばリストバンド等のように、遊泳者５０の手首に装着可能に構成されている。尚、ウェアラブル端末１０は、ワイヤレス充電により充電可能に構成されている。発光部１３は、例えばＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）を含んでおり、例えば赤、緑、黄等の複数の色を別個に発することができる。

パルスオキシメータ１２は、遊泳者５０の脈拍数及び血中酸素濃度を計測する。ここで、遊泳者５０が正常な場合、遊泳者５０が運動していたとしても、脈拍数はある範囲内で上下し、血中酸素濃度はほぼ一定である。他方、遊泳者５０が溺れかけている場合、脈拍数は異常に上昇し（その後低下）、血中酸素濃度は低下する。

尚、パルスオキシメータ１２は、典型的には、反射型のパルスオキシメータである。パルスオキシメータ１２のプローブ部（図示せず）が指先に装着可能に構成されている場合は、透過型のパルスオキシメータであってよい。

ＣＰＵ１１は、パルスオキシメータ１２により計測された遊泳者５０の脈拍数及び血中酸素濃度の少なくとも一方に基づいて、要救助者であることを示す赤色の光を発するように発光部１３を制御するか否かを決定する。具体的には、ＣＰＵ１１は、遊泳者５０の脈拍数及び血中酸素濃度の少なくとも一方が要救助者条件（例えば脈拍数が閾脈拍数を超えて高くなる、血中酸素濃度が閾酸素濃度よりも低くなる等）を満たした場合に、赤色の光を発するように発光部１３を制御すると決定する。

（２）撮像装置
撮像装置２０は、水域の少なくとも一部を含む所定領域を俯瞰するように設置されている。具体的には、撮像装置２０は、所定領域に含まれる水域の比較的水深の浅い所（例えば水深１メートル程度）に位置する光源から出射された光の少なくとも一部が撮像装置２０に入射可能な角度で、比較的高い位置から所定領域を見下ろすように、設置されている。撮像装置２０の設置態様は任意であってよい。例えば、撮像装置２０は専用の支柱や支持台に取り付けられていてもよいし、水域が屋内プールであれば、撮像装置２０が天井や壁等に取り付けられていてもよい。尚、撮像装置２０が取り付けられる支柱や支持台は、水域近傍に設置されることが望ましい。

撮像装置２０は、画像処理装置３０と例えばＰｏＥ対応のＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）ケーブル等の通信ケーブルにより接続されている。このように構成すれば、例えば電源ケーブルを撮像装置２０周辺に配設する場合に比べて、遊泳者等の感電リスクを低減することができる。撮像装置２０は、撮像した画像データを、通信ケーブルを介して、画像処理装置３０に送信する。

本実施形態では、通信ケーブルの一部は、地上に現れない態様で配設されている。具体的には例えば、当該支援システム１が海水浴場で用いられる場合には、通信ケーブルの一部は砂中に埋設される。或いは、当該支援システム１がプールで用いられる場合には、通信ケーブルの一部は排水溝の中に配設される。このように構成すれば、遊泳者等の転倒を防止することができる。

（３）画像処理装置
画像処理装置３０は、ＣＰＵ３１、通信部３２並びに回転灯３３及び３４を備えて構成されている。画像処理装置３０は、例えばライフセーバの詰所、救護所、管理事務所等に設置されている。

ＣＰＵ３１は、通信部３２を介して取得された画像データに画像処理を施し、要救助者であることを示す赤色の光を発する光源（即ち、発光部１３）の検出を試みる。尚、画像処理には、既存の技術を適用可能であるので、その詳細な説明については省略する。

要救助者であることを示す赤色の光を発する光源が検出された場合、ＣＰＵ３１は、警報として、回転灯３３を点灯する。尚、ＣＰＵ３１は、要救助者であることを示す赤色の光を発する光源が検出された場合、回転灯３３の点灯に加えて、スピーカ（図示せず）から警告音を発してもよい。他方、要救助者であることを示す赤色の光を発する光源が検出されない場合、ＣＰＵ３１は回転灯３４を点灯する。

（支援システムの動作）
次に、上述の如く構成された支援システム１の動作について図２のフローチャートを参照して説明する。

（１）ウェアラブル端末
図２（ａ）において、ウェアラブル端末１０のＣＰＵ１１は、パルスオキシメータ１２により計測された遊泳者５０のバイタル（ここでは、脈拍数及び血中酸素濃度）を示すバイタル信号を取得する（ステップＳ１０１）。次に、ＣＰＵ１１は、バイタル信号のシグナルレベル及びＳＮ比（Ｓｉｇｌａｎｌ−Ｎｏｉｓｅ Ｒａｔｉｏ）の少なくとも一方に基づいて、遊泳者５０のバイタルを正しく計測できない計測不能状態であるか否かを判定する（ステップＳ１０２）。

ステップＳ１０２の判定において、計測不能状態であると判定された場合（ステップＳ１０２：Ｙｅｓ）、ＣＰＵ１１は、計測結果が不適切であることを示す黄色の光を発するように発光部１３を制御する（ステップＳ１０３）。その後、第１所定期間（例えば数ミリ秒から数十ミリ秒）が経過した後に、再度ステップＳ１０１の処理が開始される。つまり、当該処理は、第１所定期間に応じた周期で繰り返し行われる。

他方、ステップＳ１０２の判定において、計測不能状態ではないと判定された場合（ステップＳ１０２：Ｎｏ）、ＣＰＵ１１は、バイタル信号から得られる遊泳者５０の脈拍数及び血中酸素濃度の少なくとも一方に基づいて、遊泳者５０が要救助状態であるか否かを判定する（ステップＳ１０４）。具体的には、ＣＰＵ１１は、遊泳者５０の脈拍数及び血中酸素濃度の少なくとも一方が、上述の要救助者条件を満たすか否かを判定する。

ステップＳ１０４の判定において、要救助状態であると判定された場合（ステップＳ１０４：Ｙｅｓ）、ＣＰＵ１１は、要救助者であることを示す赤色の光を発するように発光部１３を制御する（ステップＳ１０５）。その後、第１所定期間が経過した後に、再度ステップＳ１０１の処理が開始される。この場合、典型的には、遊泳者５０が救助されるまで、ステップＳ１０４の判定において要救助状態であると判定されると推測される。このため、一旦、赤色の光を発するように発光部１３が制御された後は、遊泳者５０が救助されるまで発光部１３は赤色の光を発し続けることになる。

他方、ステップＳ１０４の判定において、要救助状態ではないと判定された場合（ステップＳ１０４：Ｎｏ）、ＣＰＵ１１は、正常であることを示す緑色の光を発するように発光部１３を制御する（ステップＳ１０６）。その後、第１所定期間が経過した後に、再度ステップＳ１０１の処理が開始される。

（２）画像処理装置
図２（ｂ）において、画像処理装置３０のＣＰＵ３１は、要救助者が検知されたか否かを判定する（ステップＳ２０１）。具体的には、ＣＰＵ３１は、画像処理により、要救助者であることを示す赤色の光を発する光源が検出されたか否かを判定する。

ステップＳ２０２の判定において、要救助者が検知されたと判定された場合（ステップＳ２０１：Ｙｅｓ）、ＣＰＵ３１は、回転灯３３を点灯する（ステップＳ２０２）。その後、第２所定期間（例えば数ミリ秒から数十ミリ秒）が経過した後に、再度ステップＳ２０１の処理が開始される。つまり、当該処理は、第２所定期間に応じた周期で繰り返し行われる。

他方、ステップＳ２０１の判定において、要救助者が検知されないと判定された場合（ステップＳ２０１：Ｎｏ）、ＣＰＵ３１は、回転灯３４を点灯する（ステップＳ２０３）。その後、第２所定期間が経過した後に、再度ステップＳ２０１の処理が開始される。

実施形態に係る「ＣＰＵ１１」、「パルスオキシメータ１２」及び「ＣＰＵ３１」は、夫々、本発明に係る「制御手段」、「計測手段」及び「検出手段」の一例である。実施形態に係る「ＣＰＵ３１」、「回転灯３３」及び「回転灯３４」は、本発明に係る「報知手段」の一例である。実施形態に係る「回転灯３３」及び「回転灯３４」は、夫々、本発明に係る「第１の回転灯」及び「第２の回転灯」の一例である。

（技術的効果）
例えば海水浴場やプール等では、ライフセーバを配置したり医療関係者を待機させたりして水難事故に備えている。しかしながら、水難事故で亡くなる人は後を絶たない。この原因の一つとして、要救助者の発見の遅れが挙げられる。一方で、限られた水域に多数の人が存在する（即ち、人が密集している）状況において、要救助者を発見することは容易ではない。水面が波立っている場合は、要救助者の発見はさらに難しくなる。

本実施形態に係る支援システム１は、水域における要救助者の比較的速やかな発見・特定を支援することができる。

具体的には、ウェアラブル端末１０は、遊泳者５０の脈拍数及び血中酸素濃度の少なくとも一方が要救助者条件を満たした場合に、要救助者であることを示す赤色の光を発する。溺れかけている者は水を飲んで声を出すことができないことが多いが、ウェアラブル端末１０が発光するので、監視員やライフセーバ等が、要救助者である遊泳者５０の存在に比較的早期に気づくことが期待される。加えて、監視員等に限らず、遊泳者５０の周辺にいる他の遊泳者も、遊泳者５０が要救助者であることを認識することができる。

ウェアラブル端末１０は、パルスオキシメータ１２により計測された脈拍数及び血中酸素濃度の少なくとも一方が所定条件を満たした場合に、要救助者であることを示す赤色の光を発する。このため、例えば遊泳者５０が意図して潜水している場合等、溺れている状態と誤認識されやすい状況では、上記赤色の光は発せられない一方で、遊泳者５０が溺れかけている場合は上記赤色の光が発せられる。従って、当該支援システム１によれば、要救助者の誤認識を抑制することができる。

画像処理装置３０は、撮像装置２０により撮像された画像に基づいて、要救助者であることを示す赤色の光を発する光源（即ち、発光部１３）の検出を試みる。そして、画像処理装置３０は、赤色の光を発する光源が検出された場合に回転灯３３を点灯する。仮に監視員等が、要救助者であることを示す赤色の光を発するウェアラブル端末１０（即ち、要救助者である遊泳者５０）に気付かない場合であっても、回転灯３３が点灯することによって、監視員等に要救助者の存在を報知することができる。この結果、監視員等が、要救助者である遊泳者５０を比較的早期に発見することが期待できる。つまり、画像処理装置３０は、監視員の役割を補助することができる。

撮像装置２０は、水域の少なくとも一部を含む所定領域を俯瞰するように設置される。このように構成すれば、水中から発せられる光が撮像装置２０により撮像される可能性を向上させることができる。このため、当該支援システム１によれば、ウェアラブル端末１０が水中にある場合であっても、撮像装置２０により撮像された画像に基づいて、要救助者であることを示す赤色の光を発する発光部１３を検出することができる。

＜変形例＞
（１）支援システム１は、撮像装置２０を複数台備えていてよい。この場合、回転灯３３及び３４は、各撮像装置２０の近傍に配置されることが望ましい。加えて、ＣＰＵ３１は、要救助者であることを示す赤色の光を発する発光部１３を撮像した撮像装置２０の近傍に配置された回転灯３３を点灯するように構成されることが望ましい。このように構成すれば、例えば監視員等が要救助者の存在範囲を絞り込むことができ、実用上非常に有利である。

（２）ウェアラブル端末１０は、例えば水中メガネ型であってもよい。この場合、ウェアラブル端末１０は、例えば浅側頭動脈等を利用して、遊泳者５０の脈拍数等を取得すればよい。

（３）支援システム１は、海水浴場やプールに限らず、入浴施設（公衆浴場、家庭用の風呂等）にも適用可能である。浴槽での溺死は、血管拡張に起因する血圧低下により脳が酸欠状態になることが原因であると言われている。このため、ウェアラブル端末１０のパルスオキシメータ１２により計測された脈拍数及び血中酸素濃度の少なくとも一方に基づいて、要救助者であることを示す赤色の光が発せられれば、入浴者の溺死につながる状態を比較的早期に発見することができる。

本発明は、上述した実施形態に限られるものではなく、特許請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨或いは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う支援システムもまた本発明の技術的範囲に含まれるものである。

１…支援装置、１０…ウェアラブル端末、１１、３１…ＣＰＵ、１２…パルスオキシメータ、１３…発光部、２０…撮像装置、３０…画像処理装置、３２…通信部、３３、３４…回転灯、５０…遊泳者

Claims (5)

1. 水域で使用可能なウェアラブル端末と、
   前記水域の少なくとも一部を含む所定領域を俯瞰するように設置された撮像装置と、
   前記撮像装置により撮像された画像を処理する画像処理装置と、
   を備え、
   前記ウェアラブル端末は、
   発光部と、
   装着者の生体情報を示す信号を出力する計測手段と、
   前記出力された信号が第１の条件を満たしたことを条件に、要救助者であることを示す第１の色の光を発するように前記発光部を制御する制御手段と、
   を有し、
   前記画像処理装置は、
   前記撮像された画像に基づいて、前記第１の色の光を発する発光部の検出を試みる検出手段と、
   前記第１の色の光を発する発光部が検出されたことを条件に、警報を発する報知手段と、
   を有する
   ことを特徴とする支援システム。
2. 前記制御手段は、
   前記出力された信号が第２の条件を満たしたことを条件に、正常であることを示す第２の色の光を発するように前記発光部を制御し、
   前記出力された信号が第３の条件を満たしたことを条件に、前記生体情報の計測結果が不適切であることを示す第３の色の光を発するように前記発光部を制御する
   ことを特徴とする請求項１に記載の支援システム。
3. 前記報知手段は、前記警報として、第１の回転灯を点灯することを特徴とする請求項１又は２に記載の支援システム。
4. 前記報知手段は、前記第１の色の光を発する発光部が検出されなかったことを条件に、第２の回転灯を点灯することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の支援システム。
5. 前記撮像装置と前記画像処理装置とは、その一部が地上に現れない態様で配設された、ＰｏＥによる電力供給が可能な通信ケーブルにより接続されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の支援システム。

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