JP2684750B2 - 意識検出システム - Google Patents
意識検出システムInfo
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- JP2684750B2 JP2684750B2 JP1047120A JP4712089A JP2684750B2 JP 2684750 B2 JP2684750 B2 JP 2684750B2 JP 1047120 A JP1047120 A JP 1047120A JP 4712089 A JP4712089 A JP 4712089A JP 2684750 B2 JP2684750 B2 JP 2684750B2
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Links
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- 210000003205 muscle Anatomy 0.000 claims description 12
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- 206010042772 syncope Diseases 0.000 description 13
- RZVHIXYEVGDQDX-UHFFFAOYSA-N 9,10-anthraquinone Chemical compound C1=CC=C2C(=O)C3=CC=CC=C3C(=O)C2=C1 RZVHIXYEVGDQDX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
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Landscapes
- Measurement And Recording Of Electrical Phenomena And Electrical Characteristics Of The Living Body (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 A.発明の目的 （１） 産業上の利用分野 本発明は、過大な加速度を受ける航空機等の搭乗者の
意識を検出し、その失神による事故を防止するためのシ
ステムに関する。
意識を検出し、その失神による事故を防止するためのシ
ステムに関する。
（２） 従来の技術 戦闘機等の高速度高運動能力を有する航空機が急激な
マヌーバを行うと搭乗者に過大な加速度Ｇが作用する。
特に、航空機が急激な引き起こしや急旋回を行うと搭乗
者に上半身から下半身に向かう方向の大きな加速度Ｇが
作用し、搭乗者の上半身の血液が下半身に集中して脳貧
血等の障害が発生し、遂には失神に至る場合がある。
マヌーバを行うと搭乗者に過大な加速度Ｇが作用する。
特に、航空機が急激な引き起こしや急旋回を行うと搭乗
者に上半身から下半身に向かう方向の大きな加速度Ｇが
作用し、搭乗者の上半身の血液が下半身に集中して脳貧
血等の障害が発生し、遂には失神に至る場合がある。
このような不都合を防ぐために、従来より戦闘機等の
搭乗者は所謂Ｇスーツと呼ばれる加速度防護服を費用し
ている。この加速度防護服は搭乗者の腹部や大腿部に当
る部分にゴム製の膨脹嚢を備えており、大きな下向き加
速度Ｇが作用した時に前記膨脹嚢に高圧空気を供給し、
搭乗者の下半身を圧迫して血液の下半身への集中を防止
することにより加速度耐性を増加させている。
搭乗者は所謂Ｇスーツと呼ばれる加速度防護服を費用し
ている。この加速度防護服は搭乗者の腹部や大腿部に当
る部分にゴム製の膨脹嚢を備えており、大きな下向き加
速度Ｇが作用した時に前記膨脹嚢に高圧空気を供給し、
搭乗者の下半身を圧迫して血液の下半身への集中を防止
することにより加速度耐性を増加させている。
（３） 発明が解決しようとする課題 しかしながら、上記加速度防護服を着用しても搭乗者
の失神を完全に防止することは困難であり、万一搭乗者
が失神すると航空機はノーコントロール状態となり、場
合によっては墜落事故が発生する可能性がある。
の失神を完全に防止することは困難であり、万一搭乗者
が失神すると航空機はノーコントロール状態となり、場
合によっては墜落事故が発生する可能性がある。
本発明は、前述の事情に鑑みてなされたもので、過大
な下向き加速度Ｇによる航空機等の搭乗者の失神を防止
するための意識検出システムを提供することを課題とす
る。
な下向き加速度Ｇによる航空機等の搭乗者の失神を防止
するための意識検出システムを提供することを課題とす
る。
B.発明の構成 （１） 課題を解決するための手段 前記課題を解決するために、本発明の意識検出システ
ムは、搭乗者の筋肉を流れる微弱電流の波形から筋肉の
弛緩状態を検出して筋肉弛緩信号を出力する筋肉弛緩判
定手段と、搭乗者に作用する下向き加速度Ｇの大きさが
所定値を越えると加速度超過信号を出力する加速度判定
手段と、前記加速度超過信号および筋肉弛緩信号が共に
出力された時に無意識状態検出信号を出力する意識判定
回路とを備えてなることを特徴とする。
ムは、搭乗者の筋肉を流れる微弱電流の波形から筋肉の
弛緩状態を検出して筋肉弛緩信号を出力する筋肉弛緩判
定手段と、搭乗者に作用する下向き加速度Ｇの大きさが
所定値を越えると加速度超過信号を出力する加速度判定
手段と、前記加速度超過信号および筋肉弛緩信号が共に
出力された時に無意識状態検出信号を出力する意識判定
回路とを備えてなることを特徴とする。
（２） 作用 前述の構成を備えた本発明によれば、過大な下向き加
速度Ｇの作用によって搭乗者が失神すると筋肉を流れる
微弱電流の波形が平坦になり、これを検出した筋肉弛緩
判定手段が筋肉弛緩信号を出力する。このとき、搭乗者
に作用する下向き加速度Ｇの大きさは所定値を越えてい
るため、加速度判定手段は加速度超過信号を出力する。
このようにして、加速度判定手段が加速度超過信号を出
力し、かつ筋肉弛緩判定手段が筋肉弛緩信号を出力する
と、意識判定回路によって無意識状態検出信号が出力さ
れ、これにより、搭乗者の失神による事故等を防止する
ための安全手段を作動させることが可能となる。また、
搭乗者がリラックスした状態にあるときにも筋肉弛緩信
号が出力される場合があるが、このときには加速度超過
信号が出力されないため、不必要な無意識状態検出信号
が出力されることがない。
速度Ｇの作用によって搭乗者が失神すると筋肉を流れる
微弱電流の波形が平坦になり、これを検出した筋肉弛緩
判定手段が筋肉弛緩信号を出力する。このとき、搭乗者
に作用する下向き加速度Ｇの大きさは所定値を越えてい
るため、加速度判定手段は加速度超過信号を出力する。
このようにして、加速度判定手段が加速度超過信号を出
力し、かつ筋肉弛緩判定手段が筋肉弛緩信号を出力する
と、意識判定回路によって無意識状態検出信号が出力さ
れ、これにより、搭乗者の失神による事故等を防止する
ための安全手段を作動させることが可能となる。また、
搭乗者がリラックスした状態にあるときにも筋肉弛緩信
号が出力される場合があるが、このときには加速度超過
信号が出力されないため、不必要な無意識状態検出信号
が出力されることがない。
（３） 実施例 以下、図面に基づいて本発明による意識検出システム
の一実施例を説明する。
の一実施例を説明する。
第１図において、航空機の搭乗者であるパイロットＭ
により操作される操縦桿Ｃの変位量は、セット１によっ
て操舵指令信号α１として検出され、フライトコントロ
ールコンピュータ2aに入力される。一方、機体センサ３
によって検出される航空機の姿勢、速度等の各種の状態
検出信号βも前記フライトコントロールコンピュータ2a
に入力され、ここで前記操舵指令信号α１と状態検出信
号βから舵翼Ｓの最適の操舵角と操舵速度を決定する操
翼駆動信号γ１が演算される。演算された舵翼駆動信号
γ１は舵翼駆動部材４に入力されて二次アクチュエータ
P0を変位させ、この二次アクチュエータP0の変位に伴っ
てパワーアクチュエータＰが作動する。これにより、舵
翼Ｓが所定の操舵角及び操舵速度で駆動されて航空機の
操縦が行われる。
により操作される操縦桿Ｃの変位量は、セット１によっ
て操舵指令信号α１として検出され、フライトコントロ
ールコンピュータ2aに入力される。一方、機体センサ３
によって検出される航空機の姿勢、速度等の各種の状態
検出信号βも前記フライトコントロールコンピュータ2a
に入力され、ここで前記操舵指令信号α１と状態検出信
号βから舵翼Ｓの最適の操舵角と操舵速度を決定する操
翼駆動信号γ１が演算される。演算された舵翼駆動信号
γ１は舵翼駆動部材４に入力されて二次アクチュエータ
P0を変位させ、この二次アクチュエータP0の変位に伴っ
てパワーアクチュエータＰが作動する。これにより、舵
翼Ｓが所定の操舵角及び操舵速度で駆動されて航空機の
操縦が行われる。
この航空機にはオートパイロット５が設けられてお
り、モード設定器６によって所定のオートパイロットモ
ードが選択されると切換スイッチ７がオートパイロット
５側に切り換わる。そして、オートパイロット５の出力
する操舵指令信号α２は前記機体センサ３から入力され
る状態検出信号βと共にフライトコントロールコンピュ
ータ2bに入力され、ここで演算された舵翼駆動信号γ２
に基づいて舵翼Ｓが駆動される。
り、モード設定器６によって所定のオートパイロットモ
ードが選択されると切換スイッチ７がオートパイロット
５側に切り換わる。そして、オートパイロット５の出力
する操舵指令信号α２は前記機体センサ３から入力され
る状態検出信号βと共にフライトコントロールコンピュ
ータ2bに入力され、ここで演算された舵翼駆動信号γ２
に基づいて舵翼Ｓが駆動される。
また、この航空機には引き起こしや旋回の際に作用す
る下向き加速度Ｇの大きさを検出する加速度計８が装着
されており、その出力信号はアンプ９で増幅されて加速
度判定手段10に入力される。この加速度判定手段10では
パイロットＭが失神する可能性のある下向き加速度Ｇの
基準値（例えば3G）と前記加速度計８の検出した下向き
加速度Ｇが比較され、検出値が基準値を越えた場合に加
速度超過信号δ（＝１）を出力する。
る下向き加速度Ｇの大きさを検出する加速度計８が装着
されており、その出力信号はアンプ９で増幅されて加速
度判定手段10に入力される。この加速度判定手段10では
パイロットＭが失神する可能性のある下向き加速度Ｇの
基準値（例えば3G）と前記加速度計８の検出した下向き
加速度Ｇが比較され、検出値が基準値を越えた場合に加
速度超過信号δ（＝１）を出力する。
一方、パイロットＭの上腕部には筋肉に流れる微弱な
電流の波形（筋電図）をピックアップする２個の電極11
a,11bが取付けられており、検出された電流はアンプ12
で増幅されて筋肉弛緩判定手段13に入力される。通常、
筋肉が働いて収縮した状態における筋電図は、第2A図に
示すように筋肉の緊縮に応じた大きな変化を持つ波形を
出力するが、失神状態やリラックスした状態において
は、第2B図に示すような平坦な波形が現われる。これに
より、筋肉弛緩判定手段13は筋電図の波形をモニター
し、その波形が平坦な弛緩状態になったとき筋肉弛緩信
号ε（＝１）を出力する。
電流の波形（筋電図）をピックアップする２個の電極11
a,11bが取付けられており、検出された電流はアンプ12
で増幅されて筋肉弛緩判定手段13に入力される。通常、
筋肉が働いて収縮した状態における筋電図は、第2A図に
示すように筋肉の緊縮に応じた大きな変化を持つ波形を
出力するが、失神状態やリラックスした状態において
は、第2B図に示すような平坦な波形が現われる。これに
より、筋肉弛緩判定手段13は筋電図の波形をモニター
し、その波形が平坦な弛緩状態になったとき筋肉弛緩信
号ε（＝１）を出力する。
前記加速度超過信号δ（＝１）と筋肉弛緩信号ε（＝
１）は意識判定回路としてのAND回路14に入力され、両
信号δ、εが共に入力されたときにAND回路14は無意識
状態検出信号ζ（＝１）を前記オートパイロット５に入
力する。
１）は意識判定回路としてのAND回路14に入力され、両
信号δ、εが共に入力されたときにAND回路14は無意識
状態検出信号ζ（＝１）を前記オートパイロット５に入
力する。
次に、前述の構成を備えた本発明の実施例の作用につ
いて説明する。
いて説明する。
パイロットＭの操縦による通常の飛行時には、操縦桿
Ｃの変位量を検出したセンサ１が出力する操縦指令信号
α１と機体センサ３が出力する状態検出信号βがフライ
トコントロールコンピュータ2aに入力され、このフライ
トコントロールコンピュータ2aが出力する舵翼駆動信号
γ１によって舵翼Ｓが所定の操舵角及び操舵速度で駆動
されて航空機の操縦が行われる。
Ｃの変位量を検出したセンサ１が出力する操縦指令信号
α１と機体センサ３が出力する状態検出信号βがフライ
トコントロールコンピュータ2aに入力され、このフライ
トコントロールコンピュータ2aが出力する舵翼駆動信号
γ１によって舵翼Ｓが所定の操舵角及び操舵速度で駆動
されて航空機の操縦が行われる。
航空機の急激なマヌーバによる下向き加速度Ｇは加速
度計８によって検出され、その下向き加速度Ｇの大きさ
が基準値を越えると加速度判定手段10がAND回路14に加
速度超過信号δ（＝１）を出力する。一方、前記下向き
加速度Ｇによって搭乗者Ｍが失神すると、筋肉が弛緩す
ることにより筋肉弛緩判定手段13が筋肉弛緩信号ε（＝
１）をAND回路14に出力する。そして、AND回路14は加速
度超過信号δ（＝１）と筋肉弛緩信号ε（＝１）の両者
が入力した時に無意識状態検出信号ζ（＝１）をオート
パイロット５に出力する。このとき所定のオートパイロ
ットモード（たとえば、所定の高度で水平飛行を行うモ
ード）が選択されるとともに、手動操縦が自動操縦に切
り換えられる。これにより、航空機は自動的に安定した
姿勢に復帰し、下向き加速度Ｇが減少して搭乗者Ｍが失
神から回復するまで飛行を継続することができる。
度計８によって検出され、その下向き加速度Ｇの大きさ
が基準値を越えると加速度判定手段10がAND回路14に加
速度超過信号δ（＝１）を出力する。一方、前記下向き
加速度Ｇによって搭乗者Ｍが失神すると、筋肉が弛緩す
ることにより筋肉弛緩判定手段13が筋肉弛緩信号ε（＝
１）をAND回路14に出力する。そして、AND回路14は加速
度超過信号δ（＝１）と筋肉弛緩信号ε（＝１）の両者
が入力した時に無意識状態検出信号ζ（＝１）をオート
パイロット５に出力する。このとき所定のオートパイロ
ットモード（たとえば、所定の高度で水平飛行を行うモ
ード）が選択されるとともに、手動操縦が自動操縦に切
り換えられる。これにより、航空機は自動的に安定した
姿勢に復帰し、下向き加速度Ｇが減少して搭乗者Ｍが失
神から回復するまで飛行を継続することができる。
ところで、搭乗者Ｍがリラックスした状態にあると
き、その筋肉が弛緩して筋肉弛緩判定手段13が筋肉弛緩
信号εをAND回路14に出力する場合がある。しかしなが
ら、この場合には加速度判定手段10が加速度超過信号δ
（＝１）を出力していないので、AND回路14は無意識状
態検出信号ζ（＝１）を出力せず、オートパイロット５
が不要な作動をする事態は発生しない。
き、その筋肉が弛緩して筋肉弛緩判定手段13が筋肉弛緩
信号εをAND回路14に出力する場合がある。しかしなが
ら、この場合には加速度判定手段10が加速度超過信号δ
（＝１）を出力していないので、AND回路14は無意識状
態検出信号ζ（＝１）を出力せず、オートパイロット５
が不要な作動をする事態は発生しない。
以上、本発明の実施例を詳述したが、本発明は、前記
実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記
載された本発明を逸脱することなく、種々の小設計変更
を行うことが可能である。
実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記
載された本発明を逸脱することなく、種々の小設計変更
を行うことが可能である。
例えば、パイロットＭの筋肉に流れる微弱な電流をピ
ックアップする電極11a,11bの取り付け位置は上腕部に
限らず、身体の他の部分であってもよい。また上記電極
11a,11bをパイロットＭの衣服、ヘルメット、マスク等
に装着し、これらを着用することにより自動的に検出を
開始できるようにしてもよい。さらに、パイロットＭの
失神が検知された場合に、マスク内への気付薬の注入や
電気的刺激等によってパイロットＭの意識を回復させる
手段を設けることが可能であり、また、前記意識を回復
させる手段と前記実施例のオートパイロットを用いた自
動操縦への切換え手段とを併用すれば、その効果を一層
確実なものにすることが可能となる。
ックアップする電極11a,11bの取り付け位置は上腕部に
限らず、身体の他の部分であってもよい。また上記電極
11a,11bをパイロットＭの衣服、ヘルメット、マスク等
に装着し、これらを着用することにより自動的に検出を
開始できるようにしてもよい。さらに、パイロットＭの
失神が検知された場合に、マスク内への気付薬の注入や
電気的刺激等によってパイロットＭの意識を回復させる
手段を設けることが可能であり、また、前記意識を回復
させる手段と前記実施例のオートパイロットを用いた自
動操縦への切換え手段とを併用すれば、その効果を一層
確実なものにすることが可能となる。
さらに、加速度が検出されてから１〜２秒の時間遅れ
て、パイロットが失神する場合もあることに対応するた
めに加速度判定手段10の出力は、加速度Ｇを検出してか
らある時間出力δ＝１を保持するようにしてもよい。
て、パイロットが失神する場合もあることに対応するた
めに加速度判定手段10の出力は、加速度Ｇを検出してか
らある時間出力δ＝１を保持するようにしてもよい。
C.発明の効果 前述の本発明の意識検出システムによれば、搭乗者の
筋肉を流れる微弱電流の波形をモニタすることにより搭
乗者の失神が検知されるので、安全手段を作動させる等
の措置を講じて事故を未然に防止することが可能とな
る。また、搭乗者の失神を検知する際に、搭乗者に作用
する下向き加速度Ｇの大きさが所定値を越えているか否
かを検出し、過大な下向き加速度Ｇの作用中に筋肉が弛
緩した場合にのみ搭乗者が失神状態にあるとの判断が下
されるので、搭乗者がリラックス状態にあるために筋肉
が弛緩した場合に誤信号が発せられる惧れがない。
筋肉を流れる微弱電流の波形をモニタすることにより搭
乗者の失神が検知されるので、安全手段を作動させる等
の措置を講じて事故を未然に防止することが可能とな
る。また、搭乗者の失神を検知する際に、搭乗者に作用
する下向き加速度Ｇの大きさが所定値を越えているか否
かを検出し、過大な下向き加速度Ｇの作用中に筋肉が弛
緩した場合にのみ搭乗者が失神状態にあるとの判断が下
されるので、搭乗者がリラックス状態にあるために筋肉
が弛緩した場合に誤信号が発せられる惧れがない。
第１図は本発明の一実施例による意識検出システムの説
明図、第2A図および第2B図は筋電図の波形を示すグラフ
である。 Ｍ……パイロット（搭乗員）、10……加速度判定手段、
13……筋肉弛緩判定手段、14……意識判定回路（AND回
路）、δ……加速度超過信号、ε……筋肉弛緩信号、ζ
……無意識状態検出信号
明図、第2A図および第2B図は筋電図の波形を示すグラフ
である。 Ｍ……パイロット（搭乗員）、10……加速度判定手段、
13……筋肉弛緩判定手段、14……意識判定回路（AND回
路）、δ……加速度超過信号、ε……筋肉弛緩信号、ζ
……無意識状態検出信号
Claims (1)
- 【請求項１】搭乗者の筋肉を流れる微弱電流の波形から
筋肉の弛緩状態を検出して筋肉弛緩信号を出力する筋肉
弛緩判定手段と、搭乗者に作用する下向き加速度Ｇの大
きさが所定値を越えると加速度超過信号を出力する加速
度判定手段と、前記加速度超過信号および筋肉弛緩信号
が共に出力された時に無意識状態検出信号を出力する意
識判定回路とを備えてなる意識検出システム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1047120A JP2684750B2 (ja) | 1989-02-28 | 1989-02-28 | 意識検出システム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1047120A JP2684750B2 (ja) | 1989-02-28 | 1989-02-28 | 意識検出システム |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02227399A JPH02227399A (ja) | 1990-09-10 |
| JP2684750B2 true JP2684750B2 (ja) | 1997-12-03 |
Family
ID=12766300
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1047120A Expired - Lifetime JP2684750B2 (ja) | 1989-02-28 | 1989-02-28 | 意識検出システム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2684750B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6450943B1 (en) * | 2000-01-18 | 2002-09-17 | Litton Systems, Inc. | Apparatus for and method of combating the gravity push-pull effect experienced by an airman wearing a flight suit |
-
1989
- 1989-02-28 JP JP1047120A patent/JP2684750B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02227399A (ja) | 1990-09-10 |
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