JP3412085B2 - 墜落検知方法及び墜落検知装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は例えば高所にて作
業する作業者の墜落を検知し、その検知信号により作業
者を保護する、例えばエアバック或いは防護ネット等を
作動させて作業者の安全を確保すること等に用いられる
墜落検知方法及びこの墜落検知方法を用いた墜落検知装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図１３及び図１５を用いて従来の技術を
説明する。図１３は加速度を検出して墜落を検出する形
式の墜落検知装置の概略の構成を示す。従来の墜落検知
装置は保護すべき被保護体（例えば作業者）の加速度に
対応した加速度信号を出力する加速度検出手段１と、こ
の加速度検出手段１が出力する加速度検出信号が所定値
以下に低下したことを検出する加速度判定手段２と、こ
の加速度判定手段２に設定値を与える設定器３と、加速
度判定手段２が被保護体の加速度が所定値以下に低下し
たことを検知し、検知信号を出力している時間を計数す
る時間計数手段４と、時間計数手段４で計数する時間が
所定の時間継続したか否かを判定する継続時間判定手段
５と、この継続時間判定手段５に継続時間の設定値を与
える設定器６とによって構成される。

【０００３】図１３に示した墜落検知装置は被保護体に
装着され、被保護体の動きに応じて加速度検出手段１は
加速度信号を出力する。加速度検出手段１は静止時は図
１４に示すように重力加速度＋１Ｇを出力しており、被
保護体の上下動に対応して＋１Ｇを中心に正方向と負方
向の加速度信号を出力する姿勢に取付けられる。従って
被保護体が高所作業中に誤まって落下したとすると、落
下の開始時点Ｔo の直後に＋１Ｇから０Ｇに変化する加
速度信号を出力し、落下中は０Ｇを出力し続ける。

【０００４】従って、加速度判定手段２は落下の開始時
から設定器３に設定した設定加速度（例えば0.８Ｇ）よ
り加速度値が低下したことを検知して、例えばＨ論理の
検知信号を出力する。時間計数手段４は加速度判定手段
２がＨ論理の出力信号を発信すると、その発信開始から
の時間を計数する。この計数動作は加速度判定手段２の
検出出力がＬ論理に戻るとゼロにリセットされる。継続
時間判定手段５は時間計数手段４で計数する時間が設定
器６に設定した時間（例えば0.４秒程度）より長く継続
したことを検出して墜落検知信号を発信する。

【０００５】図１５は被保護体の落下速度が所定値以上
に達したことを検知して墜落と判定する形式の墜落検知
装置の構成を示す。被保護体の落下速度を検出するには
図１５に示した加速度検出手段７Ａから出力される加速
度信号を積分器７Ｃで１度積分することにより得ること
ができる。従って図１５に示す速度検出手段７は加速度
検出手段７Ａと、バイアス除去手段７Ｂと、積分器７Ｃ
とによって構成することができる。バイアス除去手段７
Ｂは加速度検出手段７Ａから静止時に出力される＋１Ｇ
（図１６Ａ参照）を除去するために設けられ、−１Ｇを
電気的に加算する回路で構成される。従ってバイアス除
去手段７Ｂの出力は図１６Ｂに示すように落下中は−１
Ｇを出力する。速度検出手段７で得られた速度信号を速
度判定手段９で設定器に設定した設定値Ｖo と比較し、
落下速度が設定値Ｖo より速くなると速度判定手段９は
検出信号（図１６Ｄ）を出力する。

【０００６】速度判定手段９が出力する検出信号を時間
計数手段４で計数し、この計数時間が設定器６に設定し
た設定時間以上継続すると、継続時間判定手段５は墜落
検知信号を発信する。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上述したように、従来
は加速度信号が所定値（0.８Ｇ）以下に低下した状態、
或いは落下速度が設定速度Ｖo より速くなった状態を検
出して墜落と判定しているから、作業者が例えばジャン
プ或いはわずかな落差を飛び降りたような上下運動をし
た場合にも加速度または落下速度が所定の条件を満せば
墜落検知信号を発信してしまう不都合が生じる。

【０００８】この発明の目的はこのような誤動作の発生
を防止し、信頼性の高い墜落検知方法と、この墜落検知
方法を用いた墜落検知装置を提案するものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】この発明の請求項１では
保護すべき被保護体の加速度を検知し、この加速度が所
定値以下に低下したことを検知し、この加速度の低下現
象が所定時間以上継続した時点で墜落と判定する墜落検
知方法において、被保護体の位置が上向き及び下向きに
移動していることを判別して検知することができる位置
検出手段と、この位置検出手段の検知出力を積算した位
置が初期位置より下側に移動している状態を検出する位
置判定手段とを設け、この位置判定手段の検知出力と、
加速度が所定値以下に低下した状態を検知した出力とが
同時に所定時間以上継続して存在することにより墜落と
判定する墜落検知方法を提案するものである。

【００１０】この発明の請求項１で提案した墜落検知方
法によれば、被保護体の位置が初期位置より下側に移動
したことが墜落検知の条件に加えられるから、例えばジ
ャンプしたような場合には被保護体の位置は初期位置よ
り下側に移動しない。従ってジャンプ動作を墜落と判定
するような誤まった判定結果を出力することはない。こ
の結果信頼性の高い墜落検知装置を提供することができ
る。

【００１１】この発明の請求項２では保護すべき被保護
体の落下速度を検知し、この落下速度が所定値以上に達
した状態が所定時間継続した時点で墜落と判定する墜落
検知方法において、被保護体が上向き及び下向きに移動
していることを区別して検知することができる位置検出
手段と、この位置検出手段の検出位置が初期位置より下
側に移動したことを検出する位置判定手段とを設け、こ
の位置判定手段の検知出力と、落下速度が所定値以上に
達した状態を検知した出力とが同時に存在することによ
り墜落と判定する墜落検知方法を提案するものである。

【００１２】この発明の請求項２で提案した墜落検知方
法によっても、被保護体の位置が初期位置より下側に移
動しないと墜落と判定しないから、仮にジャンプの降下
中に落下速度が設定値以上に達したとしても墜落と判定
するような誤まった判定を下すおそれは全くない。従っ
て落下速度検出信号を利用した形式の墜落検知装置でも
信頼性の向上を達することができる利点が得られる。

【００１３】この発明の請求項３では請求項１で提案し
た墜落検知方法において、位置検出手段に加えて落下速
度検知手段を設け、加速度が所定値以下の状態であるこ
とと、被保護体の位置が初期位置より下側に移動してい
ることと、落下速度が所定値以上であることの条件が全
て成立することにより墜落と判定する墜落検知方法を提
案するものである。

【００１４】この請求項３で提案した墜落検知方法によ
れば位置検出信号により被保護体の位置が初期位置より
下側に移動した条件と、加速度が所定値より低下した条
件に加えて、落下速度が設定値より速くなったことの条
件を付加したから、その判定の信頼性を更に向上させる
ことができる利点が得られる。この発明の請求項４では
保護すべき被保護体の落下速度を検知し、この落下速度
が所定値以上に達した状態が所定時間継続した時点で墜
落と判定する墜落検知方法において、被保護体が落下す
る際に、初速が与えられた場合には、その初速に反比例
させて継続時間を設定変更させる構成とした墜落検知方
法を提案するものである。

【００１５】この請求項４で提案した墜落検知方法によ
れば、例えば屈伸運動のように上下運動している最中、
或いは飛び上がった後に落下したとしても、初速に反比
例して継続時間が変更されるから、初速の付加によって
短時間に地上に到達したとしても、その到達前に墜落を
検知し、被保護者を保護することができる利点が得られ
る。

【００１６】この発明の請求項５では保護すべき被保護
体の加速度を検知する加速度検出手段と、この加速度検
出手段の検出出力値が所定値以下に低下したことを検出
して出力信号を発生する加速度判定手段と、この加速度
判定手段が出力信号を出力している時間を計測する時間
計数手段と、この時間計数手段の計測値が所定時間以上
に達したことを検出して墜落検知信号を発信する継続時
間判定手段とを具備して構成される墜落検知装置におい
て、加速度検出手段に加えて位置検出手段と、この位置
検出手段が検出する位置情報が初期位置より下側に移動
していることを検知して出力信号を発生する位置判定手
段と、加速度判定手段と位置判定手段とが共に出力信号
を出力していることを検出する論理積手段とを付設し、
この論理積手段の出力が所定時間以上継続して出力され
ていることを継続時間判定手段により検出して墜落検知
信号を発信する構成とした墜落検知装置を提案する。

【００１７】この発明の請求項５で提案した墜落検知装
置によれば請求項１で提案した墜落検知方法と同様に、
加速度が設定値より低下した条件に被保護体の位置が初
期位置より下側に移動したことを検出する条件を加えた
からジャンプのような上下動作に対して誤まった判定を
下すおそれはない。従って信頼性の高い墜落検知装置を
提供することができる。

【００１８】この発明の請求項６では保護すべき被保護
体の落下速度を検知する速度検出手段と、この速度検出
手段の検出出力値が所定値以上に達したことを検出して
出力信号を発生する速度判定手段と、この速度判定手段
が出力信号を発生している時間を計測する時間計数手段
と、この時間計数手段の計測値が所定時間以上に達した
ことを検出して墜落検知信号を発信する墜落判定手段と
を具備して構成される墜落検知装置において、速度検出
手段に加えて位置検出手段と、この位置検出手段が検出
する位置情報が初期位置より下側に移動していることを
検知して出力信号を発生する位置判定手段と、速度判定
手段と位置判定手段とが共に出力信号を発生しているこ
とを検出する論理積手段とを付設し、この論理積手段の
出力が所定時間以上継続して出力されていることを継続
時間判定手段により検出して墜落検知信号を発信する構
成とした墜落検知装置を提案する。

【００１９】この請求項６で提案する墜落検知装置でも
被保護体の落下速度が規定値より速くなっても、被保護
体の位置が初期位置より下側に移動しなければ墜落と判
定しない。従ってこの場合も信頼性の高い墜落検知装置
を提供することができる。この発明の請求項７では加速
度検出手段と位置検出手段に加えて被保護体の落下速度
を計測する速度検出手段を設け、これら加速度検出手段
と位置検出手段及び速度検出手段の各検出信号が全て存
在することにより墜落と判定する墜落検出装置を提案す
る。

【００２０】この請求項７で提案する墜落検出装置によ
れば加速度の検出信号と、位置の検出信号に落下速度の
検出信号の存在も墜落の検出条件に加えるから、更に一
層信頼性の向上を達することができる。この発明の請求
項８では互に直交する３軸方向の加速度を検出する３軸
加速度検出手段と、この３軸加速度検出手段で検出した
加速度信号により加速度信号を取得し、加速度を第１積
分して落下速度信号を取得し、更に加速度を第２積分し
て落下位置信号を取得し、この落下位置信号により被保
護体の位置が初期位置より下側に移動したことを検知
し、この検知信号と、加速度信号と、落下速度信号の条
件が全て満たされたことを論理積手段により検出し、こ
の論理積手段の検出信号が所定時間継続したことを検出
して墜落検知信号を発信させる墜落検知装置を提案す
る。

【００２１】この請求項８で提案する墜落検知装置によ
れば３軸加速度検出手段を利用するから、被保護体が落
下中に姿勢が変化しても、３軸方向の全ての加速度のベ
クトル和を求めることにより、総合的に落下方向の加速
度信号を常に得ることができる。この結果、被保護体の
姿勢変化に関係なく確実に墜落事故を検出できる利点が
得られる。

【００２２】この発明の請求項９では、請求項４で提案
した墜落検知方法を用いた墜落検知装置を提案するもの
であり、その特徴とする構成は被保護体の落下の開始時
点の初速を計測する初速計測手段と、この初速計測手段
で計測した初速を速度に反比例した時間に変換する時間
演算手段を設け、初速に対応した継続時間を設定する構
成とした点である。

【００２３】この請求項９で提案した墜落検知装置によ
れば、請求項４と同様に被保護体に初速が与えられて
も、継続時間が初速に反比例した関係に変更されるか
ら、落下速度が速くて短時間に地上に到達したとして
も、それ以前に墜落を検知するから被保護体を安全に保
護することができる。

【００２４】

【発明の実施の形態】図１にこの発明の請求項１で提案
する墜落検知方法を利用した請求項５で提案する墜落検
知装置の実施例を示す。図１に示す加速度検出手段１と
加速度判定手段２，設定器３，時間計数手段４，継続時
間判定手段５，設定器６は図１３で説明した従来の墜落
検知装置に用いられたものと同様の構成と機能を具備し
ている。

【００２５】図１に示す構成で特徴とするところは位置
検出手段１１と、位置判定手段１２と、論理積手段１３
を設けた点である。位置検出手段１１はその一例として
は加速度検出手段１１Ａと、バイアス除去手段１１Ｂ
と、第１積分器１１Ｃ，第２積分器１１Ｄとによって構
成することができる。つまり、加速度を第１積分するこ
とにより速度信号を得ることができ、第２積分すると位
置信号を得ることができる。

【００２６】加速度検出手段１及び１１Ａは通常、つま
り静止状態では図２Ａに示すように＋１Ｇの重力加速度
信号を出力する。この＋１Ｇの重力加速度をバイアス除
去手段１１Ｂで除去するからバイアス除去手段１１Ｂの
出力は図２Ｂに示すように静止時は０Ｇを出力する。被
保護体が時点Ｔo で落下を始めたとすると、加速度検出
手段１及び１１Ａの出力は図２Ａに示すように落下開始
直後に＋１Ｇから急速に０Ｇに変化する。従って、バイ
アス除去手段１１Ｂの出力は図２Ｂに示すように０Ｇか
ら−１Ｇに変化するから、第１積分器１１Ｃは−１Ｇを
積分し、図２Ｃに示す負極性（下向きに移動しているこ
とを表す）の速度信号を出力する。第２積分器１１Ｄは
速度信号を更に積分するから図２Ｄに示す負極性の位置
信号を出力する。

【００２７】加速度判定手段２は加速度検出手段１の検
出出力が、例えば0.８Ｇより低下すると、図２Ｅに示す
Ｈ論理の判定信号を出力する。位置判定手段１２は位置
信号が設定値Ｆ（負極性の極く小さい値）を横切ると図
２Ｆに示すＨ論理の判定信号を出力する。これらの判定
信号が論理積手段１３に与えられるから、論理積手段１
３は位置判定手段１２がＨ論理の判定結果を出力するの
と同時に図２Ｇに示す論理判定信号を出力する。

【００２８】時間計数手段４は論理積手段１３がＨ論理
を出力するのと同時に時間の計数を開始する。この時間
の計数値が設定器６に設定した継続時間ＴＭ（例えば0.
４秒程度）に達すると、継続時間判定手段５は図２Ｈに
示す墜落検知信号を出力する。上述の説明は静止状態か
ら落下を始めた場合を説明したが、例えば図３に示すよ
うに上向きにジャンプした状態から落下した場合には加
速度検出手段１及び１１Ａの検出信号は図４ＡとＢに示
すように、一旦上向きの加速度信号を出力するが、時点
Ｔ３で初期位置を通過する際には位置信号は図４Ｄに示
すようにゼロ電圧を横切り、負極性の電圧を出力する。
この結果、位置判定手段１２は位置信号が予め設定した
極く小さい負の値を横切るとＨ論理の判定信号を出力す
る。

【００２９】従って、この場合も図４Ｇに示すように初
期位置を通過直後に論理積手段１３は論理判定信号を出
力し、この論理判定出力から継続時間ＴＭが経過すると
継続時間判定手段５は図４Ｈに示す墜落検知信号を出力
する。このように、この発明の請求項１で提案する墜落
検知方法によれば加速度検出手段１の検出信号に加えて
位置検出手段１１の検出信号を利用するから、この位置
検出信号を累積加算することにより上向に移動した移動
量と下向きに移動した移動量の総和を求めることができ
る。この結果、単にジャンプして元の位置に戻った場合
のように被保護体が初期位置に戻る動作に対しては、位
置信号の累積加算値は正極性の加算値と負極性の加算値
とが相殺されて０に戻るから位置判定手段１２は検出信
号を出力しない。

【００３０】これに対し、被保護体が初期位置から墜落
した場合には位置検出手段１１は初期位置から下向きに
移動していることを表す負極性の位置信号を出力する。
この負極性の位置信号を位置判定手段１２で累積加算す
るから、位置判定手段１２は被保護体が初期位置より下
側に移動していることを知ることができ、直ちに検出信
号を出力する。従って、この位置判定手段１２の判定結
果と、加速度判定手段２の比較結果が全て墜落の条件を
満たせば論理積手段１３がその状態を検出し、継続時間
判定手段５は墜落検知信号を出力することができる。

【００３１】なお、わずかな落差の段差を飛び降りたよ
うな場合には論理積手段１３は検出信号を出力するが、
その継続時間が設定器６に設定した例えば0.４秒に達し
なければ墜落検知信号を出力することはない。また、論
理積手段１３の検出信号が断続して出力された場合には
時間計数手段４の計数値は論理積手段１３の検出信号が
断になるごとにゼロにリセットされるから、論理積手段
１３の出力が0.４秒継続しない限り墜落検知信号を出力
することはない。また0.４秒の時間では約0.８メートル
程度の落下量となるから一般に0.４秒の落下が継続した
場合は墜落と判定してよい。

【００３２】図５は図１に示した実施例の変形実施例を
示す。この図５に示す実施例では加速度検出手段１の出
力側にローパスフィルタ１４を介挿した実施例を示す。
このように加速度検出手段１の出力側にローパスフィル
タ１４を介挿することにより、被保護体の動きに対応し
て加速度検出手段１から出力される周波数の高い信号成
分（ノイズも含む）を除去することができ、誤動作の発
生を抑制することができる利点が得られる。

【００３３】図６はこの発明の請求項２で提案した墜落
検知方法を採る墜落検知装置（請求項６に対応）の実施
例を示す。請求項２で提案する墜落検知方法は図１に示
した墜落検知装置において加速度検出手段１と加速度判
定手段２を、速度検出手段７と速度判定手段９に置き換
え、被保護体の落下速度が設定値を越えたことと、位置
情報が初期位置より下側に移動したことを墜落検出条件
としたものである。

【００３４】なお、速度検出手段７は図１でも説明した
ように加速度検出器の検出信号を第１積分することによ
り速度信号を得ることができる。よって図６に示す速度
検出手段７は加速度検出手段とバイアス除去手段及び１
台の積分器によって構成することができる。この墜落検
知方法を採った場合も、落下速度が設定値より速くなる
事に、位置判定手段１２の判定結果を墜落検出条件に加
えることから、単に落下速度が設定値に達しただけでは
墜落と判定することはない。従って、この図６に示す構
成の墜落検知装置によってもジャンプ或いはわずかな落
差を飛び降りたような動作に対して誤まった判定を下す
おそれはなく、信頼性の高い墜落検知装置を提供するこ
とができる。

【００３５】図７はこの発明の請求項３で提案した墜落
検知方法を利用した墜落検知装置（請求項７に対応）の
実施例を示す。請求項３で提案した墜落検知方法は加速
度検出手段１と位置検出手段１１に速度検出手段７を加
え、全ての検出信号の条件が揃った状態で墜落と判定す
る墜落検知方法を提案するものである。従って、論理積
手段１３には加速度判定手段２と位置判定手段１２の検
出信号の他に速度判定手段９の検出信号を入力し、これ
ら全ての検出信号が例えばＨ論理に反転した状態で論理
積手段１３にＨ論理を出力させ、このＨ論理信号により
時間計数手段４で時間計数させる構成とされる。

【００３６】従って、この請求項３で提案する墜落検知
方法及び請求項７で提案する墜落検知装置によれば加速
度と落下速度が所定の墜落を決める条件に揃うことと、
更に位置情報が初期位置より下側に移動している条件が
全て揃わないと墜落と判定しないから、被保護体が激し
く運動したり、或いはわずかな落差を飛び降りたり、ま
たはジャンプしても誤まった判定を下す率は益々低下
し、検出の信頼性を益々高めることができる利点が得ら
れる。

【００３７】図８は図６の具体的な実施例の一つを示
し、請求項８で提案した墜落検知装置の実施例を示す。
この実施例では３軸加速度検出手段１ＸＹＺを設けた実
施例を示す。３軸加速度検出手段１ＸＹＺは互に直交す
る向きの加速度を検出する３つの加速度検出手段１Ｘ，
１Ｙ，１Ｚとを具備して構成され、これら３個の加速度
検出手段１Ｘ，１Ｙ，１Ｚの検出信号をベクトル合成手
段１５に入力し、ベクトル合成手段１５で各加速度検出
手段１Ｘ，１Ｙ，１Ｚが出力する検出信号のベクトル和
を求める。従って、ベクトル合成手段１５からは加速度
検出手段１Ｘ，１Ｙ，１Ｚの向が如何なる向きに向いて
いても、その合成ベクトルは加速度の印加方向に合致し
て検出される。

【００３８】従って、ベクトル合成手段１５から出力さ
れるベクトル合成された加速度信号を加速度判定手段２
に入力し、設定器３に設定した加速度の設定値と比較す
ることにより、加速度が規定した値、例えば０．８Ｇ以
下に低下したことを検出することができる。更にベクト
ル合成された加速度信号をバイアス成分除去手段１６に
供給し、このバイアス成分除去手段１６で落下方向の成
分以外の成分を除去し、積分手段１７で第１積分を行
う。この第１積分により加速度信号は速度信号に変換さ
れる。よって、この速度信号を速度判定手段９に入力
し、設定器１０に設定した設定速度と比較し、落下速度
が設定値より速くなったか否かを判定させる。

【００３９】積分手段１７の積分出力を更に積分手段１
８で第２積分することにより積分手段１８から位置情報
を出力させることができる。この位置情報を位置判定手
段１２に入力し、この位置判定手段１２で位置情報を累
積加算することにより、被保護体が移動した軌跡の積算
値を求めることができ、積算された信号の極性により初
期位置から上側に位置しているか、または下側に位置し
ているかを判定することができる。

【００４０】これらの各加速度判定手段２と、速度判定
手段９と、位置判定手段１２の各判定結果を論理積手段
１３で論理積をとれば、全ての条件が揃ったか否かを判
定することができる。この請求項８で提案する墜落検知
装置は３軸加速度検出手段１ＸＹＺを用いて加速度のベ
クトル和を求めたから被保護体の姿勢が変化しても確実
に墜落を検出することができ、信頼性の高い墜落検知信
号を得ることができる。

【００４１】図９はこの発明の請求項４で提案する墜落
検知方法を採る墜落検知装置（請求項９に対応）の実施
例を示す。請求項４で提案する墜落検知方法は被保護体
の初速を計測し、この初速に対応して設定器６に設定す
る継続時間ＴＭを変更させる墜落検知方法を提案するも
のである。図９に示す実施例では速度検出手段７が出力
する速度信号を時間演算手段２１で時間値に変換し、こ
の時間値を演算値固定手段２２に取り込んで固定化し、
この固定化により初速を計測する構成とした場合を示
す。

【００４２】つまり、この実施例では時間演算手段２１
は一定の繰り返し周期で速度信号を連続的に時間値に変
換する動作を繰り返す。演算値固定手段２２は例えば位
置判定手段１２の判定出力信号がＨ論理に立上がるタイ
ミングで時間演算手段２１から演算結果を取り込む。こ
の結果、演算値固定手段２２には被保護体が初期位置か
ら落下を開始する際の初速に対応した時間値が取り込ま
れる。

【００４３】被保護体が落下を開始する形態としては図
２で説明した形態と、図３及び図４で説明した形態とが
ある。図２で説明した形態は初速がゼロから落下が開始
される。従って初速がゼロの場合に時間演算手段２１は
予め設定した最長時間、例えば墜落検知に許容される落
下距離を２ｍとすると、最長時間は約0.６４秒となる。

【００４４】位置判定手段１２は落下の開始とほぼ同時
にＨ論理の判定信号を出力するから演算値固定手段２２
には時間演算手段２１が算出した最長時間が取り込ま
れ、この最長時間が設定器６に設定される。従って、こ
の場合には論理積手段１３が論理積信号を出力してから
0.６４秒経過した時点で墜落検知信号が発信され、この
とき被保護体は初期位置から約２メートルの位置に存在
することになる。

【００４５】一方、図３に示したように被保護体が一旦
上向きに飛び上がってから落下を開始した場合には、図
４Ｃに示すように時点Ｔ３において初期位置を通過する
際には初速Ｖo が付加されて通過する。従って、初速Ｖ
o を持つ場合には設定器６に設定する時間が最長の0.６
４秒であったとすると、落下許容距離である２メートル
を越えて大きく落下してしまうことになる。

【００４６】このため、この実施例では時間演算手段２
１は速度検出手段７が出力する速度Ｖが上昇するに従っ
て算出する時間値を短くする方向に動作させる。具体的
には以下の如く設定することができる。初速Ｖo を持っ
て墜落する場合、自由落下式は Ｙ＝Ｖo ・ｔ＋（１／２）・ｇ・ｔ² ………………… （１） Ｙ：落下距離〔ｍ〕 Ｖo ：初速〔ｍ／ｓ〕 ｇ：重力加速度〔ｍ／ｓ² 〕 ｔ：経過時間〔ｓ〕 落下許容距離をＹs 〔ｍ〕とすると、時間演算手段２１
は時間ｔを ｔ＝（１／ｇ）｛√（Ｖo²＋２・ｇ・Ｙs ）−Ｖo ｝……… （２） を演算し、時間ｔを算出する。

【００４７】落下許容距離Ｙs をＹs ＝２〔ｍ〕，下向
きの初速Ｖo をＶo ＝1.５〔ｍ／ｓ〕とすると、時間ｔ
はｔ＝0.５０秒となり、この間の落下距離は1.９８
〔ｍ〕となり、落下許容距離Ｙs の範囲に入る。因み
に、初速Ｖo がＶo ＝1.５〔ｍ／ｓ〕の場合に、最長時
間として設定した0.６４秒を設定器６に設定したとする
と、落下距離は2.９７〔ｍ〕となり、落下許容範囲から
外れ墜落検知信号を発信する前の時点で地上に到達して
しまうおそれがある。

【００４８】なお、図９に示した実施例では加速度検出
手段１と、速度検出手段７と、位置検出手段１１とを設
けた実施例を示す。従って、この場合には論理積手段１
３は図１０に示すように加速度判定手段２の判定出力
と、速度判定手段９の判定出力と、位置判定手段１２の
全ての判定出力がＨ論理に立上がった状態で論理判定出
力をＨ論理に反転させる構成とした場合を示す。この場
合、位置判定手段１２の判定出力によって初速Ｖo の検
出タイミングがほぼ決定されるが、位置判定手段１２に
おける判定基準となる設定電圧−Ｖ_R （図１０Ｄ参照）
を極く小さい電圧値に設定することにより、初期位置の
通過タイミングと初速Ｖo の計測タイミングを限りなく
近づけることができる。

【００４９】図１１は図９に示した実施例の変形実施例
を示す。この図１１に示す実施例では論理積手段１３の
論理判定出力を演算値固定手段２２に入力し、論理積手
段１３の出力のタイミングで時間演算手段２１の演算結
果を取り込む構成とした場合を示す。この実施例の場合
も図９の実施例と同様の作用効果を得ることができる。

【００５０】図１２は図９に示した実施例の更に他の実
施例を示す。この実施例では時間演算手段２１と演算値
固定手段２２の間にフィルタ手段２３を介挿し、このフ
ィルタ手段２３によって時間演算手段２１が演算した時
間値が許容範囲外（例えば、0.６４秒以上の時間）に外
れた場合、その通過を阻止し、設定器６に許容される時
間0.６４秒以上の時間値が設定されることを阻止する構
成とした場合を示す。

【００５１】

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれば
加速度または落下速度が墜落の条件に達したことと、位
置情報が初期位置より下側に移動したこと及びその条件
が揃った状態が設定した時間以上継続した条件が揃って
初めて墜落と判定するから、単に被保護体がジャンプし
たり、或いはわずかな落差を飛び降りたような動作を誤
まって墜落と判定する誤動作は回避され、信頼性の高い
墜落検知信号を得ることができる。

【００５２】更に、落下開始時点の初速を計測し、初速
に応じて墜落検知を行う継続時間を変更させる構成を付
加した場合には、許容落下距離を予め設定した距離（例
えば２メートル）に制限することができる。この結果、
更に信頼性の高い墜落検知信号を得ることができる利点
が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の請求項１で提案した墜落検知方法と
請求項５で提案した墜落検知装置の一実施例を示すブロ
ック図。

【図２】図１に示した実施例の動作を説明するための波
形図。

【図３】図１に示した実施例の他の動作を説明するため
略線図。

【図４】図３に示した動作状況を説明するための波形
図。

【図５】図１に示した実施例の変形実施例を示すブロッ
ク図。

【図６】図１に示した実施例の変形実施例を示すブロッ
ク図。

【図７】図１に示した実施例の更に他の変形実施例を示
すブロック図。

【図８】図１に示した実施例の更に他の変形実施例を示
すブロック図。

【図９】この発明の更に他の実施例を説明するためのブ
ロック図。

【図１０】図９に示した実施例の動作を説明するための
波形図。

【図１１】図９に示した実施例の他の実施例を示すブロ
ック図。

【図１２】図９に示した実施例の更に他の実施例を示す
ブロック図。

【図１３】従来の技術を説明するためのブロック図。

【図１４】図１３の動作を説明するための波形図。

【図１５】従来の技術の他の例を示すブロック図。

【図１６】図１５の動作を説明するための波形図。

【符号の説明】

１ 加速度検出手段 ２ 加速度判定手段 ３ 設定器 ４ 時間計数手段 ５ 継続時間判定手段 ６ 設定器 ７ 速度検出手段 ９ 速度判定手段 １０ 設定器 １１ 位置検出手段 １２ 位置判定手段 １３ 論理積手段 １４ ローパスフィルタ １５ ベクトル合成手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 佐藤 靖裕 東京都渋谷区道玄坂１丁目21番２号 日 本航空電子工業株式会社内 (56)参考文献 特開 平７−201124（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−105923（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−96049（ＪＰ，Ａ) 特開 平10−272193（ＪＰ，Ａ) 特開2000−258453（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G01P 15/00

Claims (13)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 保護すべき被保護体の加速度を検知し、
   この加速度が所定値以下に低下したことを検知し、この
   検知状態が所定時間以上継続した時点で墜落と判定する
   墜落検知方法において、 上記被保護体が上向き及び下向きに移動していることを
   区別して検知することができる位置検出手段と、この位
   置検出手段の検出位置が初期位置より下側に移動したこ
   とを検出する位置判定手段とを設け、この位置判定手段
   の検知出力と、上記加速度が所定値以下に低下した状態
   を検知した出力とが同時に存在した状態が予め設定され
   た継続時間以上続くことにより墜落と判定することを特
   徴とする墜落検知方法。
2. 【請求項２】 保護すべき被保護体の落下速度を検知
   し、この落下速度が所定値以上に達した状態が所定時間
   継続した時点で墜落と判定する墜落検知方法において、 上記被保護体が上向き及び下向きに移動していることを
   区別して検知することができる位置検出手段と、この位
   置検出手段の検出位置が初期位置より下側に移動したこ
   とを検出する位置判定手段とを設け、この位置判定手段
   の検知出力と、上記落下速度が所定値以上に達した状態
   を検知した出力とが同時に存在した状態が予め設定され
   た継続時間以上続くことにより墜落と判定することを特
   徴とする墜落検知方法。
3. 【請求項３】 請求項１記載の墜落検知方法において、
   上記位置検出手段に加えて落下速度検知手段を設け、加
   速度が所定値以下の状態であることと、被保護体の位置
   が初期位置より下側に移動していることと、落下速度が
   所定値以上であることの条件が全て成立した状態が予め
   設定された継続時間以上続くことにより墜落と判定する
   ことを特徴とする墜落検知方法。
4. 【請求項４】 請求項２又は３記載の墜落検知方法の何
   れかにおいて、上記位置検出手段の検出位置が初期位置
   より下側に移動した時点を落下開始時点とし、落下開始
   時点における落下速度を初速として検知し、この初速を
   この初速に反比例の関係の時間値に変換し、この時間値
   を上記継続時間として設定することを特徴とする墜落検
   知方法。
5. 【請求項５】 保護すべき被保護体の加速度を検知する
   加速度検出手段と、この加速度検出手段の検出出力値が
   所定値以下に低下したことを検出して出力信号を発信す
   る加速度判定手段と、この加速度判定手段が出力信号を
   出力している時間を計測する時間計数手段と、この時間
   計数手段の計測値が所定時間以上に達したことを検出し
   て墜落検知信号を発信する継続時間判定手段とを具備し
   て構成される墜落検知装置において、 上記加速度検出手段に加えて位置検出手段と、この位置
   検出手段が検出する位置情報が初期位置より下側に移動
   していることを検知して出力信号を発生する位置判定手
   段と、上記加速度判定手段と上記位置判定手段とが共に
   出力信号を出力していることを検出する論理積手段とを
   付設し、この論理積手段の出力が所定時間以上継続して
   出力されていることを上記継続時間判定手段により検出
   して墜落検知信号を発信する構成としたことを特徴とす
   る墜落検知装置。
6. 【請求項６】 保護すべき被保護体の落下速度を検知す
   る速度検出手段と、この速度検出手段の検出出力値が所
   定値以上に達したことを検出して出力信号を発生する速
   度判定手段と、この速度判定手段が出力信号を発生して
   いる時間を計測する時間計数手段と、この時間計数手段
   の計測値が所定時間以上に達したことを検出して墜落検
   知信号を発信する継続時間判定手段とを具備して構成さ
   れる墜落検知装置において、 上記速度検出手段に加えて位置検出手段と、この位置検
   出手段が検出する位置情報が初期位置より下側に移動し
   ていることを検知して出力信号を発生する位置判定手段
   と、上記速度判定手段と上記位置判定手段とが共に出力
   信号を発生していることを検出する論理積手段とを付設
   し、この論理積手段の出力が所定時間以上継続して出力
   されていることを上記継続時間判定手段により検出して
   墜落検知信号を発信する構成としたことを特徴とする墜
   落検知装置。
7. 【請求項７】 請求項５記載の墜落検知装置において、
   上記加速度判定手段と位置判定手段に加えて被保護体の
   落下速度が所定値に達したことを検出する速度判定手段
   を設け、これら加速度判定手段と位置判定手段及び速度
   判定手段の各検出信号が全て存在することにより墜落と
   判定することを特徴とする墜落検知装置。
8. 【請求項８】 互に直交する３軸方向の加速度を検出す
   る３軸加速度検出手段と、この３軸加速度検出手段で検
   出した加速度信号により加速度信号を取得し、加速度を
   第１積分して落下速度信号を取得し、更に加速度を第２
   積分して落下位置信号を取得し、この落下位置信号によ
   り被保護体の位置が初期位置より下側に移動したことを
   検知し、この検知信号と、加速度信号と、落下速度信号
   の条件が全て満たされたことを論理積手段により検出
   し、この論理積手段の検出信号が所定時間継続したこと
   を検出して墜落検知信号を発信させることを特徴とする
   墜落検知装置。
9. 【請求項９】 被保護体の移動位置を検出する位置検出
   手段と、 この位置検出手段が検出する位置が初期位置より下側に
   移動したことを検出して検出信号を出力する位置判定手
   段と、被保護体の移動速度を上向きと下向きに区別して
   検出する速度検出手段と、この速度検出手段が下向きの
   速度を検出することにより検出信号を出力する速度判定
   手段と、上記位置判定手段と速度判定手段とが共に検出
   信号を出力した状態を検出する論理積手段と、この論理
   積手段が論理積信号を出力するごとに、その継続時間を
   計数する時間計数手段と、この時間計数手段の計数時間
   が設定値を越えたことを検出して墜落検知信号を出力す
   る継続時間判定手段と、この継続時間判定手段に継続時
   間の設定値を与える設定器と、上記速度検出手段が出力
   する速度信号を上記設定器に設定する時間値に変換する
   時間演算手段と、この時間演算手段が出力する時間値の
   中から初速に対応した時間値を取込み、この時間値を上
   記設定器に設定する演算値固定手段と、 によって構成したことを特徴とする墜落検知装置。
10. 【請求項１０】 請求項９記載の墜落検知装置におい
    て、上記位置検出手段と速度検出手段に加えて、上記被
    保護体に加えられる加速度を検出する加速度検出手段
    と、この加速度検出手段の検出値が所定の値以下に低下
    したことを検出して検出信号を出力する加速度判定手段
    とを設け、この加速度判定手段の判定結果を墜落判定条
    件に付加した構成としたことを特徴とする墜落検出装
    置。
11. 【請求項１１】 請求項９または１０記載の墜落検知装
    置の何れかにおいて、上記演算値固定手段の演算値固定
    タイミングを上記位置判定手段の検出信号の出力タイミ
    ングに選定したことを特徴とする墜落検知装置。
12. 【請求項１２】 請求項９または１０記載の墜落検知装
    置の何れかにおいて、上記演算値固定手段の演算値固定
    タイミングを上記論理積手段の出力タイミングに選定し
    たことを特徴とする墜落検知装置。
13. 【請求項１３】 請求項９または１０記載の墜落検知装
    置の何れかにおいて、上記時間演算手段が出力する演算
    結果から所定の範囲から外れる演算結果及びノイズ等を
    除去するフィルタ手段を介挿し、上記設定器に所定の範
    囲から外れた値が設定されることを阻止する構成とした
    ことを特徴とする墜落検知装置。