JP3925649B2 - 転倒検出方法及び転倒救助方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は人が転倒により傷害を受ける前に人の転倒状態を検出する方法に関し、更に詳細には、人の転倒状態を検出して床面に激突する前に救助動作に入って衝撃を緩和したり、転倒の事実や転倒位置を第三者に通報する転倒検出方法及び転倒救助装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
直立二足歩行する人間にとって、「転倒」は不可避な現象であり、転倒により様々な事故を誘発し、外傷の原因となる。特に、高齢者にとって転倒による骨折は寝たきりの主要原因であり、転倒を回避し骨折を予防することは、患者や介護者の身体的・精神的負担のみならず、医療や介護に要する経済的負担を軽減する上でも極めて有効である。しかし、転倒を検出する方法や転倒から身体を防護する装置はそれほど開発されていない。
【０００３】
消防庁の規定では、人が倒れる事故は転倒と転落と墜落に分類されている。転倒とは同一平面上で人が倒れることであり、通常では死亡などの重大事故を生起することは稀である。他方、転落とは高低差のある場所で身体が接しながら滑落することであり、墜落とは高低差のある場所で身体が地面に接しないで落下することを云う。
【０００４】
転落と墜落は死亡事故に繋がる重大事故であり、このため転落と墜落を概念として一体的に取り扱うことが行われ、転倒事故と一線を画することが行われている。労働災害の統計においても、転落・墜落データは合計して計数化され、転倒データと区別されている。
【０００５】
転落や墜落から作業員を防護する技術は土木分野や建設分野で主として開発されている。建設工事現場では種々の事故が生起するが、その中でも作業員の転落事故や墜落事故は作業員の死亡という重大な結果を招く。従って、転落や墜落を事前に防止するだけでなく、転落事故や墜落事故が生じても、何とか作業員の一命を取り留めることが重要な課題になっている。
【０００６】
特開平１０−２７２１９３号は「人体保護装置」に関する従来技術で、作業員がエアバッグと無重力検知装置を装着することにより構成されている。作業員が高所から落下すると無重力状態となるから、無重力検知装置により作業員の無重力状態、即ち落下状態を検出する。この検出信号を受けて起爆装置がエアバッグを急膨張させる。膨張したエアバッグが作業員を囲繞し、作業員が地面に激突したときにエアバッグがその衝撃を吸収して、作業員の一命を取り留める緊急の防護装置である。
【０００７】
また、特開２０００−２７９５３８は「人体用落下衝撃吸収補助具」に関する従来技術で、加速度検出手段により人体の落下状態を検出し、この信号により空気袋を急膨張させる。地面に激突した際に膨張した空気袋がその衝撃を吸収し、作業員の一命を何とか取り留めようとする緊急防護装置である。
【０００８】
上述した従来技術は、作業員が落差を有した空間を一定時間だけ自由落下する過程を対象としているから、作業員に固定された無重力検知装置や加速度検出手段が人体の自由落下状態を確実に検出できるという前提で開発されたものである。この確実な加速度検出によりエアバッグを急膨張させ、そのクッション作用により作業者の死亡事故を防止するものである。
【０００９】
一方、人の転倒は、人が意思に反して直立した状態から床面（地面）に横たわった状態になる過程であり、最高位置にある頭部であっても、その落差は人の身長以下である。しかも、転倒過程において、人は反射的に転倒状態を回避しようと自力で回復行動を取るから、人体は自由落下状態で転倒することは極めて少ない。
【００１０】
つまり、転倒では落差が極めて短く、同時に転倒加速度が小さいため、人の転倒を無重力検知装置や加速度計により検出することは殆ど不可能であると信じられてきた。従って、転倒事故に関する従来技術においても、加速度をパラメータとして転倒を検出して身体を防護する方法や装置は皆無である。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
人の転倒事故は、土木現場や建設現場で生起するよりも、高齢者が集中する病院や老人ホームなどの施設、及び高齢者を抱える家庭などで生起することが多い。特に、高齢者の転倒は骨折を生じ易く、この骨折が高齢者の精神的・身体的機能の低下を惹起し、最終的には痴呆症や寝たきり状態を生起させる可能性がきわめて高い。
【００１２】
従って、病院や施設や家庭などにおいて高齢者の転倒による骨折を予防するために、高齢者自身の身体機能の向上や骨粗鬆症の予防や薬剤の副作用を抑えるといった措置が講じられる。しかし、高齢者の身体的条件などの内的要因を改善するだけでは不十分であり、高齢者の居住環境などの外的要因を改善することも行われてきた。
【００１３】
高齢者の居住環境の改善としては、▲１▼階段・敷居・溝などの段差を少なくする、▲２▼階段・風呂・廊下・便所などに手すりをつける、▲３▼床面には滑り易い素材を避ける、▲４▼室内を整理する、▲５▼足元を明るくする、▲６▼滑り易い床では靴下を履かない、▲７▼スリッパは使用しない、などといったことが行われている。しかし、高齢者が転倒したときにどうするかといった技術は殆ど開発されていない。このように極めて少ない転倒対策技術の中で、高齢者が転倒したときに衝撃を吸収する実用技術が一つ存在するので、以下に説明する。
【００１４】
図１６は転倒時の衝撃を吸収するために衝撃吸収体を下着の内側に装着する従来の衝撃吸収下着の説明図である。この衝撃吸収下着９４は、左右内部に図示しない内側袋を有し、この内側袋に衝撃吸収体９６が内装されている。
【００１５】
この衝撃吸収体９６は硬質プラスチックシェルを円弧板状に形成して構成されており、大腿骨頸部９２ａを外側から囲繞するように前記内側袋に配置されている。大腿骨頸部９２ａは左右の大腿骨９２の上端に存在し、人２８が転倒したときに骨折しやすい箇所である。
【００１６】
高齢者が転倒したときに最も骨折し易い部位は大腿骨頸部９２ａであり、この骨折が医学統計からみて寝たきりの主要原因となっている。人２８が衝撃吸収体９６を装着しておくと、転倒時にうける衝撃は衝撃吸収板９６により分散されるから、大腿骨頸部９２ａの骨折率を低減することができる。
【００１７】
しかし、この衝撃吸収体９６はサイズ的にも小さいから、大腿骨頸部９２ａを部分的に防護できても、全身を防護することは不可能である。例えば、転倒したときに、膝・腰・手・肘・肩・頭などが床面に激突する場合には、それ相応の骨折が生起する可能性がある。しかも、この衝撃吸収下着９４はパッド付き下着であるから、側臥位では大腿外側部にパッドがあたって同部に痛みや褥瘡（床ずれ）を生じやすい。さらに、おむつを常用する高齢者は装着できないし、夏季に高温多湿の我国では常時装着すること自体が困難である。
【００１８】
従って、高齢者を含む人の転倒による骨折を予防する技術が殆ど無いといった状況に鑑みて、本発明は、人が転倒したことを床面（又は地面）に激突する前に検出し、この検出信号（転倒信号）により人が床面に激突する前に衝撃を緩和する装置を提供し、またその転倒信号により転倒の事実や転倒位置を第三者に通報する装置を提供することを目的とする。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、第１の発明は、人体の所要位置に加速度センサを装着し、人が転倒するときに鉛直下向きの加速度を前記加速度センサで検出し、この加速度が予め設定された基準加速度を超えることにより、人の転倒を検出する転倒検出方法である。従来から、人の転倒を加速度で検出することは困難であるという認識が一般的であったが、本発明者は転倒現象にも加速度検出が有効ではないかと考え、この発明を完成したものである。人の転倒実験を繰り返す中で、人が完全に転倒する場合には、足が僅かに床面から離れ（足部の床反力がゼロに近い状態）、腰が浮いた状態が出現することを見出すに至った。つまり、この状態は人が瞬間的に自由落下状態になることを意味しており、この前後の過程で人体に固定された加速度センサが自由落下に近い加速度を検出するはずであることを着想した。特に人の重心近傍に加速度センサを装着すると、加速度の変化が最も急激に出現する。従って、基準加速度を設定することにより、鉛直下向きの加速度がこの基準加速度を超えた状態を人の転倒状態と判断することを提案するものである。
【００２０】
第２の発明は、人体の所要位置に加速度センサを装着し、人が転倒するときに鉛直下向きの加速度を前記加速度センサで検出し、この加速度が予め設定された基準加速度を超えることを検出し、しかもこの基準加速度を超えた状態が予め設定された基準時間を超えることにより、人の転倒を検出する転倒検出方法である。転倒実験を繰り返す中で、鉛直下向きの加速度が一定時間継続することを発見してこの発明を完成したものである。つまり、人が完全な転倒状態にあるとき、前記加速度が基準加速度を瞬間的に超えるだけでなく、超えた状態が一定時間継続する事実が発見された。この一定時間として基準時間を設定し、加速度が基準加速度を超えた状態が基準時間だけ継続すれば、人が確実に転倒状態にあると判断できることが提案される。落下加速度が基準加速度を超えるだけで転倒状態を判断するよりも、転倒状態の判断をより確実化できる利点がある。
【００２１】
第３の発明は、ガスで急膨張するバッグとこのバッグにガスを爆発的に注入するインフレータとインフレータを起動させる点火部材からなるエアバッグ装置を人体に装着すると共に、人体の所要位置に加速度センサを装着し、人が転倒して前記加速度センサにより検出される鉛直下向きの加速度が予め設定された基準加速度を超えたときに、又はこの基準加速度を超えた状態が予め設定された基準時間を超えたときに、前記エアバッグ装置を起動して人体に作用する転倒衝撃を緩和するように構成される転倒救助装置である。コンパクトに設計されたエアバッグ装置を人体に装着することによって、転倒が検出されると直ちにエアバッグ装置を起動し、人体の主要部分又は全体を急膨張したバッグで囲繞できる。従って、床面や地面への激突による衝撃を緩和でき、転倒事故が起こっても人に骨折などの傷害を与えず、高齢者などの寝たきり等の事態を予防できる。
【００２２】
第４の発明は、ガスで急膨張するバッグとこのバッグにガスを爆発的に注入するインフレータとインフレータを起動させる点火部材からなるエアバッグ装置を人が歩行する床面又はその壁面に配置し、人体の所要位置に加速度センサを装着し、人が転倒して前記加速度センサにより検出される鉛直下向きの加速度が予め設定された基準加速度を超えたときに、又はこの基準加速度を超えた状態が予め設定された基準時間を超えたときに、前記エアバッグ装置を起動して人体に作用する転倒衝撃を緩和するように構成される転倒救助装置である。家庭や病院や施設などの床面や壁面に密着した状態でエアバッグ装置を配置し、加速度センサにより転倒が検出されると、その転倒信号を受信して転倒位置近傍のエアバッグ装置を瞬時に起動させ、床面や壁面が急膨張したエアバッグで覆われて、転倒した人が衝撃をうけることが無い。従って、転倒事故が起こっても人に傷害を与えず、高齢者などの骨折を予防でき、寝たきり等の事態を招来することが無い。
【００２３】
第５の発明は、天井面又は壁面に固定された吊上部材とこの吊上部材から吊上可能に垂下された保護用紐からなる吊上装置を配置し、前記保護用紐を人体に係止し、人体の所要位置に加速度センサを装着し、人が転倒して前記加速度センサにより検出される鉛直下向きの加速度が予め設定された基準加速度を超えたときに、又はこの基準加速度を超えた状態が予め設定された基準時間を超えたときに、吊上装置の駆動により保護用紐を吊上げて人の転倒を防止するように構成される転倒救助装置である。家庭や病院や施設などの天井や壁面に吊上装置を配置し、通常は高齢者などに保護用紐を緩めた状態で係止しておく。加速度センサにより転倒が検出されると、その転倒信号を受信して吊上装置を瞬時に起動して保護用紐を吊上げて緊張させる。従って、緊張した保護用紐で人体は拘束され、人体の転倒が防止される。その結果、転倒事故が生じないから人は傷害を受けることが無く、高齢者などの骨折を予防できる。
【００２４】
第６の発明は、人体の所要位置に加速度センサを装着し、この加速度センサの転倒信号によりアラーム信号を発生して第三者に通報するアラーム装置を配置し、人が転倒して前記加速度センサにより検出される鉛直下向きの加速度が予め設定された基準加速度を超えたときに、又はこの基準加速度を超えた状態が予め設定された基準時間を超えたときに、転倒信号を発生してアラーム装置を駆動するように構成される転倒救助装置である。アラーム装置から出力されるアラーム信号には、音・光・無線など種々の伝達信号があり、病院などでは音信号と同時にナースセンターへの無線信号が用いられる。人が転倒すると、アラーム信号を発して第三者に人の転倒を通報し、転倒に対する緊急の救援体制をとることができる。このアラーム装置を前述した転倒救助装置と併用することにより、より効果的な転倒救助体制を取ることを可能にする。
【００２５】
第７の発明は、ＧＰＳ信号を受け取るＧＰＳアンテナと地図データを格納した記憶部とこのＧＰＳ信号と地図データから位置を導出する測位演算部と導出された位置を外部に通報する位置送信部からなる転倒位置通報装置を人体に装着し、人体の所要位置に加速度センサを装着し、人が転倒して前記加速度センサにより検出される鉛直下向きの加速度が予め設定された基準加速度を超えたときに、又はこの基準加速度を超えた状態が予め設定された基準時間を超えたときに、前記位置送信部から人の転倒位置を外部に通報するように構成されることを特徴とする転倒救助装置である。自動車などの運転に使用されるＧＰＳ装置によるナビゲーションシステムを転倒救助装置に利用することが提案される。つまり、歩行する人にＧＰＳ装置からなる転倒位置通報装置を装着して人の位置を導出し、加速度センサが人の転倒を検出すると、この転倒信号をトリガー信号として人の転倒位置を第三者に通報して、転倒者に対する緊急の転倒救助体制をとることを可能にする。
【００２６】
【発明の実施の形態】
従来では、落差の小さな転倒を加速度により検出することは困難であるという認識が一般的であった。しかしながら、本発明者は人の転倒実験を繰り返す中で、転倒においても足が僅かに床面から離れ（足部の床反力がゼロに近い状態）、腰が浮いた状態が出現することを発見するに至った。この状態では、人体は瞬間的に自由落下に類似した状態になっており、大きな鉛直下向きの加速度が生じているはずである。
【００２７】
特に、人の重心近傍に加速度センサを装着すると、前記自由落下類似状態の前後において大きな鉛直下向き加速度が出現する。しかも、この大きな加速度は短時間ながらも一定時間だけ継続しているはずである。この大きな加速度の出現とその一定時間の継続性を発見して、本発明は完成されたものである。
以下に、本発明に係る転倒検出方法及び転倒救助装置の実施形態を添付する図面に従って詳細に説明する。
【００２８】
図１は、本発明において人体の重心近傍に加速度センサを装着して左側方又は右側方に転倒した場合におけるＺ方向加速度（鉛直方向加速度）の信号波形図である。横軸は転倒を開始してからの時間ｔ（ｓ）を示し、縦軸はＺ方向加速度、即ち鉛直方向加速度ａｚ（ｍ/ｓ２）を示す。正は鉛直上向き加速度であり、負は鉛直下向き加速度である。
【００２９】
加速度センサを装着する位置を種々に設定して、人の転倒実験を行った。特に、人の重心近傍に装着したところ、明瞭な加速度の信号波形が得られた。実線は人が左側方へ転倒した場合を示し、点線は右側方への転倒を示している。
【００３０】
Ｚ方向加速度ａｚは０．３０〜０．７５（ｓ）の範囲で負方向の極大を示す。この負方向の極大は人が鉛直下向きに落下していることを示し、そのピーク近傍で、足が床面から僅かに離れ（足部の床反力がゼロに近い状態）、腰が完全に浮いた状態になることが分かった。従って、このピーク近傍で自由落下類似状態が出現していると判断する。
【００３１】
実線（左側方転倒）と点線（右側方転倒）でピーク値は異なるが、この原因は転倒したときに床面が足に作用する反力にバラツキが存在するからである。このピーク値は実線では−７．５（ｍ/ｓ２）であり、点線では−４．８（ｍ/ｓ２）である。このようなバラツキがあっても、自由落下類似状態を示す負方向極大が一定値を越えたり、越えた状態が一定時間継続することにより転倒現象を検出することができるはずである。
【００３２】
通常の重力加速度ｇは−９．８（ｍ/ｓ２）であるから、完全な自由落下状態ではＺ方向加速度ａｚは重力加速度ｇに一致するはずである。転落や墜落ではこのように大きな落下加速度が得られる。しかし、落差の小さな転倒現象では、完全な自由落下状態は出現しない。従って、従来から、転倒現象を加速度で判定することは困難であるとする考え方に研究者は束縛されていたのである。本発明は、自由落下類似状態の発見により、転倒現象の検出を可能にしたものである。
【００３３】
負方向極大から転倒現象を検出する場合に、閾値を設定する。例えば閾値として−４（ｍ/ｓ２）を設定し、Ｚ方向加速度が−４（ｍ/ｓ２）以下になると、自由落下類似状態と判断する。本発明では、この加速度の閾値を基準加速度と称する。また、Ｚ方向加速度が基準加速度以下、言い換えれば基準加速度よりも負方向に大きくなることを基準加速度を超えると表現し、人の転倒現象が検出されたと考える。
【００３４】
また、負方向極大の幅から推定すると、Ｚ方向加速度が−４（ｍ/ｓ２）以下になる時間は約０．２（ｓ）である。即ち、−４（ｍ/ｓ２）以下の加速度継続時間が０．２（ｓ）である。この基準加速度を超えた状態の継続時間により転倒現象をより確実に検出することが可能になる。
【００３５】
例えば０．０５（ｓ）を基準時間と考えて、基準加速度を超えた状態の継続時間がこの基準時間より長くなれば、その段階で自由落下類似状態と判断して人が転倒状態にあると判断する。基準時間は適切に設定することが重要である。
【００３６】
以上のように、人の転倒の第１条件は、Ｚ方向加速度が基準加速度を超えることである。第２条件は、Ｚ方向加速度が基準加速度を超えた状態が基準時間を超えることである。人の転倒は第１条件で判断しても良いし、第２条件で判断しても良い。第２条件の方がより確実な転倒判定であると云える。
【００３７】
図２は、本発明において人体の重心近傍に加速度センサを装着して左後側方又は後方に転倒した場合におけるＺ方向加速度（鉛直方向加速度）の信号波形図である。横軸と縦軸は図１と同様である。
【００３８】
実線は左後側方への転倒を示し、破線は後方への転倒を示す。前述と同様に、Ｚ方向加速度は０．３０〜０．７５（ｓ）の範囲で負方向の極大を示している。この負方向極大のピーク近傍で、足が床面から僅かに離れ（足部の床反力がゼロに近い状態）、腰が完全に浮いた状態になることが実証された。このピーク近傍が自由落下類似状態の出現を意味している。
【００３９】
実線（左後側方転倒）のピーク値は−７．０（ｍ/ｓ２）であるが、このピークは急峻すぎる。破線（後方転倒）ではピーク値は−８．０（ｍ/ｓ２）である。また、負方向極大の幅は実線と破線の両者から判断して０．２〜０．３（ｓ）と考えられる。
【００４０】
実線と破線のピーク値や波形の相違は床面からの反力のバラツキが原因である。波形の全体像から判断して、基準加速度として例えば−４．５（ｍ/ｓ２）を設定することができ、基準時間として例えば０．０３（ｓ）を設定することができる。勿論、基準加速度と基準時間の設定は、波形から許される範囲で任意に設定することができる。基準加速度と基準時間の設定は図１と図２の両者を満足するように設定される必要がある。
【００４１】
図３は、本発明においてＺ方向加速度ａｚの波形に対し基準加速度ａ０と基準時間Ｔの関係説明図である。Ｚ方向加速度の波形として図２の実線波形が示されている。この波形に対し、適切な基準加速度ａ０が設定される。
【００４２】
Ｚ方向加速度（ａｚ）が基準加速度ａ０を越えた時刻をτ＝０とする。このτ＝０の時点で転倒の第１条件が満足された分けであるから、人は転倒したと判断され、加速度センサに付属する回路により第１転倒信号が送信される。この第１転倒信号により本発明の転倒救助装置が作動し、転倒者が地面に激突しても、その衝撃を緩和して傷害を生じさせない。また、この第１転倒信号により転倒の事実や転倒位置を第三者に通報して転倒者の救助活動が行われる。この転倒通報装置や転倒位置通報装置も、本発明では転倒救助装置に含まれる概念である。
【００４３】
また、τ＝０の時点からＺ方向加速度（ａｚ）が基準加速度ａ０を越えた状態の継続時間が計測され、適切に設定された基準時間Ｔを超えた時点、即ちτ＝Ｔの時刻に第２転倒信号が送信される。この第２転倒信号により本発明の転倒救助装置を作動させたり、転倒通報装置を作動させたり、転倒位置通報装置を作動させても良い。
【００４４】
転倒救助装置を第１転倒信号で作動させるか、第２転倒信号で作動させるかは装置の設計者の判断である。転倒状態が確実なのは第２転倒信号であるが、転倒救助動作が第１転倒信号よりも基準時間Ｔだけ遅れる。しかし、基準時間Ｔだけ遅れても、この遅れ時間Ｔは例えば０．０２（ｓ）のように微小時間であるから、転倒者の救助に支障が生じることはない。
【００４５】
図４は本発明に用いられる加速度センサ２の構造原理図である。加速度センサ２は、フレーム４の中にウェイト６とスプリング８とダンパ１０を直列に配置し、ウェイト６と信号発生部１２とが相対変位して加速度信号が生じるように構成されている。
【００４６】
加速度センサ２は人体に固定して装着される。人が転倒して加速度センサ２が人体と共に落下すると、フレーム４と信号発生部１２とは人体と一緒に落下する。ウェイト６は慣性を有するから原位置にとどまろうとし、その結果、ウェイト６と信号発生部１２の間に相対変位が生じる。この相対変位は矢印によって信号発生部１２に物理作用を与える。
【００４７】
この相対変位に基づく物理作用により、圧電式加速度センサ、歪ゲージ式加速度センサ、動電式加速度センサ、サーボ式加速度センサなどに分類される。信号発生部１２が水晶やチタン酸バリウム等の圧電素子であると、圧電素子が力を受けて電気が発生し、この電気信号が加速度信号を与える。
【００４８】
信号発生部１２が半導体歪ゲージであると、ブリッジ回路を組むことにより、相対変位により発生する電気信号を加速度信号として使用する。動電式ではウェイト６に電磁コイルが固定され、コイルがフレーム内の磁界中を動くときに誘導起電力が生じ、この誘導起電力を加速度信号として利用できる。サーボ式では、信号発生部１２として電気容量型検出器が使用され、フレーム４とウェイト６との僅かな相対変位を電気容量の変化として検出し加速度信号を生じる。
【００４９】
特に、加速度センサ２として、判断回路を内蔵した半導体加速度センサが有効である。この加速度センサ２は同一チップ上に加速度検出部と判断回路部が一体に形成される。
【００５０】
加速度検出部でＺ方向加速度信号を発生し、判断回路部で演算を行って第１転倒信号又は第２転倒信号を発生することができる。即ち、Ｚ方向加速度が基準加速度ａ０を越えたときに第１転倒信号を発生し、この状態が基準時間Ｔを超えたときに第２転倒信号を発生することになる。従って、判断回路を内蔵した半導体加速度センサだけで、後述する転倒検出装置４５を構成できる。
【００５１】
図５は、本発明において加速度センサ２からの転倒信号を受信して人体保護用のバッグを急膨張させるエアバッグ装置１４の概略説明図である。エアバッグ装置１４は、制御回路となるコントロールユニット１６と、点火部材１８と、ガス発生剤２２を内装したインフレータ２０と、バッグ２４から構成される。
【００５２】
コントロールユニット１６が加速度センサ２から有線又は無線で転倒信号を受信すると、点火部材１８によりインフレータ２０を起動させ、瞬時にガス発生剤２２によりガスＧを大量に発生させる。このガスＧはバッグ２４を急膨張させ、転倒者をバッグ２４で囲繞したり、床面や壁面をバッグ２４で覆って、転倒時の衝撃から転倒者を防護する。
【００５３】
図６は本発明においてエアバッグ装置１４を人体に着用して転倒時の衝撃を緩和する転倒救助装置の動作説明図である。この転倒救助装置は第１の転倒衝撃緩和装置とも呼ばれる。（６Ａ）では、床３０に立っている人２８がバッグ２４を含んだエアバッグ装置１４を着用する。人２８の重心近傍に加速度センサ２を装着して固定する。
【００５４】
（６Ｂ）では、人２８が転倒し、足が床面から僅かに離れ（足部の床反力がゼロに近い状態）、腰が浮いた転倒状態が出現する。このとき、加速度センサ２は鉛直下向きのＺ方向加速度ａｚを検出し、付属回路により第１転倒信号又は第２転倒信号を送信する。
【００５５】
（６Ｃ）では、前記転倒信号を受けて、エアバッグ装置１４が作動し、バッグ２４が急膨張して人体を囲繞する。この急膨張は人体が床面に激突する前に完成し、人体が床面に激突してもその衝撃から人２８を防護する。また、転倒信号を受信すると、アラーム装置が起動し、音や光や無線信号などのアラーム信号ＡＬを発生して転倒を第三者に通報する。病院や施設内での転倒では、ナースセンターや事務室に転倒を通報し、直ちに救助を受けることができる。
【００５６】
図７は本発明においてエアバッグ装置１４を床面に配置して転倒時の衝撃を緩和する転倒救助装置の動作説明図である。この転倒救助装置は第２の転倒衝撃緩和装置とも呼ばれる。（７Ａ）では、床３０の表面にバッグ２４を載置し、その横に転倒信号を受信する受信センサ３２を配置してエアバッグ装置１４を構成する。床３０に立っている人２８の重心近傍には加速度センサ２が装着される。
【００５７】
（７Ｂ）では、人２８が転倒して腰が浮いた転倒状態が出現する。このとき、加速度センサ２は鉛直下向きのＺ方向加速度ａｚを検出し、付属回路により転倒信号Ｓを送信する。転倒信号Ｓは第１転倒信号又は第２転倒信号のどちらでもよい。この転倒信号Ｓは受信センサ３２により受信される。
【００５８】
（７Ｃ）では、受信センサ３２が転倒信号を受信し、エアバッグ装置１４が作動して、バッグ２４が急膨張して床３０の表面を覆う。この急膨張は人体が床面に激突する前に完成し、人体が床面に激突してもその衝撃から人２８を防護する。また、転倒信号を受信すると、アラーム装置が作動し、音や光や無線信号などのアラーム信号ＡＬを発生して転倒を第三者に通報する。ナースセンターや事務室に転倒が通報されると、直ちに救助活動が行われる。
【００５９】
図８は本発明において吊上装置３４を天井に配置して転倒時の衝撃を緩和する転倒救助装置の動作説明図である。この転倒救助装置は転倒吊上装置とも呼ばれる。（８Ａ）では、天井にモータ３３と支持部材３６とフリーローラ３８からなる吊上装置３４が配置されている。その横に転倒信号を受信する受信センサ３２が付設されている。床３０に立っている人２８の重心近傍には加速度センサ２が装着される。吊上装置３４から保護用紐４０が垂下され、緩んだ状態で人２８に係合されている。
【００６０】
（８Ｂ）では、人２８が転倒して腰が浮いた転倒状態が出現する。このとき、加速度センサ２は鉛直下向きのＺ方向加速度ａｚを検出し、付属回路により転倒信号Ｓを送信する。転倒信号Ｓは第１転倒信号又は第２転倒信号のどちらでもよい。この転倒信号Ｓは受信センサ３２により受信される。
【００６１】
（８Ｃ）では、受信センサ３２が転倒信号Ｓを受信し、吊上装置３４が作動する。モータ３３が矢印方向に回動すると、保護用紐４０が吊上げられて緊張状態になり、人２８は転倒することが無く、保護用紐４０による吊上動作を受けるだけである。また、転倒信号Ｓを受信すると、アラーム装置が作動し、音や光や無線信号などのアラーム信号ＡＬを発生して転倒救助を第三者に通報する。ナースセンターや事務室にも転倒が通報される。
【００６２】
図９は、本発明において転倒検出装置からの転倒信号を受信して転倒位置通報装置により転倒位置を外部に通報する転倒救助装置のブロック図である。転倒位置通報装置４４は自動車などのナビゲーションシステムに使用されるＧＰＳ装置を利用したもので、信号処理部４８、測位演算部５０、記憶部５２、電源５４、時刻発生部５６、位置送信部５８及びＧＰＳアンテナ６０から構成される。この転倒位置通報装置４４は歩行する人に装着される。
【００６３】
人工衛星から送られてくるＧＰＳ信号（Global Positioning System）はＧＰＳアンテナで受信され、このＧＰＳ信号を分析して人の位置が算出される。まず、ＧＰＳ信号は信号処理部４８において一定の加工を受け、測位演算部５０に出力される。
【００６４】
測位演算部５０では、記憶部５２に格納された地図データと比較しながら、ＧＰＳ信号により人が存在する位置が導出される。時刻発生部５６からは時刻データが測位演算部５０に送られ、時刻信号と位置信号が位置送信部５８に出力される。電源５４は転倒位置通報装置４４の駆動用電源である。
【００６５】
転倒検出装置４５も歩行する人に装着される装置で、人が転倒したときに第１転倒信号又は第２転倒信号を出力する装置である。加速度センサ２が判断回路を内蔵して加速度信号を処理して第１又は第２の転倒信号を出力できる場合には、加速度センサ２が転倒検出装置４５に相当する。加速度センサ２は単に加速度を検出するだけで、転倒信号発生用の判断回路（コンピュータを含む）を別に配置する場合には、加速度センサ２と判断回路の全体が転倒検出装置４５に相当する。
【００６６】
人が転倒して、転倒検出装置４５が転倒信号Ｓを位置送信部５８に出力すると、位置送信部５８はこの転倒信号Ｓをトリガーとして、この時点の位置信号を転倒位置信号と判断して外部に出力する。この信号は転倒位置通報信号Ｐとして無線で出力され、ナースセンターなどの転倒管理本部６０に転倒位置を通報する。
【００６７】
転倒管理本部６０がこの転倒位置通報信号を受信すると、この信号を処理して転倒位置が図示しないディスプレイに表示される。転倒位置を確認すると、管理者は直ちに転倒場所に駆けつけて転倒者の救助活動に入る。この装置を用いると、転倒位置が地図に示されるから、救助活動を迅速に行える利点がある。
【００６８】
この転倒位置通報装置４４は単体で使用されるだけでなく、前述した転倒衝撃緩和装置と一緒に使用されると、人が転倒しても衝撃が緩和されて転倒者は骨折等の傷害を受けることが無く、しかも転倒位置が通報されるから、救助活動を迅速且つ円滑に進行することができる。
【００６９】
図１０は本発明においてコンピュータを用いた転倒救助装置のブロック図である。転倒救助装置６２は、人の転倒を検出する転倒検出装置４５と、この転倒検出装置４５から出力される転倒信号Ｓにより転倒者を救助する救助装置７３から構成されている。
【００７０】
転倒検出装置４５は加速度センサ２とＡ／Ｄ変換器６４とコンピュータから構成され、コンピュータは入出力ポート６６と中央演算処理装置６８とＲＯＭ７０とＲＡＭ７２から構成されている。加速度センサ２により計測される加速度信号はＡ／Ｄ変換されてコンピュータにより処理される。
【００７１】
検出された加速度が基準加速度を超えると、コンピュータの判断で第１転倒信号Ｓが出力され、又は加速度が基準加速度を越えた状態が基準時間だけ継続すると第２転倒信号Ｓが出力される。第１転倒信号か第２転倒信号のいずれかの信号が人の転倒信号Ｓとなる。
【００７２】
この転倒信号Ｓが救助装置７３に入力されると、救助装置７３の特徴に応じた救助活動が行われる。救助装置７３には前述された各種の装置、即ちアラーム装置７４、エアバッグ装置１４、吊上装置３４及び転倒位置通報装置４４が存在する。これらの装置の１種類が選択されてもよいし、２種類以上の装置が選択されてもよい。
【００７３】
簡単に説明すると、アラーム装置７４はアラーム信号を発生して転倒を第３者に知らせ、エアバッグ装置１４は転倒者又は床面に配置されて急膨張して人の転倒衝撃を緩和させ、吊上装置３４は転倒時に人を吊上げて転倒を回避し、転倒位置通報装置４４はＧＰＳ信号により人の転倒位置を演算して第３者に通報し、これらの装置を作動させて転倒者を迅速に救助することができる。
【００７４】
図１１は、図１０に示す転倒救助装置の動作を第１転倒信号を用いて説明する第１フロー図である。ステップｓ１では、基準加速度ａ０の大きさが初期設定され、同時に救助モードｍが選択される。パラメータｍには救助動作を選択する１，２，３又は４の数字が入力される。
【００７５】
ステップｓ２では、加速度センサ２により加速度ａが計測される。加速度ａとしては、落下に対して変化の大きなＺ方向加速度ａｚ（鉛直方向加速度）が最適である。しかし、加速度センサ２が３次元方向の加速度を検出できる場合には、３次元方向の加速度ａでも構わない。この加速度ａはａｘ、ａｙ、ａｚを用いてａ＝（ａｘ ２＋ａｙ ２＋ａｚ ２）１／２で算出される合成加速度である。
【００７６】
ステップｓ３で、検出された加速度が基準加速度を越えるかどうかが判定され、超えていない場合にはステップｓ２に戻り、再び加速度を検出する。基準加速度を越えた場合には、第１転倒信号（ｓ４）を発生する。条件式としてａ＞ａ０を採用したから、加速度ａや基準加速度ａ０の値は絶対値で計測される。
【００７７】
第１転倒信号を受けると、設定された救助モードｍに従って救助動作に移行する。ｍ＝１ではアラーム信号（ｓ５）を発生し、ｍ＝２ではエアバッグ（ｓ６）を急膨張させ、ｍ＝３では転倒者を吊上げ（ｓ７）、ｍ＝４では転倒位置を通報（ｓ８）する。これらの救助動作によって、転倒者の迅速な救助活動が行われる。
【００７８】
図１２は、図１０に示す転倒救助装置の動作を第２転倒信号を用いて説明する第２フロー図である。ステップｔ１では、基準加速度ａ０の大きさと基準時間の長さＴが初期設定され、同時に救助モードｍが選択される。ａ０の値は絶対値が使用されている。
【００７９】
ステップｔ２では、継続時間τがゼロに設定されて継続時間τが進行し始める。この継続時間τは加速度が基準加速度を越えた状態の継続時間を測定するために用いられ、第２転倒信号を発生させるために必要な時間である。
【００８０】
ステップｔ３では、加速度センサ２により加速度ａが計測され、その絶対値が記憶される。加速度ａとしては、前述と同様に落下に対して変化の大きなＺ方向加速度ａｚ（鉛直方向加速度）が最適である。しかし、加速度センサ２が３次元方向の加速度を検出できる場合には、３次元方向の加速度ａでも構わない。この加速度ａはａｘ、ａｙ、ａｚを用いてａ＝（ａｘ ２＋ａｙ ２＋ａｚ ２）１／２で算出される合成加速度である。
【００８１】
ステップｔ４で、検出された加速度ａが基準加速度ａ０を越えるかどうかが判定され、超えていない場合にはステップｔ２に戻り、継続時間τをゼロに再設定して再び進行させ、加速度を再検出（ｔ３）する。基準加速度を越えた場合には、その時点の継続時間τが計測（ｔ５）され、基準時間Ｔを超えているかどうかが判定（ｔ６）される。
【００８２】
継続時間τが基準時間Ｔを超えていない場合には、加速度の測定（ｔ３）に戻り、同様のステップを繰り返す。継続時間τが基準時間Ｔを超えた場合には、第２転倒信号が送信（ｔ７）される。この第２転倒信号は、加速度ａが基準加速度ａ０を越えている継続時間が基準時間Ｔを超えたことを意味している。
【００８３】
第２転倒信号を受けると、設定された救助モードｍに従って救助動作に移行する。ｍ＝１ではアラーム信号（ｔ８）を発生し、ｍ＝２ではエアバッグ（ｔ９）を急膨張させ、ｍ＝３では転倒者を吊上げ（ｔ１０）、ｍ＝４では転倒位置を通報（ｔ１１）する。これらの救助動作によって、転倒者の迅速な救助活動が行われる。
【００８４】
図１３は本発明に係る転倒救助装置の第１実施形態のブロック図である。この転倒救助装置６２は人が転倒したことを検出する転倒検出装置４５と、転倒検出装置４５からの転倒信号を受信して転倒者を緊急に救助する救助装置７３から構成されている。
【００８５】
まず、転倒検出装置４５から説明する。加速度測定手段（加速度センサ）２によりＺ方向加速度ａｚが計測され、基準加速度設定手段８０により設定された基準加速度ａ０と比較される。加速度判定手段７８によりａｚ＞ａ０の条件が判定されると計時手段８２にその旨が出力される。
【００８６】
ａｚ＞ａ０の継続時間τが計時手段８２により測定され、基準時間設定手段８６により設定された基準時間Ｔと比較される。継続時間判定手段８４によりτ＞Ｔが判定されると、救助装置７３に第２転倒信号が送信される。
【００８７】
次に、救助装置はアラーム装置７４、エアバッグ装置１４、吊上装置３４及び転倒位置通報装置４４から構成される。第２転倒信号により、これらの救助装置７３の一つ以上の装置が駆動され、転倒者の救助が行われる。これら装置の動作の詳細は既に詳述されているので、ここでは省略する。
【００８８】
図１４は本発明に係る転倒救助装置の第２実施形態のブロック図である。前述と同様に、転倒救助装置６２は人が転倒したことを検出する転倒検出装置４５と、転倒検出装置４５からの転倒信号を受信して転倒者を緊急に救助する救助装置７３から構成されている。
【００８９】
この第２実施形態は、前述した第１実施形態とほぼ同様の構成であるから、同一部分については説明を省略し、相違点だけを以下に説明する。この第２実施形態はローパスフィルタ８８を配置した点に特徴を有する。
【００９０】
人は転倒するときに、スムーズに転倒するよりは微動しながら転倒することの方が多い。この微動成分は加速度測定手段（加速度センサ）２によりＺ方向加速度ａｚに直接現れる。図１及び図２から分かるように、負方向の極大部が出現する前に、加速度信号に高周波の振動成分が現れ、極大部にも重畳されている。
【００９１】
この高周波振動成分は転倒検出に誤情報を与える可能性があり、転倒の検出精度を向上させるには、加速度信号からこの高周波成分を除去することが必要になる。従って、ローパスフィルタ８８を加えることによって、加速度信号から低周波信号だけを選択して加速度判定手段７８に出力する。
【００９２】
従って、加速度判定手段７８に入力される加速度信号は滑らかな負方向極大信号だけになる。この平滑化された加速度信号に対し、基準加速度ａ０と基準時間Ｔを対比して、人の転倒を確実に検出し、誤動作の無い転倒救助動作を行うことができる。
【００９３】
図１５は本発明に係る転倒救助装置の第３実施形態のブロック図である。前述と同様に、転倒救助装置６２は人が転倒したことを検出する転倒検出装置４５と、転倒検出装置４５からの転倒信号を受信して転倒者を緊急に救助する救助装置７３から構成されている。
【００９４】
この第３実施形態は、前述した第２実施形態とほぼ同様の構成であるから、同一部分については説明を省略し、相違点だけを以下に説明する。この第３実施形態は３次元方向加速度を検出する点に特徴を有する。
【００９５】
前述した加速度測定手段（加速度センサ）２はＺ方向加速度ａｚを選択的に検出してきた。この理由は、転倒時の落下加速度はＺ方向（鉛直方向）に最も特徴的に現れると考えたからである。
【００９６】
しかし、加速度センサ２が、Ｘ方向（ａｘ）、Ｙ方向（ａｙ）及びＺ方向（ａｚ）を測定するように構成されている場合には、これらの加速度成分から３次元方向加速度ａを求めることもできる。３次元方向加速度ａはａ=(ａｘ ２＋ａｙ ２＋ａｚ ２)１／２により定義される。
【００９７】
この第３実施形態では、加速度合成手段９０を配置することによって、加速度成分ａｘ、ａｙ及びａｚから３次元方向加速度ａを導出する。この３次元方向加速度ａの低周波成分をローパスフィルタ８８により選択して、加速度判定手段７８に出力し、人の転倒を検出する。このように３次元方向加速度ａにより人の転倒を検出して転倒者を救助することもできる。
【００９８】
本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想を逸脱しない範囲における種々の変形例、設計変更などをその技術的範囲内に包含することは云うまでもない。
【００９９】
【発明の効果】
第１の発明によれば、人の転倒を鉛直下向きの加速度（Ｚ方向加速度）により検出することができる。従来から人の転倒を加速度で検出することは困難であるという認識が一般的であった。転倒実験を繰り返す中で、人が完全に転倒する場合には、足が僅かに床面から離れ（足部の床反力がゼロに近い状態）、腰が浮いた状態が出現することを発見し、この短時間の自由落下状態を加速度センサで検出し、落下加速度が基準加速度を超えた段階で人の転倒判断を可能としたものである。人が加速度センサを装着するだけで人の転倒判定が可能となるから、病院や施設や家庭などで、特に高齢者の転倒を救助でき、転倒による骨折を回避して寝たきり状態や痴呆症などの低減に寄与することができる。
【０１００】
第２の発明によれば、加速度が基準加速度を超えた状態が基準時間を超えることを計測して、人の転倒判定が可能となる。本発明者の研究により、人が転倒するときには、Ｚ方向加速度が基準加速度を瞬間的に超えるだけでなく、超えた状態が一定時間継続する事実が初めて明らかにされた。従って、Ｚ方向加速度が基準加速度を超えた状態が基準時間だけ継続することを判定して、人の転倒を確実に判断することが可能になる。転倒の確実な判定によって、救助活動の無駄を省き、高齢者の転倒による骨折を回避して寝たきり状態や痴呆症などの低減に寄与することができる。
【０１０１】
第３の発明によれば、加速度センサとエアバッグ装置を人体に装着して、加速度センサからの転倒信号によりエアバッグ装置を起動して、転倒者を完全に無傷で保護することができる。転倒事故が起こっても、床面や地面への激突による衝撃を緩和でき、人に骨折などの傷害を与えず、高齢者などの寝たきり等の事態を予防できる。
【０１０２】
第４の発明によれば、エアバッグ装置を人が歩行する床面又はその壁面に配置し、人体に加速度センサを装着して、加速度センサからの転倒信号によりエアバッグ装置を起動して、転倒者を完全に無傷で保護することができる。人に装着される加速度センサからの転倒信号を無線で受信するように構成すれば、人はエアバッグ装置に全く拘束されない。つまり、エアバッグ装置は床面又はその壁面に配置されるから、人は装着する負担から解放され、特に高齢者にとっては負担感の無い転倒救助装置が提供される。
【０１０３】
第５の発明によれば、天井面又は壁面に固定された吊上部材から垂下された保護用紐を人体に緩く係止し、人体に装着された加速度センサからの転倒信号により吊上装置を緊急に起動して、転倒者を完全に無傷で保護することができる。
【０１０４】
第６の発明によれば、加速度センサからの転倒信号によりアラーム信号を発生して、転倒事故を第三者に通報することができる。アラーム装置から出力されるアラーム信号には、音・光・無線など種々の伝達信号があり、病院などでは音信号と同時にナースセンターへの無線信号が用いられる。人が転倒すると、アラーム信号を発して第三者に人の転倒を通報し、転倒に対する緊急の救援体制をとることができる。このアラーム装置を前述した転倒救助装置と併用することにより、効果的な転倒救助体制を取ることができる。
【０１０５】
第７の発明によれば、加速度センサからの転倒信号により、人が転倒した位置を第三者に通報して、転倒者の救助活動を迅速確実に行うことができる。転倒位置の検出は、自動車などの運転に使用されるＧＰＳ装置によるナビゲーションシステムが利用され、転倒位置が確実に捕捉される。この転倒位置通報装置を前述した転倒救助装置と併用することにより、効果的な転倒救助体制を取ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明において人体の重心近傍に加速度センサを装着して左側方又は右側方に転倒した場合におけるＺ方向加速度（鉛直方向加速度）の信号波形図である。
【図２】本発明において人体の重心近傍に加速度センサを装着して左後側方又は後方に転倒した場合におけるＺ方向加速度（鉛直方向加速度）の信号波形図である。
【図３】本発明においてＺ方向加速度ａｚの波形に対し基準加速度ａ０と基準時間Ｔの関係説明図である。
【図４】本発明に用いられる加速度センサ２の構造原理図である。
【図５】本発明において加速度センサ２からの転倒信号を受信して人体保護用のバッグを急膨張させるエアバッグ装置１４の概略説明図である。
【図６】本発明においてエアバッグ装置１４を人体に着用して転倒時の衝撃を緩和する転倒救助装置の動作説明図である。
【図７】本発明においてエアバッグ装置１４を床面に配置して転倒時の衝撃を緩和する転倒救助装置の動作説明図である。
【図８】本発明において吊上装置３４を天井に配置して転倒時の衝撃を緩和する転倒救助装置の動作説明図である。
【図９】本発明において転倒検出装置からの転倒信号を受信して転倒位置通報装置により転倒位置を外部に通報する転倒救助装置のブロック図である。
【図１０】本発明においてコンピュータを用いた転倒救助装置のブロック図である。
【図１１】図１０に示す転倒救助装置の動作を第１転倒信号を用いて説明する第１フロー図である。
【図１２】図１０に示す転倒救助装置の動作を第２転倒信号を用いて説明する第２フロー図である。
【図１３】本発明に係る転倒救助装置の第１実施形態のブロック図である。
【図１４】本発明に係る転倒救助装置の第２実施形態のブロック図である。
【図１５】本発明に係る転倒救助装置の第３実施形態のブロック図である。
【図１６】転倒時の衝撃を吸収するために衝撃吸収体を下着の内側に装着する従来の衝撃吸収下着の説明図である。
【符号の説明】
２は加速度センサ（加速度測定手段）、４はフレーム、６はウェイト、８はスプリング、１０はダンパ、１２は信号発生部、１４はエアバッグ装置、１６はコントロールユニット、１８は点火部材、２０はインフレータ、２２はガス発生剤、２４はバッグ、２８は人、３０は床、３２は受信センサ、３３はモータ、３４は吊上装置、３６は支持部材、３８はフリーローラ、４０は保護用紐、４４は転倒位置通報装置、４５は転倒検出装置、４６はＧＰＳアンテナ、４８は信号処理部、５０は測位演算部、５２は記憶部、５４は電源、５６は時刻発生部、５８は位置送信部、６０は転倒管理本部、６２は転倒救助装置、６４はＡ／Ｄ変換器、６６は入出力ポート、６８は中央演算処理装置、７０はＲＯＭ、７２はＲＡＭ、７３は救助装置、７４はアラーム装置、７８は加速度判定手段、８０は基準加速度設定手段、８２は計時手段、８４は継続時間判定手段、８６は基準時間設定手段、８８はローパスフィルタ、９０は加速度合成手段、９２は大腿骨、９２ａは大腿骨頸部、９４は衝撃吸収下着、９６は衝撃吸収体、ａは加速度、ａ０は基準加速度、ａｘはＸ方向加速度、ａｙはＹ方向加速度、ａｚはＺ方向加速度（鉛直方向加速度）、ＡＬはアラーム信号、Ｇはガス、Ｐは転倒位置通報信号、Ｓは転倒信号、Ｔは基準時間、τは継続時間。
【発明の属する技術分野】
本発明は人が転倒により傷害を受ける前に人の転倒状態を検出する方法に関し、更に詳細には、人の転倒状態を検出して床面に激突する前に救助動作に入って衝撃を緩和したり、転倒の事実や転倒位置を第三者に通報する転倒検出方法及び転倒救助装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
直立二足歩行する人間にとって、「転倒」は不可避な現象であり、転倒により様々な事故を誘発し、外傷の原因となる。特に、高齢者にとって転倒による骨折は寝たきりの主要原因であり、転倒を回避し骨折を予防することは、患者や介護者の身体的・精神的負担のみならず、医療や介護に要する経済的負担を軽減する上でも極めて有効である。しかし、転倒を検出する方法や転倒から身体を防護する装置はそれほど開発されていない。
【０００３】
消防庁の規定では、人が倒れる事故は転倒と転落と墜落に分類されている。転倒とは同一平面上で人が倒れることであり、通常では死亡などの重大事故を生起することは稀である。他方、転落とは高低差のある場所で身体が接しながら滑落することであり、墜落とは高低差のある場所で身体が地面に接しないで落下することを云う。
【０００４】
転落と墜落は死亡事故に繋がる重大事故であり、このため転落と墜落を概念として一体的に取り扱うことが行われ、転倒事故と一線を画することが行われている。労働災害の統計においても、転落・墜落データは合計して計数化され、転倒データと区別されている。
【０００５】
転落や墜落から作業員を防護する技術は土木分野や建設分野で主として開発されている。建設工事現場では種々の事故が生起するが、その中でも作業員の転落事故や墜落事故は作業員の死亡という重大な結果を招く。従って、転落や墜落を事前に防止するだけでなく、転落事故や墜落事故が生じても、何とか作業員の一命を取り留めることが重要な課題になっている。
【０００６】
特開平１０−２７２１９３号は「人体保護装置」に関する従来技術で、作業員がエアバッグと無重力検知装置を装着することにより構成されている。作業員が高所から落下すると無重力状態となるから、無重力検知装置により作業員の無重力状態、即ち落下状態を検出する。この検出信号を受けて起爆装置がエアバッグを急膨張させる。膨張したエアバッグが作業員を囲繞し、作業員が地面に激突したときにエアバッグがその衝撃を吸収して、作業員の一命を取り留める緊急の防護装置である。
【０００７】
また、特開２０００−２７９５３８は「人体用落下衝撃吸収補助具」に関する従来技術で、加速度検出手段により人体の落下状態を検出し、この信号により空気袋を急膨張させる。地面に激突した際に膨張した空気袋がその衝撃を吸収し、作業員の一命を何とか取り留めようとする緊急防護装置である。
【０００８】
上述した従来技術は、作業員が落差を有した空間を一定時間だけ自由落下する過程を対象としているから、作業員に固定された無重力検知装置や加速度検出手段が人体の自由落下状態を確実に検出できるという前提で開発されたものである。この確実な加速度検出によりエアバッグを急膨張させ、そのクッション作用により作業者の死亡事故を防止するものである。
【０００９】
一方、人の転倒は、人が意思に反して直立した状態から床面（地面）に横たわった状態になる過程であり、最高位置にある頭部であっても、その落差は人の身長以下である。しかも、転倒過程において、人は反射的に転倒状態を回避しようと自力で回復行動を取るから、人体は自由落下状態で転倒することは極めて少ない。
【００１０】
つまり、転倒では落差が極めて短く、同時に転倒加速度が小さいため、人の転倒を無重力検知装置や加速度計により検出することは殆ど不可能であると信じられてきた。従って、転倒事故に関する従来技術においても、加速度をパラメータとして転倒を検出して身体を防護する方法や装置は皆無である。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
人の転倒事故は、土木現場や建設現場で生起するよりも、高齢者が集中する病院や老人ホームなどの施設、及び高齢者を抱える家庭などで生起することが多い。特に、高齢者の転倒は骨折を生じ易く、この骨折が高齢者の精神的・身体的機能の低下を惹起し、最終的には痴呆症や寝たきり状態を生起させる可能性がきわめて高い。
【００１２】
従って、病院や施設や家庭などにおいて高齢者の転倒による骨折を予防するために、高齢者自身の身体機能の向上や骨粗鬆症の予防や薬剤の副作用を抑えるといった措置が講じられる。しかし、高齢者の身体的条件などの内的要因を改善するだけでは不十分であり、高齢者の居住環境などの外的要因を改善することも行われてきた。
【００１３】
高齢者の居住環境の改善としては、▲１▼階段・敷居・溝などの段差を少なくする、▲２▼階段・風呂・廊下・便所などに手すりをつける、▲３▼床面には滑り易い素材を避ける、▲４▼室内を整理する、▲５▼足元を明るくする、▲６▼滑り易い床では靴下を履かない、▲７▼スリッパは使用しない、などといったことが行われている。しかし、高齢者が転倒したときにどうするかといった技術は殆ど開発されていない。このように極めて少ない転倒対策技術の中で、高齢者が転倒したときに衝撃を吸収する実用技術が一つ存在するので、以下に説明する。
【００１４】
図１６は転倒時の衝撃を吸収するために衝撃吸収体を下着の内側に装着する従来の衝撃吸収下着の説明図である。この衝撃吸収下着９４は、左右内部に図示しない内側袋を有し、この内側袋に衝撃吸収体９６が内装されている。
【００１５】
この衝撃吸収体９６は硬質プラスチックシェルを円弧板状に形成して構成されており、大腿骨頸部９２ａを外側から囲繞するように前記内側袋に配置されている。大腿骨頸部９２ａは左右の大腿骨９２の上端に存在し、人２８が転倒したときに骨折しやすい箇所である。
【００１６】
高齢者が転倒したときに最も骨折し易い部位は大腿骨頸部９２ａであり、この骨折が医学統計からみて寝たきりの主要原因となっている。人２８が衝撃吸収体９６を装着しておくと、転倒時にうける衝撃は衝撃吸収板９６により分散されるから、大腿骨頸部９２ａの骨折率を低減することができる。
【００１７】
しかし、この衝撃吸収体９６はサイズ的にも小さいから、大腿骨頸部９２ａを部分的に防護できても、全身を防護することは不可能である。例えば、転倒したときに、膝・腰・手・肘・肩・頭などが床面に激突する場合には、それ相応の骨折が生起する可能性がある。しかも、この衝撃吸収下着９４はパッド付き下着であるから、側臥位では大腿外側部にパッドがあたって同部に痛みや褥瘡（床ずれ）を生じやすい。さらに、おむつを常用する高齢者は装着できないし、夏季に高温多湿の我国では常時装着すること自体が困難である。
【００１８】
従って、高齢者を含む人の転倒による骨折を予防する技術が殆ど無いといった状況に鑑みて、本発明は、人が転倒したことを床面（又は地面）に激突する前に検出し、この検出信号（転倒信号）により人が床面に激突する前に衝撃を緩和する装置を提供し、またその転倒信号により転倒の事実や転倒位置を第三者に通報する装置を提供することを目的とする。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、第１の発明は、人体の所要位置に加速度センサを装着し、人が転倒するときに鉛直下向きの加速度を前記加速度センサで検出し、この加速度が予め設定された基準加速度を超えることにより、人の転倒を検出する転倒検出方法である。従来から、人の転倒を加速度で検出することは困難であるという認識が一般的であったが、本発明者は転倒現象にも加速度検出が有効ではないかと考え、この発明を完成したものである。人の転倒実験を繰り返す中で、人が完全に転倒する場合には、足が僅かに床面から離れ（足部の床反力がゼロに近い状態）、腰が浮いた状態が出現することを見出すに至った。つまり、この状態は人が瞬間的に自由落下状態になることを意味しており、この前後の過程で人体に固定された加速度センサが自由落下に近い加速度を検出するはずであることを着想した。特に人の重心近傍に加速度センサを装着すると、加速度の変化が最も急激に出現する。従って、基準加速度を設定することにより、鉛直下向きの加速度がこの基準加速度を超えた状態を人の転倒状態と判断することを提案するものである。
【００２０】
第２の発明は、人体の所要位置に加速度センサを装着し、人が転倒するときに鉛直下向きの加速度を前記加速度センサで検出し、この加速度が予め設定された基準加速度を超えることを検出し、しかもこの基準加速度を超えた状態が予め設定された基準時間を超えることにより、人の転倒を検出する転倒検出方法である。転倒実験を繰り返す中で、鉛直下向きの加速度が一定時間継続することを発見してこの発明を完成したものである。つまり、人が完全な転倒状態にあるとき、前記加速度が基準加速度を瞬間的に超えるだけでなく、超えた状態が一定時間継続する事実が発見された。この一定時間として基準時間を設定し、加速度が基準加速度を超えた状態が基準時間だけ継続すれば、人が確実に転倒状態にあると判断できることが提案される。落下加速度が基準加速度を超えるだけで転倒状態を判断するよりも、転倒状態の判断をより確実化できる利点がある。
【００２１】
第３の発明は、ガスで急膨張するバッグとこのバッグにガスを爆発的に注入するインフレータとインフレータを起動させる点火部材からなるエアバッグ装置を人体に装着すると共に、人体の所要位置に加速度センサを装着し、人が転倒して前記加速度センサにより検出される鉛直下向きの加速度が予め設定された基準加速度を超えたときに、又はこの基準加速度を超えた状態が予め設定された基準時間を超えたときに、前記エアバッグ装置を起動して人体に作用する転倒衝撃を緩和するように構成される転倒救助装置である。コンパクトに設計されたエアバッグ装置を人体に装着することによって、転倒が検出されると直ちにエアバッグ装置を起動し、人体の主要部分又は全体を急膨張したバッグで囲繞できる。従って、床面や地面への激突による衝撃を緩和でき、転倒事故が起こっても人に骨折などの傷害を与えず、高齢者などの寝たきり等の事態を予防できる。
【００２２】
第４の発明は、ガスで急膨張するバッグとこのバッグにガスを爆発的に注入するインフレータとインフレータを起動させる点火部材からなるエアバッグ装置を人が歩行する床面又はその壁面に配置し、人体の所要位置に加速度センサを装着し、人が転倒して前記加速度センサにより検出される鉛直下向きの加速度が予め設定された基準加速度を超えたときに、又はこの基準加速度を超えた状態が予め設定された基準時間を超えたときに、前記エアバッグ装置を起動して人体に作用する転倒衝撃を緩和するように構成される転倒救助装置である。家庭や病院や施設などの床面や壁面に密着した状態でエアバッグ装置を配置し、加速度センサにより転倒が検出されると、その転倒信号を受信して転倒位置近傍のエアバッグ装置を瞬時に起動させ、床面や壁面が急膨張したエアバッグで覆われて、転倒した人が衝撃をうけることが無い。従って、転倒事故が起こっても人に傷害を与えず、高齢者などの骨折を予防でき、寝たきり等の事態を招来することが無い。
【００２３】
第５の発明は、天井面又は壁面に固定された吊上部材とこの吊上部材から吊上可能に垂下された保護用紐からなる吊上装置を配置し、前記保護用紐を人体に係止し、人体の所要位置に加速度センサを装着し、人が転倒して前記加速度センサにより検出される鉛直下向きの加速度が予め設定された基準加速度を超えたときに、又はこの基準加速度を超えた状態が予め設定された基準時間を超えたときに、吊上装置の駆動により保護用紐を吊上げて人の転倒を防止するように構成される転倒救助装置である。家庭や病院や施設などの天井や壁面に吊上装置を配置し、通常は高齢者などに保護用紐を緩めた状態で係止しておく。加速度センサにより転倒が検出されると、その転倒信号を受信して吊上装置を瞬時に起動して保護用紐を吊上げて緊張させる。従って、緊張した保護用紐で人体は拘束され、人体の転倒が防止される。その結果、転倒事故が生じないから人は傷害を受けることが無く、高齢者などの骨折を予防できる。
【００２４】
第６の発明は、人体の所要位置に加速度センサを装着し、この加速度センサの転倒信号によりアラーム信号を発生して第三者に通報するアラーム装置を配置し、人が転倒して前記加速度センサにより検出される鉛直下向きの加速度が予め設定された基準加速度を超えたときに、又はこの基準加速度を超えた状態が予め設定された基準時間を超えたときに、転倒信号を発生してアラーム装置を駆動するように構成される転倒救助装置である。アラーム装置から出力されるアラーム信号には、音・光・無線など種々の伝達信号があり、病院などでは音信号と同時にナースセンターへの無線信号が用いられる。人が転倒すると、アラーム信号を発して第三者に人の転倒を通報し、転倒に対する緊急の救援体制をとることができる。このアラーム装置を前述した転倒救助装置と併用することにより、より効果的な転倒救助体制を取ることを可能にする。
【００２５】
第７の発明は、ＧＰＳ信号を受け取るＧＰＳアンテナと地図データを格納した記憶部とこのＧＰＳ信号と地図データから位置を導出する測位演算部と導出された位置を外部に通報する位置送信部からなる転倒位置通報装置を人体に装着し、人体の所要位置に加速度センサを装着し、人が転倒して前記加速度センサにより検出される鉛直下向きの加速度が予め設定された基準加速度を超えたときに、又はこの基準加速度を超えた状態が予め設定された基準時間を超えたときに、前記位置送信部から人の転倒位置を外部に通報するように構成されることを特徴とする転倒救助装置である。自動車などの運転に使用されるＧＰＳ装置によるナビゲーションシステムを転倒救助装置に利用することが提案される。つまり、歩行する人にＧＰＳ装置からなる転倒位置通報装置を装着して人の位置を導出し、加速度センサが人の転倒を検出すると、この転倒信号をトリガー信号として人の転倒位置を第三者に通報して、転倒者に対する緊急の転倒救助体制をとることを可能にする。
【００２６】
【発明の実施の形態】
従来では、落差の小さな転倒を加速度により検出することは困難であるという認識が一般的であった。しかしながら、本発明者は人の転倒実験を繰り返す中で、転倒においても足が僅かに床面から離れ（足部の床反力がゼロに近い状態）、腰が浮いた状態が出現することを発見するに至った。この状態では、人体は瞬間的に自由落下に類似した状態になっており、大きな鉛直下向きの加速度が生じているはずである。
【００２７】
特に、人の重心近傍に加速度センサを装着すると、前記自由落下類似状態の前後において大きな鉛直下向き加速度が出現する。しかも、この大きな加速度は短時間ながらも一定時間だけ継続しているはずである。この大きな加速度の出現とその一定時間の継続性を発見して、本発明は完成されたものである。
以下に、本発明に係る転倒検出方法及び転倒救助装置の実施形態を添付する図面に従って詳細に説明する。
【００２８】
図１は、本発明において人体の重心近傍に加速度センサを装着して左側方又は右側方に転倒した場合におけるＺ方向加速度（鉛直方向加速度）の信号波形図である。横軸は転倒を開始してからの時間ｔ（ｓ）を示し、縦軸はＺ方向加速度、即ち鉛直方向加速度ａｚ（ｍ/ｓ２）を示す。正は鉛直上向き加速度であり、負は鉛直下向き加速度である。
【００２９】
加速度センサを装着する位置を種々に設定して、人の転倒実験を行った。特に、人の重心近傍に装着したところ、明瞭な加速度の信号波形が得られた。実線は人が左側方へ転倒した場合を示し、点線は右側方への転倒を示している。
【００３０】
Ｚ方向加速度ａｚは０．３０〜０．７５（ｓ）の範囲で負方向の極大を示す。この負方向の極大は人が鉛直下向きに落下していることを示し、そのピーク近傍で、足が床面から僅かに離れ（足部の床反力がゼロに近い状態）、腰が完全に浮いた状態になることが分かった。従って、このピーク近傍で自由落下類似状態が出現していると判断する。
【００３１】
実線（左側方転倒）と点線（右側方転倒）でピーク値は異なるが、この原因は転倒したときに床面が足に作用する反力にバラツキが存在するからである。このピーク値は実線では−７．５（ｍ/ｓ２）であり、点線では−４．８（ｍ/ｓ２）である。このようなバラツキがあっても、自由落下類似状態を示す負方向極大が一定値を越えたり、越えた状態が一定時間継続することにより転倒現象を検出することができるはずである。
【００３２】
通常の重力加速度ｇは−９．８（ｍ/ｓ２）であるから、完全な自由落下状態ではＺ方向加速度ａｚは重力加速度ｇに一致するはずである。転落や墜落ではこのように大きな落下加速度が得られる。しかし、落差の小さな転倒現象では、完全な自由落下状態は出現しない。従って、従来から、転倒現象を加速度で判定することは困難であるとする考え方に研究者は束縛されていたのである。本発明は、自由落下類似状態の発見により、転倒現象の検出を可能にしたものである。
【００３３】
負方向極大から転倒現象を検出する場合に、閾値を設定する。例えば閾値として−４（ｍ/ｓ２）を設定し、Ｚ方向加速度が−４（ｍ/ｓ２）以下になると、自由落下類似状態と判断する。本発明では、この加速度の閾値を基準加速度と称する。また、Ｚ方向加速度が基準加速度以下、言い換えれば基準加速度よりも負方向に大きくなることを基準加速度を超えると表現し、人の転倒現象が検出されたと考える。
【００３４】
また、負方向極大の幅から推定すると、Ｚ方向加速度が−４（ｍ/ｓ２）以下になる時間は約０．２（ｓ）である。即ち、−４（ｍ/ｓ２）以下の加速度継続時間が０．２（ｓ）である。この基準加速度を超えた状態の継続時間により転倒現象をより確実に検出することが可能になる。
【００３５】
例えば０．０５（ｓ）を基準時間と考えて、基準加速度を超えた状態の継続時間がこの基準時間より長くなれば、その段階で自由落下類似状態と判断して人が転倒状態にあると判断する。基準時間は適切に設定することが重要である。
【００３６】
以上のように、人の転倒の第１条件は、Ｚ方向加速度が基準加速度を超えることである。第２条件は、Ｚ方向加速度が基準加速度を超えた状態が基準時間を超えることである。人の転倒は第１条件で判断しても良いし、第２条件で判断しても良い。第２条件の方がより確実な転倒判定であると云える。
【００３７】
図２は、本発明において人体の重心近傍に加速度センサを装着して左後側方又は後方に転倒した場合におけるＺ方向加速度（鉛直方向加速度）の信号波形図である。横軸と縦軸は図１と同様である。
【００３８】
実線は左後側方への転倒を示し、破線は後方への転倒を示す。前述と同様に、Ｚ方向加速度は０．３０〜０．７５（ｓ）の範囲で負方向の極大を示している。この負方向極大のピーク近傍で、足が床面から僅かに離れ（足部の床反力がゼロに近い状態）、腰が完全に浮いた状態になることが実証された。このピーク近傍が自由落下類似状態の出現を意味している。
【００３９】
実線（左後側方転倒）のピーク値は−７．０（ｍ/ｓ２）であるが、このピークは急峻すぎる。破線（後方転倒）ではピーク値は−８．０（ｍ/ｓ２）である。また、負方向極大の幅は実線と破線の両者から判断して０．２〜０．３（ｓ）と考えられる。
【００４０】
実線と破線のピーク値や波形の相違は床面からの反力のバラツキが原因である。波形の全体像から判断して、基準加速度として例えば−４．５（ｍ/ｓ２）を設定することができ、基準時間として例えば０．０３（ｓ）を設定することができる。勿論、基準加速度と基準時間の設定は、波形から許される範囲で任意に設定することができる。基準加速度と基準時間の設定は図１と図２の両者を満足するように設定される必要がある。
【００４１】
図３は、本発明においてＺ方向加速度ａｚの波形に対し基準加速度ａ０と基準時間Ｔの関係説明図である。Ｚ方向加速度の波形として図２の実線波形が示されている。この波形に対し、適切な基準加速度ａ０が設定される。
【００４２】
Ｚ方向加速度（ａｚ）が基準加速度ａ０を越えた時刻をτ＝０とする。このτ＝０の時点で転倒の第１条件が満足された分けであるから、人は転倒したと判断され、加速度センサに付属する回路により第１転倒信号が送信される。この第１転倒信号により本発明の転倒救助装置が作動し、転倒者が地面に激突しても、その衝撃を緩和して傷害を生じさせない。また、この第１転倒信号により転倒の事実や転倒位置を第三者に通報して転倒者の救助活動が行われる。この転倒通報装置や転倒位置通報装置も、本発明では転倒救助装置に含まれる概念である。
【００４３】
また、τ＝０の時点からＺ方向加速度（ａｚ）が基準加速度ａ０を越えた状態の継続時間が計測され、適切に設定された基準時間Ｔを超えた時点、即ちτ＝Ｔの時刻に第２転倒信号が送信される。この第２転倒信号により本発明の転倒救助装置を作動させたり、転倒通報装置を作動させたり、転倒位置通報装置を作動させても良い。
【００４４】
転倒救助装置を第１転倒信号で作動させるか、第２転倒信号で作動させるかは装置の設計者の判断である。転倒状態が確実なのは第２転倒信号であるが、転倒救助動作が第１転倒信号よりも基準時間Ｔだけ遅れる。しかし、基準時間Ｔだけ遅れても、この遅れ時間Ｔは例えば０．０２（ｓ）のように微小時間であるから、転倒者の救助に支障が生じることはない。
【００４５】
図４は本発明に用いられる加速度センサ２の構造原理図である。加速度センサ２は、フレーム４の中にウェイト６とスプリング８とダンパ１０を直列に配置し、ウェイト６と信号発生部１２とが相対変位して加速度信号が生じるように構成されている。
【００４６】
加速度センサ２は人体に固定して装着される。人が転倒して加速度センサ２が人体と共に落下すると、フレーム４と信号発生部１２とは人体と一緒に落下する。ウェイト６は慣性を有するから原位置にとどまろうとし、その結果、ウェイト６と信号発生部１２の間に相対変位が生じる。この相対変位は矢印によって信号発生部１２に物理作用を与える。
【００４７】
この相対変位に基づく物理作用により、圧電式加速度センサ、歪ゲージ式加速度センサ、動電式加速度センサ、サーボ式加速度センサなどに分類される。信号発生部１２が水晶やチタン酸バリウム等の圧電素子であると、圧電素子が力を受けて電気が発生し、この電気信号が加速度信号を与える。
【００４８】
信号発生部１２が半導体歪ゲージであると、ブリッジ回路を組むことにより、相対変位により発生する電気信号を加速度信号として使用する。動電式ではウェイト６に電磁コイルが固定され、コイルがフレーム内の磁界中を動くときに誘導起電力が生じ、この誘導起電力を加速度信号として利用できる。サーボ式では、信号発生部１２として電気容量型検出器が使用され、フレーム４とウェイト６との僅かな相対変位を電気容量の変化として検出し加速度信号を生じる。
【００４９】
特に、加速度センサ２として、判断回路を内蔵した半導体加速度センサが有効である。この加速度センサ２は同一チップ上に加速度検出部と判断回路部が一体に形成される。
【００５０】
加速度検出部でＺ方向加速度信号を発生し、判断回路部で演算を行って第１転倒信号又は第２転倒信号を発生することができる。即ち、Ｚ方向加速度が基準加速度ａ０を越えたときに第１転倒信号を発生し、この状態が基準時間Ｔを超えたときに第２転倒信号を発生することになる。従って、判断回路を内蔵した半導体加速度センサだけで、後述する転倒検出装置４５を構成できる。
【００５１】
図５は、本発明において加速度センサ２からの転倒信号を受信して人体保護用のバッグを急膨張させるエアバッグ装置１４の概略説明図である。エアバッグ装置１４は、制御回路となるコントロールユニット１６と、点火部材１８と、ガス発生剤２２を内装したインフレータ２０と、バッグ２４から構成される。
【００５２】
コントロールユニット１６が加速度センサ２から有線又は無線で転倒信号を受信すると、点火部材１８によりインフレータ２０を起動させ、瞬時にガス発生剤２２によりガスＧを大量に発生させる。このガスＧはバッグ２４を急膨張させ、転倒者をバッグ２４で囲繞したり、床面や壁面をバッグ２４で覆って、転倒時の衝撃から転倒者を防護する。
【００５３】
図６は本発明においてエアバッグ装置１４を人体に着用して転倒時の衝撃を緩和する転倒救助装置の動作説明図である。この転倒救助装置は第１の転倒衝撃緩和装置とも呼ばれる。（６Ａ）では、床３０に立っている人２８がバッグ２４を含んだエアバッグ装置１４を着用する。人２８の重心近傍に加速度センサ２を装着して固定する。
【００５４】
（６Ｂ）では、人２８が転倒し、足が床面から僅かに離れ（足部の床反力がゼロに近い状態）、腰が浮いた転倒状態が出現する。このとき、加速度センサ２は鉛直下向きのＺ方向加速度ａｚを検出し、付属回路により第１転倒信号又は第２転倒信号を送信する。
【００５５】
（６Ｃ）では、前記転倒信号を受けて、エアバッグ装置１４が作動し、バッグ２４が急膨張して人体を囲繞する。この急膨張は人体が床面に激突する前に完成し、人体が床面に激突してもその衝撃から人２８を防護する。また、転倒信号を受信すると、アラーム装置が起動し、音や光や無線信号などのアラーム信号ＡＬを発生して転倒を第三者に通報する。病院や施設内での転倒では、ナースセンターや事務室に転倒を通報し、直ちに救助を受けることができる。
【００５６】
図７は本発明においてエアバッグ装置１４を床面に配置して転倒時の衝撃を緩和する転倒救助装置の動作説明図である。この転倒救助装置は第２の転倒衝撃緩和装置とも呼ばれる。（７Ａ）では、床３０の表面にバッグ２４を載置し、その横に転倒信号を受信する受信センサ３２を配置してエアバッグ装置１４を構成する。床３０に立っている人２８の重心近傍には加速度センサ２が装着される。
【００５７】
（７Ｂ）では、人２８が転倒して腰が浮いた転倒状態が出現する。このとき、加速度センサ２は鉛直下向きのＺ方向加速度ａｚを検出し、付属回路により転倒信号Ｓを送信する。転倒信号Ｓは第１転倒信号又は第２転倒信号のどちらでもよい。この転倒信号Ｓは受信センサ３２により受信される。
【００５８】
（７Ｃ）では、受信センサ３２が転倒信号を受信し、エアバッグ装置１４が作動して、バッグ２４が急膨張して床３０の表面を覆う。この急膨張は人体が床面に激突する前に完成し、人体が床面に激突してもその衝撃から人２８を防護する。また、転倒信号を受信すると、アラーム装置が作動し、音や光や無線信号などのアラーム信号ＡＬを発生して転倒を第三者に通報する。ナースセンターや事務室に転倒が通報されると、直ちに救助活動が行われる。
【００５９】
図８は本発明において吊上装置３４を天井に配置して転倒時の衝撃を緩和する転倒救助装置の動作説明図である。この転倒救助装置は転倒吊上装置とも呼ばれる。（８Ａ）では、天井にモータ３３と支持部材３６とフリーローラ３８からなる吊上装置３４が配置されている。その横に転倒信号を受信する受信センサ３２が付設されている。床３０に立っている人２８の重心近傍には加速度センサ２が装着される。吊上装置３４から保護用紐４０が垂下され、緩んだ状態で人２８に係合されている。
【００６０】
（８Ｂ）では、人２８が転倒して腰が浮いた転倒状態が出現する。このとき、加速度センサ２は鉛直下向きのＺ方向加速度ａｚを検出し、付属回路により転倒信号Ｓを送信する。転倒信号Ｓは第１転倒信号又は第２転倒信号のどちらでもよい。この転倒信号Ｓは受信センサ３２により受信される。
【００６１】
（８Ｃ）では、受信センサ３２が転倒信号Ｓを受信し、吊上装置３４が作動する。モータ３３が矢印方向に回動すると、保護用紐４０が吊上げられて緊張状態になり、人２８は転倒することが無く、保護用紐４０による吊上動作を受けるだけである。また、転倒信号Ｓを受信すると、アラーム装置が作動し、音や光や無線信号などのアラーム信号ＡＬを発生して転倒救助を第三者に通報する。ナースセンターや事務室にも転倒が通報される。
【００６２】
図９は、本発明において転倒検出装置からの転倒信号を受信して転倒位置通報装置により転倒位置を外部に通報する転倒救助装置のブロック図である。転倒位置通報装置４４は自動車などのナビゲーションシステムに使用されるＧＰＳ装置を利用したもので、信号処理部４８、測位演算部５０、記憶部５２、電源５４、時刻発生部５６、位置送信部５８及びＧＰＳアンテナ６０から構成される。この転倒位置通報装置４４は歩行する人に装着される。
【００６３】
人工衛星から送られてくるＧＰＳ信号（Global Positioning System）はＧＰＳアンテナで受信され、このＧＰＳ信号を分析して人の位置が算出される。まず、ＧＰＳ信号は信号処理部４８において一定の加工を受け、測位演算部５０に出力される。
【００６４】
測位演算部５０では、記憶部５２に格納された地図データと比較しながら、ＧＰＳ信号により人が存在する位置が導出される。時刻発生部５６からは時刻データが測位演算部５０に送られ、時刻信号と位置信号が位置送信部５８に出力される。電源５４は転倒位置通報装置４４の駆動用電源である。
【００６５】
転倒検出装置４５も歩行する人に装着される装置で、人が転倒したときに第１転倒信号又は第２転倒信号を出力する装置である。加速度センサ２が判断回路を内蔵して加速度信号を処理して第１又は第２の転倒信号を出力できる場合には、加速度センサ２が転倒検出装置４５に相当する。加速度センサ２は単に加速度を検出するだけで、転倒信号発生用の判断回路（コンピュータを含む）を別に配置する場合には、加速度センサ２と判断回路の全体が転倒検出装置４５に相当する。
【００６６】
人が転倒して、転倒検出装置４５が転倒信号Ｓを位置送信部５８に出力すると、位置送信部５８はこの転倒信号Ｓをトリガーとして、この時点の位置信号を転倒位置信号と判断して外部に出力する。この信号は転倒位置通報信号Ｐとして無線で出力され、ナースセンターなどの転倒管理本部６０に転倒位置を通報する。
【００６７】
転倒管理本部６０がこの転倒位置通報信号を受信すると、この信号を処理して転倒位置が図示しないディスプレイに表示される。転倒位置を確認すると、管理者は直ちに転倒場所に駆けつけて転倒者の救助活動に入る。この装置を用いると、転倒位置が地図に示されるから、救助活動を迅速に行える利点がある。
【００６８】
この転倒位置通報装置４４は単体で使用されるだけでなく、前述した転倒衝撃緩和装置と一緒に使用されると、人が転倒しても衝撃が緩和されて転倒者は骨折等の傷害を受けることが無く、しかも転倒位置が通報されるから、救助活動を迅速且つ円滑に進行することができる。
【００６９】
図１０は本発明においてコンピュータを用いた転倒救助装置のブロック図である。転倒救助装置６２は、人の転倒を検出する転倒検出装置４５と、この転倒検出装置４５から出力される転倒信号Ｓにより転倒者を救助する救助装置７３から構成されている。
【００７０】
転倒検出装置４５は加速度センサ２とＡ／Ｄ変換器６４とコンピュータから構成され、コンピュータは入出力ポート６６と中央演算処理装置６８とＲＯＭ７０とＲＡＭ７２から構成されている。加速度センサ２により計測される加速度信号はＡ／Ｄ変換されてコンピュータにより処理される。
【００７１】
検出された加速度が基準加速度を超えると、コンピュータの判断で第１転倒信号Ｓが出力され、又は加速度が基準加速度を越えた状態が基準時間だけ継続すると第２転倒信号Ｓが出力される。第１転倒信号か第２転倒信号のいずれかの信号が人の転倒信号Ｓとなる。
【００７２】
この転倒信号Ｓが救助装置７３に入力されると、救助装置７３の特徴に応じた救助活動が行われる。救助装置７３には前述された各種の装置、即ちアラーム装置７４、エアバッグ装置１４、吊上装置３４及び転倒位置通報装置４４が存在する。これらの装置の１種類が選択されてもよいし、２種類以上の装置が選択されてもよい。
【００７３】
簡単に説明すると、アラーム装置７４はアラーム信号を発生して転倒を第３者に知らせ、エアバッグ装置１４は転倒者又は床面に配置されて急膨張して人の転倒衝撃を緩和させ、吊上装置３４は転倒時に人を吊上げて転倒を回避し、転倒位置通報装置４４はＧＰＳ信号により人の転倒位置を演算して第３者に通報し、これらの装置を作動させて転倒者を迅速に救助することができる。
【００７４】
図１１は、図１０に示す転倒救助装置の動作を第１転倒信号を用いて説明する第１フロー図である。ステップｓ１では、基準加速度ａ０の大きさが初期設定され、同時に救助モードｍが選択される。パラメータｍには救助動作を選択する１，２，３又は４の数字が入力される。
【００７５】
ステップｓ２では、加速度センサ２により加速度ａが計測される。加速度ａとしては、落下に対して変化の大きなＺ方向加速度ａｚ（鉛直方向加速度）が最適である。しかし、加速度センサ２が３次元方向の加速度を検出できる場合には、３次元方向の加速度ａでも構わない。この加速度ａはａｘ、ａｙ、ａｚを用いてａ＝（ａｘ ２＋ａｙ ２＋ａｚ ２）１／２で算出される合成加速度である。
【００７６】
ステップｓ３で、検出された加速度が基準加速度を越えるかどうかが判定され、超えていない場合にはステップｓ２に戻り、再び加速度を検出する。基準加速度を越えた場合には、第１転倒信号（ｓ４）を発生する。条件式としてａ＞ａ０を採用したから、加速度ａや基準加速度ａ０の値は絶対値で計測される。
【００７７】
第１転倒信号を受けると、設定された救助モードｍに従って救助動作に移行する。ｍ＝１ではアラーム信号（ｓ５）を発生し、ｍ＝２ではエアバッグ（ｓ６）を急膨張させ、ｍ＝３では転倒者を吊上げ（ｓ７）、ｍ＝４では転倒位置を通報（ｓ８）する。これらの救助動作によって、転倒者の迅速な救助活動が行われる。
【００７８】
図１２は、図１０に示す転倒救助装置の動作を第２転倒信号を用いて説明する第２フロー図である。ステップｔ１では、基準加速度ａ０の大きさと基準時間の長さＴが初期設定され、同時に救助モードｍが選択される。ａ０の値は絶対値が使用されている。
【００７９】
ステップｔ２では、継続時間τがゼロに設定されて継続時間τが進行し始める。この継続時間τは加速度が基準加速度を越えた状態の継続時間を測定するために用いられ、第２転倒信号を発生させるために必要な時間である。
【００８０】
ステップｔ３では、加速度センサ２により加速度ａが計測され、その絶対値が記憶される。加速度ａとしては、前述と同様に落下に対して変化の大きなＺ方向加速度ａｚ（鉛直方向加速度）が最適である。しかし、加速度センサ２が３次元方向の加速度を検出できる場合には、３次元方向の加速度ａでも構わない。この加速度ａはａｘ、ａｙ、ａｚを用いてａ＝（ａｘ ２＋ａｙ ２＋ａｚ ２）１／２で算出される合成加速度である。
【００８１】
ステップｔ４で、検出された加速度ａが基準加速度ａ０を越えるかどうかが判定され、超えていない場合にはステップｔ２に戻り、継続時間τをゼロに再設定して再び進行させ、加速度を再検出（ｔ３）する。基準加速度を越えた場合には、その時点の継続時間τが計測（ｔ５）され、基準時間Ｔを超えているかどうかが判定（ｔ６）される。
【００８２】
継続時間τが基準時間Ｔを超えていない場合には、加速度の測定（ｔ３）に戻り、同様のステップを繰り返す。継続時間τが基準時間Ｔを超えた場合には、第２転倒信号が送信（ｔ７）される。この第２転倒信号は、加速度ａが基準加速度ａ０を越えている継続時間が基準時間Ｔを超えたことを意味している。
【００８３】
第２転倒信号を受けると、設定された救助モードｍに従って救助動作に移行する。ｍ＝１ではアラーム信号（ｔ８）を発生し、ｍ＝２ではエアバッグ（ｔ９）を急膨張させ、ｍ＝３では転倒者を吊上げ（ｔ１０）、ｍ＝４では転倒位置を通報（ｔ１１）する。これらの救助動作によって、転倒者の迅速な救助活動が行われる。
【００８４】
図１３は本発明に係る転倒救助装置の第１実施形態のブロック図である。この転倒救助装置６２は人が転倒したことを検出する転倒検出装置４５と、転倒検出装置４５からの転倒信号を受信して転倒者を緊急に救助する救助装置７３から構成されている。
【００８５】
まず、転倒検出装置４５から説明する。加速度測定手段（加速度センサ）２によりＺ方向加速度ａｚが計測され、基準加速度設定手段８０により設定された基準加速度ａ０と比較される。加速度判定手段７８によりａｚ＞ａ０の条件が判定されると計時手段８２にその旨が出力される。
【００８６】
ａｚ＞ａ０の継続時間τが計時手段８２により測定され、基準時間設定手段８６により設定された基準時間Ｔと比較される。継続時間判定手段８４によりτ＞Ｔが判定されると、救助装置７３に第２転倒信号が送信される。
【００８７】
次に、救助装置はアラーム装置７４、エアバッグ装置１４、吊上装置３４及び転倒位置通報装置４４から構成される。第２転倒信号により、これらの救助装置７３の一つ以上の装置が駆動され、転倒者の救助が行われる。これら装置の動作の詳細は既に詳述されているので、ここでは省略する。
【００８８】
図１４は本発明に係る転倒救助装置の第２実施形態のブロック図である。前述と同様に、転倒救助装置６２は人が転倒したことを検出する転倒検出装置４５と、転倒検出装置４５からの転倒信号を受信して転倒者を緊急に救助する救助装置７３から構成されている。
【００８９】
この第２実施形態は、前述した第１実施形態とほぼ同様の構成であるから、同一部分については説明を省略し、相違点だけを以下に説明する。この第２実施形態はローパスフィルタ８８を配置した点に特徴を有する。
【００９０】
人は転倒するときに、スムーズに転倒するよりは微動しながら転倒することの方が多い。この微動成分は加速度測定手段（加速度センサ）２によりＺ方向加速度ａｚに直接現れる。図１及び図２から分かるように、負方向の極大部が出現する前に、加速度信号に高周波の振動成分が現れ、極大部にも重畳されている。
【００９１】
この高周波振動成分は転倒検出に誤情報を与える可能性があり、転倒の検出精度を向上させるには、加速度信号からこの高周波成分を除去することが必要になる。従って、ローパスフィルタ８８を加えることによって、加速度信号から低周波信号だけを選択して加速度判定手段７８に出力する。
【００９２】
従って、加速度判定手段７８に入力される加速度信号は滑らかな負方向極大信号だけになる。この平滑化された加速度信号に対し、基準加速度ａ０と基準時間Ｔを対比して、人の転倒を確実に検出し、誤動作の無い転倒救助動作を行うことができる。
【００９３】
図１５は本発明に係る転倒救助装置の第３実施形態のブロック図である。前述と同様に、転倒救助装置６２は人が転倒したことを検出する転倒検出装置４５と、転倒検出装置４５からの転倒信号を受信して転倒者を緊急に救助する救助装置７３から構成されている。
【００９４】
この第３実施形態は、前述した第２実施形態とほぼ同様の構成であるから、同一部分については説明を省略し、相違点だけを以下に説明する。この第３実施形態は３次元方向加速度を検出する点に特徴を有する。
【００９５】
前述した加速度測定手段（加速度センサ）２はＺ方向加速度ａｚを選択的に検出してきた。この理由は、転倒時の落下加速度はＺ方向（鉛直方向）に最も特徴的に現れると考えたからである。
【００９６】
しかし、加速度センサ２が、Ｘ方向（ａｘ）、Ｙ方向（ａｙ）及びＺ方向（ａｚ）を測定するように構成されている場合には、これらの加速度成分から３次元方向加速度ａを求めることもできる。３次元方向加速度ａはａ=(ａｘ ２＋ａｙ ２＋ａｚ ２)１／２により定義される。
【００９７】
この第３実施形態では、加速度合成手段９０を配置することによって、加速度成分ａｘ、ａｙ及びａｚから３次元方向加速度ａを導出する。この３次元方向加速度ａの低周波成分をローパスフィルタ８８により選択して、加速度判定手段７８に出力し、人の転倒を検出する。このように３次元方向加速度ａにより人の転倒を検出して転倒者を救助することもできる。
【００９８】
本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想を逸脱しない範囲における種々の変形例、設計変更などをその技術的範囲内に包含することは云うまでもない。
【００９９】
【発明の効果】
第１の発明によれば、人の転倒を鉛直下向きの加速度（Ｚ方向加速度）により検出することができる。従来から人の転倒を加速度で検出することは困難であるという認識が一般的であった。転倒実験を繰り返す中で、人が完全に転倒する場合には、足が僅かに床面から離れ（足部の床反力がゼロに近い状態）、腰が浮いた状態が出現することを発見し、この短時間の自由落下状態を加速度センサで検出し、落下加速度が基準加速度を超えた段階で人の転倒判断を可能としたものである。人が加速度センサを装着するだけで人の転倒判定が可能となるから、病院や施設や家庭などで、特に高齢者の転倒を救助でき、転倒による骨折を回避して寝たきり状態や痴呆症などの低減に寄与することができる。
【０１００】
第２の発明によれば、加速度が基準加速度を超えた状態が基準時間を超えることを計測して、人の転倒判定が可能となる。本発明者の研究により、人が転倒するときには、Ｚ方向加速度が基準加速度を瞬間的に超えるだけでなく、超えた状態が一定時間継続する事実が初めて明らかにされた。従って、Ｚ方向加速度が基準加速度を超えた状態が基準時間だけ継続することを判定して、人の転倒を確実に判断することが可能になる。転倒の確実な判定によって、救助活動の無駄を省き、高齢者の転倒による骨折を回避して寝たきり状態や痴呆症などの低減に寄与することができる。
【０１０１】
第３の発明によれば、加速度センサとエアバッグ装置を人体に装着して、加速度センサからの転倒信号によりエアバッグ装置を起動して、転倒者を完全に無傷で保護することができる。転倒事故が起こっても、床面や地面への激突による衝撃を緩和でき、人に骨折などの傷害を与えず、高齢者などの寝たきり等の事態を予防できる。
【０１０２】
第４の発明によれば、エアバッグ装置を人が歩行する床面又はその壁面に配置し、人体に加速度センサを装着して、加速度センサからの転倒信号によりエアバッグ装置を起動して、転倒者を完全に無傷で保護することができる。人に装着される加速度センサからの転倒信号を無線で受信するように構成すれば、人はエアバッグ装置に全く拘束されない。つまり、エアバッグ装置は床面又はその壁面に配置されるから、人は装着する負担から解放され、特に高齢者にとっては負担感の無い転倒救助装置が提供される。
【０１０３】
第５の発明によれば、天井面又は壁面に固定された吊上部材から垂下された保護用紐を人体に緩く係止し、人体に装着された加速度センサからの転倒信号により吊上装置を緊急に起動して、転倒者を完全に無傷で保護することができる。
【０１０４】
第６の発明によれば、加速度センサからの転倒信号によりアラーム信号を発生して、転倒事故を第三者に通報することができる。アラーム装置から出力されるアラーム信号には、音・光・無線など種々の伝達信号があり、病院などでは音信号と同時にナースセンターへの無線信号が用いられる。人が転倒すると、アラーム信号を発して第三者に人の転倒を通報し、転倒に対する緊急の救援体制をとることができる。このアラーム装置を前述した転倒救助装置と併用することにより、効果的な転倒救助体制を取ることができる。
【０１０５】
第７の発明によれば、加速度センサからの転倒信号により、人が転倒した位置を第三者に通報して、転倒者の救助活動を迅速確実に行うことができる。転倒位置の検出は、自動車などの運転に使用されるＧＰＳ装置によるナビゲーションシステムが利用され、転倒位置が確実に捕捉される。この転倒位置通報装置を前述した転倒救助装置と併用することにより、効果的な転倒救助体制を取ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明において人体の重心近傍に加速度センサを装着して左側方又は右側方に転倒した場合におけるＺ方向加速度（鉛直方向加速度）の信号波形図である。
【図２】本発明において人体の重心近傍に加速度センサを装着して左後側方又は後方に転倒した場合におけるＺ方向加速度（鉛直方向加速度）の信号波形図である。
【図３】本発明においてＺ方向加速度ａｚの波形に対し基準加速度ａ０と基準時間Ｔの関係説明図である。
【図４】本発明に用いられる加速度センサ２の構造原理図である。
【図５】本発明において加速度センサ２からの転倒信号を受信して人体保護用のバッグを急膨張させるエアバッグ装置１４の概略説明図である。
【図６】本発明においてエアバッグ装置１４を人体に着用して転倒時の衝撃を緩和する転倒救助装置の動作説明図である。
【図７】本発明においてエアバッグ装置１４を床面に配置して転倒時の衝撃を緩和する転倒救助装置の動作説明図である。
【図８】本発明において吊上装置３４を天井に配置して転倒時の衝撃を緩和する転倒救助装置の動作説明図である。
【図９】本発明において転倒検出装置からの転倒信号を受信して転倒位置通報装置により転倒位置を外部に通報する転倒救助装置のブロック図である。
【図１０】本発明においてコンピュータを用いた転倒救助装置のブロック図である。
【図１１】図１０に示す転倒救助装置の動作を第１転倒信号を用いて説明する第１フロー図である。
【図１２】図１０に示す転倒救助装置の動作を第２転倒信号を用いて説明する第２フロー図である。
【図１３】本発明に係る転倒救助装置の第１実施形態のブロック図である。
【図１４】本発明に係る転倒救助装置の第２実施形態のブロック図である。
【図１５】本発明に係る転倒救助装置の第３実施形態のブロック図である。
【図１６】転倒時の衝撃を吸収するために衝撃吸収体を下着の内側に装着する従来の衝撃吸収下着の説明図である。
【符号の説明】
２は加速度センサ（加速度測定手段）、４はフレーム、６はウェイト、８はスプリング、１０はダンパ、１２は信号発生部、１４はエアバッグ装置、１６はコントロールユニット、１８は点火部材、２０はインフレータ、２２はガス発生剤、２４はバッグ、２８は人、３０は床、３２は受信センサ、３３はモータ、３４は吊上装置、３６は支持部材、３８はフリーローラ、４０は保護用紐、４４は転倒位置通報装置、４５は転倒検出装置、４６はＧＰＳアンテナ、４８は信号処理部、５０は測位演算部、５２は記憶部、５４は電源、５６は時刻発生部、５８は位置送信部、６０は転倒管理本部、６２は転倒救助装置、６４はＡ／Ｄ変換器、６６は入出力ポート、６８は中央演算処理装置、７０はＲＯＭ、７２はＲＡＭ、７３は救助装置、７４はアラーム装置、７８は加速度判定手段、８０は基準加速度設定手段、８２は計時手段、８４は継続時間判定手段、８６は基準時間設定手段、８８はローパスフィルタ、９０は加速度合成手段、９２は大腿骨、９２ａは大腿骨頸部、９４は衝撃吸収下着、９６は衝撃吸収体、ａは加速度、ａ０は基準加速度、ａｘはＸ方向加速度、ａｙはＹ方向加速度、ａｚはＺ方向加速度（鉛直方向加速度）、ＡＬはアラーム信号、Ｇはガス、Ｐは転倒位置通報信号、Ｓは転倒信号、Ｔは基準時間、τは継続時間。
Claims (6)
- 人体の所要位置に加速度センサを装着し、人が転倒するときに鉛直下向きの負方向の加速度ａ ｚ を前記加速度センサで検出することにより人の転倒を検出する転倒検出方法において、人が左側方、右側方、左後側方又は後方に転倒する場合に、転倒開始時から０．３〜０．７５（ｓ）の間に重力加速度−９．８（ｍ / ｓ ２ ）より小さいピーク値を有する加速度ａ ｚ を検出し、前記加速度ａ ｚ が設定された基準加速度ａ ０ を超えることを検出し、しかもこの基準加速度ａ ０ を超えた状態が設定された基準時間Tを越えることにより、人の転倒を検出し、前記基準加速度ａ ０ をａ ０ ≧−４．０（ｍ / ｓ ２ ）の範囲で設定し、前記基準時間 T を T ≦０．２０（ｓ）の範囲で設定することを特徴とする転倒検出方法。
- ガスで急膨張するバッグとこのバッグにガスを爆発的に注入するインフレータとインフレータを起動させる点火部材からなる人体に装着したエアバッグ装置と、人体の所定位置に装着した加速度センサを有し、鉛直下向きの負方向の加速度ａ ｚ を前記加速度センサで検出することにより人の転倒を検出し、前記エアバッグ装置を起動して人体に作用する転倒衝撃を緩和する転倒救助装置において、前記加速度センサが、人が左側方、右側方、左後側方又は後方に転倒する場合に、転倒開始時から０．３〜０．７５（ｓ）の間に重力加速度−９．８（ｍ / ｓ ２ ）より小さいピーク値を有する加速度ａ ｚ を検出し、前記加速度ａ ｚ が設定された基準加速度ａ ０ を超えることを検出し、しかもこの基準加速度ａ ０ を超えた状態が設定された基準時間 T を越えた時に前記エアバッグ装置を起動し、前記基準加速度ａ ０ をａ ０ ≧−４．０（ｍ / ｓ ２ ）の範囲で設定し、前記基準時間 T を T ≦０．２０（ｓ）の範囲で設定することを特徴とする転倒救助方法。
- ガスで急膨張するバッグとこのバッグにガスを爆発的に注入するインフレータとインフレータを起動させる点火部材からなるエアバッグ装置を人が歩行する床面又はその壁面に配置し、人体の所定位置に加速度センサを装着し、鉛直下向きの負方向の加速度ａ ｚ を前記加速度センサで検出することにより人の転倒を検出し前記エアバッグ装置を起動して人体に作用する転倒衝撃を緩和する転倒救助装置において、前記加速度センサが、人が左側方、右側方、左後側方又は後方に転倒する場合に、転倒開始時から０．３〜０．７５（ｓ）の間に重力加速度−９．８（ｍ / ｓ ２ ）より小さいピーク値を有する加速度ａ ｚ を検出し、前記加速度ａ ｚ が設定された基準加速度ａ ０ を超えることを検出し、しかもこの基準加速度ａ ０ を超えた状態が設定された基準時間 T を越えた時に前記エアバッグ装置を起動し、前記基準加速度ａ ０ をａ ０ ≧−４．０（ｍ / ｓ ２ ）の範囲で設定し、前記基準時間 T を T ≦０．２０（ｓ）の範囲で設定することを特徴とする転倒救助方法。
- 天井面又は壁面に固定された吊上部材とこの吊上部材から吊上可能に垂下された保護用紐からなる吊上装置を配置し、前記保護用紐を人体に係止し、人が転倒した際に吊上装置の駆動により保護用紐を吊上げて人の転倒を防止する転倒救助装置であって、人体の所定位置に装着された加速度センサが、人が左側方、右側方、左後側方又は後方に転倒する場合に、転倒開始時から０．３〜０．７５（ｓ）の間に重力加速度−９．８（ｍ / ｓ ２ ）より小さいピーク値を有する加速度ａ ｚ を検出し、前記加速度ａ ｚ が設定された基準加速度ａ ０ を超えることを検出し、しかもこの基準加速度ａ ０ を超えた状態が設定された基準時間 T を越えた時に前記転倒救助装置における前記吊上げ装置の駆動により前記保護用紐を吊上げて人の転倒を防止し、前記基準加速度ａ ０ をａ ０ ≧−４．０（ｍ / ｓ ２ ）の範囲で設定し、前記基準時間 T を T ≦０．２０（ｓ）の範囲で設定することを特徴とする転倒救助方法。
- 人体の所定位置に装着した加速度センサと、この加速度センサの転倒信号によりアラーム信号を発生して第三者に通報するアラーム装置を有し、鉛直下向きの負方向の加速度ａ ｚ を前記加速度センサで検出することにより人の転倒を検出し、前記アラーム装置を起動さ せ第三者に通報する転倒救助装置において、前記加速度センサが、人が左側方、右側方、左後側方又は後方に転倒する場合に、転倒開始時から０．３〜０．７５（ｓ）の間に重力加速度−９．８（ｍ / ｓ ２ ）より小さいピーク値を有する加速度ａ ｚ を検出し、前記加速度ａ ｚ が設定された基準加速度ａ ０ を超えることを検出し、しかもこの基準加速度ａ ０ を超えた状態が設定された基準時間 T を越えた時に前記アラーム装置を駆動し、前記基準加速度ａ ０ をａ ０ ≧−４．０（ｍ / ｓ ２ ）の範囲で設定し、前記基準時間 T を T ≦０．２０（ｓ）の範囲で設定することを特徴とする転倒救助方法。
- ＧＰＳ信号を受け取るＧＰＳアンテナと地図データを格納した記憶部とこのＧＰＳ信号と地図データから位置を導出する測位演算部と導出された位置を外部に通報する位置送信部からなる人体に装着された転倒位置通報装置と、人体の所定位置に装着された加速度センサを有し、鉛直下向きの負方向の加速度ａ ｚ を前記加速度センサで検出することにより人の転倒を検出して、前記位置送信部から人の転倒位置を外部に通報する転倒救助装置において、前記加速度センサが、人が左側方、右側方、左後側方又は後方に転倒する場合に、転倒開始時から０．３〜０．７５（ｓ）の間に重力加速度−９．８（ｍ / ｓ ２ ）より小さいピーク値を有する加速度ａ ｚ を検出し、前記加速度ａ ｚ が設定された基準加速度ａ ０ を超えることを検出し、しかもこの基準加速度ａ ０ を超えた状態が設定された基準時間 T を越えた時に、前記位置送信部から人の転倒位置を外部に通報し、前記基準加速度ａ ０ をａ ０ ≧−４．０（ｍ / ｓ ２ ）の範囲で設定し、前記基準時間 T を T ≦０ . ２０（ｓ）の範囲で設定することを特徴とする転倒救助方法。
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