JP5022326B2 - 危険感知システム及び危険感知方法 - Google Patents

Description

本発明は、人間に対する危険発生時において、その携帯端末を所持する人間（携帯端末所持者）の不自然な動きを感知することで、現在の位置情報及び地図情報を保護者（携帯端末所持者が子供である場合の親、身体障害者や老人である場合のそのケアする立場の人）に送付し、携帯端末所持者が晒されている危険に迅速な対応を可能とするシステムに関する。

現在の日本では都市構造の複雑化、ライフスタイルの多様化、情報の氾濫、地域の緊密性の欠如といった要因から犯罪数が増加している。その中においても、犯罪の多様化、都市交通機関の発展による子供の行動範囲の拡大という要因も重なり、子供が巻き込まれる犯罪が急激に増加してきている。

そういった背景から、最近は携帯端末とＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）を利用して、子供の現在地情報を定期的に地図上に表示し、保護者がＰＣ（Ｐｅｒｓｏａｌ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ）や携帯端末で現在位置を確認する事ができる子供見守りシステムが普及しつつある。

図１はこの一般的な子供見守りシステムの概要を示すブロック概要図である。所持者が実際に身に着けて持ち歩く携帯端末１０１には、ＧＰＳ衛星からの電波を受信して現在位置を検出するＧＰＳ部１０２が設けられている。サービス提供者（ホストシステム運営者）が管理する地図ＤＢ１０３及びその地図情報を閲覧する表示部１０４、情報入力などを行う入力部１０５、ホストシステムの制御を行う制御部１０６、子供の保護者が子供の現在地を確認するのに使用するＰＣ１０７及びその表示部１０８または携帯端末１０９から構成されている。

このような構成のシステムでは定期的に所持者の携帯端末１０１の位置情報を取得する。ＧＰＳ部１０２は衛星から電波を受信し、携帯端末１０１が位置する現在位置の緯度及び経度の検出を開始し、その検出結果をホストシステムの制御部１０６に送信する。一方、制御部１０６はＧＰＳ部１０２から出力される現在位置の緯度及び経度情報に基づき、現在位置を中心とした所定範囲の地図を地図ＤＢ１０３から読み出し、その地図データを可視化した地図を表示部１０４に表示させる。このとき地図上には、所持者の現在位置を示す特定のシンボルも合わせて表示する。この地図情報を所持者の保護者は公衆回線を介して、ＰＣ１０７の表示部１０８や携帯端末１０９で同様に表示し確認することができる。また非常事態の際には携帯端末１０１から所持者の保護者のＰＣ１０７、携帯端末１０９にメールを送付し、直接確認することが可能であり、その逆もまた可能である。

本発明に関連する公知技術文献としては特許文献１が挙げられる。

特許文献１には、位置監視システム、位置監視装置、位置監視方法及び移動端末が開示されている。

具体的には、監視装置に、子供が所持する移動端末及びその子供と行動を共にする同行者が所持する移動端末と特定する端末識別情報、行動予定経路情報、行動予定時間情報を予め設定し、定期的に子供が所持する移動端末に測位指示して第一の位置情報を取得する。

第一の位置情報が行動予定経路情報に基づく位置から外れていることを検出すると、同行者が所持する移動端末に測位指示して第二の位置情報を取得し、第一の位置情報と第二の位置情報をとに基づく子供と同行者の距離が予め定めた距離を越えている場合には、待機端末に異常通知を送信する。
特許公開２００８−１１３１８４号公報

現在、子供が遭遇する危険は人為的に引き起こされるものから偶発的なものまで実に様々である。特に人為的に発生する危険には手口の多様化・高度化といった要因から誘拐や連れ去り、通り魔といった犯罪が頻繁に発生する事態になっており、自分の子供が突然、事件の被害者になりうる可能性を秘めている。また、それらの危険は最近の傾向から成人が巻き込まれるケースも増えており、子供にのみ関係する課題では無くなっている。

従来の「子供見守りシステム」では定期的に位置情報を取得し、子供の現在位置を確認することに主眼が置かれている。そのシステム内では所持者の保護者が確認できるのは、「子供が居る場所」の情報であり、その情報は確認時においては過去の情報となってしまっている。その為、子供が現在直面している危険に関して、リアルタイムで感知することができない状況であり、またそういったサービスのほとんどは子供の利用を中心に検討されている。

本発明の目的は、誰もが簡単に身につけることができる携帯端末にジャイロセンサーを搭載し、そのジャイロセンサーにより、所持者の危険をリアルタイムに感知し、携帯端末搭載のＧＰＳで取得した位置情報と地図情報を重ね合わせて所持者の保護者や近隣者に通知し、即座の対応を促す事で携帯端末所持者の安全を確保することにある。

上記目的を達成するために、本発明の危険感知システムは、地図ＤＢ、通常行動ＤＢ及び緊急連絡先ＤＢを備えたホストシステムと、該ホストシステムに対してＧＰＳにより測位した位置データとジャイロセンサーが感知した動きを数値化したモーションデータを送信する携帯端末から成る危険感知システムであって、前記ホストシステムは、緊急連絡先を登録する連絡先記録手段と、携帯端末が数値化したデータをデータベースに記憶するＤＢ更新手段と、携帯端末が数値化したデータとあらかじめ登録してある通常行動ＤＢとを照らし合わせる行動照合手段と、該行動照合手段の照合結果に基づいて前記携帯端末所持者の危険度を判定する危険度判定手段と、該危険度判定手段が危険であると判定した場合、予め登録してある緊急連絡先に通知する緊急連絡手段と、前記危険度判定手段が危険であると判定した場合、前記携帯端末に危険信号を発信する危険通知手段と、前記携帯端末が検出した位置データを地図データ上に表示した結果を公衆回線を通じて、前記携帯端末所持者の保護者に閲覧させる地図表示手段と、前記携帯端末所持者の動きを行動ＤＢに蓄積していくＤＢ蓄積手段とを備え、前記携帯端末はＧＰＳ衛星からの電波を受信して現在位置を検出する現在位置検出手段と、前記携帯端末所持者の動きをジャイロセンサーにて取得する動き取得手段と、該動き取得手段が感知した動きを数値化するモーションデータ作成手段と、該モーションデータ作成手段が作成したモーションデータと前記現在位置検出手段が検出した位置データとを前記ホストシステムに向けて送信するデータ送受信手段と、前記ホストシステムからの前記危険信号を受けて、警告音を発する警告音発生手段と、前記ホストシステムからの前記危険信号を受信後、前記携帯端末所持者自らが危険状態を解除する危険状態解除手段と、前記携帯端末所持者自らの意思に基づいて危険を関係者に通知する危険状態通知手段とを備え、前記現在位置検出手段は、前記ホストシステムからの危険信号を受けた後に、繰り返し現在位置を検出し続けることを特徴とするものである。

また、請求項２に記載した危険感知方法は、地図ＤＢ、通常行動ＤＢ及び緊急連絡先ＤＢを備えたホストシステムと、該ホストシステムに対してＧＰＳにより測位した位置データとジャイロセンサーが感知した動きを数値化したモーションデータを送信する携帯端末から成る危険感知システムにおいて、前記携帯端末所持者の通常行動を予め通常行動ＤＢに蓄積する通常行動蓄積ステップと、前記携帯端末に備わっているジャイロセンサーが該携帯端末所持者の動きを感知する動き感知ステップと、該動き感知ステップにて感知した情報を数値化してデータ変換するモーションデータ取得ステップと、該モーションデータ取得ステップにて取得したモーションデータをホストシステムに送信するデータ送信ステップと、前記ホストシステムが、前記モーションデータに基づいて危険度を判定する危険度判定ステップと、該危険度判定ステップにて危険であると判定した場合に、前記携帯端末及び前記緊急連絡先に危険信号を発する危険通知ステップと、前記ホストシステムが予め利用権限を登録してある関係者に対して、前記携帯端末に備わっているＧＰＳ装置により測位した複数の位置データと地図データとを重ねて表示する現在地周辺地図表示ステップと、前記危険通知ステップにて危険信号が発信された場合、繰り返し利用者の位置情報を取得し、前記現在地周辺地図上に展開していく繰り返し表示ステップと、前記携帯端末所持者がその危険状態を解除する危険状態解除ステップと、前記携帯端末が前記ホストシステムにデータ送信している間の行動情報をさらに前記通常行動ＤＢに蓄積する通常行動学習ステップとからなるものである。

以上のように、本発明の危険感知システム、危機感知方法によれば、次のような効果がある。

ジャイロセンサー付きの携帯端末を持つ所持者（以下、「所持者」と略す。）が危険に晒された時の「不自然な動き」をジャイロセンサーで感知し、その感知した情報をトリガーとしてＧＰＳ利用による位置情報取得及び地図情報を保護者に送信することで所持者の危険に対して迅速な対応を可能にすることができる。

図２は本発明の危険感知システムを示すブロック図である。このシステムは地図ＤＢ２０３と通常行動ＤＢ２０４と連絡先ＤＢ２０５を備えたホストシステム２０１と、このホストシステムへＧＰＳによる位置情報やジャイロセンサーが感知した「不自然な動き」をデータ化して送信する携帯端末２０２から構成される。このホストシステム２０１には、所持者の現在位置を確認し、また危険時に連絡を受ける保護者が使用するＰＣ２１０、位置情報を確認する表示部２１２、携帯端末２１１が公衆回線を通じて接続される。

通常行動ＤＢ２０４はサービス開始前に２〜３日間、所持者に試用してもらい、通常の行動を蓄積しておくＤＢ（データベース）である。同一の所持者が長年利用することで情報が蓄積され、学習効果が高まって、より精度が高い判断が可能になることが期待される。所持者のけがなどの事情で、行動様式に大きな変化が生じた場合には、その障害が取り除かれるまで、別のデータベースを用いることも考えられる。連絡先ＤＢ２０５はジャイロセンサーが感知し、所持者が危険に晒された時に連絡を発信する連絡先が登録されている。

図３は本発明のジャイロセンサー付きの携帯端末のブロック図である。この携帯端末はデータ処理部３０１に利用者の動きを感知するジャイロセンサー３０２、その動きを感知した際にその情報を変換する情報変換処理部３０３が備わっている。加えて衛星から電波を受けて現在の位置を特定するＧＰＳ部３０４、位置情報の送信等を行う送受信部３０５、実際の地図情報などを表示する表示部３０６、データを格納しているデータ格納部３０７を備えている。

ここで、携帯端末は、携帯電話機そのものであることもできるし、ＰＨＳ（簡易携帯電話。ＰＨＳは株式会社ウィルコムの登録商標）、通信機能を備えたＰＤＡ（電子手帳）など、携帯するのに適した電子機器であって、サーバコンピュータに対して端末コンピュータとして機能し得るものであればよい。

また、ジャイロセンサーは、たとえば二足歩行するロボット用のジャイロセンサーが開発されており、縦２センチメートル、横２センチメートル、奥行１センチメートル程度のものが市場にて入手可能である。このジャイロセンサーを上述した携帯端末の筐体内部に組み込むことが可能である。あるいは、携帯端末がＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈは、アメリカ合衆国ワシントン州の法人が所有する登録商標）のような近距離電波通信により周辺機器と結合状態を実現する機能を有するものである場合には、その周辺機器としてジャイロセンサーユニットを構成することもできる。その場合には、携帯端末それ自体を所持者が身につけなくとも、携帯端末をかばんに入れておいて、ジャイロセンサー部だけを身につけて常に携帯端末とジャイロセンサー部との間のペアリングが実現している状態を保つようにする。以下、本明細書にあっては、煩雑を避けるために、携帯端末の筐体内部にジャイロセンサー部が組み込まれている場合について説明する。

図４は、所持者の不自然な動きの閾値を設定する分布例を示すグラフである。図５は、所持者の不自然な動きの判断基準を示すデータ構造の表である。

図４及び図５を用いて所持者の「不自然な行動」を感知する仕組みを説明する。

ジャイロセンサー３０２部とホストシステム２０１の通常行動ＤＢ２０４とがこの判断において重要な役割を果たす部分である。通常行動ＤＢ２０４は所持者の通常時の動きの大きさをジャイロセンサーで感知し、情報変換処理３０３で変換し、ホストシステム２０１側で集計・記録したものをＤＢ化したものである。それにより一人一人の所持者毎の動き大きさの閾値を設定している。

所持予定者に事前に携帯端末を２〜３日、実際に身につけて所持してもらい、ジャイロセンサー３０２が一定間隔毎（例：所持者が活動している時間帯の１５分間隔）に所持者の動きを感知し、ホストシステム２０１に送信する。ホストシステム２０１はそのデータを所持者毎に蓄積し、閾値を設定する為の統計処理を行う。

閾値の設定例としては、標準偏差等を用いた以下の方法がある。

（１）まず、蓄積した動きの大きさの代表値である平均値（μ 以下ミューとする）を計算する。

（２）平均値だけでは、所持者の動きの大きさがどのように分布しているか分からなくなってしまうので、データのばらつきの範囲を示す散布度を求める。

（３）散布度として、ここでは標準偏差（σ 以下シグマという）を用いる。標準偏差はデータの平均値との差（偏差）の２乗の平均を取り、平方根を求めたものである。標準偏差はデータの分布の広がり幅（バラつき）をみる一つの尺度であり、平均値と標準偏差の値が分かれば、データがどの範囲にどのような割合で散らばっているかの分布が明らかになる。ここでは所持者の通常時の動きの大きさの幅が分かるようになり、そのデータから所持者の動きの閾値を設定する。

図４では平均値と標準偏差の範囲の一例が示されている。図４は平均値μを中心に左右対称の釣鐘型の分布になっている正規分布と呼ばれる一般的な形状である。この図のような分布では平均値μを中心とし、そのμの値より強い動きを示した場合は＋σ（プラスシグマ）側に分布し、逆に平均値μよりも弱い動きの場合を示した場合は−σ（マイナスシグマ）側に分布する。

閾値として設定する値はより強い動きを感知した場合であり、それは＋σ（プラスシグマ）側の値になるので、例えばμ＋２σ〜３σの範囲を所持者の閾値と定めて、その大きさがジャイロセンサー３０２で感知された時に「不自然な行動」と見なすようにする。また動きの大きさは所持者毎に異なるので、動きの大きさ、分布の状況などを加味して閾値を所持者毎に設定できるようにする。

図５は所持者の動きを記録し、通常行動ＤＢ２０４の閾値との比較を行い、その結果を記録するデータ構造図である。ジャイロセンサー３０２が感知した動きの大きさと通常行動ＤＢ２０４の閾値を比較し、閾値を超えている場合には所持者のＧＰＳ情報を取得して、所持者の保護者に通知する。ここで、保護者は、所持者が未成年者である場合には親であり、身体障害者、認知症などの保護を必要とする人の場合には、そのケアをする立場にある人である。

図６は携帯端末のジャイロセンサーが所持者の「不自然な動き」を感知して、関係者に通知するまでの携帯端末のデータ処理部３０１及びホストシステム２０１の処理の概要を示すフローチャートである。

携帯端末の所持者が動くとジャイロセンサー３０２がその動きを感知する（ステップ６０１）。

ジャイロセンサー３０２が感知した動きは、アナログデータとして出力される。その情報をコンピュータが処理することのできる適切なデジタルデータに変換するのが、データ処理部３０１内の情報変換処理部３０３である。それにより数値化されたモーションデータは、送受信部３０５からホストシステム２０１に送信される（ステップ６０２）。

ホストシステム２０１には利用者の通常行動時のデータを登録している通常行動ＤＢ２０４があり、情報が送信されると照会部２０７が起動し、通常行動ＤＢ２０４と照合し、比較処理を行う。実際に感知された所持者の動きが所持者ごとに設定してある閾値を超えるかどうかで、「不自然な動き」か否か、言い換えると危険であるか否かを判断する(ステップ６０３)。

その動きが異常と判断されると、ホストシステムはその情報を携帯端末に送信する。携帯端末の送受信部３０５がその情報を受信すると携帯端末のＧＰＳ部３０４が即座に利用者の位置情報を取得し、ホストシステム２０１に送信する(ステップ６０４)。

その後、ホストシステム２０１は携帯端末から送信された位置情報をホストシステム２０１の地図ＤＢ２０３に重畳表示し、予め登録してある連絡先ＤＢ２０６の保護者に送受信部２０９を介して、関連各所のＰＣ２０７、携帯端末２０８にメール送信する（ステップ６０５）。

保護者側は公衆回線を介して、表示部２１２、２１３または携帯端末２１１の表示画面等で所持者の位置情報を確認することができる。

さらにホストシステムは所持者の携帯端末２０２にも危険信号を発信する（ステップ６０６）。携帯端末２０２側では、その危険信号を受け取ると、ビープ音などを発することで、所持者の注意を喚起する。

その後、所持者側の危険解除操作（ステップ６０９）が行われるまで、携帯端末はＧＰＳ部３０４より現在位置情報を継続的に一定周期で繰り返し位置情報を取得して、ホストシステムへの送信を行い、地図ＤＢ２０３上に表示を行う（ステップ６０８）。

図６のフローチャートでは、所持者の不自然な動きを感知することをトリガーとして監視を始めることとしたが、所持者からの自発的な通知、または保護者からの自発的な働きかけに応じて、監視状態に入ることとするのも可能である。

また、危険か否かの判定をするための閾値を図５のデータ構造では＋３σとしているが、必要に応じて、保護者からホストコンピュータに働きかけて、その閾値を変更することを可能にする他の実施例も可能である。

子供の保護、認知症老人の保護、障害者の保護などのための監視システムに用いることが可能である。

背景技術の一般的な子供見守りシステムを示すブロック図である。 本発明の危険感知システムを示すブロック図である。 ジャイロセンサー付きの携帯端末のブロック図である。 所持者の不自然な動きの閾値を設定する分布例を示すグラフである。 所持者の不自然な動きの判断基準を示すデータ構造の表である。 不自然な動きを感知したときのフローチャートである。

符号の説明

２０１ ホストシステム
２０２，２１１ 携帯端末
２０３ 地図ＤＢ
２０４ 通常行動ＤＢ
２０５ 緊急連絡先ＤＢ
２０６ 送受信部
２０７ 照会部
２０８ 出力部
２０９ 制御部
２１０ ＰＣ
２１２，２１３ 表示部
３０１ データ処理部
３０２ ジャイロセンサー
３０３ 情報変換処理部
３０４ ＧＰＳ部
３０５ 送受信部
３０６ 表示部
３０７ データ格納部

Claims (2)

1. 地図ＤＢ、通常行動ＤＢ及び緊急連絡先ＤＢを備えたホストシステムと、該ホストシステムに対してＧＰＳにより測位した位置データとジャイロセンサーが感知した動きを数値化したモーションデータを送信する携帯端末から成る危険感知システムであって、
   前記ホストシステムは、
   緊急連絡先を登録する連絡先記録手段と、
   携帯端末が数値化したデータをデータベースに記憶するＤＢ更新手段と、
   携帯端末が数値化したデータとあらかじめ登録してある通常行動ＤＢとを照らし合わせる行動照合手段と、
   該行動照合手段の照合結果に基づいて前記携帯端末所持者の危険度を判定する危険度判定手段と、
   該危険度判定手段が危険であると判定した場合、予め登録してある緊急連絡先に通知する緊急連絡手段と、
   前記危険度判定手段が危険であると判定した場合、前記携帯端末に危険信号を発信する危険通知手段と、
   前記携帯端末が検出した位置データを地図データ上に表示した結果を公衆回線を通じて、前記携帯端末所持者の保護者に閲覧させる地図表示手段と、
   前記携帯端末所持者の動きを行動ＤＢに蓄積していくＤＢ蓄積手段
   とを備え、
   前記携帯端末は
   ＧＰＳ衛星からの電波を受信して現在位置を検出する現在位置検出手段と、
   前記携帯端末所持者の動きをジャイロセンサーにて取得する動き取得手段と、
   該動き取得手段が感知した動きを数値化するモーションデータ作成手段と、
   該モーションデータ作成手段が作成したモーションデータと前記現在位置検出手段が検出した位置データとを前記ホストシステムに向けて送信するデータ送受信手段と、
   前記ホストシステムからの前記危険信号を受けて、警告音を発する警告音発生手段と、
   前記ホストシステムからの前記危険信号を受信後、前記携帯端末所持者自らが危険状態を解除する危険状態解除手段と、
   前記携帯端末所持者自らの意思に基づいて危険を関係者に通知する危険状態通知手段
   とを備え、
   前記現在位置検出手段は、前記ホストシステムからの危険信号を受けた後に、繰り返し現在位置を検出し続けることを特徴とする危険感知システム。
2. 地図ＤＢ、通常行動ＤＢ及び緊急連絡先ＤＢを備えたホストシステムと、該ホストシステムに対してＧＰＳにより測位した位置データとジャイロセンサーが感知した動きを数値化したモーションデータを送信する携帯端末から成る危険感知システムにおいて、
   前記携帯端末所持者の通常行動を予め通常行動ＤＢに蓄積する通常行動蓄積ステップと、
   前記携帯端末に備わっているジャイロセンサーが該携帯端末所持者の動きを感知する動き感知ステップと、
   該動き感知ステップにて感知した情報を数値化してデータ変換するモーションデータ取得ステップと、
   該モーションデータ取得ステップにて取得したモーションデータをホストシステムに送信するデータ送信ステップと、
   前記ホストシステムが、前記モーションデータに基づいて危険度を判定する危険度判定ステップと、
   該危険度判定ステップにて危険であると判定した場合に、前記携帯端末及び前記緊急連絡先に危険信号を発する危険通知ステップと、
   前記ホストシステムが予め利用権限を登録してある関係者に対して、前記携帯端末に備わっているＧＰＳ装置により測位した複数の位置データと地図データとを重ねて表示する現在地周辺地図表示ステップと、
   前記危険通知ステップにて危険信号が発信された場合、繰り返し利用者の位置情報を取得し、前記現在地周辺地図上に展開していく繰り返し表示ステップと、
   前記携帯端末所持者がその危険状態を解除する危険状態解除ステップと、
   前記携帯端末が前記ホストシステムにデータ送信している間の行動情報をさらに前記通常行動ＤＢに蓄積する通常行動学習ステップと
   からなる危険感知方法。

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