JP5891286B1

JP5891286B1 - 状態情報収集システム

Info

Publication number: JP5891286B1
Application number: JP2014219241A
Authority: JP
Inventors: 杉本　貴志; 貴志杉本
Original assignee: Toshiba Electro Wave Products Co Ltd
Current assignee: Toshiba Electro Wave Products Co Ltd
Priority date: 2014-10-28
Filing date: 2014-10-28
Publication date: 2016-03-22
Anticipated expiration: 2034-10-28
Also published as: JP2016083277A

Abstract

【課題】装着者の状態を高精度に把握することが可能な状態情報収集システムを提供する。【解決手段】状態情報収集システムは、検出部１０及び処理部２０を具備する。検出部１０は、人体における複数の部位に設けられ、前記人体がとる状態に応じた電気信号を生成する。処理部２０は、前記電気信号の生成結果と、前記人体の状態との関係を予め記録し、前記検出部１０から電気信号が出力されると、前記関係を参照し、前記人体の状態を判定する。【選択図】図１

Description

本発明の実施形態は、装着者の状態を把握するための状態情報収集システムに関する。

戦闘訓練時に実弾を用いた訓練は、安全上実施できない。そのため、戦闘環境を模擬する訓練装置が必要となる。訓練装置では、実弾の代わりにレーザ光線又は電波が用いられ、戦闘状況が模擬される。

訓練装置において、ユーザには、光検出器及び処理器が装着される。光検出器は、照射されるレーザ光線を受光し、受光したレーザ光線を電気信号へ変換する。処理器は、電気信号からデータを抽出し、抽出したデータに基づき、ユーザが被弾したとみなす。処理器は、被弾したことを、発音及び／又は発光により周囲に通知する。

ところで、実弾を実際に被弾した場合、実弾を被弾した者が立っているか、座っているか、又は、うつ伏せか等の状態によって負傷の度合いは異なるはずである。現存する訓練装置は、背面部に収納される装置等に傾斜センサを内蔵することで、ユーザの状態を認識するようにしている。しかしながら、この種の状態情報収集システムは、ユーザの状態を誤認識する恐れがある。そのため、訓練装置は、負傷の度合いを正確に判定することが困難である。

特開２０１４−５４３６８号公報

以上のように、従来の状態情報収集システムでは、装着する装着者の状態を正確に把握することができない。

そこで目的は、装着者の状態を高精度に把握することが可能な状態情報収集システムを提供することにある。

実施形態によれば、状態情報収集システムは、検出部及び処理部を具備する。検出部は、人体における複数の部位に設けられ、前記人体がとる状態に応じた電気信号を生成する。処理部は、前記電気信号の生成結果と、前記人体の状態との関係を予め記録し、前記検出部から電気信号が出力されると、前記関係を参照し、前記人体の状態を判定する。

第１の実施形態に係る状態情報収集システムの機能構成を示すブロック図である。図１に示す検出部が圧力センサである場合の圧力センサの配置を示す図である。図２に示す装着者の状態を示す図である。図２に示す装着者の状態を示す図である。図２に示す装着者の状態を示す図である。図１に示す検出部が光センサである場合の光センサの配置を示す図である。図１に示す検出部の装着者の被弾例を示す図である。図１に示す検出部の装着者の被弾例を示す図である。第１の実施形態に係る状態情報収集システムの機能構成のその他の例を示すブロック図である。第２の実施形態に係る状態情報収集システムの機能構成を示すブロック図である。

以下、実施の形態について、図面を参照して説明する。

（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態に係る状態情報収集システムの機能構成を示すブロック図である。図１に示される状態情報収集システムは、検出部１０、処理部２０及び記録部３０を具備する。

検出部１０は、複数のセンサを備える。センサは、例えば、圧力センサ１１であり、装着者の複数の部位に装着される。図２は、圧力センサ１１の配置例を示す図である。図２によれば、圧力センサ１１は、肘、膝、足裏、腹、胸、腰及び背中（肩）等に配置される。圧力センサ１１は、予め設定された圧力値以上の圧力を検出すると、検出信号を出力する。

処理部２０は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、並びに、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）等のＣＰＵが処理を実行するためのプログラムやデータの格納領域等を含む。処理部２０は、ＣＰＵにアプリケーション・プログラムを実行させることで、装着者の状態を認識する機能を実現する。

処理部２０は、検出部１０の圧力センサ１１から出力される検出信号を受信する。処理部２０は、内部のメモリに、検出信号を発した圧力センサ１１の位置及び数と、装着者の状態とが関係づけられたテーブルを予め記憶している。処理部２０は、検出信号を受信すると、テーブルを参照し、装着者の状態を判定する。

例えば、図３に示すように、胴体前面及び背中に配置された圧力センサ１１は圧力を検出していないが、膝及び肘に配置された圧力センサ１１が圧力を検出している場合、処理部２０は、装着者が伏せている状態にあると判定する。

また、図４に示すように、肘及び膝に配置された圧力センサ１１は圧力を検出していないが、胸及び腰に配置された圧力センサ１１は圧力を検出している場合、処理部２０は、装着者がうつ伏せの状態にあると判定する。

また、図５に示すように、背中及び臀部に配置された圧力センサ１１は圧力を検出しているが、足裏に配置された圧力センサ１１が圧力を検出している場合、処理部２０は仰向けとは判定せず、立った状態にあると判定する。

処理部２０は、判定結果を記録部３０へ出力する。

記録部３０は、処理部２０から出力される判定結果を記録する。

以上のように、第１の実施形態では、状態情報収集システムは、圧力センサ１１を人体の各部へ配置する。そして、処理部２０は、圧力センサ１１からの検出信号を受信すると、テーブルを参照し、装着者の状態を判定する。従来のシステムでは、中腰姿勢及びお辞儀をした姿勢について、伏せた状態と誤認識する場合がある。本実施形態に係わる状態情報収集システムは、このような誤認識を防ぐことが可能となる。

したがって、第１の実施形態に係わる状態情報収集システムによれば、装着者の状態を高精度に認識することができる。

なお、第１の実施形態では、検出部１０が圧力センサ１１を備える場合を例に説明したが、これに限定されない。検出部１０は、光センサ１２を備えていても構わない。光センサ１２は、例えば、図６に示されるように人体に配置される。図６によれば、光センサ１２は、肘、膝、足裏、腹、胸、腰、背中（肩）及び頭部等に配置される。光センサ１２は、予め設定された光量値以上の光量を検出すると、検出信号を出力する。処理部２０は、検出信号に応じて装着者の状態を判定する。

また、第１の実施形態に係わる状態情報収集システムは、記録部３０に記録される判定結果を外部へ出力しても構わない。

例えば、訓練装置において状態情報収集システムが用いられる場合を説明する。記録部３０は、記録している判定結果を訓練装置に設けられる判断部へ出力する。判断部は、ユーザがレーザ光線を受光して被弾判定となった場合、判定結果を参照してユーザの負傷の度合いを決定する。

例えば、図７に示すように、「立っている状態」との判定結果を状態情報収集システムから受信し、かつ、複数の光検出器によりレーザ光線を受光した場合、判断部は、爆発の衝撃が直撃したとみなし、負傷の度合いを重症とする。

また、図８に示すように、「伏せている状態」との判定結果を状態情報収集システムから受信し、かつ、複数の光検出器によりレーザ光線を受光した場合、判断部は、爆発の衝撃が直撃するのを回避したとみなし、負傷の度合いを軽傷とする。

また、状態情報収集システムは、図９に示すように、無線機４０を具備しても構わない。情報収集システムを装着する装着者が複数人で行動する場合、情報収集システムは、無線機４０により構築される無線ネットワークを利用し、記録部３０に記録されている判定結果を互いに送受信する。処理部２０は、自身の判定結果とその他の装着者の判定結果に基づき、自身の状態と、その他の装着者の状態とを表示部５０に表示する。なお、表示に限られず、音又は光による通知でも構わない。

実際の戦闘において、遠方からの射撃及び上空からの迫撃等、即座に回避姿勢を取らなければならない状況が発生する。複数人で行動している場合、一部の隊員がこのような状況を認知することが遅れ、回避姿勢をとるのが遅れる場合があり得る。本実施形態に係わるシステムによれば、他の隊員の状態を把握することが可能であるため、他の隊員が回避姿勢をとった場合、回避すべき状況を認知していない隊員に表示によって警告し、回避姿勢をとらせることができる。

（第２の実施形態）
図１０は、第２の実施形態に係る状態情報収集システムの機能構成を示すブロック図である。図１０に示される状態情報収集システムは、検出部６０、処理部７０、記録部８０及びＧＰＳ（Global Positioning System）ユニット９０を具備する。

検出部６０は、複数のセンサを備える。センサは、例えば、傾斜センサ６１である。傾斜センサ６１は、装着者の体の傾斜が判定可能な位置、例えば、肩及び腰に装着される。傾斜センサ６１は、予め設定される周期で検出信号を出力する。なお、傾斜センサ６１は、複数の検出結果と、傾斜センサ６１同士の位置関係とから装着者の姿勢を算定し、姿勢情報を出力するようにしても良い。

記録部８０は、高低情報を含む地形情報が予め記録されている。また、記録部８０は、処理部７０から出力される判定結果を記録する。

ＧＰＳユニット９０は、ＧＰＳ信号を受信し、受信したＧＰＳ信号に基づいて位置情報を取得する。ＧＰＳユニット９０は、取得した位置情報を出力する。

処理部７０は、例えば、ＣＰＵ、並びに、ＲＯＭ、ＲＡＭ等のＣＰＵが処理を実行するためのプログラムやデータの格納領域等を含む。処理部７０は、ＣＰＵにアプリケーション・プログラムを実行させることで、装着者の状態を認識する機能を実現する。

処理部７０は、検出部６０の傾斜センサ６１から出力される検出信号、及び、ＧＰＳユニット９０から出力される位置信号を受信する。処理部７０は、位置信号に基づいて自己位置を把握する。処理部７０は、記録部８０に記録されている地形情報に基づき、自己位置についての傾斜を把握する。処理部７０は、ＧＰＳ情報から取得される位置座標の推移から、装着者の進行方向を推定する。処理部７０は、検出信号により把握される装着者の姿勢と、自己位置についての傾斜と、装着者の進行方向とに基づき、装着者の状態を判定する。処理部７０は、判定結果を記録部８０へ出力する。

具体的には、処理部７０は、傾斜センサ６１から出力される検出信号と、傾斜センサ６１同士の位置関係とから、装着者の姿勢を算定する。処理部７０は、ＧＰＳユニット９０から出力される位置信号と、記録部８０に記録されている高低情報とから、自己位置における傾斜を算定する。例えば、姿勢が４０°であり、自己位置が傾斜４０°の坂道であると認識する場合、処理部７０は、姿勢と傾斜との差異が僅少なので、坂道に向かって伏せた状態と判断する。また、姿勢が４０°であり、自己位置が傾斜０°の平地であると認識する場合、処理部７０は、姿勢と傾斜との差異が大きいが立位状態でないため、お辞儀又は中腰と判断する。

以上のように、第２の実施形態では、状態情報収集システムの処理部７０は、傾斜センサ６１により、人体の傾斜を把握し、記録部８０に記録される地形情報及びＧＰＳユニット９０から出力される位置情報に基づいて自己位置についての地形を把握する。そして、処理部７０は、人体の傾斜と、自己位置についての地形とに基づき、装着者の状態を判定するようにしている。従来のシステムでは、山間部における急こう配を、伏せた状態と誤認識する場合がある。本実施形態に係わる状態情報収集システムは、このような誤認識を防ぐことが可能となる。

したがって、第２の実施形態に係わる状態情報収集システムによれば、装着者の状態を高精度に認識することができる。

なお、第２の実施形態では、処理部７０が進行方向をＧＰＳ情報から推定する場合を例に説明した。しかしながら、これに限定されない。例えば、検出部６０は、方位センサ６２を備えても構わない。

方位センサ６２は、装着者が向いている方位を検出し、検出した方位を方位信号として処理部７０へ出力する。

処理部７０は、検出部６０の傾斜センサ６１から出力される検出信号、検出部６０の方位センサ６２から出力される方位信号、及び、ＧＰＳユニット９０から出力される位置信号を受信する。処理部７０は、位置信号に基づいて自己位置を把握する。処理部７０は、記録部８０に記録されている地形情報に基づき、自己位置についての傾斜を把握する。処理部７０は、検出信号により把握される装着者の姿勢と、自己位置についての傾斜と、方位信号により把握される装着者が向いている方位に基づき、装着者の状態を判定する。これにより、山間部における急こう配を伏せた状態と認識する等の誤認識を高精度に防ぐことが可能となる。

また、第２の実施形態に係わる状態情報収集システムにおいても、第１の実施形態に係わる状態情報収集システムのように、記録部８０に記録される判定結果を外部へ出力しても構わない。すなわち、例えば、記録部８０は、記録している判定結果を、訓練装置に設けられる判断部へ出力しても良い。また、記録部８０は、記録している判定結果を、無線機により構築される無線ネットワークを利用し、他の状態情報収集システムへ送信するようにしても良い。

また、第２の実施形態に係わる状態情報収集システムは、第１の実施形態に係わる状態情報収集システムが備える圧力センサ１１又は光センサ１２を具備していても構わない。これにより、状態情報収集システムによれば、装着者の状態をさらに高精度に認識することができる。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。

１０，６０…検出部、１１…圧力センサ、１２…光センサ、２０…処理部、３０…記録部、４０…無線機、５０…表示部、６１…傾斜センサ、６２…方位センサ、７０…処理部、８０…記録部、９０…ＧＰＳユニット。

Claims

人体における複数の部位に設けられ、前記人体の傾きに応じた電気信号を生成する複数の傾斜センサと、
ＧＰＳ信号を受信して位置情報を取得するＧＰＳユニットと、
地形情報を予め記録する記録部と、
前記地形情報と、前記ＧＰＳ信号により取得される位置情報とに基づいて現在位置における傾斜を把握し、前記現在位置における傾斜と前記電気信号から認識される前記人体の姿勢とに基づき、前記人体の状態を判定する処理部とを具備する状態情報収集システム。
人体に設けられ、前記人体が向く方位を検出する方位センサをさらに具備し、
前記処理部は、前記方位センサにより検出される方位にさらに基づき、前記人体の状態を判定する請求項１記載の状態情報収集システム。
前記判定結果を記録する記録部をさらに具備し、
前記記録部は、記録する判定結果を必要に応じて出力する請求項１又は２記載の状態情報収集システム。
前記記録部から出力される判定結果を無線信号として他の状態情報収集システムへ送信し、前記他の状態情報収集システムにおいて判定された外部判定結果を無線信号として受信する無線機をさらに具備し、
前記処理部は、前記外部判定結果に基づき、前記他の状態情報収集システムの装着者の状態を通知する請求項３記載の状態情報収集システム。
人体における複数の部位に設けられ、前記人体がとる状態に応じた電気信号を生成する複数の検出部をさらに具備し、
前記処理部は、前記電気信号の生成結果と、前記人体の状態との関係を予め記録し、前記検出部から電気信号が出力されると、前記関係をさらに参照し、前記人体の状態を判定する請求項１乃至４のいずれかに記載の状態情報収集システム。
前記検出部は、圧力センサであり、予め設定される圧力値以上の圧力を検出すると前記電気信号を生成する請求項５記載の状態情報収集システム。
前記検出部は、光センサであり、予め設定される光量以上の光を検出すると前記電気信号を生成する請求項５記載の状態情報収集システム。