JPH10504860A - 水泳プールにおいて危険な状態にある人体の存在を推測することで警報を発する監視装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 この発明は水泳プール中における動かない人体の不存在を監視する装置に関する。２つのカメラ（１）が水泳プールの底面の画像を恒久的に提供する。これらの画像は、まず、デジタル化され、コンピュータによって処理される。２つの情報の重ね合わせにより、一部が障害物によってマスクされているか否かを決定するために水泳プールの全表面を分析する。そのような障害物が検知されたときに、マスクされた各ピクセルの存在が分析される。ある時間経過した後、そして、最小数の隣接するピクセルのために、警報が生じる。

Description

【発明の詳細な説明】 水泳プールにおいて危険な状態にある人体の 存在を推測することで警報を発する監視装置 発明の技術分野 この発明は、水泳プールにおいて危険な状態にある人体(body)の不存在を監視 するために、何ら制限を受けない装置に関する。この不存在を監視することが妨 げられるときに、推測がなされ、警報が発せられる。 発明の背景 人間が、溺れた状態(hydrocution)、心臓発作、極度の疲労等のような深刻な 問題の結果としての不快で苦しんでいるときに、脊柱の延髄(rachidian bulb)の 自然な反射運動が、多量の水を飲み込ませ、その結果、水泳プールの底部への人 体の沈下を加速させる。そのようなことは、水泳プールの監視員が勤務時間中で あるが一時的にいない場合や、水面上での太陽光線の反射によってその人を発見 するのが単に困難である場合や、好ましくない視角のためや、単なる不注意によ るために、起こり得る。同様に、他の水泳者が、そのような状況に気付かずに、 近くにいる場合もある。 反応時間が重要で、警報を発する前において、１０秒ごとに危険な状態にある 人であることが決定される。 このような問題を解決するために、すでにいくつかの解決策が提案されている 。しかしながら、ソーナー、あるいは電波、あるいは規則正しいレーザービーム を本質的に利用しているいろいろな装置は、主たる困難な点が水の特性、あるい は壁に対する反射効果に関係する公共の水泳プールにおいて用いられるために、 仕方なく、採用されている。 図２は純水中で測定された電磁波の吸収係数を示す。横座標は、可視領域が０ ．３５〜０．８マイクロメータの範囲である波長である。縦座標は、横切る水の 、センチメートルあたりの減衰量である。一例を示せば、可視の赤外線の境界で ０．８ミクロンの波長で水１０ｍにわたっての減衰が０．００００４３である。 さらに、青紫領域に対応する低い減衰係数は、多くの人が泳いでいるときに、水 の濁りによって、本質的に変化する。例えば、水泳プールが密に占有されている 場合に水泳プールが丸窓(porthole)を通じて観察されるとき、２５あるいは３０ ｍ離れた人を識別することは困難であり、不可能でありさえする。 米国特許第5,043,705号は、全く一般的な用語で記載されており、探知者と存 在を確認すべき障害物との間の距離の測定に関するものである。それは、ソーナ ーと壁との間に位置する身体を探知するために採用されたソーナーを含む各種の 要素を説明するが、壁に非常に接近して位置する物体は多くの反射を生み出すの で、それを検知するのには非常な困難性を伴う。同様なことが、扱いにくい水中 伝播における電波の周波数による探知に当てはまる。この特許は、また、操作モ ードをどのように特定するかということにかかわりなく、レーザーについても述 べている。さらに、それの目的は、動かないの物体の認定であるので、ノイズを 消去する一般的な方法を列挙しているが、我々の提案は、障害物の外形が何であ っても、警報の発生を可能とする単なる不存在、公知の数学的な特徴を有する固 定画像（イメージ）の半永久的な探知に関連するものである。 発明の概要 この発明は、障害物の不存在を検知することの確実性に関連し、発光バリヤ(l uminous barrier)の原理を用いることで、データ処理方法及び特にいわゆる画像 （イメージ）処理アルゴリズム利用し、そして、警報が鳴るまでの時間の経過を 短縮しかつ従来の監視を改良するという観点から、水泳プールを自動的に監視す るための解決策を提案する。 この発明のさらなる特徴は、制限されない実施例によって与えられる次の説明 から、そして次の示す添付の図面を参照することで、明らかになるであろう。 図１：プール底面直上の空間を走査する２つのカメラを備える水泳プールの図 である。 図２：水中における放射線の吸収を示す曲線である。 図３：コリメータタイプの光エミッタが組み込まれた走査装置を備える、水平 プールに沿った側面図である。 発明の詳細な説明 図１は、２つのカメラ１を備えた水泳プールを示し、各々が壁の底部に位置す る表面を走査する。観測面は、作業領域を限定されることを可能とするパターン が記されており、カメラが横断する視角を有することを確実ならしめる。これら のパターンは、水平ライン２、あるいは狭い幅の２つの対照領域の続き、あるい は監視容積４の増加を可能とするより広い幅、あるいは分離したパターン３の形 状となり得る。これらのパターンを探知しないことが、障害物の存在、あるいは 監視システムの回路遮断に対応して、対応する警報を発することになる。 カメラからのデータは、画像（イメージ）処理ソフトウエアに供給される。少 なくとも２つのタイプの処理方法が実行される。最初の一つは、深い水泳プール 、即ち水泳者の足が稀な場合にだけ底面に触れるものにおいて特に十分に採用さ れている。この場合には、プール底面の物体の存在に対応して、パターンの探知 を妨げる物体の移動性及び継続性を観察し、危険基準に応じた警報を発するのに は十分である。 処理方法の第２のタイプは、浅いプールでよりよく採用されている。この場合 は、（いくぶんスキャナ風に）物体を表すまとまりの交差を続けることによって 各種のカメラから受ける情報の関数として、プール底面の平面的な画像（イメー ジ）を再構成することを含む。このイメージから、地上面に対応し物体の寸法の 関数である追加の情報を得ることができる。この提案された処理方法は、物体の 一部を表す各ピクセルを”immobility（不動性あるいは静止性）”と呼ばれる新 しい関数と関連づけることからなる。ピクセルのimmobilityは、活性状態にある 前記ピクセルの観測に対応するサイクル数の関数である。後者の活性状態は、危 険な状態にある身体の存在に対応している。immobilityは、ピクセルが不活性状 態で観測され、それによって残像効果を生ずるときに、ピクセルが活性化され非 線形的態様で減少している間のサイクル数の関数として、線形的又は非線形的に 増加する。多数の隣接したピクセルが、危険な状態にある人を表すことができる 容積一時間関係に対応する高い不動性あるいは静止性(immobility)を有するよう に判断されたときに、警報が発生される。 カメラの数は、水泳プールの大きさの関数や、あるいは一又は複数のカメラに よる互いの障害の影響を減少させるため、希望により決定されるべきである。 さらに、一又は複数のカメラを水面レベル上に配置し、障害物の影響を制御す ることも可能とする。 単純化したアルゴリズム、及び鏡あるいはリフレクタで補うことによって可能 な単一のカメラの利用が、ホテルや個人のプールのような中位の水泳プールを監 視するのに十分となるであろう。 図３は、光源５の利用を含む。放射された光線６は、モータ８にてサーボ制御 される鏡７自身によって反射される。光線は、モータの回転のにより水泳プール の底面を走査し、リフレクタ（さらに９）によって鏡７に反射され、光源５の近 くに位置するレシーバにて受光される。 さらに、光信号は、全体の信号（ノイズ）から区別するために変調され得る。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，Ｍ Ｃ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ， ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＫＥ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ)， ＡＵ，ＢＲ，ＣＡ，ＣＮ，ＣＺ，ＥＥ，ＦＩ，ＧＥ，Ｈ Ｕ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＫ ，ＬＲ，ＬＴ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ， ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＧ，ＳＩ，Ｓ Ｋ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．危険な領域を観測するための手段から構成される、水泳プール中に危険な状 態にある人体が存在しないことを監視する少なくとも１つの監視装置を包含する 水泳プールの監視システムであって、 前記観測手段が、得られたデータを処理するコンピュータに連係され沈んで 動かない人体の不存在を他の人体と識別でき、動かない時間が一定値を越えると きに危険であるとの信号を送るものであり、危険な領域を観測する前記手段が可 視的な波長で動作しかつ観測領域が水泳プールの底面に近接しかつ平行な空間内 に位置するように配置されたエミッタ及びレシーバを包含すること、 前記システムは、また、水泳プールの壁部の少なくとも一部からなるあるいは それに適用されるように用いられた少なくとも１つの静止パターンを有し、前記 システムが、前記パターンの半永久的な探知によって前記不存在を監視するもの であること を特徴とする水泳プールの監視システム。 ２．安全性の目的のために、人体の存在によってあるいは視角性に影響を与える 他の理由によって、光線が観測される領域を通過できるか通過できないかを探知 し、信号を発する手段が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の監視 システム。 ３．観測されるべき領域を通過する光線の能力を探知する手段が、観測される領 域のいずれかの側に配置された要素を有する多数の光線バリヤ、あるいは反対側 にレシーバが配置されたリフレクタを有する反射バリアの形状である観測される べき前記領域の限界を探知する手段を包含することを特徴とする請求項１又は２ 記載の監視システム。 ４．光信号エミッタが、水泳プールの周囲に位置する光プロジェクタあるいは単 なる昼光、あるいは発光ストリップによって構成されていることを特徴とする請 求項１〜３のいずれかに記載の監視装置。 ５．光バリヤのレシーバが、各点に集中せしめられ、それらの機械的あるいは電 気的走査手段が領域の所望の限界を観測できるように配置されていることを特徴 とする請求項１〜４のいずれかに記載の監視装置。 ６．光レシーバが、選択された限定的な領域を処理するようにソフトウエアと関 連づけられたビデオカメラから構成されることを特徴とする請求項１〜５のいず れかに記載の監視装置。 ７．異なる角度でとられる各種の画像が重ね合わされ、底面の人体表面が表れ、 沈んで動かない人体の不存在又は存在を処理するための基礎として役立つ水泳プ ールの平面図に対応する合成画像を提供することを特徴とする請求項１〜６のい ずれかに記載の監視装置。 ８．基本装置の正しい機能を監視する装置が、放たれた光線に該光線の一部の周 期的な変調を重ね合わせ、そして、この変調の結果を制御する装置が、基本装置 による前記変調の不足あるいは不知覚を信号として送ることを特徴とする請求項 １〜７のいずれかに記載の監視装置。 ９．水面下に配置される探知手段に加えて、さらに、カメラのような探知手段が 水から離れて配置され、それによって、危険を決定するのに貢献するデータを増 加させることを可能とすることを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の監 視装置。