特開 2022-20072 遭難防止装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022020072

(43)【公開日】2022-01-31

(54)【発明の名称】遭難防止装置

(51)【国際特許分類】

   G01C 21/26 20060101AFI20220124BHJP

   G08G 1/005 20060101ALI20220124BHJP

【ＦＩ】

G01C21/26 P

G08G1/005

【審査請求】未請求

【請求項の数】4

【出願形態】ＯＬ

【公開請求】

(21)【出願番号】P 2021184105

(22)【出願日】2021-11-11

(71)【出願人】

【識別番号】501204868

【氏名又は名称】安形 雄三

(74)【代理人】

【識別番号】100078776

【弁理士】

【氏名又は名称】安形 雄三

(74)【代理人】

【識別番号】100121887

【弁理士】

【氏名又は名称】菅野 好章

(72)【発明者】

【氏名】安形 雄三

【テーマコード（参考）】

2F129

5H181

【Ｆターム（参考）】

2F129AA02

2F129BB21

2F129BB27

2F129BB28

2F129DD13

2F129DD15

2F129DD21

2F129EE02

2F129EE78

2F129EE79

2F129EE94

2F129HH12

5H181AA21

5H181FF03

5H181FF10

5H181FF11

5H181FF22

5H181FF33

5H181MB11

(57)【要約】

【課題】電波やアンテナ等の外部施設に依存せず、身体に装着した装置自身のナビゲーションで往路と同一ルートで出発地に帰還できると共に、電源の充電が可能であり、万が一電源を喪失した場合でも救助隊への報知手段を具備した自律ナビゲーション型の遭難防止装置を提供する。
【解決手段】身体に装着可能な筐体で成ると共に、表示部を備え、加速度センサ及び方位センサと、加速度センサ及び方位センサの出力データを処理する処理回路とを有し、加速度センサから算出される位置データ及び方位センサから算出される方位データを時間順序でメモリに記憶し、ナビ動作時に、メモリに記憶された位置データ及び方位データを時間的に逆に読み出した配列の逆位置データ及び逆方位データを求め、逆位置及び逆方位データと現在の位置データ及び方位データとの比較結果を順次表示部に表示して案内する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

身体に装着可能な矩形薄型の筐体で成ると共に、表示部を備え、
前記筐体内に、加速度センサ及び方位センサと、前記加速度センサ及び前記方位センサの出力データを処理する処理回路とを有し、
前記加速度センサから算出される位置データ及び前記方位センサから算出される方位データを時間順序でメモリに記憶し、ナビ動作時に、前記メモリに記憶された前記位置データ及び前記方位データを時間的に逆に読み出した配列の逆位置データ及び逆方位データを求め、前記逆位置データ及び前記逆方位データと現在の位置データ及び現在の方位データとの比較を順次前記表示部に表示するようになっていることを特徴とする遭難防止装置。

【請求項2】

前記加速度センサがｘｙ２軸であり、前記方位センサがｘｙ２軸である請求項１に記載の遭難防止装置。

【請求項3】

前記表示部が折り畳み構造に設けられている請求項１又は２に記載の遭難防止装置。

【請求項4】

前記筐体に鏡を収納する収納部が設けられている請求項１乃至３のいずれかに記載の遭難防止装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、２次元（ｘｙ軸）の加速度センサ及び２次元（ｘｙ軸）の方位センサを内蔵した自律ナビゲーション型の遭難防止装置に関し、特に登山、ハイキング等で山中を歩行している間に、道に迷った場合などに、他のシステムや外部装置に依存することなく、往路と同一ルートを復路として案内（ナビゲーション）し、遭難を防止（無事に帰還）することができる自律ナビゲーション型の遭難防止装置に関する。

【背景技術】

【0002】

登山、トレッキング、ハイキング等の際、ガイドが付いている場合や、グループで行動する場合などには道に迷うようなケースは少ないが、単独で行動したり、天候が急変した場合などはガイドが付いているケースでも、山中を歩行している間に道に迷うことは多くある。このような場合を想定し、従来は携帯電話やスマートフォンを携帯し、携帯電話やスマートフォンで救助を求めている。また、スマートフォンのＧＰＳなどで位置を計測し、登山や下山の道案内をしたりする場合も多い。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１１－１７０７６９号公報

【特許文献2】特開２０１４－２１６０００号公報

【特許文献3】特開２０１６－７３３６６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

携帯電話やスマートフォンで救助を求める場合は、近くにアンテナが設置されていて電波が相互に届くことが前提であり、電波が届かない地域では連絡もできず、自分の現在位置を知ることができず、また、どちらに移動したら良いかを的確に判断できず、正しくスムーズに出発地等に帰還することができない。

【0005】

また、携帯電話やスマートフォンではバッテリの電力消耗があり、山中では充電できない問題がある。電源が切れた場合には、電話連絡できず、救助のヘリコプターが近くに飛来したとしても、救助員らに遭難場所を報知することができない。

【0006】

更には、救助のヘリコプターが近くに飛来しても、遠くからの視認のため、遭難場所を救助隊に報知できないことも多い。遭難時には、遭難者の居場所を早く救助隊に知らせることが極めて重要である。

【0007】

本発明は上述のような事情よりなされたものであり、本発明の目的は、電波やアンテナ等の外部施設に依存せず、身体に装着した装置自身の案内（ナビゲーション）で往路と同一ルートで出発地に帰還できると共に、電源の充電が可能であり、万が一電源を喪失した場合でも救助隊への報知手段を具備した自律ナビゲーション型の遭難防止装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明は、自律ナビゲーション型の遭難防止装置に関し、本発明の上記目的は、身体に装着可能な矩形薄型の筐体で成ると共に、表示部を備え、前記筐体内に、加速度センサ及び方位センサと、前記加速度センサ及び前記方位センサの出力データを処理する処理回路とを有し、前記加速度センサから算出される位置データ及び前記方位センサから算出される方位データを時間順序でメモリに記憶し、ナビ動作時に、前記メモリに記憶された前記位置データ及び前記方位データを時間的に逆に読み出した配列の逆位置データ及び逆方位データを求め、前記逆位置データ及び前記逆方位データと現在の位置データ及び現在の方位データとの比較を順次前記表示部に表示することにより達成される。

【発明の効果】

【0009】

本発明に係る遭難防止装置によれば、登山、ハイキング等をする人の身体（例えば腰部）に装着してボタン操作するだけで、往路の位置及び方位の記憶データを遡って読み出して確認しながら復路の案内に利用できるので、道に迷っても、出発地に無事に帰還することができる。ＧＰＳや電波等を利用することなく、自己の装置内で確認しながら復路を歩行（帰還）できるので、電波等の届かない秘境や未開地であっても、インフラの整備なく利用できる。

【0010】

また、鏡を内蔵しているので、光の反射でヘリコプター等の救助隊に遭難場所を報知することができる。太陽光は昼間しか利用できないが、救助は夜間ではなく昼間に行われることが多いので、遭難時における鏡の利用意義は大きい。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】本発明に係る遭難防止装置の構成例を示す斜視図である。

【図2】遭難防止装置の装着例を示す概念図である。

【図3】遭難防止装置の折り畳み構造を示す斜視図ある。

【図4】遭難防止装置の表示部の一例を示す平面図である。

【図5】図３のＸ－Ｘ’の断面構造例を示す断面図である。

【図6】本発明で使用する薄型板状の鏡の一例を示す斜視図である。

【図7】本発明に係る回路部の構成例を示すブロック図である。

【図8】本発明の動作例（通常動作時）を示すフローチャートである。

【図9】通常動作時のデータの記憶例を示すタイムチャートである。

【図10】ナビ動作時の動作例を示すフローチャートである。

【図11】記憶データの反転を説明するためのタイムチャートである。

【図12】ナビ動作の原理を説明するためのタイムチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0012】

本発明は、２次元であるｘｙ軸（地球面の水平方向）の加速度センサと、２次元であるｘｙ軸（地球面の水平方向）の方位センサセンサとを内蔵した自律ナビゲーション型の遭難防止装置であり、特に登山、ハイキング、トレッキング等で山中を歩行している間に道に迷った場合などに、インフラを要する他のシステムや外部装置に依存することなく、往路と同一ルートを復路として案内（ナビゲーション）し、遭難を防止（出発地に無事に帰還）することができるような自律ナビゲーション型で、身体に装着可能な遭難防止装置である。

【0013】

即ち、本発明に係る遭難防止装置は、身体に装着可能な矩形薄型の筐体で成ると共に、折り畳み構造の表示部を備え、表示部の表示内容を目で見ることができる構造になっている。そして、筐体内に、ｘｙ２軸（水平方向）の加速度センサ及び方位センサと、加速度センサ及び方位センサの各出力データを処理する処理回路とを有し、加速度センサから算出される位置データ及び方位センサから算出される方位データを時間順序（例えば１分毎）でメモリに記憶し、遭難してナビ動作が必要となった時に、メモリに記憶された位置データ及び方位データを時間的に逆に読み出した配列の逆位置データ及び逆方位データを求め、逆位置データ及び逆方位データと現在の位置データ及び現在の方位データとの比較を順次表示部に表示する。遭難者は表示部に表示された表示の方向（位置）に歩行し、順次現在位置を確認しながら歩行することを繰り返し、自律ナビゲーション形式によって、最終的に、最初の位置（出発地）に帰還することができる。

【0014】

以下に、本発明に係る遭難防止装置の実施形態を、図面を参照して説明する。

【0015】

図１は本発明に係る遭難防止装置１０の外観構成例を示しており、薄型の矩形状で折り畳み構造の装置本体２０を備え、装置本体２０の左右両側には、図２に示すように身体（例えば腰部）に巻回して装着するバンド１１Ａ及び１１Ｂが接続されている。遭難防止装置１０はハイキング等をする人の身体に装着して使用されるが、人の水平方向の動線を検知できることが必要であり、身体自体の振動や微小な動きの少ない部位が好ましく、表示部を見ながらナビゲーション案内をするので、図２に示すように腰部、或いは胸部に巻回して装着することが望ましい。身体に直接ではなく、衣服の上に巻回しても良い。バンド１１Ａ及び１１Ｂは、遭難防止装置１０を身体の腰部等に装着する部材であり、ゴム部材、布材、合成樹脂等の可撓性材料で形成され、落下ないし脱落しないようにする留め具（フック、ボタン、マジックテープ（登録商標）など）を備えていれば良く、ベルトや紐類であっても良い。

【0016】

遭難防止装置１０の装置本体２０は折り畳み構造であり、図３に示すようにバンド１１Ａ及び１１Ｂを装着された装着側本体２１と、装着側本体２１の底部においてヒンジ等を介して９０°前方側に折れる表示筐体２２とで構成されている。装着側本体２１の左右両側にはバンド１１Ａ及び１１Ｂが接続されており、装着側本体２１の適宜な位置に電源スイッチ２１－１、本装置の動作開始（記憶開始）を指示する動作指示ボタン２１－２及びナビ動作を開始するためのナビ指示ボタン２１－３が設けられている。表示筐体２２には、歩行する方向を指示する方向表示部２２－１と、位置の確認を行う位置表示部２２－２とが設けられている。

【0017】

通常時（データの記憶を行う動作時）は図１に示すように、表示筐体２２を閉じた形態で使用し、遭難してナビ動作が必要になった時に、表示筐体２２を前方に開けて、図３に示すように表示部２２－１及び２２－２が見える形態で使用する。この状態であれば、遭難者は、表示筐体２２の方向表示部２２－１及び位置表示部２２－２の表示を見ながら歩行することができる。

【0018】

また、図５は図３のＸ－Ｘ’線の断面構造例を示しており、本発明では装着側本体２１に、薄型板状の鏡３０を上部から出し入れ自在に収納して保持する空洞の収納部３１が設けられており、収納部３１に収納した鏡３０を上部で押圧して保持する開閉蓋３２が設けられている。収納部３１に収納される薄型板状の鏡３０は、金属製で破損しない構造であり、図６に示すような薄型板状の矩形構造であり、山中で遭難した場合に、収納部３１から取り出して、救助のヘリコプター等に太陽の反射光で居場所を報知する。また、装着側本体２１には、処理回路１００及びバッテリ４０が内蔵されており、バッテリ４０は接触若しくは非接触で充電可能なものが望ましい。例え救助員に電話連絡ができる場合でも、上空の遠方から遭難者を探すのは容易ではなく、鏡３０の光反射を利用すれば報知は比較的に容易である。

【0019】

図７は処理回路１００の構成例を示しており、処理回路１００には、電源スイッチ２１－１を介してバッテリ４０から電力が供給されると共に、動作指示ボタン２１－２及びナビ指示ボタン２１－３の指示信号が入力される。処理回路１００は、全体の制御や演算等を行うＣＰＵ１０１(Central Processing Unit)（ＭＰＵ(Micro Processor Unit)やＭＣＵ(Micro Controller Unit)などを含む）を備え、ＣＰＵ１０１には、加速度センサ（ｘ）１０２からのｘ軸加速度データαｘを積分部１０３及び１０４で２回積分して得られる位置データＰｘが入力されると共に、加速度センサ（ｙ）１０５からのｙ軸加速度データαｙを積分部１０６及び１０７で２回積分して得られる位置データＰｙが入力される。また、ＣＰＵ１０１には、方位（地磁気）センサ（ｘ）１１０からのｘ軸の方位データＤｘが入力されると共に、方位（地磁気）センサ（ｙ）１１１からのｙ軸の方位データＤｙが入力される。

【0020】

なお、位置データＰｘ及びＰｙ、方位データＤｘ及びＤｙはいずれもディジタル値であり、センサ自体若しくはセンサ外部の回路でディジタル値に変換されて入力される。

【0021】

ＣＰＵ１０１には、位置データＰｘ及びＰｙに基づいて現在位置Ｐｃを算出する位置算出部１２０が接続され、方位データＤｘ及びＤｙに基づいて現在方位Ｄｃを算出する方位算出部１２１が接続されている。更に、ＣＰＵ１０１には、演算や制御のためにデータや情報を記憶するメモリ１３０と、メモリ１３０に記憶されたデータや情報を時間的に反転する反転部１４０と、ナビ動作時に往路と復路の行路を比較する比較部１５０と、ナビ動作時に方位と位置の判定を行う判定部１６０と、時間の経過を計測する計時部１０８と、表示部（２２－１，２２－２）の表示を制御する表示制御部１０９とが相互に接続されている。

【0022】

なお、本例のメモリ１３０は、ＦＩＦＯ(First-In First-Out)形式となっているため、メモリ１３０から読み出された記憶内容を反転部１４０で時間的に反転している。つまり、メモリ１３０に最初に記憶されてデータを最後に使用し、最後に記憶されてデータを最初に使用するようになっている。また、メモリ１３０は入力されるデータの全てを記憶することも可能であるが、本発明では往復路のナビを行うので、ある程度の歩行距離を換算した所定時間毎（例えば１分毎）に、離散的に記憶するようになっている。

【0023】

このような構成において、先ず計測データを記憶する動作、つまりハイキングで言えばハイキングスタートから歩行する動作例を、図８のフローチャートを参照して説明する。この場合、鏡３０は収納部３１に収納されている。

【0024】

動作開始に先立って、使用者は図２に示すように遭難防止装置１０を身体に装着し、先ず電源スイッチ２１－１をＯＮし（ステップＳ１０）、続いて動作指示ボタン２１－２をＯＮする（ステップＳ１１）。これにより遭難防止装置１０全体が起動される。この状態では、遭難防止装置１０は図１に示すように表示筐体２２は装着側本体２１に畳まれている。この状態でハイキングやトレーニングなどを行う。

【0025】

動作指示ボタン２１－２のＯＮによって起動されると、計時部１０８が計時動作を開始すると共に（ステップＳ１２）、歩行の開始により加速度センサ１０２及び１０５からｘｙ軸の加速度データαｘ、αｙが出力され、それぞれ積分部１０３及び１０６で速度データＳＰｘ、ＳＰｙに変換され、速度データＳＰｘ、ＳＰｙは更に積分部１０４及び１０７に入力されて位置データＰｘ、Ｐｙに変換されて取り込まれる。また、方位センサ１１０及び１１１からの方位データＤｘ、Ｄｙはそのまま取り込まれる（ステップＳ１３）。位置算出部１２０は、取り込まれた位置データＰｘ、Ｐｙに基づいて２次元上の位置データＰｃを算出し、方位算出部１２１は、取り込まれた方位データＤｘ、Ｄｙに基づいて２次元上の方位データＤｃを算出する（ステップＳ１４）。位置データＰｃ及び方位データＤｃは、計時部１０８の計時信号に従って、例えば１分毎の時点ｔ０，ｔ１，・・・，ｔ（ｎ－１），ｔｎに、メモリ１３０に図９に示すように記憶される（ステップＳ１５）。図９（Ａ）は位置データＰｃの記憶例であり、図９（Ｂ）は方位データＤｃの記憶例である。上記ステップＳ１３以降の動作が、ナビ指示ボタン２１－３が押されるまで繰り返される（ステップＳ１６）。

【0026】

一方、山道等で道に迷った場合のナビ動作例を、図１０のフローチャートを参照して説明する。

【0027】

道に迷った場合、先ずどちらに行ったら良いかが分からないので、遭難防止装置１０の表示筐体２２を図３に示すように前側に倒し、表示筐体２２の表示部２２－１及び２２－２が目で見える状態にすると共に、ナビ指示ボタン２１－２をＯＮする（ステップＳ２０）。ナビ指示ボタン２１－２によりナビ指示が入力されると、上述の記憶動作が停止されると共に、メモリ１３０から、既に記憶されている１分毎の位置データＰｃ及び方位データＤｃを読み出し（ステップＳ２１）、反転部１４０で図１１に示すように時間順序を反転する（ステップＳ２２）。即ち、最初にメモリ１３０に記憶されたデータを最後に配列し、最後に記憶したデータを最初に配列する。その結果、図９（Ａ）の位置データＰｃと図１１（Ａ）に示す反転位置データＲＰｃとは、時間が逆になっている関係であり、同様に、図９（Ｂ）の方位データＤｃと図１１（Ｂ）に示す反転方位データＲＤｃとは、時間が逆になっている関係である。即ち、各データは、時点ｔｎ，ｔ（ｎ－１），・・・，ｔ１，ｔ０の配列になる。

【0028】

また、位置データＰｃについて説明すれば、記憶動作時においては図１２（Ａ）に示すように変化するが、反転することによって図１２（Ｂ）に示すように逆方向に変化する。

【0029】

遭難防止装置１０はナビ指示ボタン２１－２がＯＮされても動作しているので、ナビ指示ボタン２１－２がＯＮされた時の現在地の位置データＰｃ（０）及び方位データＤｃ（０）が計測されて取り込まれる（ステップＳ２３）。計測された現在地の位置データＰｃ（０）及び方位データＤｃ（０）は、反転された最初の位置データＲＰｃ及び方位データＲＤｃ、つまり最後の時点ｔｎにメモリ１３０に記憶された位置データＲＰｃ（ｎ）及び方位データＲＤｃ（ｎ）と比較部１５０で比較される（ステップＳ２４）。比較は先ず方位の比較を行い、どの方向に歩いたら良いかのナビを行う。そのため、現在位置の方位データＤｃ（０）と最後の記憶位置での方位データＲＤｃ（ｎ）とを下記数１で比較し、判定部１６０は方位差Ｄｆがゼロとなるようにする。方位差Ｄｆにより、進むべき方向は表示制御部１０９を介して、図４の表示部２２－１のように表示されるので、表示された方向に歩行を開始する。つまり、表示部２２－１に表示されている方向を向くと、判定部１６０により表示部２２－１の表示は消失するので、その方向が正しい方向（１分前にいた地点の方向）であることが分かる。
（数１）
Ｄｃ（０）－ＲＤｃ（ｎ）＝Ｄｆ

位置に関しては下記数２及び数３に従って、１分前の位置に達したか否かを判定部１６０が判定する。即ち、最後の記憶位置である位置データＰｃ（ｎ）と現在位置データＲＰｃ（０）との位置偏差Ｐｆが所定値ε以上の場合は「ＮＧ」を表示部２２－２に表示し、未だ１分前の位置に達していないことを遭難者に報知する。そして、更に進むと位置偏差Ｐｆが所定値εより小さくなり、１分前の位置に略達したことになるので、その旨を表示部２２－２に「ＯＫ」を表示し、遭難者に報知する。
（数２）
Ｐｃ（０）－ＲＰｃ（ｎ）＝Ｐｆ≧ε → 「ＮＧ」
（数３）
Ｐｃ（０）－ＲＰｃ（ｎ）＝Ｐｆ＜ε → 「ＯＫ」

このようにして１分前の位置に達した時、その位置で上記動作を繰り返すことによって２分前の位置に戻ることができる。このような動作を繰り返すことにより、自律ナビゲーション形式で、遭難者は最初の出発地に帰還することができる。

【0030】

上述のメモリはＦＩＦＯ(First-In First-Out)形式として説明しているが、ＦＩＬＯ(First-In Last-Out)形式のメモリを使用することができ、この場合には最後に記憶されたデータから出力されるので、反転部は不要となる。

【0031】

また、上述ではデータの記憶間隔を１分で説明しているが、歩行速度との関連で自由に設定することができ、２分、５分等であっても良い。

【符号の説明】

【0032】

１０ 遭難防止装置
１１Ａ、１１Ｂ バンド
２０ 装置本体
２１ 装着側本体
２１－１ 電源スイッチ
２１－２ 動作指示ボタン
２１－３ ナビ指示ボタン
２２ 表示筐体
３０ 鏡
３１ 収納部
３２ 開閉蓋
４０ バッテリ
１００ 処理回路
１０１ ＣＰＵ（ＭＰＵ，ＭＣＵ）
１０２，１０５ 加速度センサ（ｘｙ）
１０３、１０４、１０６，１０７ 積分部（１／ｓ）
１０９ 表示制御部
１１０、１１１ 方位（地磁気）センサ（ｘｙ）
１２０ 位置算出部
１２１ 方位算出部
１３０ メモリ
１４０ 反転部
１５０ 比較部
１６０ 判定部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】