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JP2969815B2 - Aircraft pilot unconsciousness detection device - Google Patents

Aircraft pilot unconsciousness detection device

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JP2969815B2
JP2969815B2JP2162170AJP16217090AJP2969815B2JP 2969815 B2JP2969815 B2JP 2969815B2JP 2162170 AJP2162170 AJP 2162170AJP 16217090 AJP16217090 AJP 16217090AJP 2969815 B2JP2969815 B2JP 2969815B2
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external force
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良夫 大沢
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Description

Translated fromJapanese

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、航空機パイロットが大きな加速度にさらさ
れて意識喪失に陥ったことを検出する装置に関する。
Description: FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to an apparatus for detecting that an aircraft pilot has been exposed to a large acceleration and has lost consciousness.

(従来の技術と発明が解決しようとする課題) 近年、航空機の高機能化により、パイロットが大きな
加速度(G)にさらされることによる意識喪失(いわゆ
るG−LOC)に陥り、事故につながる例が少なくない。
(Problems to be Solved by Conventional Techniques and Inventions) In recent years, there has been an example in which, due to the sophistication of aircraft, loss of consciousness (so-called G-LOC) due to a pilot being exposed to a large acceleration (G) leads to an accident. Not a few.

従来、そのようなパイロットの意識喪失を検出する手
段がなく、事故防止を図ることができなかった。
Conventionally, there is no means for detecting such loss of consciousness of the pilot, and it has not been possible to prevent accidents.

そこで、本発明は、パイロットの意識喪失を、パイロ
ットが操縦杆に作用させる外力の低下に基づいて検出で
きる装置を提供することを目的とし、これにより航空機
の事故防止を図るものである。
Accordingly, an object of the present invention is to provide a device capable of detecting a loss of consciousness of a pilot based on a decrease in external force acting on a control rod by the pilot, thereby preventing an aircraft accident.

(課題を解決するための手段) 本発明の特徴とするところは、航空機の加速度を経時
的に測定する加速度測定手段と、パイロットが操縦杆に
作用させている外力を経時的に測定する外力測定手段
と、意識喪失の判断基準となる加速度の大きさ、外力の
大きさ及び時間を記憶する記憶手段と、前記記憶手段に
記憶された一定値以上の加速度の測定後、記憶手段に記
憶された一定時間内に、前記外力が継続して一定値以下
になった場合、意識喪失であると判断し警告信号を出力
する警告手段とを備えてなる点にある。
(Means for Solving the Problems) The present invention is characterized in that acceleration measuring means for measuring the acceleration of the aircraft over time and external force measurement for measuring the external force acting on the control rod by the pilot over time. Means, storage means for storing the magnitude of the acceleration, the magnitude and time of the external force as a criterion for determining the loss of consciousness, and measurement of the acceleration equal to or more than a certain value stored in the storage means, and thereafter, stored in the storage means. If the external force continuously falls below a certain value within a certain time, a warning means for determining that the user is unconscious and outputting a warning signal is provided.

(作用) 本発明の構成によるパイロットの意識喪失の検出のた
め、まず、パイロットが意識喪失に陥る可能性のある加
速度の下限値を予め設定し、この設定した一定値を記憶
手段に記憶させる。
(Operation) In order to detect the loss of consciousness of the pilot according to the configuration of the present invention, first, a lower limit value of the acceleration that may cause the pilot to lose consciousness is set in advance, and the set constant value is stored in the storage means.

また、パイロットが操縦杆を把持したり操作するのに
必要な力の大きさに基づき、意識喪失に陥った場合の、
操縦杆に対しパイロットが作用させる外力の上限値を設
定し、この設定した一定値を記憶手段に記憶させる。
In addition, based on the magnitude of the force required for the pilot to grip and operate the control rod,
The upper limit value of the external force applied by the pilot to the control rod is set, and the set constant value is stored in the storage means.

また、一定値以上の加速度の発生後、即座にパイロッ
トが意識喪失に陥るとは限らないので、その加速度の発
生後、パイロットが意識喪失に陥る可能性のある時間の
上限値を予め設定し、この時間を記憶手段に記憶させ
る。
Also, after the occurrence of an acceleration of a certain value or more, the pilot does not always immediately lose consciousness, so after the occurrence of the acceleration, an upper limit value of the time when the pilot may lose consciousness is set in advance, This time is stored in the storage means.

また、パイロットは操縦杆の握り直し等により意識的
に手を離すこともあるので、操縦杆に作用する外力の低
下が一定時間以上の場合に意識喪失によるものであると
し、その外力低下の持続時間の下限値を予め設定し、こ
の時間を記憶手段に記憶させる。
In addition, since the pilot may consciously release his hand due to re-grip of the control rod, etc., if the decrease in external force acting on the control rod is over a certain period of time, it is determined that loss of consciousness is due to loss of consciousness. The lower limit of the time is set in advance, and this time is stored in the storage means.

そして、飛行中において、加速度測定手段により加速
度を、外力測定手段によりパイロットが操縦杆に作用さ
せる外力をそれぞれ測定する。
During the flight, the acceleration is measured by the acceleration measuring means, and the external force applied to the control rod by the pilot is measured by the external force measuring means.

そして、その測定した加速度の大きさが、前記記憶し
た一定値より大きくなり、この加速度の測定後前記記憶
した一定時間以内に、パイロットが操縦杆に作用させる
外力が、前記記憶した時間以上継続して、前記記憶した
一定値より小さなると、警告手段により警告信号が出力
される。
Then, the magnitude of the measured acceleration becomes larger than the stored fixed value, and within this stored fixed time after the measurement of the acceleration, the external force applied to the control rod by the pilot continues for the stored time or more. If the value is smaller than the stored fixed value, a warning signal is output by the warning means.

(実施例) 以下、図面を参照して本発明の実施例を説明する。(Example) Hereinafter, an example of the present invention is described with reference to drawings.

第1図は航空機パイロットの意識喪失検出装置の構成
を示すブロック図で、加速度測定手段1、外力測定手段
2、記憶手段3、警告手段4及びフライトコントロール
システム5を備えている。
FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of an aircraft pilot unconsciousness detecting apparatus, which comprises an acceleration measuring means 1, an external force measuring means 2, a storage means 3, a warning means 4, and a flight control system 5.

加速度測定手段1は、航空機の加速度を経時的に測定
するもので、その測定した加速度の大きさと測定時刻と
を、電気信号として警告手段4に出力する。
The acceleration measuring means 1 measures the acceleration of the aircraft over time, and outputs the magnitude of the measured acceleration and the measurement time to the warning means 4 as an electric signal.

外力測定手段2は、パイロットが操縦杆6に作用させ
ている外力を経時的に測定するもので、その測定結果
を、測定時刻と共に、電気信号として警告手段4に出力
する。
The external force measuring means 2 measures the external force applied by the pilot to the control rod 6 with time, and outputs the measurement result to the warning means 4 as an electric signal together with the measurement time.

その操縦杆6は、本実施例では本体部7とグリップ8
とで主構成され、パイロットはグリップ8を把持するも
のとされている。そして、グリップ8はパイロットの把
持力により弾性変形する導電体であって、その変形によ
り電気抵抗が変化する多孔質体や、弾性体に歪ゲージ式
ロードセルを接着することにより形成されている。そし
て、グリップ8と導電性の本体部7とがそれぞれモニタ
ー9に接続され、このモニター9が、グリップ8の電気
抵抗の変化に変換された把持力の大きさを経時的にモニ
ターし、その把持力の大きさと測定時刻とを前述のよう
に警告手段4に出力する。
In this embodiment, the control rod 6 includes a main body 7 and a grip 8.
And the pilot grips the grip 8. The grip 8 is a conductor that is elastically deformed by the gripping force of the pilot, and is formed by bonding a strain gauge type load cell to a porous body whose electric resistance changes due to the deformation or an elastic body. The grip 8 and the conductive main body 7 are connected to a monitor 9, and the monitor 9 monitors the magnitude of the gripping force converted into a change in the electric resistance of the grip 8 with time, and the grip 9 The magnitude of the force and the measurement time are output to the warning means 4 as described above.

記憶手段3は、加速度の大きさと、操縦杆6を把持す
る力の大きさと、時間とを記憶し、その記憶値を電気信
号として警告手段4に出力する。
The storage means 3 stores the magnitude of the acceleration, the magnitude of the force for gripping the control rod 6, and the time, and outputs the stored value to the warning means 4 as an electric signal.

記憶手段3に記憶される加速度の大きさ(Ga)は、パ
イロットが意識喪失に陥る可能性のある加速度の下限値
として、予め設定された一定値である。
The magnitude (Ga ) of the acceleration stored in the storage means 3 is a fixed value set in advance as a lower limit value of the acceleration that may cause the pilot to lose consciousness.

記憶手段3に記憶される操縦杆6を把持する力の大き
さ(Fa)は、パイロットが操縦杆6を把技するに必要な
力の大きさに基づき、意識喪失に陥った場合の把持力の
上限値として、予め設定された一定値である。
The magnitude (Fa ) of the force for gripping the control rod 6 stored in the storage means 3 is based on the magnitude of the force necessary for the pilot to grasp the control rod 6, and the magnitude of the grip when the driver loses consciousness is determined. The upper limit of the force is a preset constant value.

記憶手段3に記憶される時間は3種類あり、そのひと
つの時間(ta)は、前記一定値(Ga)以上の加速度の発
生後、パイロットが意識喪失に陥る可能性のある時間の
上限値として、予め設定した一定値である。
Time stored in the storage unit 3 are three, one of the time (ta), the predetermined value (Ga) or after the occurrence of the acceleration, the upper limit of the time that might pilot falling into unconsciousness The value is a preset constant value.

また、記憶手段3に上記とは別に記憶される時間
(tb)は、操縦杆6の把持力の低下の持続が一定時間以
上の場合、パイロットの意識喪失によるものであると
し、その把持力低下の持続時間の下限値として、予め設
定した一定値である。
The time (tb ) separately stored in the storage means 3 is determined to be due to the loss of consciousness of the pilot when the decrease in the gripping force of the control rod 6 lasts for a certain period of time or more. It is a fixed value set in advance as the lower limit of the duration of the decrease.

さらに、記憶手段3に上記とは別に記憶される時間
(tc)は、操縦杆6の把持力の大きさが一定時間以上持
続して前記一定値(Fa)を超える場合、パイロットの意
識が回復したものとして、その持続時間の下限値とし
て、予め設定した一定値である。
Further, the time (tc ) stored separately from the above in the storage means 3 is determined when the magnitude of the gripping force of the control rod 6 exceeds the predetermined value (Fa ) fora predetermined time or more. Is a fixed value set in advance as the lower limit of the duration.

警告手段4は、例えばマイクロプロセッサ、入出力イ
ンターフェース、制御プログラムメモリ等を有するマイ
クロコンピュータにより構成されている。この警告手段
4は、前記記憶手段3に記憶された一定値以上の加速度
の測定後、前記記憶手段3に記憶された一定時間内に、
操縦杆6の把持力の大きさが、前記記憶手段3に記憶さ
れた一定時間以上継続して、前記記憶手段3に記憶され
た一定値以下になった場合に、警告信号をフライトコン
トロールシステム5に出力する。
The warning unit 4 is configured by a microcomputer having a microprocessor, an input / output interface, a control program memory, and the like, for example. After the measurement of the acceleration equal to or more than the predetermined value stored in the storage unit 3, the warning unit 4 operates within the predetermined time stored in the storage unit 3.
When the magnitude of the gripping force of the control rod 6 continues for a certain time stored in the storage means 3 and becomes equal to or less than a certain value stored in the storage means 3, a warning signal is issued to the flight control system 5. Output to

そのフライトコントロールシステム5は、コンピュー
タにより主構成され、航空機の飛行制御を行なうもの
で、例えば自動操縦モードと手動操縦モードとの切換制
御や、飛行姿勢の制御を行なう。その自動操縦モードか
否かの信号は警告手段4に出力される。
The flight control system 5 is mainly composed of a computer and controls flight of an aircraft. For example, the flight control system 5 controls switching between an automatic control mode and a manual control mode and controls a flight attitude. A signal indicating whether or not the mode is the automatic driving mode is output to the warning means 4.

次に、上記パイロットの意識喪失検出装置の作用を、
第2図に示す警告手段4のフローチャートに従って説明
する。
Next, the action of the pilot unconsciousness detection device will be described.
This will be described with reference to the flowchart of the warning means 4 shown in FIG.

まず、フライトコントロールシステム5が自動操縦モ
ードか否かの判断がなされ(ステップ)、自動操縦モ
ードではパイロットの意識喪失を検出することなくステ
ップを繰返し、自動操縦モードでない場合は次のステ
ップに進む。
First, it is determined whether or not the flight control system 5 is in the autopilot mode (step). In the autopilot mode, the steps are repeated without detecting loss of consciousness of the pilot. If not, the process proceeds to the next step.

次に、ある時刻(T1)において測定した加速度が、前
記記憶手段3に記憶された加速度の値(Ga)以上か否か
判断される(ステップ)。(Ga)より小さいと、意識
喪失に陥ることはないため、ステップに戻り、(Ga
以上であると次のステップに進む。
Next, it is determined whether the acceleration measured at a certain time (T1 ) is equal to or greater than the acceleration value (Ga ) stored in the storage means 3 (step). If it is smaller than (Ga ), you will not lose consciousness, so return to the step and (Ga )
If so, proceed to the next step.

次に、(Ga)以上の加速度(G1)を測定した時刻
(T1)から、その後の現在時刻(T2)までに経過した時
間(T2−T1)が、前記記憶手段3に記憶された時間
(ta)以下か否か判断される(ステップ)。時間
(ta)より大きいと、意識喪失に陥ることはないため、
ステップに戻り、(ta)以下であると次のステップに
進む。
Then, from (Ga) or the acceleration (G1) time was measured (T1), subsequent current time (T2) time elapsed until (T2 -T1), the storage unit 3 whether it is determined whether the storage time (ta) below (step). If it is greater than time (ta ), you will not lose consciousness,
Returning to the step, if it is less than (ta ), proceed to the next step.

次に、時刻(T2)から前記記憶手段3に記憶された時
間(tb)が経過するまでの間に、外力測定手段2によっ
て測定した操縦杆6の把持力の大きさ(Ftb)が、前記
記憶手段3に記憶した把持力(Fa)以下か否か判断され
る(ステップ)。
Next, the magnitude (Ftb ) of the gripping force of the control rod 6 measured by the external force measuring means 2 from the time (T2 ) until the time (tb ) stored in the storage means 3 elapses. Is determined to be less than or equal to the gripping force (Fa ) stored in the storage means 3 (step).

把持力の大きい(Ftb)が(Fa)より大きいと、意識
喪失でないためにステップに戻り、(Fa)以下である
と意識喪失であると判断し、警告信号をフライトコント
ロールシステム5に出力する(ステップ)。
If the grip force (Ftb ) is larger than (Fa ), the process returns to the step because it is nota loss of consciousness. If it is lower than (Fa ), it is determined that the user is unconscious, and a warning signal is sent to the flight control system 5. Output (step).

この警告信号の出力により、フライトコントロールシ
ステム5は航空機を自動操縦モードにすると共に、パイ
ロットに対し意識喪失解消手段を講じる。この意識喪失
解消手段は、例えば、航空機の飛行姿勢を水平に戻した
り、パイロットに高濃度酸素を供給したり、微弱電流に
よりショックを与える等するものである。
In response to the output of the warning signal, the flight control system 5 sets the aircraft in the autopilot mode and takes measures to eliminate unconsciousness for the pilot. The unconsciousness elimination means is, for example, for returning the flight attitude of the aircraft to a horizontal position, supplying high-concentration oxygen to the pilot, or giving a shock by a weak current.

次に、前記記憶手段3に記憶された時間(tc)が経過
するまでの間に、外力測定手段2により測定した操縦杆
6の把持力の大きさ(Ftc)が、前記記憶手段3に記憶
した把持力(Fa)より大きいか否か判断され、大きくな
い場合はステップを繰返し、大きい場合はパイロット
が意識を回復したと判断し、回復信号をフライトコント
ロールシステム5に出力し(ステップ)、ステップ
に戻る。
Next, until the time (tc ) stored in the storage means 3 elapses, the magnitude (Ftc ) of the gripping force of the control rod 6 measured by the external force measurement means 2 is stored in the storage means 3. It is determined whether or not the gripping force (Fa ) stored in the controller is larger than the above. If not, the steps are repeated, and if larger, it is determined that the pilot has recovered consciousness, and a recovery signal is output to the flight control system 5 (step ), Return to step.

上記実施例により、パイロットの意識喪失を操縦杆6
の把持力の低下に基づき検出することができ、この意識
喪失の検出により出力する警告信号により、パイロット
の意識回復を図ることができる。
According to the above embodiment, the pilot rod 6 loses consciousness.
Can be detected based on a decrease in the gripping force of the pilot, and the warning signal output by detecting the loss of consciousness can recover the pilot's consciousness.

なお、本発明は上記実施例に限定されるものではな
い。
The present invention is not limited to the above embodiment.

例えば、操縦杆6を、第3図に示すように、本体部7
に対しグリップ8を絶縁性の可撓体10を介して取付けた
ものとする。そして、導電性の本体部7とグリップ8と
の間に、数10μの微少間隔(δ)を形成したスイッチ部
11を設ける。
For example, as shown in FIG.
The grip 8 is attached via an insulating flexible body 10. A switch unit having a minute interval (δ) of several tens μ between the conductive body 7 and the grip 8.
11 is provided.

これにより、パイロットが操縦杆6を把持すると、本
体部7とグリップ8が接触してスイッチ部11がONとな
り、把持状態であることを検知でき、意識喪失になると
操縦杆6から手を離すため、スイッチ部11がOFFとな
り、パイロットの意識喪失を検知できる。すなわち、こ
の場合には、パイロットが操縦杆6に作用させている外
力の測定は、前記実施例のように把持力の大きさの測定
ではなく、スイッチ部11のON−OFFにより、パイロット
が操縦杆6に作用させている外力が存在するか否かの測
定である。よって、この場合には、記憶手段3に記憶さ
れる外力の大きさFa=0となる。
Thus, when the pilot grips the control rod 6, the main body 7 and the grip 8 come into contact with each other, and the switch section 11 is turned on, so that the grip state can be detected. Then, the switch unit 11 is turned off, and loss of consciousness of the pilot can be detected. That is, in this case, the measurement of the external force acting on the control rod 6 by the pilot is not the measurement of the magnitude of the gripping force as in the above-described embodiment, but the control of the pilot by the ON-OFF of the switch unit 11. This is a measurement of whether or not an external force acting on the rod 6 exists. Therefore, in this case, the magnitude of the external force stored in the storage means 3 is Fa = 0.

また、操縦杆6としては、パイロットの座席前方に配
置されるコラム形状のものであっても、パイロットの座
席側方に配置されるスティック形状のものであっても良
い。
Further, the control rod 6 may be a column-shaped member arranged in front of the pilot's seat or a stick-shaped member arranged on the side of the pilot's seat.

(発明の効果) 本発明によれば、航空機のパイロットが大きな加速度
にさらされたことによる意識喪失を検出し、警告信号を
出力することができるので、意識喪失による事故防止に
寄与できるものである。また、パイロットの意識喪失に
陥ることに対する不安感を解消できる。
(Effects of the Invention) According to the present invention, loss of consciousness due to exposure of a pilot of an aircraft to a large acceleration can be detected and a warning signal can be output, thereby contributing to prevention of an accident due to loss of consciousness. . In addition, anxiety about the pilot losing consciousness can be eliminated.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

図面は本発明の実施例に係り、第1図は意識喪失検出装
置の構成を示すブロック図、第2図は意識喪失検出装置
の作用説明用のフローチャートを示す図、第3図は異な
った実施例に係る外力測定手段の構成説明図である。 (1)……加速度測定手段、(2)……外力測定手段、
(3)……記憶手段、(4)……警告手段、(6)……
操縦杆。
The drawings relate to an embodiment of the present invention. FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a loss of consciousness detecting device, FIG. 2 is a flowchart showing an operation of the loss of consciousness detecting device, and FIG. FIG. 3 is an explanatory diagram of a configuration of an external force measuring unit according to an example. (1) ... acceleration measuring means, (2) ... external force measuring means,
(3) ... storage means, (4) ... warning means, (6) ...
Control rod.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平1−178029(JP,A) 特開 平2−227399(JP,A) 特開 平1−131648(JP,A) 特開 平1−131647(JP,A) 米国特許4775116(US,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) B64D 45/00 B64D 47/00 A61B 5/10 B60K 28/06 A61B 10/00 G01C 15/00──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (56) References JP-A-1-178029 (JP, A) JP-A-2-227399 (JP, A) JP-A-1-131648 (JP, A) JP-A-1- 131647 (JP, A) US Patent 4,775,116 (US, A) (58) Fields investigated (Int. Cl.6 , DB name) B64D 45/00 B64D 47/00 A61B 5/10 B60K 28/06 A61B 10/00 G01C 15/00

Claims (1)

Translated fromJapanese
(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims]【請求項1】航空機の加速度を経時的に測定する加速度
測定手段と、パイロットが操縦杆に作用させている外力
を経時的に測定する外力測定手段と、意識喪失の判断基
準となる加速度の大きさ、外力の大きさ及び時間を記憶
する記憶手段と、前記記憶手段に記憶された一定値以上
の加速度の測定後、記憶手段に記憶された一定時間内
に、前記外力が継続して一定値以下になった場合、意識
喪失であると判断し警告信号を出力する警告手段とを備
えてなることを特徴とする航空機パイロットの意識喪失
検出装置。
1. An acceleration measuring means for measuring the acceleration of an aircraft over time, an external force measuring means for measuring an external force acting on a control rod by a pilot over time, and a magnitude of acceleration serving as a criterion of loss of consciousness. A storage unit for storing the magnitude and time of the external force; and, after measuring the acceleration equal to or greater than the predetermined value stored in the storage unit, within the predetermined time stored in the storage unit, the external force continues to be a constant value. A warning means for detecting a loss of consciousness of an aircraft pilot, comprising: warning means for judging the loss of consciousness and outputting a warning signal in the following cases.
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