JP2005292951A - センシングカプセルおよびセンシングシステム - Google Patents

Abstract

【課題】 被災状況をリアルタイムに把握できるセンシングカプセルを提供する。
【解決手段】 センシングカプセル２は、外界情報を得るためのセンサ１２，１４，１６，１８，１９と、自己位置を検出する自己位置検出部３０と、外界情報および自己位置情報を送信する無線送受信部４２と、センサ、自己位置検出部、および無線送受信部に電力を供給する電源部４４と、を多面体状または球状の本体内に収容してなる。かかるセンシングカプセルは、例えば外部から建物内に投げ込まれ、内部の被災状況にかかる情報を外部に送信する。
【選択図】 図３

Description

本発明は、火災などの災害時に建物内に取り残された被災者の救助および救助者の２次災害の防止など災害の規模を最小限に食い止めるために主に利用される、被災状況の把握を行うセンシングカプセルおよびシステムに関する。

火災や地震が発生した場合、建物内に取り残された人を迅速に救出するともに救助者の安全を確保するために、被災者の位置や通路・部屋の状態（例えば有毒ガスが発生していないか）など被災状況をリアルタイムに把握する必要がある。

なお、特許文献１には、自己位置を特定するためのＧＰＳ受信機と、観測用センサと、自己位置および観測データを送信する無線送受信機とを内蔵した観測用ブイが開示されている。
特開平７−５５９１１号公報

現在、建物の外部から内部の被災状況を把握する技術は確立されていない。本発明者は、鋭意研究の結果、被災状況をリアルタイムに把握することのできる発明を完成するに到った。

本発明に係るセンシングカプセルは、
外界情報を得るための少なくとも一つの外界情報検出手段と、自己位置を検出する自己位置検出手段と、外界情報および自己位置情報を送信する無線送受信手段と、外界情報検出手段、自己位置検出手段、および無線送受信手段に電力を供給する電源部と、を多面体状または球状の本体内に収容することを特徴とする。

本発明に係るセンシングシステムの一態様は、
外界情報を得るための少なくとも一つの外界情報検出手段と、自己位置を検出する自己位置検出手段と、外界情報および自己位置情報を送信する無線送受信手段と、外界情報検出手段、自己位置検出手段、および無線送受信手段に電力を供給する電源部と、を多面体状または球状の本体内に収容したセンシングカプセルを複数備え、
各センシングカプセルの無線送受信手段は、外界情報および／または自己位置情報を他のセンシングカプセルに対し送信可能、並びに／若しくは、他のセンシングカプセルからの外界情報および／または自己位置情報を受信可能に構成されていることを特徴とする。

本発明に係るセンシングカプセルによれば、外部から建物内部に投げ込まれるなどした後、外界（周囲）の状況を外界情報検出手段で検出するとともに自己位置検出手段で自己位置（カプセルの位置）を検出し、外界情報と自己位置情報を無線送受信手段で送信するので、これら情報を受信すれば外部にいながら建物内の被災状況をリアルタイムで把握できる。

本発明に係るセンシングシステムの一態様によれば、各センシングカプセルの無線送受信手段は、他のセンシングカプセルに対し情報を送信且つ／または他のセンシングカプセルからの情報を受信可能となっている。したがって、各センシングカプセルは、投げ込まれるなどして外部と直接通信できない位置に静止することになったとしても、他のセンシングカプセルを介して情報を外部に送信し、且つ／または、他のセンシングカプセルの位置情報に基づいて自己の位置を検出できる。その結果、システムの使用者は、できるだけ多くの地点の情報をリアルタイムで得ることができる。

以下、添付図面を参照して本発明に係る実施の形態を説明する。

実施の形態１．
図１は、本発明に係るセンシングシステムの実施の形態１を示す図である。このセンシングシステム１は、複数個のカプセル２（以下、単にカプセルという。）、および、各カプセル２からの信号を受信するためのセンタ装置３を備える。

図２を参照して、カプセル２は、火災や地震などの災害時に周囲の状況を検出するためのもので、本体４内に後述する各種装置が内蔵されている。カプセル２は、災害時に、建物内に外部から投げ込まれたり、建物内部の適当な格納スペースに予め設置しておき投射装置（図示しない）が火災（熱）や揺れなどを感知すると該装置から自動的に放出されたり、建物の側壁や天井などの壁に予め取り付けておき、建物が損傷すると壁から外れて落下したりするようになっている。

カプセル２の本体４は正四面体状で、地面などに衝突する際に４つの面６を保護するために、辺（６つ）と頂点（４つ）にはそれぞれ、保護材８，１０が取り付けてある。また、取り扱い易さや安全性（投げ込まれるなどしたときに万が一被災者に当たるようなことがあっても被災者が怪我することがない）を考慮してカプセル２は小型・軽量であるのが望ましい。

カプセル２は、図３に示すように、外界の情報を得るためのセンサ（外界情報検出手段）として、動画を撮像するＣＣＤセンサ（カメラ）１２、一酸化炭素、亜硫酸ガスなどの有毒ガスを検出するガスセンサ１４、異常音を検出するマイク１６、移動熱源を検出する人感センサ（焦電型赤外線センサ）１８、温度センサ１９、などを内蔵し、各面６には、これらセンサによるセンシングに必要な情報、例えば光、音、外気などを取り込む複数の窓２０（図２）が取り付けられている。各センサは、カプセルの軽量化のため半導体式センサが好ましい。また、各センサは、４つの面６に対応して４つ分本体４内に組み込んでもよいし、１つのセンサが２つ、３つまたは全部の面６に共通するように構成してもよい。例えば、２つの面６の窓２０を介して入射された光を１つのＣＣＤセンサに入射させる曲面ミラーを２つ用いることで、組み込むＣＣＤセンサは２つになる。

これらセンサからなるセンサ群２２は、Ａ／Ｄ変換器２４を介して、カプセル２全体を制御する制御部２６に接続されており、センサ群２２からのアナログ信号がＡ／Ｄ変換器２４でディジタル信号に変換されて制御部２６に送出されるようになっている。制御部２６にはまた、外界情報に対応するディジタルデータを記憶するためのメモリ２８、および、カプセル２の位置（３次元座標）を検出するための自己位置検出部３０が接続されている。

自己位置検出部３０には、復号化回路３２を介して無線受信部３４が接続されている。受信部３４は、受信アンテナ、増幅器、ミキサ、復調器などから構成されており、ＧＰＳ衛星、準天頂衛星、擬似衛星などの位置情報提供装置が送信する位置情報を受信するためのものである。自己位置検出部３０は、復号化回路３２で復号化された位置情報に基づいてカプセル２の位置を検出するようになっている。

制御部２６にはさらに、センサ群２２の各センサで得た外界のデータ（画像データや音声データ）と自己位置検出部３０で検出した自己位置のデータとを符合化する符号化回路３５、符号化された外界データおよび自己位置データを多重化する多重化回路３６、多重化データにヘッダ、自己のアドレス、および送信先であるセンタ装置３のアドレスを付けてパケット化するパケット化回路３８を介して、無線送信部４０が接続されている。送信部４０は、変調器、ミキサ、増幅器、送信アンテナなどから構成されており、外界データ（外界情報）および自己位置データ（自己位置情報）をセンタ装置３に送信するためのものである。受信部３４と送信部４０は無線送受信手段４２を構成する。受信部３４および送信部４０のアンテナは、例えば、正四面体状本体４の頂点に位置する保護材１０内に配置される（図２参照）。なお、無線送受信手段４２は、アンテナを受信部３４と送信部４０で共通に使用するようスイッチング回路を有してもよい。

カプセル２の本体４内にはさらに、各構成要素（センサ群２２、制御部２６、自己位置検出部３０、無線送受信手段４２など）に通電を行うための電源部４４が搭載されている。電源部４４には衝撃センサ４６が接続されており、投げ込まれたり放出されたり落下したりなどして壁や地面などに衝突してカプセル２が衝撃を受けると、衝撃センサ４６からの検出情報が電源部４４に送出され、これにより電源部４４が起動するようになっている。電源部４４は、被災者の避難が完了するまでカプセル２がセンシングを行えるよう、所定時間（例えば１〜数時間）各構成要素に通電を行うように構成されている。

図４に示すように、センサ装置３の制御部５０には、復号化回路５２、次いで分離回路５４を介して無線受信部５８が接続されており、無線受信部５８で各カプセル２から受信した多重化データは、分離回路５４でヘッダに基づいて外界データ（画像データを含む）および自己位置データに分離され、次いで復号化回路５２で復号化して制御部５０に送出されるようにしてある。外界情報を示すデータのうち画像データは、画像メモリ６２に出力され、該メモリに記憶された画像データはモニタ６４に表示されるようになっている。制御部５０にはさらに、分離回路５４で分離された画像データ以外のデータ（音声データや温度データなど）に基づいて、外界情報を関連付けた各センシングカプセルの位置をマッピングした地図および／または各センシングカプセルの位置と外界情報との関係を示すテーブルを作成し地図記憶部６６に記憶するためのマッピング部６８が接続されている。地図記憶部６６に記憶された地図および／またはテーブルは、画像表示用のモニタ６４に表示されるようになっている。代わりに、地図やテーブルを不図示の別のモニタに表示するようにしてもよい。

次に、かかる構成を備えたセンシングシステム１の動作を説明する。建物で火災が発生したと仮定して、複数のカプセル２が外部から建物内に投げ込まれたり建物内に設置された投射装置などにより放出されたりして壁や地面などに衝突すると、電源部４４が起動し各構成要素への通電が開始される。カプセル２は、バウンドしたり地面を転がるなどした後静止する。

各カプセル２の受信部３４が４つ以上の、位置情報提供装置が送信する位置情報を受信すると、自己位置検出部３０は、復号化回路３２で復号化された位置情報に基づいて自己位置を特定し、自己位置情報を制御部２６に送出する。一方、センシングを開始したセンサ群２２からのアナログ信号は、Ａ／Ｄ変換器２４でディジタル信号に変換されて制御部２６に送出される。外界情報に対応するディジタルデータはメモリ２８に記憶される。カプセル２は、静止した状態で、４つの面６の一つは通常地面に対向するため該面を介して外界情報を得ることができないが、（側壁付近で静止したとしても）残りの面の少なくとも一つの前方には障害物がない可能性が高く、この面を介してセンシングに必要な光などを取り込むことができる。

自己位置検出部３０で検出した自己位置データおよびメモリ２８に記憶された外界データは、符号化回路３５で符号化され、多重化回路３６で多重化され、次いでパケット化回路３８でヘッダ、自己のアドレス、およびセンタ装置３のアドレスを付けてパケット化され、送信部４０を介してセンタ装置３に送信される。

センタ装置３の受信部５８は各カプセル２から信号を受信すると、分離回路５４は、ヘッダに基づいて多重化データを外界データ（画像データ、音声データ、温度データなど）と自己位置データに分離し、続いて、復号化回路５２は各データを復号化し、制御部５０に送出する。マッピング部６８は、画像データ以外の外界データおよび自己位置データに基づいて、外界の情報（例えば、異常があるか否か、あればどのような異常か）を関連付けた各センシングカプセルの位置（座標）をマッピングした地図および／または各センシングカプセルの位置と外界情報との関係を示すテーブルを作成し地図記憶部６６に記憶する。図５は、そのようなテーブルの一例を示すものである。この例では、座標Ａ，Ｃ，Ｅのカプセルは異常を検出せず、座標Ｂのカプセルはマイク１６で音を検出し、座標Ｄのカプセルはガスセンサ１４で有毒ガスを検出し、座標Ｇのカプセルは温度センサ１９で温度上昇を検出し、座標Ｈのカプセルは人感センサ１８で移動熱源を検出し、座標Ｆのカプセルは温度上昇とともに有毒ガスを検出している。モニタ６４にはこのようなテーブルが表示される。このようにカプセルの位置情報と外界情報を地図やテーブルとすることで被災状況の把握がより容易になる。

一方、各カプセル２から送られてきた画像データは、画像メモリ６２に出力され、モニタ６４に画像（動画像）が表示される。複数のカプセル２からの複数の画像が一度にモニタ６４上に表示されるようにしてもよいし、あるいは、入力部（図示しない）を介したシステム１の使用者からの指令に基づいて画面が適宜切り替わるようにしてもよい。いずれにしても、モニタ６４には、（各カプセル２から送信されたデータに付いた該カプセルのアドレスに基づいて）どの画像がどの地点のものかがシステム１の使用者にわかるよう各カプセルの位置と関連付けて画像が表示される（例えば、テーブルの各座標とその外界情報の横などに対応する画像を表示）必要がある。

本実施形態によれば、被災者の位置や通路・部屋の状態などの被災状況をリアルタイムに把握することができる。したがって、本実施形態に係るセンシングシステム１を利用すれば、進入経路や避難経路の選定を建物外にいながら行うことができ、建物内に取り残された人を迅速に救出するともに救助者の安全を確保できる。

実施の形態２．
上記実施形態では、各カプセル２は、４つ以上の、位置情報提供装置が送信する位置情報を受信して自己位置を検出したが、カプセルの位置によっては１〜３つの位置情報しか受信できない、あるいは、位置情報を全く受信できない場合がある。本実施形態では、自己位置が検出できないカプセルは、他のカプセルであって位置が既に検出されたものからの位置情報を得て、自己位置の検出を行う。この目的のため、各カプセルは、図３に示すのと略同一の構成を備えるが、受信部３４は、位置情報提供装置が送信する位置情報以外に他のカプセルからの信号を受信するための構成要素（受信アンテナ、増幅器、ミキサ、復調器など）をさらに備えるとともに、制御部２６は、位置情報のみでは自己位置が検出できない場合に支援要求信号を作成し送信部４０を介して発信させ、且つ／または、受信部３４が他のカプセルから支援要求信号を受信した場合に、自己位置データを含む応答信号を作成し送信部４０を介して支援要求信号を発信したカプセルに送信するようになっている。

図３および図６を参照して、各カプセルの自己位置検出動作を説明する。まず、ステップＳ６０１で、いずれかのカプセル２の受信部３４が受信した位置情報が４つ未満である場合、自己位置検出部３０は、制御部２６に対し自己位置を特定するのに十分な数の信号を受信していないことを示す信号を送出する。ステップＳ６０２で、制御部２６は支援要求信号を作成する。この信号は、符号化回路３５で符号化され、パケット化回路３８で自己のアドレスを付けてパケット化され、送信部４０を介して発信される。ステップＳ６０３で、受信部３４が他のカプセルから該カプセルの自己位置データを含む応答信号を受信すると、フローはステップＳ６０４に進む。

ステップＳ６０４で、受信した位置情報と他のカプセルから受信した応答信号の数の合計が４つ（例えば位置情報提供装置からの位置情報が一つのみであれば、他のカプセルからの応答信号が３つ）またはそれ以上であれば、ステップＳ６０５に進み、自己位置検出部３０はカプセルの位置を特定する。そして、ステップＳ６０６で、実施の形態１で説明したように、自己位置データと外界データを送信部４０を介してセンタ装置３に送信し、フローは終了する。ステップＳ６０４で、位置情報提供装置から受信した位置情報と他のカプセルから受信した応答信号の数の合計が４未満であれば、ステップＳ６０７に進み、支援要求信号発信から一定時間経過するまで上記合計数が４つになるまで待機するが、一定時間経過しても合計数が４つにならない場合は、このカプセルに関しては自己位置が検出できないとしてフローは終了する。

ステップＳ６０１で、受信部３４が受信した位置情報が４つ以上の場合、ステップＳ６０５に進み、自己位置検出部３０はカプセルの位置を特定する。

図７は、自己位置が検出できないカプセルからの支援要求信号を受けるカプセル側の動作を示すフローチャートである。図３も参照して、ステップＳ７０１で受信部３４が支援要求信号を受信すると、ステップＳ７０２で、自己位置検出部３０は、既に自己の位置を検出しているか否かを示す信号を制御部２６に送出する。既に検出していれば、ステップＳ７０３で、制御部２６は、自己位置データを含む応答信号を作成する。この信号は、符号化回路３５で符号化され、パケット化回路３８で送信先のアドレスを付してパケット化され、送信部４０を介して自己位置が検出できないカプセルに送信される。その後フローは終了する。

ステップＳ７０２で自己位置が検出されていなければ、応答信号を送信せずフローは終了する。

本実施形態によれば、いずれかのカプセルがＧＰＳ衛星などの位置情報提供装置から十分な強度の信号が得られない場合に、十分な強度の信号が得られる他のカプセルを利用することで、上記いずれかのカプセルの位置を検出することが可能である。このように、カプセルが投げ込まれるなどして位置情報提供装置からの信号の届きにくい位置に静止することになっても自己の位置を検出できるので、システム（センタ装置）の使用者にできるだけ多くの地点の情報を与えることができる。

実施の形態３．
上記実施形態では、各カプセルからの外界データおよび自己位置データはセンタ装置に直接送信されるとして説明したが、カプセルの位置によっては遮蔽物などによりセンタ装置に上記データを直接送信できない場合がある。本実施形態に係るセンシングシステムでは、図８に示すように、各カプセル２ａは、直接データをセンタ装置に送信できない場合に、他のカプセルのいずれかを介してあるいはデータを無線送受信する基地局８０のいずれかを介してセンタ装置３ａにデータを送信する機能を備えている。説明の便宜上、以下では、外界データおよび自己位置データを送信するカプセル２ａをカプセル＃０、他の複数のカプセル２ａをカプセル＃１〜カプセル＃ｎ、複数の基地局８０を基地局＃＃１〜＃＃３と適宜呼ぶことにする。

図９は、各カプセル２ａの構成を示す。カプセル２ａは、実施の形態１，２のカプセル２（図３）と類似しているが、センタ装置３ａ、他のカプセル、または基地局８０にデータ送信要求信号（情報送信要求信号）を送信するとともに、該信号を受け取ったセンタ装置３ａ、他のカプセル、または基地局８０から受取通知信号を受信したり他のカプセルから外界データおよび自己位置データを受信するようになっている。

具体的に、各カプセル２ａの受信部３４ａは、位置情報提供装置の位置情報以外に、センタ装置３ａ、他のカプセル、または基地局８０からの受取通知信号並びに他のカプセルからの外界データおよび自己位置データを受信するための構成要素（受信アンテナ、増幅器、ミキサ、復調器など）をさらに備える。カプセル２ａはまた、受取通知信号並びに他のカプセルからの外界データおよび自己位置データを復号化して制御部２６に出力するための復号化回路８２を備える。制御部２６は、データ送信要求信号を作成して送信部４０を介して発信させたり、受信部３４ａが他のカプセルからデータ送信要求信号を受信した場合に、受取通知信号を作成し送信部４０を介してデータ送信要求信号を発したカプセルに送信するようになっている。

一方、センタ装置３ａは、図４のセンタ装置３に類似した図１０に示す構成を有する。制御部５０は、受信部５８がいずれかのカプセルからデータ送信要求信号を受信すると受取通知信号を作成するようになっている。制御部５０には、受取通知信号を符号化する符号化回路８４と、符号化された受取通知信号にセンタ装置３ａのアドレスおよび送信先である上記いずれかのカプセルのアドレスを付けてパケット化するパケット化回路８６とを介して、無線送信部８８が接続されている。

また、基地局８０は、図１１に示すように、基地局全体を制御し受取通知信号を作成する制御部９０と、いずれかのカプセルからのデータ送信要求信号を受信するための（受信アンテナ、増幅器、ミキサ、復調器などを含む）無線受信部９２と、受信部９２で受信した送信要求信号を復号化する復号化回路９４と、制御部９０で作成した受取通知信号を符号化する符号化回路９６と、受取通知信号に自己のアドレスおよび相手先である上記いずれかのカプセルのアドレスを付してパケット化するパケット化回路９８と、パケット化した受取通知信号を上記カプセルに送信するための（変調器、ミキサ、増幅器、送信アンテナなどを含む）無線送信部１００とを備える。受信部９２と送信部１００は、基地局８０の無線送受信手段を構成する。

受信部９２はさらに、カプセルから送信された外界データおよび自己位置データを受信するようになっており、これらのデータはメモリ１０２に一時的に記憶されるようにしてある。メモリ１０２に記憶されたデータは、パケット化回路９８でセンタ装置３ａのアドレスを付けてパケット化され、次いで送信部１００を介して有線または無線のネットワーク（例えばインターネット）Ｎを介してセンタ装置３ａに送信されるようになっている。なお、カプセルから送信された外界データおよび自己位置データは、復号化回路９４で復号化し符号化回路９６で符号化してもよい。

かかる構成を備えたセンシングシステムのカプセル２ａの外界データおよび自己位置データの送信動作を、図８〜１１とともに図１２のフローチャートを用いて説明する。

まず、ステップＳ１２０１で、カプセル＃０の制御部２６はデータ送信要求信号を作成する。この信号は、符号化回路３５で符号化され、次いでパケット化回路３８で自己のアドレスとセンタ装置３ａのアドレスを付けてパケット化された後、送信部４０を介して送信される。ステップＳ１２０２で、受信部３４ａがセンタ装置３ａから受取通知信号を受信すると、該信号は復号化回路８２で復号化されて制御部２６に送出される。ステップＳ１２０３で、外界データおよび自己位置データは、符号化回路３５で符号化され、多重化回路３６で多重化され、続いてパケット回路３８でヘッダ、自己のアドレス、およびセンタ装置３ａのアドレスを付けてパケット化され、送信部４０を介してセンタ装置３ａに送信される。その後、ステップＳ１２０４でセンタ装置３ａからデータの受取通知信号を受信すると、フローは終了する。

ステップＳ１２０２で、センタ装置３ａから応答がない場合、ステップＳ１２０５に進み、制御部２６は再度データ送信要求信号を作成する。この信号は、符号化回路３５で符号化され、次いでパケット化回路３８で自己のアドレスと全ての基地局＃＃１〜＃＃３に共通のアドレスを付けてパケット化された後、送信部４０を介して送信される。ステップＳ１２０６で、受信部３４ａがいずれかの基地局、例えば基地局＃＃１から受取通知信号を受信すると、該信号は復号化回路８２で復号化されて制御部２６に送出される。ステップＳ１２０７で、外界データおよび自己位置データは、符号化回路３５で符号化され、多重化回路３６で多重化され、続いてパケット回路３８でヘッダ、自己のアドレス、および基地局＃＃１のアドレスを付けてパケット化され、送信部４０を介して基地局＃＃１に送信される。その後、ステップＳ１２０８で基地局＃＃１からデータの受取通知信号を受信すると、フローは終了する。なお、複数の基地局から受取通知信号を受信した場合、いずれの基地局に外界データおよび自己位置データを送信するかは、何らかの法則で決めるようにすればよい。

ステップＳ１２０６で、いずれの基地局＃＃１〜＃＃３からも応答がない場合、ステップＳ１２０９に進み、制御部２６は再度データ送信要求信号を作成する。この信号は、符号化回路３５で符号化され、次いでパケット化回路３８で自己のアドレスと全てのカプセル＃１〜＃ｎに共通のアドレスを付けてパケット化された後、送信部４０を介して送信される。ステップＳ１２１０で、受信部３４ａがいずれかのカプセル、例えばカプセル＃＃５から受取通知信号を受信すると、該信号は復号化回路８２で復号化されて制御部２６に送出される。ステップＳ１２１１で、外界データおよび自己位置データは、符号化回路３５で符号化され、多重化回路３６で多重化され、続いてパケット回路３８でヘッダ、自己のアドレス、およびカプセル＃５のアドレスを付けてパケット化された後、送信部４０を介してカプセル＃５に送信される。その後、ステップＳ１２１２でカプセル＃５からデータの受取通知信号を受信すると、フローは終了する。なお、複数のカプセルから受取通知信号を受信した場合、いずれのカプセルに外界データおよび自己位置データを送信するかは、何らかの法則で決めるようにすればよい。

ステップＳ１２１０いずれのカプセル＃１〜＃ｎからも応答がない場合、カプセル＃０に関してはデータを送信できないとしてフローを終了する。

図１３は、カプセル＃０からのデータ送信要求を受ける基地局側の動作の一例を示すフローチャートである。図１１も参照してステップＳ１３０１で基地局８０の受信部９２がデータ送信要求信号を受信すると、該信号は復号化回路９４で復号化されて制御部９０に送出される。ステップＳ１３０２で、制御部９０は、基地局８０がネットワークＮを介してセンタ装置と通信可能な状態にあるか否かを確認する。具体的には、制御部９０でセンタ装置３ａに対する接続要求信号を作成し、該信号を符号化回路９６で符号化し、パケット化回路９８で基地局８０のアドレスとセンタ装置３ａのアドレスを付けてパケット化し、送信部１００を介してセンタ装置３ａに送信する。図１０を参照して、センタ装置３ａが接続要求信号を受け付けると、カプセルからのデータ送信要求信号の場合と同様にして、応答信号を基地局８０に送信する。

ステップＳ１３０２で、基地局８０がセンタ装置３ａと通信可能であれば、ステップＳ１３０３に進み、制御部９０は受取通知信号を作成する。この信号は、符号化回路９６で符号化され、パケット化回路９８でカプセル＃０のアドレスと自己のアドレスを付けてパケット化され、送信部１００を介してカプセル＃０に送信される。通信可能でなければ、カプセル＃０に対し応答せずそのままフローは終了する。

ステップＳ１３０４で、カプセル＃０から受信部９２が外界データおよび自己位置データを受信すると、これらのデータはメモリ１０２に一時的に記憶される。ステップＳ１３０５で、制御部９０はデータ受取通知信号を作成する。この信号は、符号化回路９６で符号化され、パケット化回路９８でカプセル＃０のアドレスと自己のアドレスを付けてパケット化され、送信部１００を介してカプセル＃０に送信される。

ステップＳ１３０６で、メモリ１０２に記憶された外界データおよび自己位置データは、パケット化回路９８でカプセル＃０のアドレスとセンタ装置３ａのアドレスを付けてパケット化され、送信部１００からネットワークＮを介してセンタ装置３ａに送信される。その後フローは終了する。

図１４は、カプセル＃０からのデータ送信要求を受けるカプセル＃５側の動作の一例を示すフローチャートである。図９も参照してステップＳ１４０１でカプセル＃５の受信部３４ａがデータ送信要求信号を受信すると、該信号は復号化回路８２で復号化されて制御部２６に送出される。ステップＳ１４０２で、制御部２６は、既にカプセル＃５がセンタ装置３ａに外界データおよび自己位置データを送信済みか否かに基づいて、カプセル＃５がセンタ装置３ａと通信可能な状態にあるか否かを確認する。カプセル５＃の自己位置データ等のセンタ装置３ａへの送信は、直接の場合以外に、さらに別のカプセルを介する場合、基地局８０次いでネットワークＮを介する場合が考えられる。

ステップＳ１４０２で、カプセル＃５がセンタ装置３ａと通信可能であれば、ステップＳ１４０３に進み、制御部２６は受取通知信号を作成する。この信号は、符号化回路３５で符号化され、パケット化回路３８でカプセル＃０のアドレスと自己のアドレスを付けてパケット化され、送信部４０を介してカプセル＃０に送信される。通信可能でなければ、カプセル＃０に対し応答せずそのままフローは終了する。

ステップＳ１４０４で、カプセル＃０から受信部３４ａが外界データおよび（自己）位置データを受信すると、これらのデータは復号化回路８２で復号化されメモリ２８に一時的に記憶される。ステップＳ１４０５で、制御部２６はデータ受取通知信号を作成する。この信号は、符号化回路３５で符号化され、パケット化回路３８でカプセル＃０のアドレスと自己のアドレスを付けてパケット化され、送信部４０を介してカプセル＃０に送信される。

ステップＳ１４０６で、メモリ２８に記憶されたカプセル＃０の位置データおよび外界データは、メモリに記憶された自己（カプセル＃５）の位置データおよび外界データとともに、符号化回路３５で符号化され、多重化回路３６で多重化され、パケット化回路３８でヘッダ、カプセル＃０、カプセル＃５、およびセンタ装置３ａのアドレスを付けてパケット化され、送信部４０を介してセンタ装置３ａに送信される。その後フローは終了する。但し、カプセル＃５が直接センタ装置３ａと通信できる位置にない場合、データは、さらに別のカプセルを介してあるいは基地局８０次いでネットワークＮを介して、センタ装置３ａに送信される。

本実施形態によれば、カプセル＃０がセンタ装置３ａに対し外界データおよび自己位置データを直接送信できない場合でも、基地局＃１や他のカプセル＃５を介してセンタ装置３ａに上記データを送信できる。このように、カプセルが投げ込まれるなどしてセンタ装置と直接通信しにくい位置に静止することになっても、該カプセルの外界データおよび自己位置データを得ることができるので、システム（センタ装置）の使用者にできるだけ多くの情報を与えることができる。

以上、本発明に係る具体的な実施形態について説明したが、本発明はこれらに限らず種々改変可能である。例えば、上記実施形態では、カプセル２の本体４は正四面体を基本とした形状を有するが、多面体であれば正多面体に限らない。また、カプセル本体は多面体の代わりに球体を基本した形状を有してもよい。

また、正四面体などの多面体の全ての面でなく２つ以上の面を介して外界情報を得ることができるように構成されたカプセルも本発明の範囲内に含まれる。この場合、カプセルが静止すると、外界情報を得る面以外の面が地面に対向するようカプセルの重心を調整するのが好ましい。

さらに、センシングシステムに用いられるカプセル全てが、本体が多面体状あるいは球状でなくてもよい。すなわち、一つまたはそれ以上のカプセルを建物などに埋め込めておき、これらカプセルが災害時に投げ込まれるなどしたカプセルとともにセンシングシステムを構成する場合も本発明の範囲内に含まれる。この場合、建物に埋め込まれたカプセルは既にその位置は固定されているので、位置情報提供装置からの位置情報を受信して自己位置を検出する必要はない。

加えて、実施の形態２において、自己位置を検出するために位置情報提供装置からの位置情報および／または他のカプセルの位置データを受信するアンテナは、１つである必要はない。例えば受信アンテナを３つ以上設けておけば、自己位置を検出できないカプセルは、自己位置を検出済みの他のカプセルの一つから該カプセルの位置データを受信するとともに、該カプセルから３つ以上のアンテナで信号を受信し、各アンテナに到達する電波の時間差から三角測量の原理で上記他のカプセルの方位および距離を算出することができ、その結果、自己位置を検出できる。これに関し、図６のフローチャートのステップＳ６０７において、一定時間経過しても合計数が４つにならない場合、自己位置を検出済みの他のカプセルの一つから信号を３つ以上のアンテナで受信することにより、自己位置を検出するようにしてもよい。

なお、カプセルの使用箇所は建物内に限らず屋外でもよい。例えば、災害が大規模であれば、無人または有人の航空機を用いてカプセルを上空から散布するようにしてもよい。

本発明に係るセンシングシステムの実施の形態１を示すブロック図。 本発明に係るカプセルの一実施形態を示す斜視図。 図１のカプセルのブロック図。 建物で火災が発生した場合に建物内のカプセルからの信号を受信するための図１のセンサ装置のブロック図。 各カプセルの位置（座標）と外界の情報との関係を示すテーブルの一例を示す図。 本発明に係るセンシングシステムの第２の実施形態において、各カプセルの自己位置検出動作の一例を示すフローチャート。 本発明に係るセンシングシステムの第２の実施形態において、自己位置が検出できないカプセルからの支援要求信号を受けるカプセル側の動作の一例を示すフローチャート。 本発明に係るセンシングシステムの実施の形態３を示すブロック図。 図８のカプセルのブロック図。 図８のセンサ装置のブロック図。 図８の基地局のブロック図。 図８のセンシングシステムの各カプセルの外界データおよび自己位置データの送信動作の一例を示すブロック図。 本発明に係るセンシングシステムの実施の形態３において、センサ装置に直接データを送信できないカプセルからのデータ送信要求を受ける基地局の動作の一例を示すフローチャート。 本発明に係るセンシングシステムの実施の形態３において、センサ装置に直接データを送信できないカプセルからのデータ送信要求を受ける他のカプセルの動作の一例を示すフローチャート。

符号の説明

１ センシングシステム
２ センシングカプセル
４ カプセル本体
６ カプセル本体の面

Claims (13)

1. 外界情報を得るための少なくとも一つの外界情報検出手段と、自己位置を検出する自己位置検出手段と、外界情報および自己位置情報を送信する無線送受信手段と、外界情報検出手段、自己位置検出手段、および無線送受信手段に電力を供給する電源部と、を多面体状または球状の本体内に収容したセンシングカプセル。
2. 本体が多面体状で、上記少なくとも一つの外界情報検出手段は、多面体状の本体の複数の面を介して外界情報を得ることができるように構成されていることを特徴とする請求項１記載のセンシングカプセル。
3. 外部からの衝撃を検出する衝撃検出手段をさらに備え、電源部は、衝撃検出手段からの検出情報に基づいて起動するように構成されていることを特徴とする請求項１または２記載のセンシングカプセル。
4. 自己位置検出手段は、無線送受信手段により受信した位置情報提供装置が送信する位置情報に基づいて自己位置を検出することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載のセンシングカプセル。
5. 外界情報を得るための少なくとも一つの外界情報検出手段と、自己位置を検出する自己位置検出手段と、外界情報および自己位置情報を送信する無線送受信手段と、外界情報検出手段、自己位置検出手段、および無線送受信手段に電力を供給する電源部と、を多面体状または球状の本体内に収容したセンシングカプセルを複数備え、
   各センシングカプセルの無線送受信手段は、外界情報および／または自己位置情報を他のセンシングカプセルに対し送信可能、並びに／若しくは、他のセンシングカプセルからの外界情報および／または自己位置情報を受信可能に構成されていることを特徴とするセンシングシステム。
6. 各センシングカプセルの自己位置検出手段は、無線送受信手段により受信した位置情報提供装置が送信する位置情報および／または他のセンシングカプセルから送信される自己位置情報に基づいて自己位置を検出することを特徴とする請求項５記載のセンシングシステム。
7. いずれかのセンシングカプセルの自己位置検出手段が位置情報提供装置が送信する位置情報のみに基づいて自己位置を検出できない場合、無線送受信手段が支援要求信号を送信し、
   自己位置が検出された他のセンシングカプセルの無線送受信手段は、上記支援要求信号を受信すると自己位置情報を上記いずれかのセンシングカプセルに送信することを特徴とする請求項６記載のセンシングシステム。
8. 各センシングカプセルの外界情報および自己位置情報を受信するセンタ装置をさらに備えた請求項６または７に記載のセンシングシステム。
9. センタ装置は、各センシングカプセルから直接外界情報および自己位置情報を受信することを特徴とする請求項８記載のセンシングシステム。
10. いずれかのセンシングカプセルの無線送受信手段が外界情報および自己位置情報をセンタ装置に直接送信できない場合、情報送信要求信号を発信し、
    センタ装置と通信可能な他のセンシングカプセルの無線送受信手段は、上記情報送信要求信号を受信した場合、上記いずれかのセンシングカプセルに対し受取通知信号を送信し、
    上記いずれかのセンシングカプセルの無線送受信手段は、上記受取通知信号を受信すると、上記他のセンシングカプセルに対し上記いずれかのセンシングカプセルの外界情報および自己位置情報を送信することを特徴とする請求項８記載のセンシングシステム。
11. 無線送受信手段を有しセンタ装置と通信可能な基地局をさらに備え、
    いずれかのセンシングカプセルの無線送受信手段が外界情報および自己位置情報をセンタ装置に直接送信できない場合、情報送信要求信号を発信し、
    基地局の無線送受信手段は、上記情報送信要求信号を受信した場合、上記いずれかのセンシングカプセルに対し受取通知信号を送信し、
    上記いずれかのセンシングカプセルの無線送受信手段は、上記受取通知信号を受信すると、基地局に対し外界情報および自己位置情報を送信することを特徴とする請求項８記載のセンシングシステム。
12. 外界情報を得るための少なくとも一つの外界情報検出手段と、自己位置を検出する自己位置検出手段と、外界情報および自己位置情報を送信する無線送受信手段と、外界情報検出手段、自己位置検出手段、および無線送受信手段に電力を供給する電源部と、を多面体状または球状の本体内に収容した複数のセンシングカプセルと、
    各センシングカプセルの外界情報および自己位置情報を受信するセンタ装置と、
    を備えたセンシングシステム。
13. センタ装置は、受信した各センシングカプセルの外界情報および自己位置情報に基づいて、外界情報を関連付けた各センシングカプセルの位置をマッピングした地図、および／または、各センシングカプセルの位置と外界情報との関係を示すテーブルを作成することを特徴とする請求項８〜１２のいずれか一つに記載のセンシングシステム。
    
    
    

Images