JP2018186507A

JP2018186507A - 災害時における情報伝達方法

Info

Publication number: JP2018186507A
Application number: JP2018095856A
Authority: JP
Inventors: 周平小松; Shuhei Komatsu
Original assignee: Drone IPLab Inc; Aerial Lab Industries Inc
Current assignee: Drone IPLab Inc; Aerial Lab Industries Inc
Priority date: 2018-05-18
Filing date: 2018-05-18
Publication date: 2018-11-22

Abstract

【課題】広範囲の情報を迅速にに集めるための技術を提供すること。【解決手段】情報伝達のための方法は、特定領域におけるネットワーク５０を管理する第１の管理装置２と、ネットワークを介して互いに通信可能に接続された一以上の無人移動体１及び第２の管理装置と、を含む。当該方法は、第１状態信号を受信した第１の管理装置が、ネットワークを利用可能にするステップと、無人移動体が特定領域内で取得した情報をネットワークを介して、第２の管理装置に送信するステップと、を含んでいる。【選択図】図１

Description

本発明は、災害時における情報伝達方法に関し、特に、無人移動体を利用した技術に関する。

特許文献１には、航空機を利用した災害時の容易且つ迅速な情報収集が可能な航空機災害情報伝送システムが開示されている。

特開２０１４−１６８１９７号公報

特許文献１に記載の技術は、広範囲の情報を迅速に集めることについて改善の余地がある。

そこで、本発明は、広範囲の情報を迅速にに集めるための技術を提供することを一つの目的とする。

本発明によれば、情報伝達のための方法であって、
特定領域におけるネットワークを管理する第１の管理装置と；前記ネットワークを介して互いに通信可能に接続された一以上の無人移動体及び第２の管理装置と；を含み、
第１状態信号を受信した前記第１の管理装置が、前記ネットワークを利用可能にするステップと、
前記無人移動体が前記特定領域内で取得した情報を前記ネットワークを介して、前記第２の管理装置に送信するステップと、を含む
方法が得られる。

本発明によれば、広範囲の情報を迅速にに集めることができる。

本発明の実施の形態による情報伝達システムの概略図である。図１の無人移動体のハードウェア構成を示すブロック図である。図１の管理サーバのハードウェア構成を示すブロック図である。図１の情報伝達システムに使用されるデータの内容を模式的に示すイメージ図である。図１の情報伝達システムの処理の流れを示す図である。

本発明の実施形態の内容を列記して説明する。本発明の実施の形態による災害時における情報伝達方法は、以下のような構成を備える。
［項目１］
情報伝達のための方法であって、
特定領域におけるネットワークを管理する第１の管理装置と；前記ネットワークを介して互いに通信可能に接続された一以上の無人移動体及び第２の管理装置と；を含み、
第１状態信号を受信した前記第１の管理装置が、前記ネットワークを利用可能にするステップと、
前記無人移動体が前記特定領域内で取得した情報を前記ネットワークを介して、前記第２の管理装置に送信するステップと、を含む
方法。
［項目２］
項目１に記載の方法であって、
前記第１状態信号を受信した前記第１の管理装置が、第２状態信号を更に受信した場合に、前記ネットワークを利用不可にするステップを更に含む、
方法。
［項目３］
項目１又は項目２に記載の方法であって、
前記特定領域は、高速道路である、
方法。
［項目４］
項目３に記載の方法であって、
前記ネットワークを構成する複数の基地局は、前記高速道路に沿って配置されている、
方法。
［項目５］
項目４に記載の方法であって、
前記基地局のカバー領域毎に一以上の移動体が関連付けられている、
方法。
［項目６］
項目５に記載の方法であって、
前記移動体は、所定条件を満たした場合に、自己が関連付けられている前記カバー領域以外の前記カバー領域内の移動が可能である、
方法。
［項目７］
請求個４乃至項目６に記載の方法であって、
前記第１の管理装置が、前記ネットワーク内における前記基地局の障害の発生を検知するステップと、
前記移動体のうち、当該障害の発生した領域に関する移動体が、障害の発生していないネットワーク内の前記基地局を利用する、
方法。
［項目８］
項目１乃至項目７に記載の方法であって、
前記無人移動体は、無線通信部を備えた飛行体である、
方法。
［項目９］
項目１乃至項目８のいずれかに記載の方法であって、
前記ネットワークは、ＬＰＷＡ（ＬｏｗＰｏｗｅｒ，ＷｉｄｅＡｒｅａ：低電力広エリア）ネットワークである、
方法。
［項目１０］
項目１乃至項目９のいずれかに記載の方法であって、
前記ネットワークは、アンライセンス周波数帯を利用するネットワークである、
方法。
［項目１１］
項目１乃至項目１０のいずれかに記載の方法であって、
前記無人移動体が、少なくとも静止画又は動画のいずれかと、それを取得した地点の位置情報とを前記第２の管理装置に送信する、
方法。
［項目１２］
項目１乃至項目１１のいずれかに記載の方法であって、
前記特定領域は、前記移動体のための非接触電力伝送を利用した給電装置を有している、
方法。
［項目１３］
項目１乃至項目１２のいずれかに記載の方法であって、
前記第１の管理装置は、自家発電部を有しており、
前記第１状態信号を受信した場合に、当該自家発電部が電力供給可能となるステップ、を更に含む
方法。
［項目１４］
項目１乃至項目１３のいずれかに記載の方法であって、
前記第１の管理装置が、他のネットワークの利用リクエストを当該他のネットワークを管理する装置に送信するステップと、
前記無人移動体が、前記特定領域におけるネットワークと前記他のネットワークとを併用して、取得した前記情報を前記第２の管理装置に送信するステップとを更に備える、
方法。
［項目１５］
情報伝達のためのシステムであって、
特定領域におけるネットワークを管理する第１の管理装置と；前記ネットワークを介して互いに通信可能に接続された一以上の無人移動体及び第２の管理装置と；を含み、
第１状態信号を受信した前記第１の管理装置が、前記ネットワークを利用可能にし、
前記無人移動体が前記特定領域内で取得した情報を前記ネットワークを介して、前記第２の管理装置に送信する
システム。

＜実施の形態の詳細＞
以下、本発明の実施の形態による災害時における情報伝達方法によって実現される情報伝達システムについて、図面を参照しながら説明する。

＜概要＞
本発明の実施の形態による情報伝達システムは、例えば災害時等における特定の領域の情報収集を行いその情報を伝達するためのものである。詳しくは、例えば、地震が発生した場合に、高速道路に沿って無人飛行体が飛行し、道路その他の状況を映像とＧＰＳ信号と共に管理サーバに送信し続けることにより、情報は伝達される。

本実施の形態における無人飛行体は、ドローン（Ｄｒｏｎｅ）、マルチコプター（ＭｕｌｔｉＣｏｐｔｅｒ）、無人航空機（Ｕｎｍａｎｎｅｄａｅｒｉａｌｖｅｈｉｃｌｅ：ＵＡＶ）、ＲＰＡＳ（ｒｅｍｏｔｅｐｉｌｏｔｅｄａｉｒｃｒａｆｔｓｙｓｔｅｍｓ）、又はＵＡＳ（ＵｎｍａｎｎｅｄＡｉｒｃｒａｆｔＳｙｓｔｅｍｓ）等と称呼されることがある。無人飛行体は、電池、複数のモータ、位置検出部、制御部、ドライバ、記憶装置、無線通信装置、電圧センサ、及び電流センサ等を備えている。これらの構成要素は、所定形状のフレームに搭載されている。無人飛行体に搭載される情報処理装置のハードウェア構成については後述する。なお、これらの飛行のための基本構造については、既知の技術を適宜採用可能である。

＜構成＞
図１に示されるように、本実施の形態による情報伝達システムは、非常時信号受信装置１０００と、ＬＰＷＡ（ＬｏｗＰｏｗｅｒ，ＷｉｄｅＡｒｅａ：低電力広エリア）ネットワークゲートウェイ装置１００２と、管理サーバ２０とを備えている。なお、本実施の形態による非常時信号受信装置１０００と、ＬＰＷＡゲートウェイ装置１００２とは一体のものであるが、ネットワークを介した別体となっていてもよい。

管理サーバ２０とＬＰＷＡゲートウェイ１００２とはネットワーク５０を介して通信可能に接続されている。無人飛行体１はＬＰＷＡネットワークを介して基地局５と通信可能に接続される。

本実施の形態によるネットワーク５０は、ＩＰベースのコンピュータネットワークであるが携帯電話機やスマートフォン等に対するキャリアネットワークと共通化してもよい。ここでは、コンピュータネットワークは、相互に接続されたＩＰネットワークによって構築されたインターネットを含む広い概念で用いられている。また、ネットワークは、図示されていない無線基地局（例えばＷｉＦｉ）によって構築される無線ネットワークを含んでも良い。キャリアネットワークとＩＰネットワークとは、例えば、ゲートウェイ等を介して接続されるが、これに限られるものではない。

ＬＰＷＡネットワークは、特定小電力無線局を基地局とするネットワークであり、例示すれば、ＳＩＧＦＯＸ、ＬｏＲａ（ＬｏＲａＷＡＮ）、Ｗｉ−ＦｉＨａＬｏｗ、Ｗｉ−ＳＵＮ、ＲＰＭＡ、Ｆｌｅｘｎｅｔ、ＩＭ９２０、Ｃａｔ．Ｍ１、Ｃａｔ．ＮＢ１などの規格を適宜適用できる。また、適用されるネットワークはこれらに限られず、アンライセンス・バンド一般その他の帯域を適用できる。

＜ハードウェア構成＞
図２乃至図４を夫々参照して、無人飛行体１及び管理サーバ２０のハードウェア構成について説明する。

＜無人飛行体１＞
図２に示されるように、無人飛行体１は、情報処理装置１００を搭載している。情報処理装置１００は、サーバ１と通信を介して情報処理を実行することにより、情報伝達システムの一部を構成する。情報処理装置１００は、少なくとも、プロセッサ１０、メモリ１１、ストレージ１２、送受信部１３、出力部１４、測位部１６、検知部１７等を備え、これらはバス１５を通じて相互に電気的に接続される。情報処理装置１００は、例えばマイクロコンピューター、ＡＳＩＣ（ＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎＳｐｅｃｉｆｉｃＩｎｔｅｇｒａｔｅｄＣｉｒｃｕｉｔ）で構成されていてもよく、或いはクラウド・コンピューティングによって論理的に実現されてもよい。

プロセッサ１０は、情報処理装置１００の動作を制御し、各要素間におけるデータの送受信の制御、及びアプリケーションの実行に必要な処理等を行う演算装置である。例えばプロセッサ１０はＣＰＵ及び／又はＧＰＵ（ＧｒａｐｈｉｃａｌＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇＵｎｉｔ）等であり、ストレージ１２に格納されメモリ１１に展開されたプログラム等を実行することによって、必要な各情報処理を実施する。

メモリ１１は、ＲＡＭなどの揮発性記憶装置で構成される主記憶と、フラッシュメモリやＨＤＤ等の不揮発性記憶装置で構成される補助記憶と、を含む。メモリ１１はプロセッサ１０のワークエリア等として使用され、また、情報処理装置１００の起動時に実行されるＢＩＯＳ、及び各種設定情報等が格納される。ストレージ１２には、アプリケーション・プログラム等が格納される。

送受信部１３は、情報処理装置１００をネットワーク４に接続し、ＬＰＥＡネットワークを介して管理サーバ１と通信を行う。なお、送受信部１３は、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）及びＢＬＥ（ＢｌｕｅｔｏｏｔｈＬｏｗＥｎｅｒｇｙ）の近距離通信インタフェースを備えていてもよい。

入出力部１４は、スイッチ類等の情報入力機器、及びディスプレイ等の出力機器である。無人飛行体１は自律飛行を行うものであるが、外部から遠隔で手動又は自動で操作されることとしてもよい。本実施の形態による無人飛行体１は、入力機能としてカメラを備えており、静止画・動画の空撮が可能である。また、収集すべき情報に応じて、赤外線サーモカメラ、Ｘ線カメラ、高感度カメラ、暗視カメラ等種々のカメラを備えることとしてもよい。

バス１５は、上記各要素に共通に接続され、例えば、アドレス信号、データ信号及び各種制御信号を伝達する。

測位部１６は、無人飛行体１の位置と高度を少なくとも検出する。本実施の形態による測位部２６は、例えばＧＰＳ（ＧｌｏｂａｌＰｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇＳｙｓｔｅｍ）検出器であって、無人飛行体１の現在位置の緯度、経度、及び高度を検出する。

検知部１７は、無人飛行体１の外部環境を音声、画像、赤外線等種々のセンサによってセンシングするためのものであり、自立飛行の補助機能を司る。

本実施の形態による無人飛行体１は、情報処理装置１００の他に、当該無人飛行体１の移動・飛行のための、電源、回転翼に接続されたモータ、情報処理装置１００とモータとを中継するドライバを少なくとも更に有している。情報処理装置１００は、複数のモータを制御して監視ドローンの飛行制御（上昇、下降、水平移動などの制御）や、無人飛行体１に搭載されているジャイロ（図示せず）を使用して複数のモータを制御することによって姿勢制御をも行う。ドライバは、情報処理装置１００からの制御信号に従ってモータを駆動する。例えば、モータは直流モータであり、ドライバは制御信号により指定された電圧をモータに印加する可変電圧電源回路である。なお、無人飛行体１００は図示しない他の要素を有していてもよい。

＜管理サーバ１＞
図２に示されるように、管理サーバ２は、情報伝達システムを通じてサービスを提供するための情報処理装置であり、例えばワークステーションやパーソナルコンピュータのような汎用コンピュータとしてもよいし、或いはクラウド・コンピューティングによって論理的に実現されてもよい。図２に示されるように、サーバ２は、プロセッサ２０、メモリ２１、ストレージ２２、送受信部２３、及び入出力部２４等を備え、これらはバス２５を通じて相互に電気的に接続される。

プロセッサ２０は、サーバ２全体の動作を制御し、各要素間におけるデータの送受信の制御、及びアプリケーションの実行に必要な情報処理等を行う演算装置である。例えばプロセッサ２０はＣＰＵ（ＣｅｎｔｒａｌＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇＵｎｉｔ）であり、ストレージ２２に格納されメモリ２１に展開されたプログラム等を実行して各情報処理を実施する。

メモリ２１は、ＤＲＡＭ（ＤｙｎａｍｉｃＲａｎｄｏｍＡｃｃｅｓｓＭｅｍｏｒｙ）等の揮発性記憶装置で構成される主記憶と、フラッシュメモリやＨＤＤ（ＨａｒｄＤｉｓｃＤｒｉｖｅ）等の不揮発性記憶装置で構成される補助記憶と、を含む。メモリ２１は、プロセッサ２０のワークエリア等として使用され、また、サーバ２の起動時に実行されるＢＩＯＳ（ＢａｓｉｃＩｎｐｕｔ／ＯｕｔｐｕｔＳｙｓｔｅｍ）、及び各種設定情報等を格納する。ストレージ２２は、アプリケーション・プログラム、及び各無人飛行体１の認証プログラム等の各種プログラムを格納する。各処理に用いられるデータを格納したデータベース（後述するロケーションデータ、ルートデータ等）がストレージ２２に構築されていてもよい。

＜データ＞
図４に示されるように、本実施の形態においては、無人飛行体１が位置情報とその地点で撮影した写真をセットで管理サーバ１に送信する。なお、これらのデータは、無人飛行体１の間で相互に共有されてもよい。

＜処理の流れ＞
図１に示されるように、ＬＰＷＡネットワークの各エリア（図の点線で囲まれた領域）をカバーする基地局は、高速道路１００に沿って配置されている。本実施の形態による無人移動体１は、各基地局のカバー領域（以下「基地局領域」という）毎に一台が関連付けられている。なお、エリアの広さや取得すべき情報量、取得までの時間要請に応じて、領域内の無人移動体１の台数は増やすこととしてもよい。また、例えば、ある基地局領域の無人飛行体１が隣接する基地局領域等、他の基地局領域に事後的に関連付けられることとしてもよい。更には、複数の基地局領域に対して横断的に関連付けられている人移動体が存在していてもよい。

図１及び図５に示されるように、非常時信号受信装置１０００が非常時信号を受信すると（ステップＳ１０２）、図示しない自家発電装置が起動され（ステップＳ１０４）、ＬＰＷＡネットワークが利用可能となる（ステップＳ１０６）。通津的、管理サーバ２０から、予め担当領域を割り当てられた無人飛行体１のそれぞれに対して、基地局領域内で撮影を行うように指示がなされる（ステップＳ１０８）。この際、位置情報等に基づいた具体的な空撮経路の支持を出してもよいし、無人移動体１側で自律的に空撮を開始させることとしてもよい。管理サーバ１は、道路等の状況を画像（又は映像）データと位置情報を無人飛行体１から受信する（Ｓ１１０）。受信したデータは図示しない他の装置で分析・加工等されることとしてもよい。非常時信号受信装置１０００が、非常時の解除信号を受信すると（ステップＳ１１２で「Ｙ」）ＬＰＷＡネットワークを利用停止にする。

以上説明したように、本実施の形態によれば、非常時等における高速道路の状態を迅速に把握することができる。また、ＬＰＷＡネットワークを利用することから、低コストで広域情報収集を行うことができる。

特定領域内に無人移動体１のための給電装置（例えば、非接触電力伝送を利用した給電装置等が例示できるがこれに限られない）を設けることとしてもよい。これにより、長時間にわたり、現場の状況を管理サーバ１に送信し続けることができる。

また、例えば、基地局が破損した場合等のようにＬＰＷＡネットワーク内に障害が起きた場合、無人移動体１や他の装置から管理サーバ１に対してアラートを通知することとしてもよい。その場合、無人移動体１は、管理サーバ１と通常のネットワーク（３Ｇ／ＬＴＥ等）を利用して通信を行うこととしてもよい。

上述した実施の形態における無人移動体１側のネットワークはＬＰＷＡネットワークであったが、例えば、他のネットワークを利用することとしてもよい。この場合、無人移動体１は、ＬＰＷＡネットワークと他のネットワークを併用して情報を送信することとなる。特に、他の航空管制システム（ＵＡＶＴｒａｆｆｉｃＭａｎａｇｅｍｅｎｔ：ＵＴＭ）のＡＰＩと接続させ、当該ネットワーク内において制御されるようにしてもよい。ることとしてもよい。

本実施の無人移動体は、飛行するものであったが、例えば、地上を移動するもの、水中を移動するものなど、自立又は手動で移動させることができるものであれば、どのようなものでも適用可能である。

上述した実施の形態は、本発明の理解を容易にするための例示に過ぎず、本発明を限定して解釈するためのものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更、改良することができると共に、本発明にはその均等物が含まれることは言うまでもない。

１無人飛行体
２管理サーバ
５０ネットワーク
１０００非常時信号受信装置
１００２ＬＰＷＡゲートウェイ装置

Claims

情報伝達のための方法であって、
特定領域におけるネットワークを管理する第１の管理装置と；前記ネットワークを介して互いに通信可能に接続された一以上の無人移動体及び第２の管理装置と；を含み、
第１状態信号を受信した前記第１の管理装置が、前記ネットワークを利用可能にするステップと、
前記無人移動体が前記特定領域内で取得した情報を前記ネットワークを介して、前記第２の管理装置に送信するステップと、を含む
方法。
請求項１に記載の方法であって、
前記第１状態信号を受信した前記第１の管理装置が、第２状態信号を更に受信した場合に、前記ネットワークを利用不可にするステップを更に含む、
方法。
請求項１又は請求項２に記載の方法であって、
前記特定領域は、高速道路である、
方法。
請求項３に記載の方法であって、
前記ネットワークを構成する複数の基地局は、前記高速道路に沿って配置されている、
方法。
請求項４に記載の方法であって、
前記基地局のカバー領域毎に一以上の移動体が関連付けられている、
方法。
請求項５に記載の方法であって、
前記移動体は、所定条件を満たした場合に、自己が関連付けられている前記カバー領域以外の前記カバー領域内の移動が可能である、
方法。
請求個４乃至請求項６に記載の方法であって、
前記第１の管理装置が、前記ネットワーク内における前記基地局の障害の発生を検知するステップと、
前記移動体のうち、当該障害の発生した領域に関する移動体が、障害の発生していないネットワーク内の前記基地局を利用する、
方法。
請求項１乃至請求項７に記載の方法であって、
前記無人移動体は、無線通信部を備えた飛行体である、
方法。
請求項１乃至請求項８のいずれかに記載の方法であって、
前記ネットワークは、ＬＰＷＡ（ＬｏｗＰｏｗｅｒ，ＷｉｄｅＡｒｅａ：低電力広エリア）ネットワークである、
方法。
請求項１乃至請求項９のいずれかに記載の方法であって、
前記ネットワークは、アンライセンス周波数帯を利用するネットワークである、
方法。
請求項１乃至請求項１０のいずれかに記載の方法であって、
前記無人移動体が、少なくとも静止画又は動画のいずれかと、それを取得した地点の位置情報とを前記第２の管理装置に送信する、
方法。
請求項１乃至請求項１１のいずれかに記載の方法であって、
前記特定領域は、前記移動体のための非接触電力伝送を利用した給電装置を有している、
方法。
請求項１乃至請求項１２のいずれかに記載の方法であって、
前記第１の管理装置は、自家発電部を有しており、
前記第１状態信号を受信した場合に、当該自家発電部が電力供給可能となるステップ、を更に含む
方法。
請求項１乃至請求項１３のいずれかに記載の方法であって、
前記第１の管理装置が、他のネットワークの利用リクエストを当該他のネットワークを管理する装置に送信するステップと、
前記無人移動体が、前記特定領域におけるネットワークと前記他のネットワークとを併用して、取得した前記情報を前記第２の管理装置に送信するステップとを更に備える、
方法。
情報伝達のためのシステムであって、
特定領域におけるネットワークを管理する第１の管理装置と；前記ネットワークを介して互いに通信可能に接続された一以上の無人移動体及び第２の管理装置と；を含み、
第１状態信号を受信した前記第１の管理装置が、前記ネットワークを利用可能にし、
前記無人移動体が前記特定領域内で取得した情報を前記ネットワークを介して、前記第２の管理装置に送信する
システム。