JP2023076492A

JP2023076492A - 半導体装置及び位置移動算出システム

Info

Publication number: JP2023076492A
Application number: JP2023039007A
Authority: JP
Inventors: 健太郎戸田; Kentaro Toda
Original assignee: Lapis Semiconductor Co Ltd
Current assignee: Lapis Semiconductor Co Ltd
Priority date: 2016-12-28
Filing date: 2023-03-13
Publication date: 2023-06-01
Also published as: JP2018106596A; JP6908380B2; JP7477483B2; JP2021166081A

Abstract

【目的】地表移動が生じた地域内で被災した救助対象者を迅速に救助することが可能な地表移動検出装置、無線タグ、地表移動検出方法及び災害救助支援システムを提供することを目的とする。【構成】第１の端末から無線で送信された該第１の端末の自身の位置情報に基づいて位置を検知する半導体装置であって、第１の端末から送信された第１の時点における位置情報である第１情報、及び該第１の時点以降の第２の時点における位置情報である第２情報に基づいて第１の端末の移動方向及び移動距離を求める第１の算出部と、第１の時点における第１位置の入力と移動方向及び移動距離に基づき第２の時点における位置を第２位置として求め、該第２位置を表す第３情報を供給する第２の算出部と、を含む。【選択図】図４

Description

本発明は、地表移動を検出する地表移動検出装置、無線タグ、地表移動検出方法及び災害救助支援システムに関する。

地滑りや土石流などの地表移動を伴う災害の発生及び規模を早期に検知する為に、加速度センサと、当該加速度センサで検知された検知情報及び設置位置情報を無線送信する複数の情報発信杭と、当該情報発信杭から送信された情報を収集する管理センタと、を有するシステムが提案されている（例えば、特許文献１参照）。当該管理センタは、各情報発信杭から送信された設置位置情報及び加速度センサの検知情報を収集することにより、地滑りや土石流等の地表移動が生じている地域を特定する。

特開２００８－１５９０３６号公報

上記したシステムによると、地滑りや土石流等の災害が発生している被災地域を特定することができる。しかしながら、被災地域が広範囲となる場合には、この被災地域内で被災した救助対象者を捜索する時間が長大となる。

そこで、本発明は、地表移動が生じた地域内から救助対象者を捜索する時間を短縮することが可能な地表移動検出装置、無線タグ、地表移動検出方法及び災害救助支援システムを提供することを目的とする。

本発明に係る位置移動算出システムは、夫々が自身の位置情報を送信する複数の端末と、前記複数の端末から送信された前記複数の端末の位置情報を収集する第１の装置と、前記第１の装置において収集された第１の時点における前記複数の端末の位置情報及び該第１の時点以降の第２の時点における前記複数の端末の位置情報に基づいて、前記複数の端末の移動分布を算出する移動分布算出部と、前記移動分布に基づいた移動分布データを生成し、前記第１の時点における指定位置の入力に応じて前記移動分布データに基づいた前記第２の時点における位置を算出する移動位置算出部と、を有する。

本発明では、夫々が自身の位置情報を得る複数の無線タグから送信された、第１の時点（例えば災害発生前の時点）で得られた複数の位置情報片と、第１の時点以降の第２の時点（例えば災害発生後の時点）で得られた複数の位置情報片に基づいて地表移動分布を求める。そして、かかる地表移動分布に基づき、指定位置の地表部分の第２の時点における位置を移動位置として求めるようにしている。これにより、救助対象者の災害発生前の時点での位置を指定すると、当該救助対象者の災害発生後の移動位置を知ることが可能となる。

よって、地滑りや土石流等によって地表移動が生じた全領域中から救助対象者を捜索する範囲を絞ることができるので、捜索時間の短縮を図ることが可能となる。

本発明に係る災害救助支援システム１００の概要を表すブロック図である。救助支援対象地域に設置される複数の無線タグＴＧの設置形態の一例を示す図である。無線タグＴＧ_１～ＴＧ_ｎ各々の内部構成を示すブロック図である。地表移動検出装置３００の内部構成を示すブロック図である。無線タグＴＧ_１～ＴＧ_ｎによって収集された災害前のタグ情報ＤＢ０及び災害後のタグ情報ＤＢ１の内容の一例を示す図である。地表移動分布表示の一例を示す図である。移動位置表示の一例を示す図である。

図１は、本発明に係る災害救助支援システム１００の概要を表すブロック図である。図１に示すように、災害救助支援システム１００は、無線タグＴＧ_１～ＴＧ_ｎ（ｎは２以上の整数）、タグ情報収集装置２００、及び地表移動検出装置３００を有する。

無線タグＴＧ_１～ＴＧ_ｎは、災害救助支援システム１００による災害救助支援の対象となる地域（以下、救助支援対象地域と称する）の地表、或いはこの地域に建てられている建物の屋根又は壁等に分散して設置される。例えば、図２に示すように、救助支援対象地域内に含まれる山又は台地等の凸状地Ｃｖの地表面に複数の無線タグＴＧ（黒丸にて示す）を一定間隔に設置する。更に、この凸状地Ｃｖに存在する建物Ｈｓの屋根又は壁の表面に複数の無線タグＴＧ（黒丸にて示す）を設置する。

図３は、無線タグＴＧ_１～ＴＧ_ｎの内部構成の一例を示すブロック図である。なお、無線タグＴＧ_１～ＴＧ_ｎは同一の内部構成を有し、夫々が図３に示すように、位置検出部１１、高度検出部１２及び無線通信部１３を含む。尚、位置検出部１１、高度検出部１２及び無線通信部１３は例えば単一の半導体チップに形成されている。

位置検出部１１は、全地球測位システムを利用して自身の位置（緯度、経度）を検出するＧＰＳ(global positioning system)受信機を含み、このＧＰＳ受信機で検出された緯度及び経度を表す緯度経度情報ＰＳを無線通信部１３に供給する。高度検出部１２は自身が位置する高度を検出し、この高度を表す高度情報ＡＬを無線通信部１３に供給する。無線通信部１３は、タグ情報収集装置２００から無線送信されたタグ情報要求信号を受信すると、自身を表す識別番号ＩＤ及び属性情報ＰＴと共に、緯度経度情報ＰＳ及び高度情報ＡＬにて表される位置情報を含むタグ情報を無線送信する。尚、属性とは、この無線タグが図２に示すような建物Ｈｓに設置されたものであるのか、或いは凸状地Ｃｖの地表面に設置されたものであるのかを示す情報である。

すなわち、無線タグＴＧ_１～ＴＧ_ｎは、タグ情報収集装置２００から無線送信されたタグ情報要求に応じて、夫々の識別番号（ＩＤ）及び属性（ＰＴ）、並びに自身の位置（ＰＳ、ＡＬ）を夫々表すタグ情報を、タグ情報収集装置２００に送信するのである。

タグ情報収集装置２００は、例えばドローン等の無人航空機、或いはヘリコプター等の有人航空機に搭載され、図２に示すような救助支援対象地域の上空から、上記したタグ情報要求信号を無線送信する。その後、タグ情報収集装置２００は、無線タグＴＧ_１～ＴＧ_ｎの各々から無線送信されたｎ個のタグ情報片を受信し、受信したｎ個のタグ情報片と、その収集日（年、月、日）とを表す収集タグ情報群ＴＤを、地表移動検出装置３００に供給する。

図４は、地表移動検出装置３００の内部構成を表すブロック図である。図４に示すように、地表移動検出装置３００は、制御部３０、管理メモリ３１及び表示デバイス３２を含む。

制御部３０は、タグ情報収集装置２００から供給された収集タグ情報群ＴＤを上記した収集日毎に区分けして管理メモリ３１に格納する。

また、制御部３０は、以下の指定位置情報ＩＮＰ及びモード信号ＭＯＤの入力を受け付ける。指定位置情報ＩＮＰとは、図２に示す救助支援対象地域内において、地滑りや土石流等の地表移動を伴う災害が発生した際に、救助対象者の災害発生前の時点での存在位置として推測される位置（緯度、経度）を指定位置として指定する為の入力情報である。例えば、災害発生の直前の時点で図２に示す建物Ｈｓに人が存在していると推測される場合には、この建物Ｈｓの位置を指定位置として表す指定位置情報ＩＮＰを地表移動検出装置３００に入力する。また、図２に示す凸状地Ｃｖとしての山岳地帯に被災した登山者が存在していると推測される場合には、この登山者の登山計画書に基づき災害発生の直前の時点で当該登山者が存在していると推測される位置を指定位置とし、その指定位置を表す指定位置情報ＩＮＰを地表移動検出装置３００に入力する。また、モード信号ＭＯＤとは、地表移動分布を表示デバイス３２に表示させる地表移動分布表示モード、及び地表移動後の救助対象者の移動位置として表示デバイス３２に表示させる移動位置表示モードのうちの一方を指定するための信号である。

更に、制御部３０は、以下の処理を行う地表移動分布算出部３０１、移動位置算出部３０２及び表示データ生成部３０３を有する。

地表移動分布算出部３０１は、管理メモリ３１に格納されている収集タグ情報群ＴＤに基づき、救助支援対象地域内での地表移動分布を算出し、当該地表の移動分布を表す地表移動分布データＧＴを生成する。

移動位置算出部３０２は、地表移動分布データＧＴ及び指定位置情報ＩＮＰに基づき、指定位置の地表部分の移動後の位置（緯度、経度、高度）を移動位置として求め、その位置を表す移動位置情報ＤＰを生成する。

表示データ生成部３０３は、地表移動分布データＧＴに基づき、救助支援対象地域内での地表移動の分布を表示する為の地表移動分布表示データを生成する。また、表示データ生成部３０３は、移動位置情報ＤＰに基づき、救助対象者の位置を表示する為の移動位置表示データを生成する。表示データ生成部３０３は、表示モード信号ＭＯＤが地表移動分布表示モードを示す場合には地表移動分布表示データを表示デバイス３２に供給する一方、表示モード信号ＭＯＤが移動位置表示モードを示す場合には移動位置表示データを表示デバイス３２に供給する。

表示デバイス３２は、表示データ生成部３０３から供給された地表移動分布表示データ又は移動位置表示データに基づく表示を行う。尚、表示デバイス３２は、地表移動分布表示データ又は移動位置表示データに基づく画像を２次元又は３次元にて表示する平面ディスプレイ、或いは空間中にその画像を立体的に投影する３次元ディスプレイ等からなる。

以下に、図１に示す災害救助支援システム１００の運用手順に沿って、詳細な動作について説明する。

先ず、図２に示すような救助支援対象地域から災害発生前の収集タグ情報群ＴＤを取得しておく。すなわち、災害発生前の時点（第１の時点）で、航空機等に搭載されたタグ情報収集装置２００が、図２に示す救助支援対象地域の上空から、無線タグＴＧ_１～ＴＧ_ｎの各々から送信されたタグ情報を収集して得られた収集タグ情報群ＴＤを地表移動検出装置３００に供給する。すると、地表移動検出装置３００の制御部３０は、収集タグ情報群ＴＤにて表される情報、つまり、識別番号ＩＤ、属性情報ＰＴ、及び位置情報（ＰＳ、ＡＬ）を、災害前タグ情報ＤＢ０として、図５に示すように無線タグＴＧ_１～ＴＧ_ｎの各々に対応付けして管理メモリ３１に格納する。

その後、図２に示すような救助支援対象地域において、地滑りや土石流等の地表移動を伴う災害が発生したら、災害発生後の時点（第２の時点）で、航空機に搭載されたタグ情報収集装置２００が再び当該救助支援対象地域の上空から、無線タグＴＧ_１～ＴＧ_ｎの各々から送信されたタグ情報を収集し、得られた収集タグ情報群ＴＤを地表移動検出装置３００に供給する。すると、地表移動検出装置３００の制御部３０は、収集タグ情報群ＴＤにて表される、識別番号ＩＤ、属性情報ＰＴ、及び位置情報（ＰＳ、ＡＬ）を、災害後タグ情報ＤＢ１として、図５に示すように無線タグＴＧ_１～ＴＧ_ｎの各々に対応付けして管理メモリ３１に格納する。

制御部３０の地表移動分布算出部３０１は、先ず、図５に示す災害前タグ情報ＤＢ０及び災害後タグ情報ＤＢ１に基づき、災害前の無線タグＴＧ_１～ＴＧ_ｎの設置位置毎に、その設置位置からの地表の移動方向及び移動距離を表す移動ベクトルを算出する。例えば、図５に示す災害前タグ情報ＤＢ０にて表される災害前の無線タグＴＧ_１の設置位置（緯度、経度、高度）と、災害後タグ情報ＤＢ１にて表される災害後の無線タグＴＧ_１の現在位置（緯度、経度、高度）とにより、無線タグＴＧ_１の移動ベクトルが求まる。

そして、地表移動分布算出部３０１は、無線タグＴＧ_１～ＴＧ_ｎ各々の災害前の設置位置毎に算出した移動ベクトルを用いた補間演算により、救助支援対象地域の全域に亘る地表の移動ベクトルを表す地表移動分布を求め、当該地表移動分布を表す地表移動分布データＧＴを生成する。

ここで、救助支援を行う管理オペレータが、救助対象者の移動位置を特定する為に、災害発生前に当該救助対象者が存在していると推測される位置を表す指定位置情報ＩＮＰを地表移動検出装置３００に入力する。すると、地表移動検出装置３００の移動位置算出部３０２は、先ず、この指定位置情報ＩＮＰにて示される指定位置の移動ベクトルを地表移動分布データＧＴから抽出する。そして、移動位置算出部３０２は、抽出した移動ベクトルにて示される移動方向において当該移動ベクトルにて示される移動距離の分だけ指定位置から離間した位置を、救助対象者が存在する移動位置として求め、当該移動位置を表す移動位置情報ＤＰを生成する。

表示データ生成部３０３は、救助支援対象地域の地形を模式的に表す画像中に、上記した地表移動分布データＧＴにて示される地表の移動ベクトルを視覚的に表すマークを付加した地表移動分布画像を表示させる為の地表移動分布表示データを生成する。例えば、表示データ生成部３０３は、図６に示すように、救助支援対象地域（Ｃｖ、Ｈｓ）の地形を表す画像中に、地表の移動ベクトルを視覚的に表す例えば矢印マークＹＪを付加した地表移動分布画像を表示させる為の地表移動分布表示データを生成する。尚、表示データ生成部３０３は、災害前タグ情報ＤＢ０に含まれる属性情報ＰＴに基づき、各矢印マークＹＪが建物Ｈｓ及び凸状地Ｃｖの地表面のうちのいずれの移動を表すのかを判別し、建物Ｈｓの移動を表す矢印マークＹＪ（破線にて示す）と、凸状地Ｃｖの地表面での移動を表す矢印マークＹＪ（実線にて示す）との表示色を異ならせるようにしても良い。

更に、表示データ生成部３０３は、救助支援対象地域の地形を表す画像中に、移動位置情報ＤＰにて表される移動位置（緯度、経度、高度）を中心とする円形、楕円形、或いは多角形の領域を存在領域として表す画像を含む移動位置表示データを生成する。

例えば、表示データ生成部３０３は、図７に示すように、救助支援対象地域（Ｃｖ、Ｈｓ）の地形を表す画像中に、指定位置ＩＰ、移動位置ＰＰ、これら指定位置ＩＰ及び移動位置ＰＰ間の移動軌跡を表す矢印マークＹＪ、及び存在領域ＱＰを表す移動位置表示データを生成する。尚、存在領域ＱＰとは、移動位置ＰＰを含み、地表移動分布データＧＴに基づき救助対象者の存在確率が所定率よりも高いと予測される領域である。尚、表示データ生成部３０３は、図７に示すように、存在領域ＱＰの近傍に、移動位置ＰＰの緯度、経度及び高度を表す文字情報が付された移動位置表示データを生成するようにしても良い。

ここで、管理オペレータが、地表移動分布表示モードを表す表示モード信号ＭＯＤを入力すると、表示データ生成部３０３は、上記した地表移動分布表示データを表示デバイス３２に供給する。この際、表示デバイス３２は、図６に示すような地表移動分布を表示する。

かかる地表移動分布表示によれば、管理オペレータは、地滑りや土石流等に伴う地表移動の状態、並びに建物（Ｈｓ）の倒壊の状態を確認することが可能となる。

一方、管理オペレータによって入力された表示モード信号ＭＯＤが移動位置表示モードを示す場合には、表示データ生成部３０３は、上記した移動位置表示データを表示デバイス３２に供給する。この際、表示デバイス３２は、図７に示すように、救助支援対象地域内において、救助対象者が存在すると推定される移動位置ＰＰを含み且つ救助対象者が存在する可能性が高い存在領域ＱＰを表す移動位置表示を行う。

よって、かかる移動位置表示によれば、管理オペレータは、地滑りや土石流等による地表面の移動が考慮された存在領域ＱＰを捜査範囲とする指示を救助隊に出すことが可能となる。従って、本発明によれば、地滑りや土石流等によって地表移動が生じた全地域中から救助対象者の捜索範囲を絞ることができるので、捜索時間の短縮を図ることが可能となる。

尚、上記実施例では、無線タグＴＧ_１～ＴＧ_ｎの各々は、タグ情報収集装置２００からのタグ情報要求に応じて、夫々の識別番号（ＩＤ）及び属性（ＰＴ）、並びに自身の現在位置（ＰＳ、ＡＬ）を夫々表すタグ情報を無線送信しているが、所定周期毎に自主的にタグ情報を無線送信するようにしても良い。また、タグ情報を無線送信するにあたり、無線タグＴＧ_１～ＴＧ_ｎが１つずつ順にタグ情報の無線送信を行う、或いは、夫々が異なる搬送波周波数でタグ情報を同時に無線送信する。これにより、タグ情報収集装置２００では、無線送信されたタグ情報を無線タグＴＧ_１～ＴＧ_ｎ毎に区分けして収集することが可能となる。

また、無線タグＴＧ_１～ＴＧ_ｎの各々は、自身の位置情報（ＰＳ、ＡＬ）だけを無線送信するようにしても良い。

要するに、夫々が自身の位置情報を得る複数の無線タグ（ＴＧ_１～ＴＧ_ｎ）から送信された複数の位置情報片（ＰＳ、ＡＬ）に基づいて地表移動を検知する地表移動検出装置（３００）として、以下の地表移動分布算出部と、移動位置算出部と、を含むものであれば良いのである。つまり、地表移動分布算出部（３０１）は、複数の無線タグから送信された、第１の時点（例えば地表移動が生じる前の時点）における複数の位置情報片、及び第１の時点以降の第２の時点（例えば地表移動後の時点）における複数の位置情報片に基づいて地表移動分布（ＧＴ）を求める。そして、移動位置算出部（３０２）は、第１の時点における指定位置（ＩＰ）の入力に応じて、地表移動分布に基づき指定位置の地表部分の第２の時点における位置を移動位置（ＰＰ）として求める。

尚、地表移動検出装置３００は、ハードウェアで構成しても良いが、パーソナルコンピュータ、或いはスマートフォン等のタブレット型の端末装置で実現しても良い。この際、地表移動検出装置３００の地表移動分布算出部３０１及び移動位置算出部３０２の動作を、以下の地表移動検出方法に従ったソフトウェアにて実現する。つまり、夫々が自身の位置情報を無線送信する複数の無線タグ（ＴＧ_１～ＴＧ_ｎ）から無線送信された複数の位置情報片に基づき移動位置を検出するにあたり、以下の第１～第４のステップを有するソフトウェアで上記した端末装置を動作させるのである。先ず、複数の無線タグから無線送信された、第１の時点（例えば、地表移動が生じる前の時点）における複数の位置情報片を収集する（第１のステップ）。更に、複数の無線タグから無線送信された第２の時点（例えば、地表移動が生じた後の時点）における複数の位置情報片を収集する（第２のステップ）。そして、これら第１の時点における複数の位置情報片及び第２の時点における複数の位置情報片に基づいて地表移動分布を求め（第３のステップ）、第１の時点での指定位置（ＩＰ）の入力に応じて、地表移動分布（ＧＴ）に基づき指定位置の地表部分の第２の時点における位置（ＰＰ）を求める（第４のステップ）。

１００災害救助支援システム
２００タグ情報収集装置
３００地表移動検出装置
３０１地表移動分布算出部
３０２移動位置算出部
３０３表示データ生成部
ＴＧ_１～ＴＧ_ｎ無線タグ

Claims

夫々が自身の位置情報を送信する複数の端末と、
前記複数の端末から送信された前記複数の端末の位置情報を収集する第１の装置と、
前記第１の装置において収集された第１の時点における前記複数の端末の位置情報及び該第１の時点以降の第２の時点における前記複数の端末の位置情報に基づいて、前記複数の端末の移動分布を算出する移動分布算出部と、
前記移動分布に基づいた移動分布データを生成し、前記第１の時点における指定位置の入力に応じて前記移動分布データに基づいた前記第２の時点における位置を算出する移動位置算出部と、
を有することを特徴とする位置移動算出システム。
前記第２の時点における位置と、前記指定位置と、前記指定位置及び前記第２の時点における位置の移動軌跡と、前記第２の時点における位置を含む領域と、前記第２の時点における位置の緯度、経度及び高度と、を表示するためのデータを生成するデータ生成部を含むことを特徴とする請求項１に記載の位置移動算出システム。