JP6107642B2 - 地雷探査システム、地雷探査車両制御装置 - Google Patents

Description

この発明は地中に埋設された地雷を対象とするエリア内で漏れなく探査可能な地雷探査システムに関するものである。

地雷による被害をなくすため、地中に埋設された地雷等の異物を探査し除去する地雷除去の技術が望まれている。
地雷を除去するには予め埋設された地雷の位置を特定しなければならないが、従来、地中の地雷を効率的に探知するための地雷探知装置が種々提案されている（例えば、特許文献１、２参照）。

特許文献１に開示された地雷探知装置では、赤外線カメラで地表に生じる温度差を表す画像データを撮像し、画像データに生じる受光輝度差のプロフィールから地雷を探知している。すなわち、この装置は地雷とその周囲の物質とでは熱容量や熱伝導率が異なるため、地中に地雷が存在すると考えられる地表面エリアと該エリア周囲のエリアとの温度差を検出することで地雷を探知するものである。
また、特許文献２に開示された異物探知装置では、赤外線カメラで得られた画像から抽出した地雷候補を更に可視カメラで得られた画像に基づいて地雷であるか否かを弁別するものである。これにより地雷の誤検出を防止し、誤検出の確率を大きく低下させることができる。

特開２００１−７４３９７号公報 特開２００４−３２５１６５号公報

しかしながら、従来の地雷探知は、地中に埋設された地雷をより正確に探査することはできるが、地雷探査の対象となるエリアの中で、どの場所について調べたかを正確に管理することは困難であった。
すなわち、地雷を探査した場所を正確に管理できないために、探知漏れの場所があった場合に、その場所に埋設されていた地雷は探知されることなくそのまま地中に放置されてしまうという課題があった。

この発明は係る課題を解決するめになされたものであり、地雷を探査した探査済みエリアの座標を記録し、当該探知済みのエリアをモニタ上に表示する地雷探知装置を提供することを目的とする。

この発明に係る地雷探査システムは、ＧＮＳＳ（Global Navigation Satellite System）で用いられる衛星から送られる測位用信号を受信して位置情報を取得し、前記位置情報を車両制御装置へ送信する測位演算部を備える地雷探査車両と、前記地雷探査車両から前記位置情報を受信する受信部と、前記地雷センサが地雷の有無を検知可能な地雷検知範囲と前記位置情報に基づき求めた前記地雷センサが地雷の探査を行った地雷探査エリアを表示する表示部を備える車両制御装置とからなる。

この発明に係る地雷探査システムによれば、対象エリア内において地雷等が埋設された埋設物の探査漏れを無くすことができるので、確実に地中の埋設物を除去することができる。

本発明の実施の形態１に係る地雷探査システムを表す概略図である。 本発明の実施の形態１に係る地雷探査システムの構成を示す図である。 本発明の実施の形態１に係る地雷探知システムのモニタに表示される地雷センサ種類の選択リストの一例である。 本発明の実施の形態１に係る地雷探知システムのモニタに表示される地雷を探知した軌跡の一例である。 （ａ）ＧＰＳ衛星のみを利用した測位結果に基づく地雷探査の軌跡と、（ｂ）準天頂衛星の測位補強信号を利用した測位結果に基づく地雷探査の軌跡を示した一例である。

実施の形態１.
図１は、本発明の実施の形態１に係る地雷探査システム１００を表す概略図である。地雷探査システム１００は、地雷探査車両１０と地雷探査車両制御装置３０（以下、車両制御装置３０という）からなる。
地雷探査車両１０は移動しながら地雷センサ２により、地面Ｇの下に埋もれている地雷Ｍを探査する。地中に地雷の存在を探知した際は探知アラーム１１を車両制御装置３０に送信する。地雷センサ２は、地雷探査車両１０の車両本体に固定された地雷センサ保持部３に脱着可能に取り付けられる。地雷センサ２は先述の通り種々提案されており、例えば赤外線カメラにより地表の温度差を検出して地雷を探知するもの、コイルの電流を流して周辺に磁界を作り、その磁界が金属によって乱される現象を認識して金属物体の有無を判別する金属探知器を利用したもの、金属棒を地中に差し込んで、地中の埋設物との接触を感知することで地雷を探知するものなどが開発されている。

ここでは、一例として赤外線カメラにより地雷探査を行う地雷センサ２を例にとり説明すると、地雷センサ２である赤外線カメラは、カメラの視野角に入る地面Ｇ上のエリア６の赤外画像を取得する。エリア６の位置、大きさは、地雷探査車両１０の位置と赤外線カメラの取付け位置、方向、カメラ固有の視野角等により決定される。
なお、地雷センサ２が磁界の変化を利用した金属探知器であれば、その金属探知器の取付け位置や探知範囲等によりエリア６の位置、大きさが決定されることになる。

地雷探査車両１０はＧＰＳ衛星３００と準天頂衛星３０１の各々が送信する測位信号を受信するＧＰＳ衛星用アンテナ１ａ、準天頂衛星用アンテナ１ｂを備えており、受信した測位信号により測位した地雷探査車両１０の位置情報１２を車両制御装置３０に送信する。なお、ＧＰＳ衛星３００、準天頂衛星３０１は、いずれもＧＮＳＳ（Global Navigation Satellite System）で利用されるＧＮＳＳ衛星の一例である。
車両制御装置３０はコンピュータの種類であり、地雷探査車両１０から地雷探査の結果（探知アラーム１１）と、地雷探査車両１０の位置情報１２を受信する。
車両制御装置３０はモニタ３１を備えており、モニタ３１上には探査を行うエリア周辺の地図と、地雷探査車両１０により移動しながら地雷探査を行った軌跡を表示する。
また、車両制御装置３０は地雷探査車両１０の移動開始、移動速度、移動停止、地雷センサ２による地雷探査の開始、停止などの制御信号３９を地雷探査車両１０に向けて送信する。地雷探査車両１０は制御信号３９に基づき移動し地雷探査を行う。

図２は、地雷探査システム１００の構成を示すブロック図である。地雷探査システム１００は地雷探査車両１０と車両制御装置３０からなり、地雷探査車両１０はＧＰＳ衛星３００や準天頂衛星３０１から測位信号や測位補強信号を受信するＧＰＳ衛星用アンテナ１ａと準天頂衛星用アンテナ１ｂからなるアンテナ部１と、地雷探査車両１０の移動を制御する車両制御部１５と、地雷センサ等のセンサ部２の動作を制御するセンサ制御部１６と、センサ部２からの出力を受信するセンサ受信部１７と、アンテナ部１と接続する衛星信号受信部１８と、ＧＰＳ衛星からの測位信号や準天頂衛星からの測位補強信号を用いて地雷探査車両１０の位置を演算する測位演算部１９と、地雷探査車両１０の位置情報１２や地雷探査の結果（探知アラーム１１）等について車両制御装置３０との間で送受を行う送受信部２０を備える。
なお、地雷探査車両１０に取り付けるセンサ部２の位置と、測位演算部１９で演算する地雷探査車両１０の位置との相対位置関係は予め測定されており、測位演算部１９で地雷探査車両１０の位置を演算することにより、センサ部２が地雷探査を行っている位置を特定することが可能である。

車両制御装置３０は、地雷探査車両１０が移動しながら地雷探査を行った探査の軌跡や各種設定を表示する表示部３１と、キーボードの類であって地雷探査車両１０の移動を制御する制御コマンドやセンサ部の設定などを入力する入力部３２と、地雷探査車両１０との間で情報の授受を行う送受信部３３と、各種センサ部２の仕様を記憶するセンサ仕様記憶部３４と、地雷探査車両１０の位置から探知経路を取得して表示部３１に表示する探知経路演算部３５からなる。

次に、地雷探査システム１００の動作について説明する。
まず、車両制御装置３０の電源を入れたのち、モニタ３１に表示されたメニュー（図示せず）から地雷探査車両１０の動力電源を入れる。これにより、地雷センサ２による地雷検知機能、ＧＰＳ衛星や準天頂衛星を利用した地雷探査車両１０の測位機能をＯＮとする。
図３は、車両制御装置３０のモニタ３１の表示画面の一例であり、地雷探査車両１０に設置されている地雷センサの種類を選択させる選択リストの一例である。図３の例では、モニタ３１上には、「１．赤外線カメラ方式地雷検知センサ」「２．渦電流方式の金属探知センサ」等が表示され、キーボード等の入力部３２で上下の操作することにより、選択可能となっている。
本実施の形態では地雷センサとして赤外線カメラが設定しているため、ここでは、入力部３２を操作することで「１．赤外線カメラ方式地雷検知センサ」を選択する。
入力部３２により「１．赤外線カメラ方式地雷検知センサ」が選択されると、探知経路演算部３５はセンサ仕様記憶部３４に記憶されている「１．赤外線カメラ方式地雷検知センサ」に対応する赤外線カメラの仕様を取得する。
赤外線カメラの仕様とは、赤外線カメラの視野角、赤外線を受光する受光素子の画素数、赤外線カメラの地雷探査車両１０への取付け位置、角度、測位演算部１９で測位する車両位置とカメラの相対位置関係等の値である。
これにより、探知経路演算部３５は赤外線カメラの視野角に入るエリアの座標、すなわち、地雷の探知を実施したエリア６の座標を特定することができる。

地雷探査車両１０は車両制御装置３０から制御信号３９を受信すると、車両制御部１５は受信した制御信号３９の指示に従い、車両の駆動装置や操舵装置（図示せず）を制御することで、制御信号３９に示された指定場所を経由しながら目的地に向けて地雷探査車両１０を誘導する。
地雷探査車両１０の測位演算部１９は、ＧＰＳ衛星３００や準天頂衛星３０１を利用して測位した地雷探査車両１０の位置情報１２を、所定の間隔で車両制御装置３０へ送信する。

地雷探査車両１０の送受信部３３は位置情報１２を受信すると、探知経路演算部３５にこの位置情報１２を出力する。

探知経路演算部３５は、受信した位置情報１２毎に、地雷の探知を実施したエリア６を特定する演算を実施する。
そして、探知経路演算部３５は、特定したエリア６の座標情報を探知経路演算部３５内のメモリに記憶すると共に、表示部３１に出力する。

図４（ａ）はエリア６の座標情報を受信した表示部（モニタ）３１の表示例であり、地雷の探知を実施したエリア６が座標軸上に重ねて表示されている。
図４（ｂ）は、図４（ａ）中の破線部Ａを拡大した図である。地雷探査車両１０の移動に伴い、赤外線カメラが撮像するエリア６の範囲も移動する。移動毎の各エリア６を重ね描きしたエリア６の包絡線が地雷探査を行ったエリアであり、地雷探査済みエリア２０１で示されている。

このように本実施の形態の地雷探査システムによれば、地雷を探査したエリアを地雷探査済みエリア２０１として、表示部３１に表示することができる。
これにより、地雷探査車両１０の地雷センサ２により地中の地雷を既に探査したエリア２０１と、未だ探査を行っていない地雷未探査エリア２０２をモニタ上に明確に区分して表示することができるので、地雷未探査エリア２０２については、地雷探査車両を当該エリアに移動させて地雷探査を行うことができ、探査漏れのない地雷探知を行うことが可能となる。

そして、本実施の形態の地雷探査システムによれば、準天頂衛星３０１から送られる測位補強信号を利用して地雷探査車両１０の位置を算出するため、ＧＰＳ衛星３００を利用して算出した位置よりもその位置精度が向上する。
従来までは、図５（ａ）に示すようにＧＰＳ衛星により算出した位置の誤差を考慮し、探査の経路を折り返して探査を行う場合でも、地雷の探知を実施したエリア６の多くの領域が重なるように探査を行う必要があったが、準天頂衛星３０１から送られる測位補強信号を利用することで、測位精度が向上し、図５（ｂ）に示すようにエリア６の重なりを小さくすることが可能となる。
具体的には、準天頂衛星を利用した場合の１回の折り返しで地雷を探査できる幅Ｌ（準天頂衛星）は、ＧＰＳ衛星のみを利用した場合の１回の折り返しで地雷を探査できる幅Ｌ（ＧＰＳ衛星）に比べて大きく（Ｌ（準天頂衛星）＞Ｌ（ＧＰＳ衛星））、より効率的に地雷の探査を行うことができる。

また、本実施の形態の地雷探査システムによれば、地雷探知に使用する地雷センサを、赤外線カメラ方式地雷検知センサから渦電流方式の金属探知センサに変更する場合も、モニタ上で地雷センサの種類を選択し直すことにより、変更した地雷センサの種類、性能に応じた探査エリア６を計算し直して、モニタ上に探査の軌跡を表示することができるので、効率的に、かつ、探査漏れのエリアをつくることなく、地雷探知を行うことができる。

１ アンテナ部、１ａ ＧＰＳ衛星用アンテナ、１ｂ 準天頂衛星用アンテナ、２ 地雷センサ、３ 地雷センサ保持部、５ 赤外光、６ 赤外線カメラの視野角にあるエリア、１０ 地雷探査車両、１１ 探知アラーム、１２ 位置情報、１５ 車両制御部、１６ センサ制御部、１７ センサ受信部、１８ 衛星信号受信部、１９ 測位演算部、２０ 送受信部、３０ 地雷探査車両制御装置（車両制御装置）、３１ モニタ、３９ 制御信号、１００ 地雷探査システム、２０１ 地雷探査済みエリア（地雷を探査した軌跡）、２０２ 地雷未探査エリア、３００ ＧＰＳ衛星、３０１ 準天頂衛星、Ｇ 地面、Ｍ 地雷。

Claims (4)

1. 地雷を検知する地雷センサと、
   ＧＮＳＳ（Global Navigation Satellite System）で用いられる衛星から送られる測位
   用信号を受信して位置情報を取得し、前記位置情報を車両制御装置へ送信する測位演算部
   を備える地雷探査車両と、
   前記地雷探査車両から前記位置情報を受信する受信部と、
   前記地雷センサが地雷の有無を検知可能な地雷検知範囲と前記位置情報に基づき求めた
   前記地雷センサが地雷の探査を行った地雷探査エリアを表示する表示部を備える車両制御
   装置と、
   からなることを特徴とする地雷探査システム。
2. 前記車両制御装置は複数種類の地雷センサの各仕様を記憶したセンサ仕様記憶部を備え、
   前記表示部は、前記センサ仕様記憶部に記憶した複数の地雷センサの仕様の中から抽出された、前記地雷探査車両が備える地雷センサに適した仕様に基づき、前記地雷検知範囲を求めることを特徴とする請求項１記載の地雷探査システム。
3. 前記ＧＮＳＳで用いられる衛星は、準天頂衛星であることを特徴とする請求項１、２いず
   れか記載の地雷探査システム。
4. 地雷を検知する地雷センサとＧＮＳＳで用いられる衛星から送られる測位用信号を受信し
   て位置情報を取得する測位部を備える地雷探査車両から、前記位置情報を受信する受信部
   と、
   前記地雷センサが地雷の有無を検知可能な地雷検知範囲と前記位置情報に基づいて求め
   た前記地雷センサが地雷の検知を行った地雷検知エリアを表示する表示部と、
   を備えることを特徴とする地雷探査車両制御装置。

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