JP6450541B2 - 生物用監視装置 - Google Patents

Description

本発明は、動物等の生物に装着され、該生物の位置情報と、位置情報以外の各種情報（例えば音声）と、を送信する生物用監視装置に関する。

現在、猟犬等の位置監視システムとして、例えば特許文献１に示すような首輪装置が提案されている。特許文献１の首輪装置は、位置情報を取得して親機に送信する装置と、鳴き声等の音声を取得して親機に送信する装置と、を首輪に取り付けたものである。親機は、位置情報を受信する装置と、音声を受信する装置と、からなる。

この首輪装置（子機）を複数の猟犬に装着させることで、親機は、各猟犬の位置情報および音声を取得することができる。子機から親機への情報の送信には、無線通信が利用される。無線通信は、様々な規格が存在するが、所定の要件を満たすことで免許が不要となる場合がある。

登録実用新案第３１６０１１５号公報

しかしながら、免許が不要である無線通信は、利用できる帯域およびチャンネル数が少ない。したがって、位置情報および音声に係る情報を、それぞれ別の帯域および別のチャンネルで送信する場合において、多数の子機を用いると、免許が不要である無線通信では帯域およびチャンネル数が足りずに利用することができない場合もあった。

そこで、この発明は、利用できる帯域およびチャンネル数が少ない場合であっても、多数の装置間での通信を実現する生物用監視装置、生物用監視システム、生物用監視方法およびプログラムを提供することを目的とする。

本発明の生物用監視装置は、自装置の位置情報を取得する位置情報取得手段と、前記位置情報以外の付加情報を取得する付加情報取得手段と、前記位置情報および前記付加情報を送信する通信手段と、制御手段と、を備えている。

そして、制御手段は、予め割り当てられたタイムスケジュールで、前記位置情報および前記付加情報を送信することを特徴とする。

このように、本発明の生物用監視装置は、予め割り当てられたタイムスケジュールで、各種情報を送信することで、例えば利用する帯域およびチャンネルが１つであっても、複数の情報（位置情報および付加情報）を送信することができる。これにより、本発明の生物用監視装置を用いたシステムは、利用できる帯域およびチャンネル数が少ない場合であっても、多数の子機を同時に運用して、各子機の位置情報および付加情報（例えば音に係る情報）を送受信することができる。

なお、位置情報取得手段は、時刻情報が含まれた測位用信号（例えばＧＰＳ信号）を受信することにより測位を行い、位置情報を取得する。ＧＰＳ信号には、非常に精度の高い時刻情報が含まれている。したがって生物用監視装置は、ＧＰＳ信号に含まれる時刻情報に基づいて各種情報を送信するタイミングを同期させることができ、多数の子機を運用した場合であっても、適切に各種情報を送受信することができる。

なお、付加情報取得手段は、音を取得する機能を有し、付加情報には、音に係る情報が含まれていることが好ましい。これにより、複数の生物用監視装置を運用した生物用監視システムを実現することができる。例えば、動物監視システムに用いることができる規格として、１５０ＭＨｚ帯域の５チャンネルを利用する無線通信の規格が存在する。本発明の生物用監視装置は、このような動物監視システムに利用することが可能である規格の無線通信を用い、各装置が位置情報および音に係る情報を送信する。これにより、ユーザは、各動物（例えば猟犬）の位置および鳴き声（または各子機の周囲の環境音）等を把握することができる。

なお、複数の装置を運用する生物用監視システムである場合、制御手段は、通信手段を介して、各装置の識別情報と各装置の送信タイミングとを対応付けたタイムスケジュールを予め送受信し、当該タイムスケジュールにおける自装置の識別情報に対応する送信タイミングで、位置情報および付加情報を送信することが好ましい。

この発明は、利用できる帯域およびチャンネル数が少ない場合であっても、多数の装置間での通信を実現することができる。

生物用監視システムの主要構成を示す図である。 図２（Ａ）は、親機１０の外観図であり、図２（Ｂ）は、子機２０Ａの外観図である。 図３（Ａ）は、親機１０の構成を示すブロック図であり、図３（Ｂ）は、子機２０Ａの構成を示すブロック図である。 子機２０Ａの機能ブロック図である。 タイムスケジュールを示す概念図である。 初期設定動作を示すフローチャートである。 通常動作を示すフローチャートである。

図１は、本発明の実施形態に係る生物用監視システムの主要構成を示す図である。生物用監視システム１は、親機１０および複数の子機（この例では子機２０Ａおよび子機２０Ｂ）を備えている。親機１０、子機２０Ａ、および子機２０Ｂは、それぞれ本発明における生物用監視装置に相当する。親機１０は、ユーザである猟師９０１が保持している。

子機２０Ａおよび子機２０Ｂは、それぞれ監視対象の動物である猟犬９０２Ａおよび猟犬９０２Ｂに装着されている。親機１０、子機２０Ａ、および子機２０Ｂは、無線通信機能を有する。親機１０、子機２０Ａ、および子機２０Ｂは、測位衛星ＳＡＴが放送する測位用信号（例えばＧＰＳ信号）を受信し、測位を行うことで位置情報を取得する機能を有する。

図２（Ａ）は、親機１０の外観図であり、図３（Ａ）は、親機１０の構成を示すブロック図である。

親機１０は、制御部１１１、ＧＰＳ受信部１１２、無線通信部１１３、電池１１４、記憶部１１５、操作部１１６、表示部１１７、スピーカ１１８、変復調部１１９、ＧＰＳ受信アンテナ１２１、および無線通信用アンテナ１３１を備えている。

制御部１１１には、ＧＰＳ受信部１１２、電池１１４、記憶部１１５、操作部１１６、表示部１１７、および変復調部１１９が接続されている。電池１１４は、親機１０の各部に電力供給を行う。

制御部１１１は、親機１０全体の制御を行う。制御部１１１は、記憶部１１５に記憶されている動作用プログラムを実行することで、種々の動作を行う。例えば、制御部１１１は、操作部１１６で受け付けたユーザの操作に応じて、表示部１１７に表示する画像を変更する動作を行う。なお、記憶部１１５は、動作用プログラムの実行時に利用する一時メモリとしても機能する。また、記憶部１１５は、制御部１１１が取得した各種の情報（例えば各子機の位置情報）を記憶する。

ＧＰＳ受信部１１２は、ＧＰＳ受信アンテナ１２１に接続されている。ＧＰＳ受信部１１２は、本発明の位置情報取得手段に相当し、ＧＰＳ受信アンテナ１２１で受信した測位用信号を用いて、親機１０を測位し、位置情報を取得する。取得した位置情報は、制御部１１１に出力される。

制御部１１１は、記憶部１１５に記憶されている地図データを読み出し、表示部１１７に地図画像を表示する。また、制御部１１１は、ＧＰＳ受信部１１２で取得した位置情報に基づいて、地図上に自装置の位置を表示する。

変復調部１１９は、各種情報の変復調を行う。本実施形態では、音に係る情報はアナログ変調（例えばＦＭ変調）を行い、位置情報等の他の情報はデジタル変調（例えばサブキャリアＭＳＫ変調）を行う。変復調部１１９は、無線通信部１１３で受信した各種情報を復調して制御部１１１に出力する。また、変復調部１１９は、制御部１１１から出力される各種情報を変調して無線通信部１１３に出力する。

無線通信部１１３は、無線通信用アンテナ１３１に接続されている。無線通信部１１３は、本発明の通信手段に相当し、子機２０Ａまたは子機２０Ｂから送信された変調済の各種情報を受信して変復調部１１９に出力する。変復調部１１９は、受信した各種情報を復調し、制御部１１１に出力する。子機２０Ａおよび子機２０Ｂからは、例えば各装置の位置情報が送信される。制御部１１１は、受信した各装置の位置情報に基づいて、表示部１１７に表示している地図上に、各子機の位置を表示する。また、子機２０Ａおよび子機２０Ｂからは、位置情報以外の付加情報も送信される。付加情報は、例えば、各子機のマイクで取得した音に係る情報である。変復調部１１９は、復調した音をスピーカ１１８を介して出力する。

図２（Ｂ）は、子機２０Ａの外観図であり、図３（Ｂ）は、子機２０Ａの構成を示すブロック図である。なお、図２（Ｂ）および図３（Ｂ）においては代表して子機２０Ａについて示すが、子機２０Ａおよび子機２０Ｂは、同じ構成および同じ機能を有する。

子機２０Ａは、制御部２１１、ＧＰＳ受信部２１２、無線通信部２１３、電池２１４、記憶部２１５、マイク２１６、変復調部２１７、ＧＰＳ受信アンテナ２２１、および無線通信用アンテナ２３１を備えている。

制御部２１１には、ＧＰＳ受信部２１２、電池２１４、記憶部２１５、および変復調部２１７が接続されている。電池２１４は、子機２０Ａの各部に電力供給を行う。

制御部２１１は、子機２０Ａ全体の制御を行う。制御部２１１は、記憶部２１５に記憶されている動作用プログラムを実行することで、種々の動作を行う。なお、記憶部２１５は、動作用プログラムの実行時に利用する一時メモリとしても機能する。また、記憶部２１５は、制御部２１１が取得した各種の情報（自装置の位置情報等）を記憶する。

ＧＰＳ受信部２１２は、ＧＰＳ受信アンテナ２２１に接続されている。ＧＰＳ受信部２１２は、本発明の位置情報取得手段に相当し、ＧＰＳ受信アンテナ２２１で受信した測位用信号を用いて、子機２０Ａを測位し、位置情報を取得する。取得した位置情報は、制御部２１１に出力される。

制御部２１１は、取得した位置情報を記憶部２１５に一時記憶する。そして、制御部２１１は、所定のタイミングで当該位置情報を読み出し、変復調部２１７に出力する。

変復調部２１７は、変復調部１１９と同様に、各種情報の変復調を行う。変復調部２１７は、制御部２１１から出力された位置情報を変調して、無線通信部２１３に出力する。また、変復調部２１７は、無線通信部２１３を介して親機１０から受信した各種情報を復調して制御部２１１に出力する。親機１０からは、例えば設定情報（利用するチャンネルを示す情報）が送信される。

無線通信部２１３は、無線通信用アンテナ２３１に接続されている。無線通信部２１３は、本発明の通信手段に相当し、変復調部２１７から出力された変調済の位置情報を親機１０に送信する。

また、変復調部２１７は、マイク２１６で取得される音を変調（ＦＭ変調）し、無線通信部２１３に出力する。無線通信部２１３は、変復調部２１７から出力された音に係る情報を親機１０に送信する。なお、この例では、マイク２１６が本発明の付加情報取得手段に相当し、音に係る情報が付加情報に相当するが、例えば付加情報取得手段として温度センサを用いて、猟犬の体温を示す生物情報（あるいは、自装置の温度を示す自装置情報）を付加情報として親機１０に送信するようにしてもよい。

これにより、親機１０では、各子機の位置が表示されるとともに、各子機のマイクで取得された音が出力されるため、ユーザは、各猟犬の位置および鳴き声（または各子機の周囲の環境音）等を把握することができる。

本実施形態の無線通信は、免許が不要である規格を用いる。例えば、動物監視システムに用いることができる規格としては、１５０ＭＨｚ帯域の５チャンネルを利用する規格が存在する。したがって、本実施形態の生物用監視システムは、当該規格の無線通信を用いることで、各子機を猟犬等の動物に装着して、各猟犬の位置情報および鳴き声等の音情報を適法に送受信することができる。

ただし、このような免許が不要である規格では、利用できる帯域およびチャンネル数が少なく、多数の子機を運用することが難しい。そこで、親機１０、子機２０Ａ、および子機２０Ｂは、それぞれ１つの周波数帯域および１チャンネルにおいて、予め割り当てられたタイムスケジュールで、各種情報を送信する。これにより、本実施形態の生物用監視システムでは、利用できる帯域およびチャンネル数が少ない場合であっても、多数の子機を同時に運用して、各子機の位置情報および位置情報以外の情報（例えば音に係る情報）を送受信することができる。

図４は、子機２０Ａの機能的構成を示すブロック図である。なお、図４においては、代表して子機２０Ａについて説明するが、親機１０および子機２０Ｂについても同様の構成および機能を有する。

子機２０Ａの制御部２１１は、機能的に、時刻同期部２５１、演算処理部２５２、および切替部２５３を備えている。記憶部２１５には各種情報（情報１Ａ、情報１Ｂ、・・・情報１Ｎ）が記憶されている。

時刻同期部２５１は、ＧＰＳ受信部２１２で受信したＧＰＳ信号に含まれているＧＰＳ時刻情報に同期して、一定周期（例えば５秒経過毎）で同期信号を出力する。演算処理部２５２は、時刻同期部２５１から同期信号を入力したとき、予め割り当てられたタイムスケジュールにしたがって、切替部２５３に情報の送信を指示する。タイムスケジュールは、記憶部２１５に記憶されている。タイムスケジュールは、初期設定時に各装置において共有される。切替部２５３は、演算処理部２５２の指示にしたがって、記憶部２１５に記憶されている各種情報（ここでは位置情報）を読み出し、読み出した情報を変復調部２１７に出力する。

図５は、タイムスケジュールを示す概念図である。図６は、初期設定の動作を示すフローチャートである。図７は、通常時の動作を示すフローチャートである。

図６に示すように、親機１０は、起動後にまず無線周波数の設定を行う（ｓ１１）。この例では、親機１０は、１５０ＭＨｚ帯域の５チャンネルのうち、いずれか１のチャンネルを選択する。その後、親機１０は、子機登録モードを起動する（ｓ１２）。一方、子機２０Ａにおいては、起動後にまず登録モードを起動する（ｓ２１）。

親機１０は、登録モード時に、各子機のＩＤの登録を受け付ける（ｓ１３）。ＩＤは、各装置の固有の識別情報であり、子機２０Ａにおいては、例えばＩＤ１とする。各子機のＩＤは、例えばユーザが操作部１１６を用いて手動で入力する。親機１０は、入力された各子機のＩＤを記憶部１１５に記憶する処理（登録処理）を行う（ｓ１４）。そして、親機１０は、各装置にタイムスロットを割り当てて、タイムスケジュールを作成する（ｓ１５）。

図５に示すように、タイムスケジュールは、ＧＰＳ同期タイミング毎に各装置が各種情報を送信する時間帯を示す情報である。この例では、ＧＰＳ同期タイミングが到達すると、最初のタイムスロットとして子機２０Ａが情報１Ａを送信するようになっている。情報１Ａは、例えば位置情報である。その他の情報は、付加情報である。付加情報には、音に係る情報（音情報）が含まれている。子機２０Ａが各タイムスロットにおいて全ての情報を送信した後には、子機２０Ｂが各種情報を送信する時間帯となる。

親機１０は、このようなタイムスケジュールと、親機１０のＩＤと、利用するチャンネルを示す情報と、を、設定情報として全ての子機に送信する（ｓ１６）。各子機では、親機１０から送信された設定情報を受信し（ｓ２２）、設定情報に基づいて各種設定を行う（ｓ２３）。例えば、子機２０Ａは、設定情報に含まれているタイムスケジュールおよび親機１０のＩＤを記憶部２１５に記憶するとともに、無線通信部２１３で用いるチャンネルの設定を行う。

これにより、各装置は、各種情報の送受信が可能になる。その後、各装置は、ＧＰＳ同期タイミングにおいて、設定されたタイムスケジュールで各種情報を送信する。例えば、図７に示すように、子機２０Ａは、時刻同期部２５１から同期信号が出力されて、ＧＰＳ同期タイミングが通知されたとき（ｓ５１）、自装置の送信タイミングであるか否かを判断する（ｓ５２）。図５の例では、ＧＰＳ同期タイミングとなってから、最初に子機２０Ａの送信時間帯となる。したがって、子機２０Ａの演算処理部２５２は、まず情報１Ａを送信するように、切替部２５３に情報１Ａを出力するように指示する。切替部２５３は、記憶部２１５から情報１Ａを読み出し、変復調部２１７に出力する。これにより、まず情報１Ａが送信される。

なお、演算処理部２５２は、位置情報または音以外の付加情報を送信するタイミングである場合、変復調部２１７に対して、デジタル変調を行うように指示する。また、演算処理部２５２は、音に係る情報を送信するタイミングである場合、変復調部２１７に対して、アナログ変調を行うように指示するとともに、切替部２５３からは情報を出力しないように設定する。これにより、音に係る情報を送信するタイミングでは、マイク２１６から出力された音がＦＭ変調されて親機１０に送信される。

親機１０は、受信した情報を復調する。親機１０の制御部１１１は、受信した子機２０Ａの位置情報に基づいて、表示部１１７に表示している地図上に、子機２０Ａの位置を表示する。また、音に係る情報が受信された場合には、変復調部１１９で復調された音がスピーカ１１８から出力される。

このようにして、各装置間で各種情報が送受信される。本実施形態の生物用監視システムでは、ＧＰＳ信号による非常に高精度な時刻情報を用いて同期を行うため、各装置が情報を送信するタイミングでは、他の装置は各種情報を送信することがなく、適切に各種情報を送受信することができる。

また、上述の実施形態では、ユーザが猟師であり、子機を装着する対象は猟犬である場合を例として説明したが、ユーザは猟師に限るものではなく、子機を装着する対象は、他の動物であってもよい。また、規格上、許されるのであれば、子機を人体に装着して、位置情報および付加情報（例えば体温に係る情報等）を親機に送信するようにしてもよい。

また、本実施形態の生物用監視システムでは、予めタイムスケジュールを設定しておけば、複数の親機間においても、各種情報を送受信することが可能である。これにより、各ユーザは、他のユーザの位置を把握することも可能である。

１…生物用監視システム
１０…親機
２０Ａ，２０Ｂ…子機
１１１…制御部
１１２…ＧＰＳ受信部
１１３…無線通信部
１１４…電池
１１５…記憶部
１１６…操作部
１１７…表示部
１１８…スピーカ
１１９…変復調部
１２１…ＧＰＳ受信アンテナ
１３１…無線通信用アンテナ
２１１…制御部
２１２…ＧＰＳ受信部
２１３…無線通信部
２１４…電池
２１５…記憶部
２１６…マイク
２１７…変復調部
２２１…ＧＰＳ受信アンテナ
２３１…無線通信用アンテナ
２５１…時刻同期部
２５２…演算処理部
２５３…切替部
９０１…猟師
９０２Ａ，９０２Ｂ…猟犬

Claims (6)

1. 生物に装着されて該生物を監視する生物用監視装置であって、
   自装置の位置情報を取得する位置情報取得手段と、
   前記生物の生体又は環境を示す付加情報を取得する付加情報取得手段と、
   複数の生物用監視装置との間で１の周波数帯域によって無線通信する親機において設定された、前記複数の生物用監視装置の各装置を識別する識別情報、各装置の位置情報及び付加情報を送信する送信タイミングを前記装置ごとに対応付けたタイムスケジュールを該親機から受信する受信手段と、
   前記タイムスケジュールにおける自装置の識別情報に対応する送信タイミングで、前記位置情報と前記付加情報を前記親機に対して送信する送信手段と、
   を備えた生物用監視装置。
2. 請求項１に記載の生物用監視装置であって、
   前記位置情報取得手段は、時刻情報が含まれた測位用信号を受信することにより測位を行い、前記位置情報を取得することを特徴とする生物用監視装置。
3. 請求項１または請求項２に記載の生物用監視装置において、
   前記付加情報取得手段は、前記付加情報として音を取得し、
   前記付加情報には、取得した音に係る情報が含まれていることを特徴とする生物用監視装置。
4. 請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の複数の生物用監視装置と、
   前記複数の生物用監視装置との間で１の周波数帯域によって無線通信して、前記複数の生物用監視装置の各装置を識別する識別情報、各装置の位置情報及び付加情報を送信する送信タイミングを前記装置ごとに対応付けたタイムスケジュールを前記複数の生物用監視装置に対して送信する親機と、
   を備えた生物用監視システム。
5. 生物に装着されて該生物を監視する生物用監視方法であって、
   自装置の位置情報を取得する位置情報取得ステップと、
   前記生物の生体又は環境を示す付加情報を取得する付加情報取得ステップと、
   複数の生物用監視装置との間で１の周波数帯域によって無線通信する親機において設定された、前記複数の生物用監視装置の各装置を識別する識別情報、各装置の位置情報及び付加情報を送信する送信タイミングを前記装置ごとに対応付けたタイムスケジュールを該親機から受信する受信ステップと、
   前記タイムスケジュールにおける自装置の識別情報に対応する送信タイミングで、前記位置情報と前記付加情報を前記親機に対して送信する送信ステップと、
   を備えた生物用監視方法。
6. 生物に装着されて該生物を監視する生物用監視装置に処理を実行させるプログラムであって、
   自装置の位置情報を取得する位置情報取得ステップと、
   前記生物の生体又は環境を示す付加情報を取得する付加情報取得ステップと、
   複数の生物用監視装置との間で１の周波数帯域によって無線通信する親機において設定された、前記複数の生物用監視装置の各装置を識別する識別情報、各装置の位置情報及び付加情報を送信する送信タイミングを前記装置ごとに対応付けたタイムスケジュールを該親機から受信する受信ステップと、
   前記タイムスケジュールにおける自装置の識別情報に対応する送信タイミングで、前記位置情報と前記付加情報を前記親機に対して送信する送信ステップと、
   を生物用監視装置に実行させるプログラム。