WO2022154104A1 - システム - Google Patents

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WO2022154104A1
WO2022154104A1 PCT/JP2022/001231 JP2022001231W WO2022154104A1 WO 2022154104 A1 WO2022154104 A1 WO 2022154104A1 JP 2022001231 W JP2022001231 W JP 2022001231W WO 2022154104 A1 WO2022154104 A1 WO 2022154104A1
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WO
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magnetic
unit
reference point
magnetic marker
positioning
Prior art date
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PCT/JP2022/001231
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English (en)
French (fr)
Inventor
道治 山本
知彦 長尾
均 青山
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Aichi Steel Corp
Original Assignee
Aichi Steel Corp
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Publication date
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Ceased legal-status Critical Current

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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B7/00—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B7/00—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques
    • G01B7/16—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques for measuring the deformation in a solid, e.g. by resistance strain gauge
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S19/00—Satellite radio beacon positioning systems; Determining position, velocity or attitude using signals transmitted by such systems
    • G01S19/01—Satellite radio beacon positioning systems transmitting time-stamped messages, e.g. GPS [Global Positioning System], GLONASS [Global Orbiting Navigation Satellite System] or GALILEO
    • G01S19/13—Receivers
    • G01S19/14—Receivers specially adapted for specific applications

Definitions

  • the present invention relates to a system for managing the position of a reference point.
  • GNSS Global Navigation Satellite System
  • an electronic reference point incorporating a satellite radio wave receiver, a wireless communication device, or the like is adopted (see, for example, Patent Document 1).
  • Each electronic reference point of the GNSS system periodically receives satellite radio waves and transmits satellite radio wave reception information, positioning result position data, etc. to an external server device.
  • the position of each electronic reference point is managed by the server device.
  • the server device monitors changes in the position of one electronic reference point, changes in the distance between different electronic reference points, and the like. Then, the server device detects signs of crustal movement such as volcanic activity and earthquakes based on changes over time in positional data relating to the reference point.
  • the present invention has been made in view of the above-mentioned conventional problems, and an object of the present invention is to provide a reference point system capable of suppressing infrastructure costs.
  • the present invention is a system for managing the position of a reference point.
  • a magnetic marker provided at the reference point so as to act magnetism on the periphery, and
  • a storage unit that stores the position of the magnetic marker as the position of the reference point, and
  • the system includes an output unit that outputs information indicating a change over time in the position of the reference point.
  • the system of the present invention is a system capable of storing the position of the magnetic marker as the position of the reference point and outputting information indicating the change with time of the position of the reference point.
  • a magnetic marker that acts on magnetism is arranged at a reference point.
  • a magnetically detectable magnetic marker is arranged at each reference point. In this system, the installation cost of each reference point is low, so that it is relatively easy to control the system cost.
  • Explanatory drawing which shows the structure of a system.
  • a perspective view showing a reference post Perspective view of the magnetic marker.
  • Top view of the wireless tag Explanatory drawing which shows the structure of a drone.
  • the block diagram which shows the electrical composition of a control unit.
  • Explanatory drawing which shows the structure of the sensor array.
  • a flow chart showing the flow of command information transmission processing by the management server.
  • a flow chart showing the flow of positioning processing by a drone.
  • Explanatory drawing of detection operation of a magnetic marker by a drone Explanatory drawing which illustrates the temporal change of the magnetic measurement value in the anteroposterior direction when a drone passes directly above a magnetic marker.
  • Explanatory drawing which illustrates distribution of the magnetic measurement value in the width direction by magnetic sensors C1 to C15 when a drone is positioned right above a magnetic marker.
  • a flow chart showing the flow of analysis processing by the server device.
  • Explanatory drawing which shows other application example of a system.
  • the system of a preferred embodiment of the present invention comprises a moving body including a magnetic sensor for measuring the magnitude of the acting magnetism.
  • a detection unit that detects the magnetic marker by processing the magnetic measurement value by the magnetic sensor,
  • a positioning unit that positions the moving body and
  • a position specifying unit that specifies the position of the magnetic marker based on the position of the moving body positioned by the positioning unit when the magnetic marker is detected by the detecting unit.
  • the system includes a storage unit that stores the position of the magnetic marker specified by the position specifying unit as the position of the reference point.
  • a magnetic marker arranged at a reference point is detected using a moving body, and the position of the moving body when the magnetic marker is detected is positioned.
  • the position of the magnetic marker is specified based on the position of the moving body and stored as the position of the reference point.
  • it is not necessary to provide a configuration for executing positioning at each reference point and it is only necessary to provide a magnetic marker that can be detected by using a moving body at each reference point.
  • the installation cost of each reference point is low, so that it is relatively easy to control the system cost.
  • Example 1 This example is an example relating to a system 1 for positioning the reference point P by detecting the magnetic marker 10 provided at the reference point P with a drone 2 which is an example of a moving body. This content will be described with reference to FIGS. 1 to 14.
  • the system 1 of this example is a system used for surveying the mountain body 1M as shown in FIGS. 1 and 2.
  • reference points P are provided at a plurality of locations around the mountain body 1M, and reference posts 1P are erected at each reference point P.
  • a magnetic marker 10 is installed on the upper end surface of each columnar reference post 1P.
  • a drone an example of an unmanned aerial vehicle or a moving body
  • the server device 100 capable of communicating with the drone 2 executes the management and analysis processing of the position data of the reference point P.
  • (1) system configuration and (2) system operation will be described.
  • the reference post 1P (Figs. 1 and 2) is a pillar of RC structure with a base diameter of about 1 m and an upper end surface diameter of about 20 cm, and is erected using the foundation that reaches the bedrock forming the mountain body 1M. ing.
  • the reference post 1P is provided at a reference point P such as the mountaintop or the middle of the mountain body 1M.
  • a reference point P such as the mountaintop or the middle of the mountain body 1M.
  • the distances between the two reference posts 1P located opposite to each other across the mountaintop are specified, the crustal movement of the mountain body 1M such as expansion can be detected by the change in the distance.
  • a reference post 1P is provided on a mountain body 1M where volcanic activity is dormant, it is possible to estimate the amount of magma accumulated inside, which is useful for predicting volcanic activity such as an eruption.
  • the upper end surface of the reference post 1P is a flat surface. On the upper end surface thereof, for example, a pattern serving as a mark 11 such as a cross or a double circle is provided.
  • the pattern serving as the mark 11 is useful for detecting, for example, the reference post 1P from the sky.
  • the pattern may also be formed by a reflective material that reflects infrared light. If infrared light is projected from the drone 2 at night, the reference post 1P can be detected relatively easily by using the mark 11.
  • an accommodating hole 110 which is a recess for accommodating the columnar magnetic marker 10 is provided.
  • the magnetic marker 10 is held in a state of being substantially flush with the upper end surface.
  • the magnetic marker 10 may be fixed by driving into the accommodating hole 110, adhering with an adhesive material, or the like, or may be accommodated in the accommodating hole 110 so that it can be inserted and removed.
  • the magnetic marker 10 can be inserted and removed, the work such as regular maintenance and replacement of the magnetic marker 10 becomes easy.
  • a plate on which a magnet can be attracted or a drone (an example of a moving body for maintenance) equipped with a magnet the magnetic marker 10 is lifted by a magnetic attraction force and pulled out from the accommodating hole 110 for recovery. Is also good.
  • the magnetic marker 10 is arranged by dropping the magnetic marker 10 into the accommodating hole 110 by lowering the drone in a state where the magnetic marker 10 is magnetically attracted and suspended. It is also good to set up.
  • the magnet on the drone side it is preferable to use an electromagnet or the like in which the north pole and the south pole can be exchanged or the magnetic force can be lost. If the electromagnet is capable of exchanging the north and south poles, the magnetic marker 10 can be pushed into the accommodating hole 110 by a magnetic reaction force.
  • the magnetic marker 10 (FIG. 3) is a marker in which an RFID tag 15 (Radio Frequency IDentification Tag) is integrally held by a columnar magnet 10M having a diameter of 20 mm and a height of 28 mm. As described above, the magnetic marker 10 is held in the reference post 1P in a state of being accommodated in the accommodation hole 110 (FIG. 2) on the upper end surface of the reference post 1P.
  • the magnet 10M forming the magnetic marker 10 is a ferrite plastic magnet in which magnetic powder of iron oxide, which is a magnetic material, is dispersed in a polymer material as a base material.
  • the polymer material is, for example, Chlorinated Polyethylene, Poly Phenylene Sulfide-PPS, or the like.
  • a sheet-shaped RFID tag 15 is arranged on the end face of the columnar magnet 10M.
  • the RFID tag 15 is an electronic component that wirelessly outputs tag information.
  • a coating layer made of a resin material may be provided on the surface.
  • the coating layer may be a layer made of a composite material in which fibers are impregnated with a resin material.
  • the RFID tag 15 may be arranged on the end face of the magnet 10M on which the coating layer is formed.
  • a coating layer may be provided on all or part of the outer surface of the magnet 10M.
  • the RFID tag 15 it is also possible to embed all or a part of the RFID tag 15 inside the magnet 10M.
  • a sheet-shaped magnetic marker made of a magnet sheet may be adopted.
  • it may be a magnetic marker in which two magnet sheets are bonded together.
  • the sheet-shaped RFID tag 15 may be sandwiched between the two magnet sheets.
  • the RFID tag 15 (FIG. 4) is an electronic component in which an IC chip 157 is mounted on the surface of a tag sheet 150 cut out from, for example, a PET (PolyEthylene Terephthalate) film.
  • a print pattern of the antenna 153 is provided on the surface of the tag sheet 150.
  • the antenna 153 has both an antenna function for feeding power that generates an exciting current by electromagnetic induction from the outside and an antenna function for communication that wirelessly transmits tag information.
  • the RFID tag 15 operates by wireless external power supply, and outputs tag information such as tag ID, which is identification information, to the outside.
  • the tag ID externally output by the RFID tag 15 can be used as the identification information of the magnetic marker 10 and the identification information of the reference point P (reference post 1P).
  • the magnet 10M forming the magnetic marker 10 as described above is a magnet in which magnetic powder is dispersed in a polymer material. Since the magnet 10M has a large electrical internal resistance, there is little possibility that an eddy current is generated according to the wireless power supply to the RFID tag 15. Therefore, in the case of the magnetic marker 10 that employs this magnet 10M, electric power can be efficiently supplied to the RFID tag 15.
  • the magnet 10M of this example constituting the magnetic marker 10 is suitable as a magnet for holding the RFID tag 15.
  • Drone Drone 2 (FIGS. 5 and 6) is an unmanned aerial vehicle capable of flying by remote control or autopilot (autonomous control).
  • the drone 2 of this example is a multicopter having four rotor blades 2P around the fuselage 2B.
  • the drone 2 flies under the individual control of the four rotor blades 2P.
  • the size of the body 2B of the drone 2 is about 30 cm in the front-rear direction and about 20 cm in the width.
  • the body 2B of the drone 2 includes a control unit 20, an object detection sensor such as a millimeter wave radar 252 and an image sensor 251 and a sensor array 21 including a magnetic sensor Cn, a tag reader unit 241 that communicates with an RFID tag 15, a GPS unit 221 and an IMU. It is configured to include a positioning unit such as (Inertial Measurement Unit) 222 and a wireless communication unit 209 that communicates with the server device 100.
  • a control unit 20 an object detection sensor such as a millimeter wave radar 252 and an image sensor 251 and a sensor array 21 including a magnetic sensor Cn
  • a tag reader unit 241 that communicates with an RFID tag 15
  • GPS unit 221 GPS unit 221
  • IMU IMU
  • It is configured to include a positioning unit such as (Inertial Measurement Unit) 222 and a wireless communication unit 209 that communicates with the server device 100.
  • the millimeter wave radar 252 is an object detection sensor that uses millimeter waves with a wavelength of 1 to 10 mm and a frequency of 30 to 300 GHz.
  • the millimeter wave radar 252 detects an object by using the reflected radio wave when the millimeter wave is transmitted, and measures the distance to the object.
  • the millimeter-wave radar 252 is arranged so as to be able to monitor surrounding obstacles.
  • the image sensor 251 is an object detection sensor including a camera for photographing the front and the bottom.
  • the image sensor 251 includes a processing circuit (not shown) that performs image processing on an image captured by the camera.
  • the image sensor 251 performs image processing on the captured image in front to detect an obstacle in front. Further, the image taken below is subjected to image processing to detect the mark 11 of the reference post 1P.
  • the drone 2 of this example includes a GPS unit 221 capable of positioning an absolute position (two-dimensional position) and the like, and an IMU 222 capable of measuring acceleration, angular velocity, etc. as a positioning unit.
  • the GPS unit 221 which is an example of the positioning unit is a unit that measures an absolute position by using GPS (Global Positioning System) which is a kind of GNSS (Global Navigation Satellite System).
  • the GPS unit 221 is configured to position the center of the sensor array 21 attached along the width direction of the fuselage 2B.
  • the magnetic sensor C8 is located at the center of the sensor array 21. It is not an essential requirement that the positioning position by the positioning unit is the center position of the sensor array 21.
  • the position that serves as a reference for the amount of lateral displacement which will be described later, is set as the positioning position, but such a requirement is not essential.
  • the relative positional relationship between the position that serves as the reference for the amount of strike-slip and the positioning position is specified, and it is sufficient that the position that serves as the reference for the amount of strike-slip can be specified based on the positioning position.
  • the IMU 222 has a gyro sensor that measures angular velocities around three orthogonal axes, an acceleration sensor that measures acceleration in the three axes, and the like.
  • the angular velocity and acceleration measured by the IMU 222 can be used for attitude control of the drone 2 and for autonomous flight by inertial navigation.
  • the IMU 222 which is an example of the estimation unit, estimates the direction of the drone 2 by integrating the angular velocity and the like, and estimates the displacement amount of the drone 2 by the double integral of the acceleration and the like.
  • the tag reader unit 241 is a communication unit that wirelessly communicates with the RFID tag 15 held by the magnetic marker 10 (see FIG. 3).
  • the tag reader unit 241 wirelessly transmits the electric power required for the operation of the RFID tag 15 to operate the RFID tag 15 and read the tag ID (tag information) which is the identification information of the RFID tag 15.
  • this tag ID is used as the identification information of the magnetic marker 10 and the identification information of the reference point P (reference post 1P).
  • the wireless communication unit 209 is a unit for executing wireless communication with the server device 100 (see FIG. 1) via the Internet.
  • the wireless communication unit 209 transmits the position data of the magnetic marker 10 and the like to the server device 100.
  • the control unit 20 (FIG. 6) is a unit that controls various sensors and the like in addition to controlling the rotor blade 2P.
  • the control unit 20 is an arithmetic unit including an electronic circuit 200.
  • the electronic circuit 200 is equipped with electronic components such as a CPU (Central Processing Unit) 201, a ROM (Read Only Memory) 203, and a RAM (Random Access Memory) 205, and has an I / O unit (Input / Output) 207. It is a provided circuit.
  • a storage device (storage medium) 208 such as a solid state drive (SSD), a wireless communication unit 209, or the like is connected to the electronic circuit 200.
  • the control unit 20 has a function as a position specifying unit that identifies the position of the magnetic marker 10 based on the position of the drone (moving body) 2 positioned by the GPS unit 221 when the magnetic marker 10 is detected. ..
  • the position data of the magnetic marker 10 is transmitted to the server device 100 and stored as the position of the reference point P.
  • a map database (map DB) 208T is provided by using the storage area of the storage device 208.
  • the map DB208T stores map data showing the arrangement of a drone base (not shown) provided with a parking space for the drone 2 to stand by, a mountain body 1M, a reference point P (see FIG. 1), and the like.
  • the map data includes data on the absolute position of each position, data representing the terrain such as altitude and undulations, and data for identifying flight restricted areas.
  • a reference point P is mapped to this map data.
  • Each reference point P is associated with the tag ID of the RFID tag 15 attached to the magnetic marker 10. This tag ID is used as identification information of the reference point P (reference post 1P).
  • the map data stored in the map DB 208T is used by the control unit 18 for determining a movement route and the like.
  • control unit 20 it is also possible to configure the control unit 20 so that the real-time weather conditions such as wind speed and precipitation and the flight positions of other drones 2 can be received from the server device 100 at any time.
  • the real-time weather conditions such as wind speed and precipitation
  • the flight positions of other drones 2 can be received from the server device 100 at any time.
  • a dynamic map that reflects real-time weather conditions and the like can be constructed, and flight control using the dynamic map becomes possible.
  • the map DB208T may be provided in the server device 100 or the external device.
  • the drone 2 can refer to the map DB208T at any time by using the wireless communication unit 209, so that the map DB208T and the like can be omitted from the configuration of the drone 2.
  • the server device 100 provided with the map DB 208T may remotely control the drone 2 by remote control.
  • the output signals of the positioning unit 22 and various sensors included in the drone 2 may be transmitted to the server device 100 or the like at any time.
  • the sensor array 21 (FIGS. 5 and 7) is a unit including a magnetic sensor Cn for measuring the magnitude of the acting magnetism.
  • the sensor array 21 of this example 15 magnetic sensors are arranged in a row at 1 cm intervals.
  • the sensor array 21 includes a detection processing circuit 212 that executes detection processing of the magnetic marker 10 and the like.
  • the detection processing circuit 212 which forms an example of the detection unit, detects the magnetic marker 10 by processing 15 magnetic measurement values output by the magnetic sensor Cn.
  • a sensor array 21 is attached to the bottom surface of the body 2B of the drone 2 so that the lower magnetic source can be detected.
  • the sensor array 21 is attached so that the arrangement direction of the magnetic sensors Cn coincides with the width direction (left-right direction) of the body 2B.
  • the eighth magnetic sensor C8 in the middle is located at the center of the body 2B in the width direction. As described above, the position of the magnetic sensor C8 corresponds to the position determined by the GPS unit 221.
  • the magnetic sensor Cn for example, a high-sensitivity MI sensor that detects magnetism by using a known MI effect (Magneto Impedance Effect) is suitable.
  • the MI effect is an effect that the impedance of a magnetic sensitive body such as an amorphous wire changes sensitively according to an external magnetic field.
  • each magnetic sensor to the sensor array 21 can detect the magnetic component in the front-rear direction and the magnetic component in the width direction of the body 2B (drone 2) so that each magnetic sensor Cn of the sensor array 21 can detect the magnetic component in the front-rear direction and the magnetic component in the width direction.
  • the Cn is incorporated and the sensor array 21 is attached to the body 2B.
  • a magnetic sensor that can detect magnetic components in the vertical direction in addition to the front-rear direction and the width direction of the body 2B may be used.
  • the magnetic sensor may be capable of detecting only the magnetic component in the front-rear direction or only the magnetic component in the vertical direction.
  • the MI sensor exemplified as the magnetic sensor Cn is a magnetic sensor having very excellent characteristics such as excellent spatial resolution, good responsiveness, and high sensitivity.
  • By using such an MI sensor it is possible to suppress the magnetic force required for the magnetic marker arranged at the reference point P. Considering the influence on the natural world including wild animals and plants, the magnetic force of the magnetic marker arranged at the reference point P should be suppressed as much as possible. In such a case, an MI sensor that can suppress the magnetic force required for the magnetic marker to a small value is a selection close to the best.
  • the server device 100 is a device for managing the position (absolute position) of the reference point P (reference post 1P), the distance between the reference points P, and the like.
  • the server device 100 can exchange various data with the drone 2 via a public communication line such as the Internet.
  • the server device 100 includes a main body including a storage device such as an electronic board or a hard disk drive on which a CPU is mounted, a monitor device such as a liquid crystal display, and an input device such as a keyboard and a mouse. ing.
  • the operator can input the target positioning time of the reference point P or the like by using the input device.
  • the server device 100 includes a storage unit that stores the position of the reference point P, a fluctuation identification unit that specifies the amount of time variation of the distance between the reference points P, and a notification unit that notifies that the activity of the mountain body 1M has become active. , Has the function as.
  • the storage device which forms an example of the storage unit, stores the position of the magnetic marker 10 specified by the drone 2 as the position of the reference point P.
  • the fluctuation identification unit is realized by a main body including a CPU.
  • the main body of the server device 100 quantifies the difference between the positions of any two reference points P stored in the storage device, that is, the temporal variation of the distance between the two reference points P as the amount of variation.
  • the amount of time variation of the distance between the two reference points exceeds the threshold value, for example, the display by the monitoring device (an example of the notification unit) of the server device 100 notifies that the volcanic activity is active.
  • the quantity is illustrated.
  • the fluctuation rate such as the ratio of the fluctuation amount over time and the ratio of the fluctuation amount to the distance between the two reference points P is used as a physical quantity representing the degree of change over time in the position of the reference point P. It is also good to identify. It is also possible to specify information indicating the change with time of the position of any one reference point P or a physical quantity representing the degree of change with time of the position of any one of the reference points P.
  • the server device 100 lists the position information of the reference point P over the past predetermined period as information indicating the change over time of the position of the reference point P on the display screen of the display device by the server device 100 which is an example of the output unit. It is also good to display.
  • the position information of the reference point P may be the position information of any one of the reference points P, or may be the information of the difference between the positions of any two reference points P.
  • the position information of the reference point P may be printed and output by the server device 100, which is an example of the output unit, by using a printer, and the server device, which is an example of the output unit, stores a hard disk device, a USB memory, or the like.
  • the position information may be output by recording in the area.
  • FIG. 8 is a flow chart showing a flow of processing in which the server device 100 transmits command information to the drone 2.
  • FIG. 9 is a flow chart showing a flow of processing in which the drone 2 positions the reference point P. 10 to 12 are reference views for explaining the flow chart of FIG. 9.
  • FIG. 13 is a flow chart showing a flow of processing in which the server device 100 executes an analysis regarding the position of the reference point P.
  • positioning of a plurality of reference points P is executed in parallel using a plurality of drones 2. Therefore, the process of FIG. 9 is executed in parallel by the plurality of drones 2.
  • the server device 100 first selects the drone 2 for each reference point P to be positioned when positioning a plurality of reference points P (S101).
  • the server device 100 transmits command information including identification information (tag ID) of the reference point P to be positioned, a target positioning time, and the like to the selected drone 2 (S102).
  • identification information tag ID
  • S102 target positioning time
  • the process of step S102 above is repeatedly executed, and the positioning is executed.
  • Command information is transmitted to the drone 2.
  • control unit 20 of each drone 2 receives the command information including the identification information (tag ID) of the reference point P of the positioning target as shown in FIG. 9, the control unit 20 refers to the map data of the map DB 208T (FIG. 7) and is the positioning target.
  • the reference point P of the above is specified and set as the destination (S201).
  • the drone 2 moves toward the reference point P, which is the destination, by autonomous flight using inertial measurement values such as acceleration and angular velocity (S202).
  • the drone 2 When the drone 2 reaches the sky above the reference post 1P, it processes the image taken by the downward camera and tries to detect the mark 11 on the upper end surface of the reference post 1P (S203).
  • the drone 2 grasps the position of the reference point P to be positioned by detecting (image detection) the mark 11 of the reference post 1P in this way. Then, it stands by in a hovering state at a position offset in the horizontal direction from directly above the upper end surface of the reference post 1P so that positioning can be executed when the target positioning time is reached (see FIG. 10).
  • the drone 2 When the target command time related to the command information is reached, the drone 2 is a sensor array arranged in the width direction (horizontal direction) while maintaining a height distance of about 10 cm from the reference post 1P as shown in FIG. It flies so as to scan the upper end surface by 21. The drone 2 attempts to detect the magnetic marker 10 during a flight moving forward as shown in the figure (S204). During the flight of the drone 2 as shown in FIG. 10, positioning by the GPS unit 221 is repeatedly executed.
  • each magnetic sensor Cn of the sensor array 21 can measure the magnetic components in the front-rear direction and the width direction of the drone 2. For example, when this magnetic sensor Cn moves along the front-rear direction as shown in FIG. 11 and passes directly above the magnetic marker 10, the measured value (magnetic measurement value) of the magnetic component in the front-rear direction is magnetic as shown in FIG. The positive and negative directions are reversed before and after the marker 10, and the time changes so as to intersect zero at a position directly above the magnetic marker 10.
  • the control unit 20 determines that the magnetic marker 10 has been detected when the sensor array 21 is located directly above the magnetic marker 10 and a zero cross Zc of magnetic measurement values in the front-rear direction occurs.
  • the magnetic measurement value in FIG. 11 may be the sum of the magnetic measurement values of each magnetic sensor Cn (measurement values of magnetic components in the front-rear direction), or the maximum value among the magnetic measurement values of each magnetic sensor Cn. It may be.
  • the magnetic sensor moves along a virtual line in the width direction passing directly above the magnetic marker 10.
  • the measured values (magnetic measured values) of the magnetic components in the width direction are positive and negative reversed on both sides of the magnetic marker 10, and zeros intersect at a position directly above the magnetic marker 10. It changes like. Therefore, in the 15 magnetic sensors Cn arranged along the width direction in the sensor array 21, the positive / negative of the magnetic measurement value in the width direction detected by the magnetic sensor Cn depends on which side the magnetic marker 10 is located on. It will be different (Fig. 12).
  • the control unit 20 can detect the magnetic marker 10 by the flight of the drone 2 illustrated in FIG. 10, that is, when the sensor array 21 is located directly above the magnetic marker 10, the magnetism in the width direction of each magnetic sensor Cn Capture the measured values (magnetic measured values) of the components.
  • a zero cross Zc in which the positive and negative of the magnetic measurement values in the width direction are reversed appears directly above the magnetic marker 10.
  • the position of the zero cross Zc represents the position of the magnetic marker 10 in the width direction.
  • the position of the magnetic marker 10 in the width direction is, for example, the intermediate position between two magnetic sensors Cn adjacent to each other with the zero cross Zc in between, or the magnetic measurement of the magnetic sensors Cn on both outer sides when the magnetic measurement value in the width direction is zero. It can be specified as a position directly below the magnetic sensor Cn in which the positive and negative values are reversed.
  • the control unit 20 measures the deviation of the drone 2 with respect to the magnetic marker 10 in the width direction (an example of a predetermined direction) as the amount of strike-slip.
  • the magnetic sensor C8 at the center of the 15 magnetic sensors Cn constituting the sensor array 21 is located at the center of the drone 2.
  • the control unit 20 specifies the amount of lateral displacement of the drone 2 with respect to the magnetic marker 10 with reference to the position of the central magnetic sensor C8. That is, in the configuration of this example, the position of the magnetic sensor C8 is a position that serves as a reference for the amount of lateral displacement.
  • the example in the figure is an example in which the drone 2 is to the left with respect to the magnetic marker 10. The positive / negative of the amount of lateral displacement is positive when the drone 2 is moved to the left and negative when the drone 2 is moved to the right with respect to the magnetic marker 10.
  • the drone 2 executes wireless power supply to the RFID tag 15 and reads the tag ID.
  • the control unit 20 determines the detection of the magnetic marker 10 on the premise that the tag ID related to the command information and the tag ID read from the magnetic marker 10 match (S204 in FIG. 9). Further, the control unit 20 stores the positioning data by the GPS unit 221 when the magnetic marker 10 can be detected, that is, when the sensor array 21 is located directly above the magnetic marker 10.
  • the GPS unit 221 measures the absolute position of the magnetic sensor C8 located at the center of the body 2B of the drone 2 in the width direction.
  • the position of the magnetic sensor C8 which is a reference position for the amount of lateral displacement with respect to the magnetic marker 10
  • the position of the positioning target is the position of the positioning target.
  • another position that has a predetermined positional relationship with the position that serves as a reference for the amount of strike-slip and that can specify the reference position may be set as the positioning target.
  • control unit 20 When the control unit 20 can detect the magnetic marker 10 (S204), the control unit 20 transmits the position data of the magnetic marker 10 to the server device 100 (S205). When transmitting the position data of the magnetic marker 10, the control unit 20 also transmits the identification information of the magnetic marker 10 (tag ID read when the magnetic marker 10 is detected) and the positioning time (S205).
  • the position of the magnetic marker 10 is specified based on the positioning data stored at the time of detecting the magnetic marker 10 and the amount of strike-slip measured at the time of detecting the magnetic marker 10.
  • the control unit 20 as a position specifying unit is a position obtained by subtracting the amount of lateral displacement specified at the time of detecting the magnetic marker 10 from the absolute position represented by the positioning data, that is, the absolute position of the magnetic sensor C8 at the time of detecting the magnetic marker 10.
  • the position shifted by the amount of lateral displacement is specified as the position of the magnetic marker 10.
  • the position of the magnetic sensor C8 is illustrated as a reference position of the lateral displacement amount, but the reference position of the lateral displacement amount is not limited to the position of the magnetic sensor C8 and may be any position.
  • the drone 2 transmits the position data of the magnetic marker 10 (S205)
  • the drone 2 moves toward the base by autonomous flight (S206). After that, the movement of the drone 2 ends by returning to the drone base (S207: Yes).
  • the flight illustrated in FIG. 10 when the target positioning time related to the command information is reached, the flight illustrated in FIG. 10 is executed. Instead of this, the flight of FIG. 10 may be executed before the target positioning time, and the magnetic marker 10 may be detected in advance. Then, when the target positioning time is reached, the drone 2 may be controlled so as to be in a hovering state directly above the magnetic marker 10. In this case, when the target positioning time is reached, the positioning data of the GPS unit 221 can be acquired with high certainty, so that the accuracy of synchronization with the timing of positioning by the other drone 2 can be improved.
  • the server device 100 when the server device 100 receives the position data (absolute position), identification information, and positioning time of the magnetic marker 10 from any of the drones 2 (S301), it stores them as the position of the reference point P at any time. (S302).
  • the server device 100 stores the positions of all the reference points P to be positioned (S303: Yes)
  • the server device 100 executes an analysis regarding the positions of the reference points P.
  • the identification information among the received information from each drone 2 is used to identify which reference point P the position data of the received magnetic marker 10 corresponds to. Further, the same positioning time is used to confirm synchronization with the timing of positioning by another drone 2.
  • the following description is a description when the synchronization of the positioning timing can be confirmed.
  • the server device 100 specifies the amount of time variation of the distance between the reference points P, which is the difference between the positions of the two reference points P.
  • the server device 100 as a notification unit performs threshold processing on this fluctuation amount, and when it exceeds a predetermined threshold, notifies the possibility that the activity of the mountain body 1M is active, for example, by displaying using a monitoring device. do.
  • the positioning times for each reference point P match.
  • similar positioning errors are included in the positions of two points that are simultaneously positioned. By taking the difference between the positions of the two points positioned at the same time, the positioning error can be canceled with high certainty, and the distance between the two reference points P can be specified with high accuracy.
  • the positioning position of the reference point P is required to have high accuracy. Therefore, in this case, it is advisable to adopt a positioning method such as RTK (RealTimeKinematic) -GPS or DGPS (Differential Global Positioning System) that can ensure accuracy.
  • RTK RealTimeKinematic
  • DGPS Different Global Positioning System
  • the server device 100 performs threshold processing on the amount of temporal fluctuation of the position of any one of the reference points P, and when the predetermined threshold is exceeded, for example, the activity of the mountain body 1M is active due to a display using a monitor device or the like. Notify the possibility that it is.
  • the threshold processing for the fluctuation amount it is also possible to specify and quantify the fluctuation rate, which is the ratio of the fluctuation amount to the time, that is, the fluctuation rate. It is also possible to execute the above notification according to the result of the threshold processing regarding the volatility.
  • a base station having a fixed position In addition, in order to improve the accuracy of positioning by the GPS unit 221, it is also good to use a base station having a fixed position. At the base station, positioning is carried out at any time using GPS. If positioning is executed at the base station in synchronization with the positioning by the drone 2, the relative position between the base station and the drone 2 can be specified with high accuracy. If the relative position of the drone 2 can be specified with high accuracy with reference to the base station, the positioning accuracy of the drone 2 can be improved.
  • a configuration in which command information is transmitted to the drone 2 and location data is transmitted from the drone 2 to the server device 100 is executed via a public communication line such as the Internet, but this configuration is indispensable. is not. It is also possible to transmit command information to the drone 2 waiting at the drone base by Wi-Fi communication, infrared communication, or wired communication. Once the drone 2 stores the position data of the magnetic marker 10, the position data can be read out after returning to the drone base. In this case, wireless communication between the drone 2 and the server device 100 is not essential.
  • the reference point P for monitoring the positional fluctuation can be realized at low cost. Unlike the conventional reference point in which a high-precision GPS unit is incorporated, at the reference point P of this example, it is only necessary to attach the magnetic marker 10.
  • a positioning unit such as a GPS unit 221 is mounted on the drone 2 on the side that detects the magnetic marker 10 provided at the reference point P. Therefore, the positioning unit can be shared between a plurality of reference points to be surveyed, and the cost of the system can be reduced.
  • the magnetic marker 10 including the RFID tag 15 is illustrated, but the RFID tag 15 is not an indispensable configuration. If the reference points P located adjacent to each other are sufficiently separated from each other and are not included in the error circle by GPS, the reference point P can be specified by the positioning by the GPS unit 221.
  • the drone 2 is provided with the above-mentioned detection unit that executes the detection process of the magnetic marker 10, the above-mentioned position identification unit that specifies the position of the magnetic marker 10 based on the position positioned by the GPS unit 221, and the like. Is shown.
  • the detection unit, the position identification unit, and the like can be provided not in the drone 2 but in the server device 100.
  • the drone 2 may transmit the information necessary for the detection process of the magnetic marker 10 and the information necessary for specifying the position of the magnetic marker 10 to the server device 100 at any time.
  • the position of the zero cross Zc is specified in the distribution of the magnetic measurement values in the width direction of each magnetic sensor Cn (for example, FIG. 12).
  • This zero cross Zc has been described as a point where the positive and negative of the magnetic measurement value in the width direction are inverted, but the point where the positive and negative are inverted is unique when the magnetic measurement value contains an error or when the interval between the magnetic sensors Cn is narrow. It can be difficult to identify.
  • the reference point P for surveying the mountain body 1M which is arranged around the mountain body 1M, is illustrated.
  • a reference point P may be provided on the road 40.
  • the sheet-shaped magnetic marker 10 (see FIG. 14) may be attached to the road surface, or the columnar magnetic marker may be arranged in the accommodating hole provided on the road surface.
  • Examples of the moving body for positioning the reference point P on the road 40 include a vehicle 4 equipped with a magnetic sensor.
  • the vehicle 4 illustrated in FIG. 14 is provided with a GPS unit, a communication unit, and the like.
  • the GPS unit included in the vehicle 4 is a unit corresponding to RTK-GPS, and can position an absolute position with high accuracy.
  • the vehicle 4 detects the magnetic marker 10 at the reference point P
  • the vehicle 4 transmits the absolute position of the vehicle 4 at that time and the amount of lateral displacement of the vehicle 4 with respect to the magnetic marker 10 to an external server device (not shown).
  • the absolute position of the magnetic marker 10 that is, the absolute position of the reference point P can be specified based on the absolute position of the vehicle 4 and the amount of lateral displacement of the vehicle 4 with respect to the magnetic marker 10.
  • the position data of the reference point P can be collected only by disposing the magnetic marker 10 serving as the reference point P on the road 40, and the time-dependent change of the position of the reference point P is monitored. can. Further, the information on the inclination of the vehicle 4 in the roll direction when the magnetic marker 10 as the reference point P is detected, the information on the vehicle speed, the vibration, and the like are replaced with or added to the above-mentioned absolute position of the vehicle 4. It may also be sent to the server device. For example, based on the information of the inclination in the roll direction, the deformation of the pavement material such as a rut can be inferred.
  • the server device it is preferable to store information on the quality of the pavement in association with the reference point P.
  • a method of associating with the reference point P a method of associating the identification information of the reference point P with the information of the quality of the pavement state or a method of associating the position data of the reference point P with the information of the quality of the pavement state is stored. There are methods, etc.
  • a vehicle having a plurality of wheels in the vehicle width direction and tilting according to the inclination of the road surface in the vehicle width direction is suitable as a vehicle for acquiring the above-mentioned information on the inclination in the roll direction.
  • the vehicle may be provided with a recording unit that records the absolute position of the vehicle, the amount of lateral displacement, etc. when the magnetic marker 10 is detected. After the fact, if the data recorded in the recording unit is collected and aggregated, it is possible to generate data representing the change with time of the position of the reference point P.
  • the moving object is equipped with an IMU, positioning by inertial navigation is possible.
  • the IMU even if the magnetic marker is arranged in a place where satellite radio waves are hard to reach and GPS is difficult to use, the absolute position when the magnetic marker is detected can be specified. Therefore, if the mobile body is equipped with an IMU, even a magnetic marker arranged in a place where satellite radio waves are difficult to reach and GPS cannot be used can be used as a reference point.
  • autonomous navigation such as a vehicle speed sensor that outputs a vehicle speed pulse according to the rotation of wheels, a mechanism that detects a movement vector by applying an optical mouse detection method, and a vehicle equipped with a yaw rate sensor that measures yaw rate. It is also good to adopt a vehicle capable of positioning as a moving body. As long as it is a moving body capable of positioning by autonomous navigation, even a magnetic marker arranged in a place where GPS is difficult to use can be used as a reference point.
  • the reference point may be the reference point on the seabed.
  • a moving body for positioning the reference point on the seabed for example, an underwater drone equipped with a magnetic sensor can be exemplified.
  • a two-dimensional absolute position is illustrated as the position of the reference point P.
  • a three-dimensional position obtained by adding the height to the two-dimensional absolute position may be adopted.
  • crustal movements accompanied by uplift and subsidence of the reference point P can be detected at an early stage. It is also good to manage the height difference between different reference points P. It is also good to detect the fluctuation of the height difference and notify the fact.
  • a drone 2 including a sensor array 21 can specify a two-dimensional magnetic distribution.
  • the control unit 20 of the drone 2 specifies a two-dimensional magnetic distribution by combining a one-dimensional magnetic distribution composed of magnetic measurement values of 15 magnetic sensors Cn periodically output by the sensor array 21.
  • the control unit as the distribution identification unit combines the one-dimensional magnetic distribution periodically output by the sensor array 21 by shifting the position by the amount of displacement estimated by IMU222 (an example of the estimation unit). Identify the dimensional magnetic distribution.
  • the positioning data of the GPS unit 221, the measurement data by the IMU 222, and the magnetic measurement value of each magnetic sensor Cn output by the sensor array 21 may be transmitted to the server device 100 at any time.
  • the server device 100 as the distribution specifying unit can specify the above-mentioned two-dimensional magnetic distribution.
  • the configuration in which the drone 2 obtains the position data of the magnetic marker 10 by calculation and transmits it to the server device 100 has been described.
  • the reception information of the satellite radio wave by the GPS unit 221 may be transmitted to the server device 100 at any time.
  • the server device 100 obtains the position data by the calculation based on the received information of the satellite radio wave.
  • the received information includes, for example, the reception time of the satellite radio wave, the information of the satellite that is the source of the satellite radio wave, the information indicating the phase of the satellite radio wave, the information indicating the phase difference of a plurality of satellite radio waves received at the same time, and the like. , There are various types of information used in calculations for positioning.
  • the one-dimensional magnetic distribution by the sensor array 21 by one magnetic sensor.
  • the control unit as the distribution identification unit is one-dimensional by combining the magnetic measurement values periodically output by one magnetic sensor while shifting the position by the amount of displacement estimated by IMU222 (an example of the estimation unit). It is good to specify a magnetic distribution.
  • it is also possible to specify the two-dimensional magnetic distribution by specifying the one-dimensional magnetic distribution for each position while changing the position in the front-rear direction. It is also possible to acquire a two-dimensional magnetic distribution by using a sensor array in which magnetic sensors Cn are arranged two-dimensionally.

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Abstract

基準点Ｐの位置を管理するためのシステム（１）は、周辺に磁気を作用するように基準点Ｐに設けられた磁気マーカと、磁気マーカを検出するための磁気センサ、及び測位のためのＧＰＳユニットを備えるドローン（２）と、基準点Ｐの位置を記憶するサーバ装置（１００）と、を含めて構成されており、ドローン（２）は、磁気マーカを検出したときのＧＰＳユニットによる測位データに基づいて磁気マーカの位置を特定し、サーバ装置（１００）は、ドローン（２）によって特定された磁気マーカの位置を、基準点Ｐの位置として記憶する。

Description

システム
　本発明は、基準点の位置を管理するためのシステムに関する。
　従来より、例えば、山体や海溝などの地殻変動の監視が必要な箇所や、ダムや橋やビルや道路などの構造物の時間的な変化を監視する必要がある箇所等には、測位対象となる基準点が設けられることがある。例えば、山体などでの地殻変動を監視するＧＮＳＳ（Global Navigation Satellite System）連続観測システムが知られている。このＧＮＳＳ連続観測システムでは、衛星電波の受信機や無線通信機等が組み込まれた電子基準点が採用されている（例えば、特許文献１参照。）。
　ＧＮＳＳシステムの各電子基準点は、定期的に衛星電波を受信し、衛星電波の受信情報や測位結果である位置データ等を外部のサーバ装置に送信する。ＧＮＳＳシステムでは、各電子基準点の位置等がサーバ装置によって管理される。例えば、サーバ装置は、一の電子基準点の位置の変動や、異なる電子基準点間の距離の変動等を監視する。そして、サーバ装置は、基準点に関する位置的なデータの経時変化等に基づいて、例えば、火山活動や地震などの地殻変動の予兆を検出する。
特開２０１９－６６４１１号公報
　しかしながら、前記従来の基準点の測位システムでは、各基準点に高精度の受信機や通信装置を設ける必要があるため、インフラコストの抑制が容易ではないという問題がある。
　本発明は、前記従来の問題点に鑑みてなされたものであり、インフラコストを抑制可能な基準点のシステムを提供しようとするものである。
　本発明は、基準点の位置を管理するためのシステムであって、
　周辺に磁気を作用するように前記基準点に設けられた磁気マーカと、
　前記磁気マーカの位置を、前記基準点の位置として記憶する記憶部と、
　前記基準点の位置の経時変化を表す情報を出力する出力部と、を備えるシステムにある。
　本発明のシステムは、磁気マーカの位置が基準点の位置として記憶し、基準点の位置の経時変化を表す情報を出力可能なシステムである。
　本発明のシステムでは、周囲に磁気を作用する磁気マーカが基準点に配設されている。このシステムでは、測位を実行する構成を各基準点に組み込む代わりに、磁気的に検出可能な磁気マーカが各基準点に配設されている。このシステムでは、各基準点の設置コストが安価になるので、システムコストの抑制が比較的容易である。
システムの構成を示す説明図。 基準ポストを示す斜視図。 磁気マーカの斜視図。 無線タグの平面図。 ドローンの構成を示す説明図。 制御ユニットの電気的構成を示すブロック図。 センサアレイの構成を示す説明図。 管理サーバによる指令情報の送信処理の流れを示すフロー図。 ドローンによる測位処理の流れを示すフロー図。 ドローンによる磁気マーカの検出動作の説明図。 ドローンが磁気マーカの真上を通過する際の前後方向の磁気計測値の時間的な変化を例示する説明図。 ドローンが磁気マーカの真上に位置するときの磁気センサＣ１～Ｃ１５による幅方向の磁気計測値の分布を例示する説明図。 サーバ装置による解析処理の流れを示すフロー図。 システムの他の適用例を示す説明図。
　本発明の好ましい態様のシステムは、作用する磁気の大きさを計測する磁気センサを備える移動体と、
　前記磁気センサによる磁気計測値に処理を施して前記磁気マーカを検出する検出部と、
　該移動体の位置を測位する測位部と、
　前記検出部により前記磁気マーカが検出されたときに前記測位部が測位した前記移動体の位置に基づいて当該磁気マーカの位置を特定する位置特定部と、
　該位置特定部が特定した前記磁気マーカの位置を、前記基準点の位置として記憶する記憶部と、を備えるシステムにある。
　このシステムでは、移動体を利用して基準点に配設された磁気マーカが検出され、磁気マーカが検出されたときの移動体の位置が測位される。このシステムでは、移動体の位置に基づいて磁気マーカの位置が特定され、基準点の位置として記憶される。このシステムでは、測位を実行する構成を各基準点に設ける必要がなく、移動体を利用して検出可能な磁気マーカを各基準点に設けるだけで良い。このシステムでは、各基準点の設置コストが安価になるので、システムコストの抑制が比較的容易である。
　本発明の実施の形態につき、以下の実施例を用いて具体的に説明する。
（実施例１）
　本例は、基準点Ｐに設けられた磁気マーカ１０を、移動体の一例であるドローン２で検出することにより基準点Ｐを測位するためのシステム１に関する例である。この内容について、図１～図１４を用いて説明する。
　本例のシステム１は、図１及び図２に示すごとく、山体１Ｍの測量に用いられるシステムである。このシステム１では、山体１Ｍ周辺の複数個所に基準点Ｐが設けられ、各基準点Ｐには基準ポスト１Ｐが立設されている。柱状の各基準ポスト１Ｐの上端面には、磁気マーカ１０が設置されている。システム１では、測位機能を備えるドローン（無人航空機、移動体の一例）２が磁気マーカ１０を検出することにより、基準点Ｐの測位（位置の測定）可能である。このシステム１では、ドローン２と通信可能なサーバ装置１００によって基準点Ｐの位置データの管理や解析処理が実行される。以下、（１）システム構成、及び（２）システム動作について説明する。
（１）システム構成
　本例のシステム１を構成する、基準ポスト１Ｐ、磁気マーカ１０、ドローン２、サーバ装置１００について、順番に説明する。
（基準ポスト）
　基準ポスト１Ｐ（図１、図２）は、基部の直径が約１ｍで、上端面の直径が約２０ｃｍのＲＣ構造の柱であり、山体１Ｍをなす岩盤に達する基礎を利用して立設されている。基準ポスト１Ｐは、例えば、山頂や、山体１Ｍの中腹などの基準点Ｐに設けられている。例えば、山頂を挟んで対向して位置する２か所の基準ポスト１Ｐ間の距離を特定すれば、距離の変化により、膨張などの山体１Ｍの地殻変動を検知できる。例えば火山活動が休眠中の山体１Ｍに基準ポスト１Ｐを設ければ、内部に溜まったマグマの量などの推定が可能となり、噴火などの火山活動の予測に役立つ。
　基準ポスト１Ｐの上端面は、平坦面をなしている。その上端面には、例えば、十字、二重丸などの目印１１となる模様が設けられている。目印１１となる模様は、例えば基準ポスト１Ｐを上空から検出するために役立つ。赤外光を反射する反射材料により模様を形成することも良い。夜間にドローン２から赤外光を投光すれば、目印１１を利用して基準ポスト１Ｐを比較的容易に検出できる。
　基準ポスト１Ｐの上端面の中央には、円柱状の磁気マーカ１０を収容するための窪みである収容孔１１０が設けられている。基準ポスト１Ｐでは、この収容孔１１０に磁気マーカ１０を収容することで、上端面に対して略面一をなす状態で磁気マーカ１０が保持される。磁気マーカ１０は、収容孔１１０への打込、接着材料による接着等により固定された状態であっても良いし、挿抜可能に収容孔１１０に収容された状態であっても良い。
　なお、磁気マーカ１０を挿抜可能であれば、磁気マーカ１０の定期的なメンテナンスや交換等の作業が容易になる。磁石が吸着可能な板や磁石を搭載する図示しないドローン（メンテナンス用の移動体の一例。）を利用して、磁気的な吸着力によって磁気マーカ１０を吊り上げて収容孔１１０から抜き取って回収することも良い。収容孔１１０に磁気マーカ１０を配置するに当たっては、磁気マーカ１０を磁気的に吸着して吊り下げている状態のドローンの下降により、収容孔１１０に磁気マーカ１０を落とし込むことにより磁気マーカ１０を配設することも良い。この場合、ドローン側の磁石として、Ｎ極とＳ極とを入替可能であったり、磁力を失わせることが可能な電磁石等を採用すると良い。Ｎ極とＳ極とを入替可能な電磁石であれば、磁気的な反力により、磁気マーカ１０を収容孔１１０に押し込むことが可能となる。
（磁気マーカ）
　磁気マーカ１０（図３）は、直径２０ｍｍ、高さ２８ｍｍの柱状をなす磁石１０Ｍにより、ＲＦＩＤタグ１５（Radio Frequency IDentification Tag、無線タグ）が一体的に保持されたマーカである。上記の通り、磁気マーカ１０は、基準ポスト１Ｐの上端面の収容孔１１０（図２）に収容された状態で基準ポスト１Ｐに保持される。磁気マーカ１０をなす磁石１０Ｍは、磁性材料である酸化鉄の磁粉を基材である高分子材料中に分散させたフェライトプラスチックマグネットである。高分子材料は、例えば、塩素化ポリエチレン（Chlorinated Polyethylene）、ポリフェニレンスルファイド（Poly Phenylene Sulfide - PPS）等である。
　磁気マーカ１０では、柱状の磁石１０Ｍの端面に、シート状のＲＦＩＤタグ１５が配置されている。ＲＦＩＤタグ１５は、無線によりタグ情報を出力する電子部品である。なお、磁石１０Ｍの端面にＲＦＩＤタグ１５を配置した後、樹脂材料によるコーティング層を表面に設けることも良い。コーティング層としては、繊維に樹脂材料を含浸させた複合材料よりなる層であっても良い。あるいは、コーティング層が形成された磁石１０Ｍの端面に、ＲＦＩＤタグ１５を配設しても良い。磁石１０Ｍの外表面の全部あるいは一部に、コーティング層を設けることも良い。
　さらに、磁石１０Ｍの内部に、ＲＦＩＤタグ１５の全部又は一部を埋設することも良い。柱状の磁気マーカ１０に代えて、磁石シートよりなるシート状の磁気マーカを採用しても良い。この場合、磁石シートの表面にシート状のＲＦＩＤタグ１５を貼付して配置すると良い。さらに、２枚の磁石シートを貼り合わせた磁気マーカであっても良い。この場合、２枚の磁石シートによってシート状のＲＦＩＤタグ１５を挟み込むことも良い。
　ＲＦＩＤタグ１５（図４）は、例えばＰＥＴ（PolyEthylene Terephthalate）フィルムから切り出したタグシート１５０の表面にＩＣチップ１５７が実装された電子部品である。タグシート１５０の表面には、アンテナ１５３の印刷パターンが設けられている。アンテナ１５３は、外部からの電磁誘導によって励磁電流が発生する給電用のアンテナ機能と、タグ情報を無線送信する通信用のアンテナ機能と、を併せ持っている。ＲＦＩＤタグ１５は、無線による外部給電により動作し、識別情報であるタグＩＤなどのタグ情報を外部出力する。ＲＦＩＤタグ１５が外部出力するタグＩＤは、磁気マーカ１０の識別情報および基準点Ｐ（基準ポスト１Ｐ）の識別情報として利用できる。
　なお、上記のように磁気マーカ１０をなす磁石１０Ｍは、磁粉を高分子材料中に分散させた磁石である。この磁石１０Ｍは、電気的な内部抵抗が大きいため、ＲＦＩＤタグ１５に対する無線による電力供給に応じて渦電流が発生するおそれが少ない。それ故、この磁石１０Ｍを採用する磁気マーカ１０の場合、ＲＦＩＤタグ１５に対して効率良く電力を供給できる。磁気マーカ１０を構成する本例の磁石１０Ｍは、ＲＦＩＤタグ１５を保持する磁石として好適である。
（ドローン）
　ドローン２（図５及び図６）は、遠隔操作あるいは自動操縦（自律制御）により飛行可能な無人航空機である。本例のドローン２は、胴体２Ｂの周りに４つの回転翼２Ｐを備えるマルチコプターである。ドローン２は、４つの回転翼２Ｐの個別制御により飛行する。なお、ドローン２の胴体２Ｂの大きさは、前後約３０ｃｍ、幅約２０ｃｍである。
　ドローン２の胴体２Ｂには、制御ユニット２０、ミリ波レーダ２５２や画像センサ２５１などの物体検出センサ、磁気センサＣｎを含むセンサアレイ２１、ＲＦＩＤタグ１５と通信するタグリーダユニット２４１、ＧＰＳユニット２２１やＩＭＵ（Inertial Measurement Unit）２２２などの測位ユニット、及びサーバ装置１００と通信する無線通信ユニット２０９等を含めて構成されている。
　ミリ波レーダ２５２は、波長１～１０ｍｍ、周波数３０～３００ＧＨｚのミリ波を利用する物体検出センサである。ミリ波レーダ２５２は、ミリ波を送信したときの反射電波を利用して対象物を検出すると共に、対象物までの距離を計測する。なお、ミリ波レーダ２５２は、周囲の障害物を監視可能に配設されている。
　画像センサ２５１は、前方及び下方を撮影するためのカメラを含む物体検出センサである。画像センサ２５１は、カメラによる撮影画像に画像処理を施す処理回路（図示略）等を含めて構成されている。画像センサ２５１は、前方の撮影画像に画像処理を施して、前方の障害物を検出する。また、下方の撮影画像に画像処理を施して、基準ポスト１Ｐの目印１１を検出する。
　上記のごとく本例のドローン２は、測位ユニットとして、絶対位置（２次元的な位置）等を測位可能なＧＰＳユニット２２１、及び加速度や角速度等を計測可能なＩＭＵ２２２を備えている。測位部の一例であるＧＰＳユニット２２１は、ＧＮＳＳ（Global Navigation Satellite System、衛星測位システム）の一種であるＧＰＳ（Global Positioning System）を利用して絶対位置を測定するユニットである。ＧＰＳユニット２２１は、胴体２Ｂの幅方向に沿って取り付けられる上記のセンサアレイ２１の中央の位置を測位するように構成されている。後述する通り、本例のドローン２では、センサアレイ２１の中央に磁気センサＣ８が位置している。なお、測位部による測位位置は、センサアレイ２１の中央の位置であることは必須の要件ではない。本例では、後述する横ずれ量の基準となる位置を、測位位置に設定しているが、このよう要件も必須ではない。横ずれ量の基準となる位置と測位位置との相対的な位置関係が特定されており、測位位置に基づき、横ずれ量の基準となる位置を特定できれば良い。
　ＩＭＵ２２２は、直交する３軸回りの角速度を計測するジャイロセンサや、３軸方向の加速度を計測する加速度センサ等を有している。ＩＭＵ２２２が計測する角速度や加速度は、ドローン２の姿勢制御に利用可能であるほか、慣性航法による自律飛行に利用できる。推定部の一例をなすＩＭＵ２２２は、角速度の積分等によりドローン２の方位を推定し、加速度の２重積分等によりドローン２の変位量を推定する。
　タグリーダユニット２４１は、磁気マーカ１０（図３参照。）に保持されたＲＦＩＤタグ１５と無線で通信する通信ユニットである。タグリーダユニット２４１は、ＲＦＩＤタグ１５の動作に必要な電力を無線で送電してＲＦＩＤタグ１５を動作させ、ＲＦＩＤタグ１５の識別情報であるタグＩＤ（タグ情報）を読み取る。上記のごとく、このタグＩＤは、磁気マーカ１０の識別情報、及び基準点Ｐ（基準ポスト１Ｐ）の識別情報として利用される。
　無線通信ユニット２０９は、インターネットを介してサーバ装置１００（図１参照。）との間の無線通信を実行するためのユニットである。無線通信ユニット２０９は、磁気マーカ１０の位置データ等をサーバ装置１００に送信する。
　制御ユニット２０（図６）は、回転翼２Ｐの制御に加えて、各種センサ等を制御するユニットである。制御ユニット２０は、電子回路２００を備える演算ユニットである。電子回路２００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）２０１やＲＯＭ（Read Only Memory）２０３やＲＡＭ（Random Access Memory）２０５などの電子部品が実装されていると共に、Ｉ／Ｏ部（Input/Output）２０７が設けられた回路である。電子回路２００には、ソリッドステートドライブ（ＳＳＤ）等の記憶装置（記憶媒体）２０８や無線通信ユニット２０９等が接続されている。
　制御ユニット２０は、磁気マーカ１０が検出されたときにＧＰＳユニット２２１が測位したドローン（移動体）２の位置に基づいて、磁気マーカ１０の位置を特定する位置特定部としての機能を備えている。なお、磁気マーカ１０の位置データは、サーバ装置１００に送信され、基準点Ｐの位置として記憶される。
　制御ユニット２０では、記憶装置２０８の記憶領域を利用して、地図データベース（地図ＤＢ）２０８Ｔが設けられている。地図ＤＢ２０８Ｔには、ドローン２が待機する駐機スペースが設けられた図示しないドローン基地、山体１Ｍ、基準点Ｐ（図１参照。）の配置等を表す地図データが保存されている。
　地図データには、各位置の絶対位置のデータが含まれていると共に、高度や起伏などの地形を表すデータや、飛行制限区域などを特定するためのデータ等が含まれている。この地図データには、基準点Ｐがマッピングされている。各基準点Ｐには、磁気マーカ１０に付設されたＲＦＩＤタグ１５のタグＩＤがひも付けされている。このタグＩＤは、基準点Ｐ（基準ポスト１Ｐ）の識別情報として利用される。地図ＤＢ２０８Ｔに保存された地図データは、制御ユニット１８が移動ルートを決定等するために利用される。
　なお、風速や降水量などのリアルタイムの気象状況や、他のドローン２の飛行位置などをサーバ装置１００から随時、受信可能なように、制御ユニット２０を構成することも良い。この場合には、リアルタイムの気象状況等が反映されたダイナミックマップを構築でき、ダイナミックマップを利用した飛行制御が可能になる。
　また、サーバ装置１００あるいは外部装置に、地図ＤＢ２０８Ｔを設けることも良い。この場合には、ドローン２が、無線通信ユニット２０９を利用して随時、地図ＤＢ２０８Ｔを参照可能に構成することで、ドローン２の構成から地図ＤＢ２０８Ｔ等を省略できる。あるいは、地図ＤＢ２０８Ｔを備えるサーバ装置１００が遠隔制御によりドローン２を遠隔的に操作することも良い。この場合、ドローン２が備える測位ユニット２２や各種センサの出力信号を、サーバ装置１００等に随時、送信すると良い。
　上記のセンサアレイ２１（図５及び図７）は、作用する磁気の大きさを計測する磁気センサＣｎを含めて構成されたユニットである。本例のセンサアレイ２１では、１５個の磁気センサが１ｃｍ間隔で一列に配列にされている。センサアレイ２１は、磁気マーカ１０の検出処理等を実行する検出処理回路２１２を含めて構成されている。検出部の一例をなす検出処理回路２１２は、磁気センサＣｎが出力する１５個の磁気計測値を処理することにより磁気マーカ１０を検出する。
　ドローン２では、下方の磁気発生源を検出できるよう、ドローン２の胴体２Ｂの底面にセンサアレイ２１が取り付けられている。センサアレイ２１は、磁気センサＣｎの配列方向が胴体２Ｂの幅方向（左右方向）に一致するように取り付けられている。磁気センサＣ１～Ｃ１５のうち、真ん中の８番目の磁気センサＣ８が、胴体２Ｂの幅方向の中央に位置している。なお、上記の通り、磁気センサＣ８の位置は、ＧＰＳユニット２２１が測位する位置に当たる。
　磁気センサＣｎとしては、例えば、公知のＭＩ効果（Magneto Impedance Effect）を利用して磁気を検出する高感度のＭＩセンサなどが好適である。ＭＩ効果は、例えばアモルファスワイヤなどの感磁体のインピーダンスが外部磁界に応じて敏感に変化するという効果である。本例では、センサアレイ２１の各磁気センサＣｎが、胴体２Ｂ（ドローン２）の前後方向の磁気成分と、幅方向の磁気成分と、を検出可能なように、センサアレイ２１への各磁気センサＣｎの組込み、及び胴体２Ｂへのセンサアレイ２１の取付がなされている。なお、胴体２Ｂの前後方向及び幅方向に加えて鉛直方向の磁気成分を検出可能な磁気センサであっても良い。あるいは、前後方向の磁気成分のみ、あるいは鉛直方向の磁気成分のみを検出可能な磁気センサであっても良い。
　なお、磁気センサＣｎとして例示するＭＩセンサは、空間分解能が優れ、応答性が良好で、高感度である、という非常に優れた特性を有する磁気センサである。このようなＭＩセンサを利用すれば、基準点Ｐに配設する磁気マーカに要求される磁力を抑えることができる。野生の動物や植物などを含む自然界への影響を考慮した場合、基準点Ｐに配設する磁気マーカの磁力は極力抑えるべきである。このような場合において、磁気マーカに必要な磁力を小さく抑制できるＭＩセンサは、ベストに近い選択である。
（サーバ装置）
　サーバ装置１００は、基準点Ｐ（基準ポスト１Ｐ）の位置（絶対位置）や、基準点Ｐ間の距離等、を管理するための装置である。サーバ装置１００は、インターネットなどの公衆通信回線を介してドローン２と間で各種データのやり取りが可能である。図示は省略するが、サーバ装置１００は、ＣＰＵが実装された電子基板やハードディスクドライブなどの記憶装置などを備える本体と、液晶ディスプレイなどのモニタ装置と、キーボードやマウスなどの入力装置と、を備えている。サーバ装置１００では、例えば、オペレータが入力装置を利用して基準点Ｐの目標測位時刻等を入力可能である。
　サーバ装置１００は、基準点Ｐの位置を記憶する記憶部、基準点Ｐ間の距離の時間的な変動量を特定する変動特定部、山体１Ｍの活動が活発になったことを報知する報知部、としての機能を備えている。記憶部の一例をなす記憶装置は、ドローン２によって特定された磁気マーカ１０の位置を、基準点Ｐの位置として記憶する。変動特定部は、ＣＰＵを備える本体によって実現される。
　サーバ装置１００の本体は、記憶装置が記憶するいずれか２つの基準点Ｐの位置の差、すなわち２つの基準点Ｐ間の距離の時間的な変動を、変動量として定量化する。２つの基準点間の距離の時間的な変動量が閾値を超えたとき、例えばサーバ装置１００のモニタ装置（報知部の一例）による表示により、火山活動が活発化している旨が報知される。
　本例では、基準点Ｐの位置の経時変化を表す情報の一例、及び基準点Ｐの位置の経時変化の度合いを表す物理量として、上記のいずれか２つの基準点Ｐの位置の差である変動量を例示している。この変動量に代えて、時間的な変動量の割合や、２つの基準点Ｐ間の距離に対する変動量の割合等、の変動率を、基準点Ｐの位置の経時変化の度合いを表す物理量として特定することも良い。いずれか一の基準点Ｐの位置の経時変化を表す情報や、いずれか一の基準点Ｐの位置の経時変化の度合いを表す物理量を特定することも良い。
　関係者が所持するスマートフォン等の携帯端末への報知機能を、サーバ装置１００に具備させることも良い。サーバ装置１００が、基準点Ｐの位置の経時変化を表す情報として、過去所定期間に亘る基準点Ｐの位置情報を、出力部の一例をなすサーバ装置１００がディスプレイ装置の表示画面上にて一覧表示することも良い。基準点Ｐの位置情報は、いずれか一の基準点Ｐの位置情報であっても良く、いずれか２つの基準点Ｐの位置の差の情報であっても良い。さらに、基準点Ｐの位置情報を、出力部の一例をなすサーバ装置１００がプリンタを利用して印字出力することも良く、出力部の一例をなすサーバ装置が、ハードディスク装置やＵＳＢメモリ等の記憶領域に記録することにより位置情報を出力しても良い。
（２）システム動作
　システム１による測位動作について、図８～図１３を参照して説明する。図８は、サーバ装置１００がドローン２に対して指令情報を送信する処理の流れを示すフロー図である。図９は、ドローン２が基準点Ｐを測位する処理の流れを示すフロー図である。図１０～図１２は、図９のフロー図を説明する際の参照図である。図１３は、サーバ装置１００が基準点Ｐの位置に関する解析を実行する処理の流れを示すフロー図である。システム１では、複数の基準点Ｐの測位が、複数のドローン２を利用して並行して実行される。したがって、図９の処理は、複数のドローン２により並行して実行される。
　サーバ装置１００は、図８のごとく、複数の基準点Ｐを測位するに当たって、まず、測位対象の基準点Ｐ毎にドローン２を選択する（Ｓ１０１）。サーバ装置１００は、選択したドローン２に対して、測位対象の基準点Ｐの識別情報（タグＩＤ）や目標測位時刻などを含む指令情報を送信する（Ｓ１０２）。このようにして測位対象の基準点Ｐの全てについて、基準点Ｐ及びドローン２の組合せを更新しながら（Ｓ１０３：Ｎｏ→Ｓ１１２）、上記のステップＳ１０２の処理を繰り返し実行し、測位を実行する各ドローン２に指令情報を送信する。
　各ドローン２の制御ユニット２０は、図９のごとく、測位対象の基準点Ｐの識別情報（タグＩＤ）を含む指令情報を受信すると、地図ＤＢ２０８Ｔ（図７）の地図データを参照して測位対象の基準点Ｐを特定し、目的地として設定する（Ｓ２０１）。ドローン２は、加速度や角速度などの慣性計測値などを利用する自律的な飛行により、目的地である基準点Ｐに向けて移動する（Ｓ２０２）。
　ドローン２は、基準ポスト１Ｐの上空に到達すると、下向きのカメラによる撮影画像に処理を施し、基準ポスト１Ｐの上端面の目印１１の検出を試みる（Ｓ２０３）。ドローン２は、このように基準ポスト１Ｐの目印１１を画像的に検出（画像検出）することで、測位対象の基準点Ｐの位置を把握する。そして、目標測位時刻になったときに測位を実行できるよう、基準ポスト１Ｐの上端面の真上から水平方向にオフセットした位置において、ホバリング状態で待機する（図１０参照。）。
　ドローン２は、指令情報に係る目標指令時刻になると、図１０のごとく、基準ポスト１Ｐとの高さ方向の間隔を約１０ｃｍ程度に維持しつつ、幅方向（左右方向）に配列されたセンサアレイ２１により上端面をスキャンするように飛行する。ドローン２は、同図のように前方に移動する飛行中に、磁気マーカ１０の検出を試みる（Ｓ２０４）。なお、図１０のようなドローン２の飛行中、ＧＰＳユニット２２１による測位が繰り返し実行される。
　ここで、磁気マーカ１０の検出方法、及び横ずれ量の計測方法について説明する。上記のごとく、センサアレイ２１の各磁気センサＣｎは、ドローン２の前後方向及び幅方向の磁気成分を計測可能である。例えばこの磁気センサＣｎが、図１１のごとく前後方向に沿って移動して磁気マーカ１０の真上を通過するとき、前後方向の磁気成分の計測値（磁気計測値）は、図１１のごとく磁気マーカ１０の前後で正負が反転すると共に、磁気マーカ１０の真上の位置でゼロを交差するように時間的に変化する。ドローン２が前後方向に沿って移動している間、いずれかの磁気センサＣｎが検出する前後方向の磁気計測値について、その正負が反転するゼロクロスＺｃが生じたとき、センサアレイ２１が磁気マーカ１０の真上に位置すると判断できる。制御ユニット２０は、センサアレイ２１が磁気マーカ１０の真上に位置し、前後方向の磁気計測値のゼロクロスＺｃが生じたとき、磁気マーカ１０を検出したと判断する。なお、図１１の磁気計測値は、各磁気センサＣｎの磁気計測値（前後方向の磁気成分の計測値）の総和であっても良いし、各磁気センサＣｎの磁気計測値のうちの最大値であっても良い。
　また、例えば、磁気センサＣｎと同じ仕様の磁気センサについて、磁気マーカ１０の真上を通過する幅方向の仮想線に沿う移動を想定する。この場合、図１２のごとく、幅方向の磁気成分の計測値（磁気計測値）は、磁気マーカ１０を挟んだ両側で正負が反転すると共に、磁気マーカ１０の真上の位置でゼロを交差するように変化する。したがって、センサアレイ２１において幅方向に沿って配列された１５個の磁気センサＣｎでは、磁気マーカ１０を介してどちらの側にあるかによって磁気センサＣｎが検出する幅方向の磁気計測値の正負が異なってくる（図１２）。
　制御ユニット２０は、図１０に例示するドローン２の飛行により磁気マーカ１０を検出できたとき、すなわち、センサアレイ２１が磁気マーカ１０の真上に位置したとき、各磁気センサＣｎの幅方向の磁気成分の計測値（磁気計測値）を取り込む。各磁気センサＣｎの幅方向の磁気計測値の分布（例えば図１２）では、幅方向の磁気計測値の正負が反転するゼロクロスＺｃが磁気マーカ１０の真上に現れる。ゼロクロスＺｃの位置は、磁気マーカ１０の幅方向の位置を表している。磁気マーカ１０の幅方向の位置は、例えば、ゼロクロスＺｃを挟んで隣り合う２つの磁気センサＣｎの中間の位置、あるいは幅方向の磁気計測値がゼロであって両外側の磁気センサＣｎの磁気計測値の正負が反転している磁気センサＣｎの直下の位置として特定可能である。
　制御ユニット２０は、磁気マーカ１０に対するドローン２の幅方向（所定の方向の一例。）の偏差を横ずれ量として計測する。本例では、センサアレイ２１を構成する１５個の磁気センサＣｎのうちの中央の磁気センサＣ８が、ドローン２の中央に位置している。制御ユニット２０は、中央の磁気センサＣ８の位置を基準として、磁気マーカ１０に対するドローン２の横ずれ量を特定する。つまり、本例の構成では、磁気センサＣ８の位置が、横ずれ量の基準となる位置となっている。
　例えば図１２の磁気分布の場合、磁気マーカ１０に対応するゼロクロスＺｃの位置がＣ９とＣ１０との中間辺りのＣ９．５に相当する位置となっている。上記のように磁気センサＣ９とＣ１０の間隔は１ｃｍであるから、磁気マーカ１０に対するドローン２の横ずれ量は（９．５－８）×１ｃｍ＝１．５ｃｍとなる。同図の例は、ドローン２が磁気マーカ１０に対して左寄りとなった場合の例である。なお、横ずれ量の正負は、磁気マーカ１０に対してドローン２が左に寄った場合を正、右に寄った場合を負としている。
　ドローン２は、図１０の飛行中、ＲＦＩＤタグ１５に対する無線給電を実行し、タグＩＤの読取を実行する。制御ユニット２０は、指令情報に係るタグＩＤと、磁気マーカ１０から読み取ったタグＩＤと、の一致を前提として、磁気マーカ１０の検出を確定させる（図９中のＳ２０４）。また、制御ユニット２０は、磁気マーカ１０を検出できたとき、すなわち磁気マーカ１０の真上にセンサアレイ２１が位置したときのＧＰＳユニット２２１による測位データを記憶する。ここで、上記の通り、ＧＰＳユニット２２１は、ドローン２の胴体２Ｂの幅方向の中央に位置する磁気センサＣ８の絶対位置を測定する。つまり、本例の構成では、磁気マーカ１０に対する横ずれ量の基準となる位置である磁気センサＣ８の位置が、測位対象の位置となっている。これに代えて、横ずれ量の基準となる位置と所定の位置関係にあって、当該基準となる位置を特定可能な他の位置を測位対象としても良い。
　制御ユニット２０は、磁気マーカ１０を検出できた場合（Ｓ２０４）、磁気マーカ１０の位置データをサーバ装置１００に送信する（Ｓ２０５）。なお、制御ユニット２０は、磁気マーカ１０の位置データを送信する際、磁気マーカ１０の識別情報（磁気マーカ１０の検出時に読み取ったタグＩＤ）、及び測位時刻を併せて送信する（Ｓ２０５）。
　ここで、磁気マーカ１０の位置は、磁気マーカ１０の検出時に記憶された測位データ、及び磁気マーカ１０の検出時に計測された横ずれ量に基づいて特定される。位置特定部としての制御ユニット２０は、測位データが表す絶対位置、すなわち磁気マーカ１０を検出したときの磁気センサＣ８の絶対位置から、磁気マーカ１０の検出時に特定された横ずれ量を差し引いた位置（横ずれ量の分だけずらした位置）を、磁気マーカ１０の位置として特定する。なお、横ずれ量の基準となる位置として、磁気センサＣ８の位置を例示するが、横ずれ量の基準となる位置は、磁気センサＣ８の位置には限定されずどのような位置であっても良い。
　ドローン２は、磁気マーカ１０の位置データを送信すると（Ｓ２０５）、自律飛行により基地に向かって移動する（Ｓ２０６）。その後、ドローン２の移動は、ドローン基地への帰還により終了する（Ｓ２０７：Ｙｅｓ）。
　なお、本例では、指令情報に係る目標測位時刻になったときに、図１０に例示する飛行を実行する。これに代えて、目標測位時刻よりも前に図１０の飛行を実行し、予め磁気マーカ１０を検出しておくことも良い。そして、目標測位時刻になったとき、磁気マーカ１０の真上でホバリング状態となるようにドローン２を制御すると良い。この場合には、目標測位時刻になったとき、ＧＰＳユニット２２１の測位データを確実性高く取得できるので、他のドローン２による測位のタイミングとの同期の精度を向上できる。
　サーバ装置１００は、図１３のごとく、いずれかのドローン２から磁気マーカ１０の位置データ（絶対位置）、識別情報、測位時刻を受信すると（Ｓ３０１）、随時、基準点Ｐの位置等として記憶する（Ｓ３０２）。サーバ装置１００は、測位対象の全ての基準点Ｐの位置を記憶すると（Ｓ３０３：Ｙｅｓ）、基準点Ｐの位置に関する解析を実行する。なお、各ドローン２からの受信情報のうちの識別情報は、受信した磁気マーカ１０の位置データがいずれの基準点Ｐに係るものかを特定するために利用される。また、同様の測位時刻は、他のドローン２による測位のタイミングとの同期を確認するために利用される。以下の説明は、測位のタイミングの同期を確認できた場合の説明である。
　基準点Ｐの位置に関する解析としては、例えば、２つの基準点Ｐ間の距離の時間的な変動を特定する解析等がある。基準点Ｐ間の距離の時間的な変動を特定する解析によれば、例えばマグマ溜まりによる山体１Ｍの膨張などを高精度に検知でき、火山活動を精度高く予知できる。サーバ装置１００は、いずれか２つの基準点Ｐの位置の差分である基準点Ｐ間の距離の時間的な変動量を特定する。報知部としてのサーバ装置１００は、この変動量に閾値処理を施し、所定の閾値を超えたとき、例えばモニタ装置を利用する表示等により、山体１Ｍの活動が活発になっている可能性を報知する。
　なお、２つの基準点Ｐ間の距離を特定するに当たっては、各基準点Ｐに関する測位時刻の一致が重要になる。ＧＰＳの測位原理に鑑み、同時に測位された２地点の位置については、同様の測位誤差が含まれる可能性が高い。同時に測位された２地点の位置の差分をとれば、測位誤差を確実性高く相殺でき、２つの基準点Ｐ間の距離を精度高く特定できる。
　また、基準点Ｐの位置に関する解析としては、例えば、各基準点Ｐの位置の時間的な変動を特定する解析がある。ひとつの基準点Ｐの位置の時間的な変動を特定するためには、測位時点が異なる２つの位置データを対象として、差分をとる必要がある。このとき、測位時点が異なれば、測位された各位置データに包含される測位誤差が異なっている可能性が高い。それ故、基準点Ｐの位置の時間的な変動を特定する解析においては、基準点Ｐの測位位置に高い精度が要求される。そこで、この場合には、ＲＴＫ（Real Time Kinematic）－ＧＰＳや、ＤＧＰＳ（Differential Global Positioning System）など、精度が確保できる測位方法を採用すると良い。
　サーバ装置１００は、いずれか一の基準点Ｐの位置の時間的な変動量について閾値処理を施し、所定の閾値を超えたとき、例えばモニタ装置を利用する表示等により、山体１Ｍの活動が活発になっている可能性を報知する。なお、変動量に関する閾値処理に代えて、時間に対する変動量の割合である変動率、すなわち変動速度として特定して定量化することも良い。変動率に関する閾値処理の結果に応じて、上記のような報知を実行することも良い。
　なお、ＧＰＳユニット２２１による測位の精度を向上するため、位置が固定された基地局を利用することも良い。基地局では、ＧＰＳを利用して測位が随時、実施される。ドローン２による測位と同期して、基地局で測位を実行すれば、基地局とドローン２との相対位置を高精度に特定可能となる。基地局を基準としてドローン２の相対位置を高精度に特定できれば、ドローン２による測位精度を向上できる。
　本例では、ドローン２に対する指令情報の送信や、ドローン２からサーバ装置１００への位置データの送信等が、インターネット等の公衆通信回線を介して実行される構成を例示したが、この構成は必須ではない。ドローン基地で待機中のドローン２に対して、Ｗｉ－Ｆｉ通信や、赤外線通信や、有線による通信によって、指令情報を送信することも良い。ドローン２が磁気マーカ１０の位置データを一旦記憶していれば、ドローン基地への帰還後にその位置データを読み出し可能である。この場合、ドローン２とサーバ装置１００との無線通信が必須ではなくなる。
　以上のように構成された本例のシステム１によれば、位置的な変動を監視するための基準点Ｐを低コストで実現できる。高精度なＧＰＳユニットが組み込まれた従来の基準点とは異なり、本例の基準点Ｐでは、磁気マーカ１０を取り付けるだけで良い。本例の構成では、基準点Ｐに設けられた磁気マーカ１０を検出する側のドローン２にＧＰＳユニット２２１等の測位ユニットが搭載されている。そのため、測量対象の複数の基準点等の間で、測位ユニットを共用可能であり、システムのコストを低減できる。
　なお、本例では、ＲＦＩＤタグ１５を備える磁気マーカ１０を例示したが、ＲＦＩＤタグ１５は、必須の構成ではない。隣り合って位置する基準点Ｐが十分に離れており、ＧＰＳによる誤差円の範囲内に含まれることがなければ、ＧＰＳユニット２２１による測位によって、基準点Ｐの特定が可能である。
　なお、本例では、磁気マーカ１０の検出処理を実行する上記の検出部や、ＧＰＳユニット２２１が測位した位置に基づいて磁気マーカ１０の位置を特定する上記の位置特定部等、を備えるドローン２を示している。検出部や位置特定部等は、ドローン２ではなく、サーバ装置１００に設けることもできる。この場合、磁気マーカ１０の検出処理に必要な情報や、磁気マーカ１０の位置を特定するために必要な情報等を、ドローン２がサーバ装置１００に随時、送信すれば良い。
　なお、本例では、磁気マーカ１０に対するドローン２の横ずれ量を計測するに当たって、各磁気センサＣｎの幅方向の磁気計測値の分布（例えば図１２）において、ゼロクロスＺｃの位置を特定している。このゼロクロスＺｃは、幅方向の磁気計測値の正負が反転する点として説明したが、磁気計測値に誤差が含まれる場合や、磁気センサＣｎの間隔が狭い場合等、正負が反転する点を一意に特定することが難しくなる場合がある。
　そこで、各磁気センサＣｎの幅方向の磁気計測値の分布を曲線近似することも良い。近似曲線であれば、ゼロクロスＺｃの特定が容易である。あるいは、幅方向の磁気計測値の分布を表す理想的な分布曲線として、振幅や周期が異なる複数種類の曲線を想定することも良い。各磁気センサＣｎの幅方向の磁気計測値の分布と最も相関の高い曲線を、複数種類の曲線の中から選択すると良い。理想的な分布曲線であれば、ゼロクロスＺｃの特定が容易である。
　本例では、山体１Ｍの周辺に配置され、山体１Ｍを測量するための基準点Ｐを例示している。これに代えて、図１４に例示する通り、道路４０に基準点Ｐを設けることも良い。道路４０の基準点Ｐの位置的な変動を監視すれば、道路の損傷や地盤の緩み等を早期に検知できる。道路４０の基準点Ｐの場合、シート状の磁気マーカ１０（図１４参照。）を路面に貼付しても良く、路面に設けた収容孔に柱状の磁気マーカを配置しても良い。道路４０の基準点Ｐを測位する移動体としては、例えば、磁気センサを備える車両４等がある。
　例えば、図１４に例示する車両４は、ＧＰＳユニットや通信ユニット等を備えている。車両４が備えるＧＰＳユニットは、ＲＴＫ－ＧＰＳに対応するユニットであり、精度高く絶対位置を測位可能である。車両４は、基準点Ｐの磁気マーカ１０を検出したとき、そのときの車両４の絶対位置、及び磁気マーカ１０に対する車両４の横ずれ量を、外部のサーバ装置（図示略）に送信する。サーバ装置においては、車両４の絶対位置、及び磁気マーカ１０に対する車両４の横ずれ量に基づいて、磁気マーカ１０の絶対位置、すなわち基準点Ｐの絶対位置を特定可能である。
　このように図１４のシステム１では、基準点Ｐとなる磁気マーカ１０を道路４０に配設しておくのみで、基準点Ｐの位置データを収集でき、基準点Ｐの位置の経時変化を監視できる。さらに、基準点Ｐとしての磁気マーカ１０を検出したときの車両４のロール方向の傾きの情報や、車速や振動などの情報を、上記の車両４の絶対位置等に代えて、あるいは加えて、サーバ装置に送信することも良い。例えば、ロール方向の傾きの情報に基づけば、例えば轍などの舗装材料の変形を推測できる。また例えば、車速や振動などの情報に基づけば、各基準点Ｐについて、轍やひび割れや凹みなど舗装状態の良否を推測できる。サーバ装置では、基準点Ｐに対応付けて、舗装状態の良否の情報を記憶すると良い。基準点Ｐに対応付ける方法としては、基準点Ｐの識別情報を対応付けて舗装状態の良否の情報を記憶する方法や、基準点Ｐの位置データを対応付けて舗装状態の良否の情報を記憶する方法、等がある。なお、車幅方向に複数の輪を有しており、車幅方向における路面の傾きに応じて車両が傾く車両は、上記のロール方向の傾きの情報を取得する車両として好適である。
　なお、通信ユニットに代えて、あるいは加えて、磁気マーカ１０を検出したときの車両の絶対位置や横ずれ量等を記録する記録ユニットを備える車両であっても良い。事後的に、記録ユニットに記録されたデータを回収して集約すれば、基準点Ｐの位置の経時変化を表すデータを生成可能である。
　なお、ＩＭＵを備える移動体であれば、慣性航法による測位が可能である。ＩＭＵによれば、衛星電波が届きにくくＧＰＳの利用が難しい場所に配設された磁気マーカであっても、その磁気マーカが検出されたときの絶対位置を特定できる。それ故、ＩＭＵを備える移動体であれば、衛星電波が届きにくくＧＰＳの利用が難しい場所に配設された磁気マーカであっても、基準点として利用できる。
　さらに、車輪の回転に応じて車速パルスを出力する車速センサや、光学式マウスの検出方式を応用して移動ベクトルを検出する仕組みや、ヨーレートを計測するヨーレートセンサ等を備える車両など、自律航法による測位が可能な車両を移動体として採用することも良い。自律航法による測位が可能な移動体であれば、ＧＰＳの利用が難しい場所に配設された磁気マーカであっても、基準点として利用できる。
　さらに、基準点としては、海底の基準点であっても良い。この場合には、基準点の測位により、海底の地殻変動等を早期に検知可能である。海底の基準点を測位するための移動体としては、例えば、磁気センサを備える水中ドローンを例示できる。また、建物や橋やダムなどの構造物に、本例の基準点を設けることも良い。この場合には、構造物の形状や寸法の経時変化を精度高く検出できる。
　本例では、基準点Ｐの位置として、２次元的な絶対位置を例示している。基準点Ｐの位置として、２次元的な絶対位置に高さを加えた３次元的な位置を採用することも良い。この場合には、基準点Ｐの隆起や沈降などを伴う地殻変動を早期に検出できるようになる。異なる基準点Ｐ間の高低差を管理することも良い。高低差の変動を検出し、その旨を報知することも良い。
　なお、基準点Ｐの磁気マーカ１０に対面するエリアにおける２次元的な磁気分布を特定することも良い。このような２次元的な磁気分布では、図１１及び図１２を参照して上述した方法と同様に、磁気マーカ１０の位置を特定できる。例えば、センサアレイ２１を備えるドローン２によって、２次元的な磁気分布を特定することが可能である。このドローン２の制御ユニット２０は、センサアレイ２１が周期的に出力する１５個の磁気センサＣｎの磁気計測値よりなる１次元的な磁気分布を組み合わせて２次元的な磁気分布を特定する。分布特定部としての制御ユニットは、センサアレイ２１が周期的に出力する１次元的な磁気分布を、ＩＭＵ２２２（推定部の一例）が推定する変位量の分だけ位置をずらしながら組み合わせることで、２次元的な磁気分布を特定する。
　なお、ＧＰＳユニット２２１の測位データ、ＩＭＵ２２２による計測データ、センサアレイ２１が出力する各磁気センサＣｎの磁気計測値を、随時、サーバ装置１００に送信することも良い。この場合には、分布特定部としてのサーバ装置１００において、上記の２次元的な磁気分布を特定できる。また、本例では、ドローン２が磁気マーカ１０の位置データを演算により求めて、サーバ装置１００に送信する構成を説明した。この構成に代えて、ＧＰＳユニット２２１による衛星電波の受信情報を、随時サーバ装置１００に送信することも良い。この場合、サーバ装置１００が、衛星電波の受信情報に基づく演算により位置データを求めると良い。なお、受信情報には、例えば、衛星電波の受信時刻や、衛星電波の送信元の衛星の情報や、衛星電波の位相を表す情報や、同時に受信した複数の衛星電波の位相差を表す情報など、測位のための演算に利用される各種の情報がある。
　さらになお、センサアレイ２１による１次元的な磁気分布を１つの磁気センサによって特定することも可能である。例えば、ドローンの幅方向の飛行（移動）によって、センサアレイ２１が出力する１次元的な磁気分布と同様の磁気分布を特定することができる。分布特定部としての制御ユニットは、１つの磁気センサが周期的に出力する磁気計測値を、ＩＭＵ２２２（推定部の一例）が推定する変位量の分だけ位置をずらしながら組み合わせることで、１次元的な磁気分布を特定すると良い。さらに、前後方向の位置を変更しながら１次元の磁気分布を位置毎に特定することにより、２次元の磁気分布を特定することも良い。なお、磁気センサＣｎが２次元的に配列されたセンサアレイを利用して２次元的な磁気分布を取得することも良い。
　以上、実施例のごとく本発明の具体例を詳細に説明したが、これらの具体例は、特許請求の範囲に包含される技術の一例を開示しているにすぎない。言うまでもなく、具体例の構成や数値等によって、特許請求の範囲が限定的に解釈されるべきではない。特許請求の範囲は、公知技術や当業者の知識等を利用して前記具体例を多様に変形、変更あるいは適宜組み合わせた技術を包含している。
　１　システム
　１Ｍ　山体
　１Ｐ　基準ポスト
　２　ドローン（移動体）
　１０　磁気マーカ
　２０　制御ユニット（位置特定部）
　２１　センサアレイ
　２１２　検出処理回路（検出部）
　１００　サーバ装置（記憶部、変動特定部、報知部、出力部）
　２０８　記憶装置
　２２１　ＧＰＳユニット（測位部、測位ユニット）
　２２２　ＩＭＵ（推定部、測位ユニット）
　Ｃｎ　磁気センサ

Claims (13)

  1. 　基準点の位置を管理するためのシステムであって、
    　周辺に磁気を作用するように前記基準点に配設された磁気マーカと、
    　前記磁気マーカの位置を、前記基準点の位置として記憶する記憶部と、
    　前記基準点の位置の経時変化を表す情報を出力する出力部と、を備えるシステム。
  2. 　請求項１において、１箇所あるいは２箇所以上の複数の前記基準点の位置の経時変化の度合いを物理量に換算する変動特定部と、
    　前記物理量が所定の閾値を超えたときに報知を実行する報知部と、を備えるシステム。
  3. 　請求項２において、前記変動特定部が前記物理量に換算する対象の経時変化は、前記記憶部がいずれか一の基準点について記憶している位置の経時変化、及び前記記憶部がいずれか２つの基準点について記憶する位置の差分である当該いずれか２つの基準点間の距離の経時変化、のうちの少なくともいずれか一方であるシステム。
  4. 　請求項２または３において、前記物理量は、変動量あるいは変動率であるシステム。
  5. 　請求項１～４のいずれか１項において、作用する磁気の大きさを計測する磁気センサを備える移動体と、
    　前記磁気センサによる磁気計測値に処理を施して前記磁気マーカを検出する検出部と、
    　該移動体の位置を測位する測位部と、
    　前記検出部により前記磁気マーカが検出されたときに前記測位部が測位した前記移動体の位置に基づいて当該磁気マーカの位置を特定する位置特定部と、を備え、
    　前記記憶部は、前記位置特定部により特定された磁気マーカの位置を、前記基準点の位置として記憶しているシステム。
  6. 　請求項５において、前記測位部は、衛星測位システムを利用して測位を実行するように構成されているシステム。
  7. 　請求項５または６において、前記移動体は、前記磁気センサが１次元的あるいは２次元的に配列されたセンサアレイを備えているシステム。
  8. 　請求項５～７のいずれか１項において、前記移動体の移動に伴う変位量を推定する推定部と、
    　磁気の大きさの位置的な分布である磁気分布を特定する分布特定部と、を含み、
    　該分布特定部は、前記推定部が推定した変位量および前記磁気センサによる磁気計測値に基づいて複数の位置における磁気の大きさを特定して前記磁気分布を特定するシステム。
  9. 　請求項５～８のいずれか１項において、前記移動体は、遠隔的な操作あるいは自律制御による移動が可能であるシステム。
  10. 　請求項５～９のいずれか１項において、前記磁気マーカは、車両が走行する道路に敷設され、前記移動体は、少なくとも、道路を走行する車両であるシステム。
  11. 　請求項５～１０のいずれか１項において、前記基準点には、画像的に検出可能な目印が設けられており、
    　前記移動体は、前記基準点の目印を検出するための画像センサを備えているシステム。
  12. 　請求項５～１１のいずれか１項において、前記移動体は、傾き又は振動を計測可能な車両であって、前記基準点は、車両が走行する道路に設けられ、
    　前記記憶部は、前記基準点の位置に加えて、前記車両が計測した傾きまたは振動の情報、あるいは当該情報に基づいて推測された舗装状態の良否の情報を、当該基準点に対応付けて記憶するシステム。
  13. 　請求項５～１２のいずれか１項において、前記検出部は、前記移動体に相対する前記磁気マーカの所定の方向の横ずれ量を特定可能であり、
    　前記測位部は、前記検出部が特定する前記横ずれ量の基準となる位置、あるいは当該横ずれ量の基準となる位置を特定可能な位置を、前記移動体の位置として測位し、
    　前記位置特定部は、前記検出部により前記磁気マーカが検出されたときに前記測位部が測位した前記移動体の位置に基づき、前記横ずれ量の基準となる位置を特定し、当該横ずれ量の基準となる位置から前記検出部が特定した横ずれ量の分だけずらした位置を磁気マーカの位置として特定するシステム。
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