(57)【要約】【課題】従来よりも手間がかからず、かつ、簡易な構成でありながら、広範囲に渡る地表の移動の計測を行うことができる技術を提供する。【解決手段】地山の地表の移動を計測する地すべり計測装置であって、前記地山のうち地すべりを計測する地すべり計測対象領域に設置され、該地すべり対象領域の地表の移動と共に移動し、音を出力する音出力手段、からの音を取得する音取得手段であって、該地すべり計測対象領域と離れた領域に設置される音取得手段と、前記音取得手段で取得される音の到達時間から、前記音出力手段と前記音取得手段との到達距離を複数回算出し、複数回算出した到達距離の変位に基づいて前記地すべり計測対象領域の地表の移動を計測する移動計測手段と、前記移動計測手段による計測結果を出力する計測結果出力手段と、を備える。【選択図】図２
2010151793.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
地山の地表の移動を計測する地すべり計測装置であって、
前記地山のうち地すべりを計測する地すべり計測対象領域に設置され、該地すべり対象領域の地表の移動と共に移動し、音を出力する音出力手段、からの音を取得する音取得手段であって、該地すべり計測対象領域と離れた領域に設置される音取得手段と、
前記音取得手段で取得される音の到達時間から、前記音出力手段と前記音取得手段との到達距離を複数回算出し、複数回算出した到達距離の変位に基づいて前記地すべり計測対象領域の地表の移動を計測する移動計測手段と、
前記移動計測手段による計測結果を出力する計測結果出力手段と、
を備える地すべり計測装置。
【請求項２】
前記音取得手段で取得される音の到達時間に影響を与える環境情報であって、少なくとも風速に関する風速情報、風向に関する風向情報のうち少なくとも何れか一つを含む環境情報を取得する環境情報取得手段を更に備え、
前記移動計測手段は、前記環境情報取得手段で取得される環境情報に基づいて算出する前記到達距離を補正し、補正された到達距離の変位に基づいて前記地すべり計測対象領域の地表の移動を計測する、請求項１に記載の地すべり計測装置。
【請求項３】
前記移動計測手段は、前記算出した到達距離の変位が予め規定された基準変位を上回るか否かを更に判断し、
前記計測結果出力手段は、前記移動計測手段が、前記算出した到達距離の変位が予め規定された基準変位を上回ると判断した場合、地すべりの発生を報知する、請求項１又は２に記載の地すべり計測装置。
【請求項４】
前記音出力手段と前記音取得手段は、電気的に接続され、
前記地すべり計測装置は、前記音出力手段から出力される音を調整する音調整手段を更に備え、
前記音調整手段は、前記音取得手段で取得される音の音圧が、予め規定されている基準音圧を上回っているか否か判断し、該音取得手段で取得される音の音圧が前記基準音圧を上回っている場合、前記音出力手段から出力する音の音圧を低減し、該音取得手段で取得される音の音圧が前記基準音圧を上回っていない場合、前記音出力手段から出力する音の音圧を増加する、請求項１から３の何れか一に記載の地すべり計測装置。
【請求項５】
前記移動計測手段は、前記音取得手段で取得される音の波形の最初のピーク値を求め、該ピーク値から１／４周期戻した時間を該音取得手段が取得する音の始点として前記音の到達時間を算出し、該到達時間から、前記到達距離を複数回算出し、複数回算出した到達距離の変位に基づいて前記地すべり計測対象領域の地表の移動を計測する、請求項１から４の何れか一に記載の地すべり計測装置。
【請求項６】
前記音取得手段で取得される音に含まれる雑音を除去する雑音除去手段を更に備える、請求項１から５の何れか一に記載の地すべり計測装置。
【請求項７】
前記移動計測手段は、前記音取得手段で取得される音に雑音が含まれるか否かを判定する際の基準となる雑音判定距離基準と、該移動計測手段によって算出された前記音出力手段と前記音取得手段との到達距離と、を比較して、前記到達距離が雑音を含むか否か判定し、雑音を含まないと判定した場合に、雑音を含まないと判定した到達距離に基づいて前記地すべり計測対象領域の地表の移動を計測する、請求項１から６の何れか一に記載の地すべり計測装置。
【請求項８】
前記音取得手段は、前記計測対象領域と離れた領域のうち、前記音取得手段とは異なる位置に配置され、前記移動計測手段による計測の際に基準となる基準音を出力する基準音出力手段、からの基準音を更に取得し、
前記移動計測手段は、前記基準音出力手段の位置から前記音取得手段までの距離と、前記音取得手段で取得される基準音の到達時間に基づいて音速を算出し、算出された音速と前記音取得手段取得される音の到達時間に基づいて前記音出力手段と前記音取得手段との到達距離を複数回算出し、複数回算出した到達距離の変位に基づいて前記地すべり計測対象領域の地表の移動を計測する、請求項１に記載の地すべり計測装置。
【請求項９】
前記音取得手段で取得される音の到達時間に影響を与える環境情報として風速に関する風速情報及び風向に関する風向情報を含む環境情報を取得する環境情報取得手段を更に備え、
前記移動計測手段は、前記環境情報取得手段で取得される環境情報に基づいて前記音速を補正し、補正された音速と前記音取得手段取得される音の到達時間に基づいて前記音出力手段と前記音取得手段との到達距離を複数回算出し、複数回算出した到達距離の変位に基づいて前記地すべり計測対象領域の地表の移動を計測する、請求項８に記載の地すべり計測装置。
【請求項１０】
地山の地表の移動を検出する地すべり検出装置であって、
本体部と、
前記本体部に設けられ、地山の地表の移動を計測する地すべり計測装置に対して音を出力する音出力手段と、
前記本体部に設けられ、該本体部を地山に固定する固定手段と、を備え、
前記地すべり計測装置は、前記音出力手段からの音を取得する音取得手段であって、該地すべり計測対象領域と離れた領域に設置される音取得手段と、
前記音取得手段で取得される音の到達時間から、前記音出力手段と前記音取得手段との到達距離を複数回算出し、複数回算出した到達距離の変位に基づいて前記地すべり計測対象領域の地表の移動を計測する移動計測手段と、
前記移動計測手段による計測結果を出力する計測結果出力手段と、
を備え、
前記地すべり検出装置は、前記地山のうち地すべりを計測する地すべり計測対象領域の地表に前記固定手段によって固定されることで該地すべり対象領域の地表の移動と共に移動し、かつ前記音出力手段によって音を出力する、地すべり検出装置。
【請求項１１】
地山の地表の移動を計測する地すべり計測システムであって、
本体部と、
前記本体部に設けられ、地山の地表の移動を計測する地すべり計測装置に対して音を出力する音出力手段と、
前記本体部に設けられ、該本体部を地山に固定する固定手段と、を有する地すべり検出装置と、
前記音出力手段からの音を取得する音取得手段であって、該地すべり計測対象領域と離れた領域に設置される音取得手段と、
前記音取得手段で取得される音の到達時間から、前記音出力手段と前記音取得手段との到達距離を複数回算出し、複数回算出した到達距離の変位に基づいて前記地すべり計測対象領域の地表の移動を計測する移動計測手段と、
前記移動計測手段による計測結果を出力する計測結果出力手段と、を有する地すべり計測装置と、
を備える地すべり計測システム。
【請求項１２】
地山の地表の移動を計測する地すべり計測方法であって、
コンピュータが、
前記地山のうち地すべりを計測する地すべり計測対象領域に設置され、該地すべり対象領域の地表の移動と共に移動し、音を出力する音出力手段、からの音を取得する音取得手段であって、該地すべり計測対象領域と離れた領域に設置される音取得手段によって該音を取得する音取得ステップと、
前記音取得ステップで取得される音の到達時間から、前記音出力手段と前記音取得手段との到達距離を複数回算出し、複数回算出した到達距離の変位に基づいて前記地すべり計測対象領域の地表の移動を計測する移動計測ステップと、
前記移動計測ステップによる計測結果を出力する計測結果出力ステップと、を含む処理を実行する地すべり計測方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、地すべり計測装置、地すべり検出装置、地すべり計測システム、及び地すべり計測方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
地すべり災害地などにおける、地表の移動を計測する技術が知られている。例えば、従来技術として、伸縮計を用いる技術が知られている。この伸縮計を用いた従来技術では、パイプ内を通したインバー線の端部を地表に固定し、地すべりにより引き出されるインバー線の引き出し量を記録することで、地表の移動量を計測する。このような伸縮計を用いる従来技術は、インバー線を巻き取る方式であることから、計測できる地表の移動量は、数メートル程度に限られていた。また、地すべり計の本体は、地すべりが発生しない不動点に設置しなければならない。従って地表の移動が広範囲に渡る現場では、実際に地表の移動量が計測できるのは、不動点から数メートルの範囲に限られていた。つまり、上記伸縮計を用いる従来技術は、広範囲に渡って地表の移動を計測する場合には、不向きであった。
【０００３】
一方、伸縮計を用いる従来技術に比べてより広範囲に渡って地表の移動を計測する技術として、地表に反射体を設置し、反射体の位置を高精度電子測距等で計測する技術（例えば、特許文献１を参照。）、マイクロ波を用いて地表層の移動を計測する技術（例えば、特許文献２を参照。）、複数の地すべり検知センサを設置し、中継局との間で超音波の送受信を行い、送受信によって検知センサの起動を行う技術（例えば、特許文献３を参照。）が知られている。また、更に広範囲に渡って地表の移動を計測する技術として、ＧＰＳ（Global Positioning System）を利用した技術（例えば、特許文献４を参照）が知られ
ている。また、地表の移動を計測する技術ではないが、音波の伝播時間を演算することで例えばドームのように閉ざされた空間内の湿度等の変化を計測する技術（例えば、特許文献５を参照。）が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平５−７１９６０号公報
【特許文献２】特開２００８−８８５３号公報
【特許文献３】特開２００８−１０２１０８号公報
【特許文献４】特開２００８−５８２４５号公報
【特許文献５】特開２００２−５４９９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
地すべり災害地などにおける、地表の移動を計測する技術が知られている。古くからの技術として伸縮計を用いる技術が知られているが、この技術は、広範囲に渡る地表の移動の計測には適していなかった。また、近年では、より広範囲に渡る地表の移動を計測する技術として、超音波の送受信により移動を計測する技術や、ＧＰＳを利用した技術も開発されている。しかし、これらの技術では、装置構成が複雑であり、地表の移動の計測に手間を要し、また、装置そのものが高価であることが懸念される。そして、広範囲に渡る地表の移動の計測を正確に行うためには、複数点による地表の移動の計測が要求される。つまり、複数点に装置を設置する必要があることから、地表の移動の計測の手間や経済的負担が大きくなる。また、実際に地すべりが発生した場合には、装置の回収はできないこと
も想定され、この意味でもより安価な装置の開発が望まれる。
【０００６】
本発明は、上記の問題に鑑みなされたものであり、従来よりも手間がかからず、かつ、簡易な構成でありながら、広範囲に渡る地表の移動の計測を行うことができる技術を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明では、地すべり計測対象領域に設置された音を出力する音出力手段からの音を、地すべり計測対象領域から離れた領域に設けられた音取得手段で取得し、取得した音の到達時間から音出力手段と音取得手段との距離を算出し、地すべり計測対象領域の地表の移動を計測することとした。
【０００８】
より詳細には、本発明は、地山の地表の移動を計測する地すべり計測装置であって、前記地山のうち地すべりを計測する地すべり計測対象領域に設置され、該地すべり対象領域の地表の移動と共に移動し、音を出力する音出力手段、からの音を取得する音取得手段であって、該地すべり計測対象領域と離れた領域に設置される音取得手段と、前記音取得手段で取得される音の到達時間から、前記音出力手段と前記音取得手段との到達距離を複数回算出し、複数回算出した到達距離の変位に基づいて前記地すべり計測対象領域の地表の移動を計測する移動計測手段と、前記移動計測手段による計測結果を出力する計測結果出力手段と、を備える。
【０００９】
音出力手段は、音を出力する。音出力手段は、地すべり計測対象領域の地表に設置され、地表の移動を検出する移動検出手段に設けることができる。移動検出手段は、地表が移動すると地表と共に移動することから、音出力手段も地表の移動と共に移動する。
【００１０】
音取得手段は、地すべり計測対象領域と離れた領域に設置される。地すべり計測対象領域と離れた領域は、換言すると地すべりの影響がない、すなわち地表の移動がない安全な領域を意味する。音出力手段は、上記のように仮に地表に移動が起こると、地表の移動と共に移動する。従って、地すべり計測対象領域の地表が移動すると、音出力手段と音取得手段との距離、すなわち到達距離が変化する。本発明は、この到達距離の変化を音の到達時間から算出することを特徴の一つとする。
【００１１】
音出力手段は、音を出力できるものであればよく、例えば既存のスピーカを用いることができる。また、音取得手段は、音を取得できるものであればよく、例えば既存のマイクロフォンを用いることができる。すなわち、従来の例えばＧＰＳを用いた地すべり計測装置と比較して、非常に簡易な構成とすることができる。また、音の到達時間によって地表の移動を計測可能であり、複雑な処理も必要とせず、広範囲に渡る地表の移動を計測することができる。
【００１２】
ここで、音は、空気を伝達媒体とするため、地すべり計測対象領域周辺の環境変化の影響を受けることが想定される。そして、環境変化は、地表の移動を計測する際に誤差を生じさせる虞がある。そこで、本発明に係る地すべり計測装置は、以下のように構成してもよい。すなわち、本発明に係る地すべり計測装置は、前記音取得手段で取得される音の到達時間に影響を与える環境情報であって、少なくとも気温に関する気温情報、風速に関する風速情報、風向に関する風向情報のうち少なくとも何れか一つを含む環境情報を取得する環境情報取得手段を更に備える。そして、前記移動計測手段は、前記環境情報取得手段で取得される環境情報に基づいて算出する前記音出力手段と前記音取得手段との到達距離を補正し、補正された到達距離の変位に基づいて前記地すべり計測対象領域の地表の移動を計測する。これにより、環境変化による計測の誤差を低減、換言すると地すべり計測における精度を向上することができる。
【００１３】
また、本発明に係る地すべり計測装置において、前記移動計測手段は、前記算出した到達距離の変位が予め規定された基準変位を上回るか否かを更に判断し、前記計測結果出力手段は、前記移動計測手段が、前記算出した到達距離の変位が予め規定された基準変位を上回ると判断した場合、地すべりの発生を報知するようにしてもよい。極めて少ない変位の場合にも地すべりの発生を報知すると、誤報となる虞もあり、地すべりを報知する信頼性が低下することも懸念される。少ない変位の場合、測定誤差によるものも含まれるからである。本発明によれば、基準変位に基づくことで測定精度を高め、かつ地すべり計測装置の信頼性を高めることができる。
【００１４】
上記に加えて、本発明に係る地すべり計測装置において、前記音出力手段と前記音取得手段は、電気的に接続してもよい。また、前記地すべり計測装置は、前記音出力手段から出力される音を調整する音調整手段を更に備える構成とすることができる。また、前記音調整手段は、前記音取得手段で取得される音の音圧が、予め規定されている基準音圧を上回っているか否か判断し、該音取得手段で取得される音の音圧が前記基準音圧を上回っている場合、前記音出力手段から出力する音の音圧を低減し、該音取得手段で取得される音の音圧が前記基準音圧を上回っていない場合、前記音出力手段から出力する音の音圧を増加する構成とすることができる。
【００１５】
電気的な接続は、無線、有線いずれでもよいが、配線等の煩雑さを考慮すると無線とすることが好ましい。音調整手段は、例えば電気信号によって音出力手段から出力される音を調整する。音の調整には、音を出力するタイミング、音の音圧、音の周波数等が例示される。例えば、上記のように音調整手段が、音圧を調整することで、過剰な音圧での出力を回避することができる。その結果、音出力手段を駆動する駆動力の低減を図ることが可能となる。
【００１６】
また、本発明に係る地すべり計測装置において、前記移動計測手段は、前記音取得手段で取得される音の波形の最初のピーク値を求め、該ピーク値から１／４周期戻した時間を該音取得手段が取得する音の始点として前記音の到達時間を算出し、該到達時間から、前記到達距離を複数回算出し、複数回算出した到達距離の変位に基づいて前記地すべり計測対象領域の地表の移動を計測するようにしてもよい。これにより、音の到達時間の誤差の発生を低減することができる。すなわち、地表の移動を計測する際の計測精度をより向上することができる。
【００１７】
また、本発明に係る地すべり計測装置は、前記音取得手段で取得される音に含まれる雑音を除去する雑音除去手段を更に備える構成とすることができる。雑音除去手段は、既存のフィルタによって構成することができる。本発明によれば、地表の移動を計測する際の計測精度をより向上することができる。
【００１８】
また、本発明に係る地すべり計測装置において、前記移動計測手段は、前記音取得手段で取得される音に雑音が含まれるか否かを判定する際の基準となる雑音判定距離基準と、該移動計測手段によって算出された前記音出力手段と前記音取得手段との到達距離と、を比較して、前記到達距離が雑音を含むか否か判定し、雑音を含まないと判定した場合に、雑音を含まないと判定した到達距離に基づいて前記地すべり計測対象領域の地表の移動を計測するようにしてもよい。これにより、雑音を含んで音の到達距離を算出したものをエラーと判定することが可能となり、このような雑音を含む音の到達距離は、地表の移動の測定に反映させないようにすることができる。その結果、地表の移動を計測する際の計測精度をより向上することができる。
【００１９】
ここで、本発明に係る地すべり計測装置において、前記音取得手段は、前記計測対象領
域と離れた領域のうち、前記音取得手段とは異なる位置に配置され、前記移動計測手段による計測の際に基準となる基準音を出力する基準音出力手段、からの基準音を更に取得し、前記移動計測手段は、前記基準音出力手段の位置から前記音取得手段までの距離と、前記音取得手段で取得される基準音の到達時間に基づいて音速を算出し、算出された音速と前記音取得手段取得される音の到達時間に基づいて前記音出力手段と前記音取得手段との到達距離を複数回算出し、複数回算出した到達距離の変位に基づいて前記地すべり計測対象領域の地表の移動を計測するようにしてもよい。
【００２０】
上述したように、環境情報を考慮することで、環境変化による計測の誤差を低減、換言すると地すべり計測における精度を向上することができる。但し、晴れの日、特に日中において気温が高い場合、温度情報を取得する装置の性能によっては、熱が温度情報を取得する装置の周囲にこもるなどの原因により正確な温度が取得できないことも想定される。そして、温度に誤差が生じると、最終的に算出される測定距離に誤差が生じることが想定される。そこで、本発明は、温度情報を用いずに、より正確な地表の移動の計測を実現する。具体的には、本発明では、音取得手段が、基準音を出力する基準音出力手段からの基準音を更に取得する。基準音とは、移動計測手段による計測の際に基準となる音である。換言すると、基準音とは、移動計測手段によって移動量を計測する際に用いる音速を算出する為の音である。基準音出力手段は、地すべりの影響ない、計測対象領域と離れた領域に配置される。基準音出力手段は、音出力手段と異なり地表と共に移動しないことから、予め設置位置（例えば、座標）を取得することができる。これにより、基準音出力手段の設置位置と音取得手段の位置（地すべり計測装置の位置でもよい）との間の距離を算出することが可能となる。基準音出力手段の位置は、既存の測量技術により定期的に取得するようにしてもよい。基準音出力手段の設置位置と音取得手段の位置との間の距離と基準音の到達時間より、音速を算出することが可能となる。算出された音速と音取得手段で取得される音出力手段から出力された音の到達時間によれば、音出力手段と音取得手段の到着距離を算出することが可能となる。到達距離を複数回算出し、複数回算出した到達距離の変位に基づいて、最終的に地すべり計測対象領域の地表の移動を計測することが可能となる。
【００２１】
なお、基準音を用いて地表の移動を計測する場合にも、風速情報や風向情報を考慮することで計測制度をより向上することができる。そこで、本発明に係る地すべり装置は、前記音取得手段で取得される音の到達時間に影響を与える環境情報として風速に関する風速情報及び風向に関する風向情報を含む環境情報を取得する環境情報取得手段を更に備え、前記移動計測手段は、前記環境情報取得手段で取得される環境情報に基づいて前記音速を補正し、補正された音速と前記音取得手段取得される音の到達時間に基づいて前記音出力手段と前記音取得手段との到達距離を複数回算出し、複数回算出した到達距離の変位に基づいて前記地すべり計測対象領域の地表の移動を計測するようにしてもよい。
【００２２】
ここで、本発明は、上述した地すべり計測装置と共に用いられる地すべり検出装置であってもよい。すなわち、本発明は、地山の地表の移動を検出する地すべり検出装置であって、本体部と、前記本体部に設けられ、地山の地表の移動を計測する地すべり計測装置に対して音を出力する音出力手段と、前記本体部に設けられ、該本体部を地山に固定する固定手段と、を備える。そして、前記地すべり計測装置は、前記音出力手段からの音を取得する音取得手段であって、該地すべり計測対象領域と離れた領域に設置される音取得手段と、前記音取得手段で取得される音の到達時間から、前記音出力手段と前記音取得手段との到達距離を複数回算出し、複数回算出した到達距離の変位に基づいて前記地すべり計測対象領域の地表の移動を計測する移動計測手段と、前記移動計測手段による計測結果を出力する計測結果出力手段と、を備える。また、前記地すべり検出装置は、前記地山のうち地すべりを計測する地すべり計測対象領域の地表に前記固定手段によって固定されることで該地すべり対象領域の地表の移動と共に移動し、かつ前記音出力手段によって音を出力
する。
【００２３】
また、本発明は、上述した地すべり計測装置及び地すべり検出装置の構成を含む、地すべり計測システムとして特定することも可能である。すなわち、本発明は、地山の地表の移動を計測する地すべり計測システムであって、本体部と、前記本体部に設けられ、地山の地表の移動を計測する地すべり計測装置に対して音を出力する音出力手段と、前記本体部に設けられ、該本体部を地山に固定する固定手段と、を有する地すべり検出装置と、前記音出力手段からの音を取得する音取得手段であって、該地すべり計測対象領域と離れた領域に設置される音取得手段と、前記音取得手段で取得される音の到達時間から、前記音出力手段と前記音取得手段との到達距離を複数回算出し、複数回算出した到達距離の変位に基づいて前記地すべり計測対象領域の地表の移動を計測する移動計測手段と、前記移動計測手段による計測結果を出力する計測結果出力手段と、を有する地すべり計測装置と、を備える。また、地すべり計測システムは、基準音出力手段を含む構成としてもよい。
【００２４】
また、本発明は、上述したいずれかの機能を実現させる方法であってもよい。すなわち、本発明は、地山の地表の移動を計測する地すべり計測方法であって、コンピュータが、前記地山のうち地すべりを計測する地すべり計測対象領域に設置され、該地すべり対象領域の地表の移動と共に移動し、音を出力する音出力手段、からの音を取得する音取得手段であって、該地すべり計測対象領域と離れた領域に設置される音取得手段によって該音を取得する音取得ステップと、前記音取得ステップで取得される音の到達時間から、前記音出力手段と前記音取得手段との到達距離を複数回算出し、複数回算出した到達距離の変位に基づいて前記地すべり計測対象領域の地表の移動を計測する移動計測ステップと、前記移動計測ステップによる計測結果を出力する計測結果出力ステップと、を含む処理を実行する。
【００２５】
なお、本発明は、上述したいずれかの機能を実現させる装置、又はプログラムであってもよい。更に、本発明は、そのようなプログラムを記録したコンピュータが読み取り可能な記録媒体であってもよい。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば、従来よりも手間がかからず、かつ、簡易な構成でありながら、広範囲に渡る地表の移動の計測を行うことができる技術を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】第一実施形態に係る地すべり計測システムの設置状況を示す。
【図２】第一実施形態に係る地すべり計測システムの概略構成を示す。
【図３】センサ側制御部の機能ブロック図を示す。
【図４Ａ】センサを地表に設置した状態を示す。
【図４Ｂ】センサの断面図を示す。
【図５Ａ】中央突起部と錘を有する固定部の一例を示す。
【図５Ｂ】中央突起部と外側突起部と錘とを有する固定部の一例を示す。
【図５Ｃ】中央突起部と外側突起部と沈み込み防止プレートを有する固定部の一例を示す。
【図６】本体側制御部の機能ブロック図を示す。
【図７】センサにおける処理フローを示す。
【図８】計測器本体における処理フローを示す。
【図９】マイク毎の音の到達時間を示す。
【図１０】センサとマイクとの関係のイメージ図を示す。
【図１１】風が吹いていると仮定した場合のセンサとマイクとの位置関係を示す。
【図１２】マイクで計測される音の波形が測定基準レベルを上回っているグラフを示す。
【図１３】マイクで計測される音の波形が測定基準レベル以下の場合のグラフを示す。
【図１４】閾値を超えてすぐに音の到達時間の算出が実行される場合のグラフを示す。
【図１５】閾値を超えて暫く経ってから音の到達時間の算出が実行される場合のグラフを示す。
【図１６】到達時間精度向上処理フローを示す。
【図１７】到達時間精度向上処理フローの原理を図化したものを示す。
【図１８】マイクで取得される雑音を含まない音の波形を示す。
【図１９】マイクで取得される雑音を含む音の波形を示す。
【図２０】雑音判定処理フローを示す。
【図２１】雑音が含まれる音に基づいて算出された到達距離データを示す。
【図２２】雑音判定処理を実行後の到達距離データを示す。
【図２３Ａ】第一実施形態に係る地すべり計測システムによる実験データ（１）を示す。
【図２３Ｂ】第一実施形態に係る地すべり計測システムによる実験データ（２）を示す。
【図２４】第五実施形態に係る地すべり計測システムの設置状況を示す。
【図２５】第五実施形態に係る地すべり計測システムの概略構成を示す。
【図２６】基準音源側制御部の機能ブロック図を示す。
【図２７】第五実施形態に係る計測器本体における処理フローを示す。
【図２８】風が吹いていると仮定した場合の基準音源とマイクとの位置関係を示す。
【図２９】基準音源における処理フローを示す。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
次に、本発明に係る地すべり計測システムの実施形態について、図面に基づいて説明する。
【００２９】
＜システム構成＞
図１は、第一実施形態に係る地すべり計測システム１００の設置状況を示す。また、図２は、第一実施形態に係る地すべり計測システム１００の概略構成を示す。第一実施形態に係る地すべり計測システム１００は、地山９０のうち、地表の移動を計測する地すべり検知対象エリア９１に設置される複数のセンサ１、地すべり検知対象エリア９１から離れた領域にある地すべりの影響が無いと予測される安全エリア９２に設置される複数のマイクロフォン（以下、単にマイクという。）２、マイク２と同じく安全エリア９２に設置される計測器本体３、によって構成されている。なお、以下の説明では、センサ１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ、１ｅは、いずれも同等の機能を有しており、説明上、特に区別する必要がある場合を除いて単にセンサ１として説明する。また、マイク２ａ、２ｂ、２ｃも、いずれも同等の機能を有しており、説明上特に区別する必要がある場合を除いて単にマイク２として説明する。
【００３０】
第一実施形態に係る地すべり計測システム１００では、センサ１から出力される音を、安全エリア９２に設けられたマイク２で取得する。マイク２で取得された音が計測器本体３に入力され、計測器本体３において音の到達時間からマイク２とセンサ１との到達距離を算出する。マイク２とセンサ１との到達距離の算出を複数回行うことで、地表の移動が計測され、その結果地すべりの発生の有無を判断することが可能となる。以下、各構成について具体的に説明する。
【００３１】
[センサ]
センサ１は、地表の移動を測定するための音を出力する。センサ１は、地表に移動が発生した場合には地表と共に移動し、かつ、地表の移動を測定するための音を出力する。これにより、地表に移動が発生した場合において、センサ１からマイク２までの距離の算出が可能となり、結果として地表の移動の測定が可能となる。本実施形態のセンサ１は、バッテリ１１、スピーカ１８、センサ側無線通信器１３、センサ側制御部１４、発信機１５、増幅器１６、タイマ１７によって構成されている。本実施形態では、複数のセンサ１が設けられているが、設置数は単数であってもよい。
【００３２】
バッテリ１１は、センサ１を駆動する。本実施形態では、各センサ１にバッテリ１１が設けられ、また、計測器本体３との通信も無線通信が実現されている。これにより、センサ１は、マイク２や計測器本体３等の他の機器類との配線が不要である。センサ１の設置方法については、後述するが、本実施形態に係るセンサ１は、空中からの投下による設置が可能である。従って、配線があると設置の際の手間も煩雑となるが、バッテリ１１を内蔵する内蔵型とすることで、このような設置の煩雑さを解消することができる。また、本実施形態に係る地すべり計測システム１００は、比較的広範囲に渡る地表の移動の計測を想定している。地表の移動を計測する対象が広範囲になればなるほど、センサ１を設置する際の手間も煩雑になる。本実施形態に係るセンサ１は、バッテリ１１を内蔵することで、広範囲に渡る地表の移動の計測に好適に用いることができる。但し、例えば、共通の駆動源を用い、この共通の駆動源と各センサ１とを配線を用いて電気的に接続し、センサ１の電源を確保するにようにしてもよい。
【００３３】
センサ側無線通信器１３は、計測器本体３側の本体側無線通信器３１との間で無線通信する。センサ側無線通信器１３は、受信機能のみを有する構成でもよいが、受信機能及び送信機能を備える構成であってもよい。受信機能のみを有する構成によれば、センサ１のコストを削減することが可能となる。また、受信機能及び送信機能を備える構成とすることで、センサ１から計測器本体３に対してセンサ１の状態等を含む情報を送信することが可能となる。その結果、センサ１から出力される音のタイミング等の管理をより容易に行うことが可能となる。センサ側無線通信器１３は、本体側無線通信器３１から送信されるタイミング情報、すなわち各センサ１から出力する音の出力タイミングを決定するためのタイミング情報（タイミング情報には、後述する、通常の計測インターバル、ショートインターバルも含まれる。）を受信する。また、センサ側無線通信器１３は、タイミング情報に関連付けて各センサ１の識別情報（以下、ＩＤともいう。）を受信する。受信されたタイミング情報や識別情報は、センサ側制御部１４へ入力される。また、センサ側無線通信器１３は、センサ１を起動するための起動情報の受信も可能である。
【００３４】
センサ側制御部１４は、センサ１の各種制御を行い、所定のタイミング（所定のインターバル）で所定の音圧の音をスピーカ１８から出力させる。具体的には、センサ側制御部１４は、ＣＰＵ、メモリ等を含むコンピュータとコンピュータ上で実行されるプログラムによって実現することができる。ここで、図３は、センサ側制御部１４の機能ブロック図を示す。センサ側制御部１４は、ＣＰＵ１４１、メモリ１４２、起動部１４３、センサ側情報通信部１４４、音声信号生成部１４５によって構成されている。
【００３５】
ＣＰＵ１４１は、センサ１を構成する各種ハードウェアを制御すると共に、例えばメモリ１４２としてのＲＯＭに格納された制御プログラムに従って、所定の処理を実行する。メモリ１４２は、揮発性のＲＡＭ（Random Access Memory）と、不揮発性のＲＯＭ（Read
Only Memory）を含む。ＲＯＭには、フラッシュメモリ、ＥＰＲＯＭ（Erasable Programmable Read-Only Memory）、ＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory）のような書き換え可能な半導体メモリを含む。
【００３６】
起動部１４３は、タイマ１７からの信号、すなわちセンサ１のＯＮ／ＯＦＦを決定する
時間情報に基づいて、センサ１を起動し、又はセンサ１の省電力を実現するスリープ状態とする。なお、起動部１４３は、計測器本体３から無線通信を介して時間情報や起動情報を取得するようにしてもよい。
【００３７】
センサ側情報通信部１４４は、センサ側無線通信器１３を介してタイミング情報や識別情報を取得する。取得された各種情報は、音声信号生成部１４５に対して出力される。
【００３８】
音声信号生成部１４５は、センサ側情報通信部１４４からの各種情報に基づいてスピーカ１８から出力すべき音を構成する音声信号を生成する。すなわち、音声信号生成部１４５は、タイミング情報に基づいて音声信号を出力するタイミング、すなわちスピーカ１８から出力される音のタイミングを決定する。例えば、緊急性の高い地すべり検知対象エリア９１、換言すると地すべりの兆候が見られ、危険性が高いような地すべり検知対象エリア９１では、３０秒間隔で音声信号を出力する。一方、緊急性の低い地すべり検知対象エリア９１、換言すると地表が長期的にゆっくりとした移動しか想定されない地すべり計測対象エリア９１では、数十分間隔、又は数時間のインターバルで音声信号を出力すればよい。このような音のタイミング、換言すると計測インターバルは、地すべり検知対象エリア９１に応じて変更できるよう設定できるようすることで、地すべり計測システム１００の利便性をより高めることができる。また、同じ地すべり検知対象エリア９１であっても、天候によって緊急性が変化することが想定される。しかしながら、計測インターバルを適宜変更できる構成とすることで、天候等に応じて計測インターバルを変更することが可能となる。そして、必要最低限の可動とすることでバッテリ１１の消耗を低減することが可能となる。
【００３９】
計測器本体３から出力されるタイミング情報等は、複数のセンサ１に対して出力される。従って、音声信号生成部１４５は、取得する識別情報の中から自己のＩＤに関連付けられているタイミング情報を読み込む。タイミング情報は、各センサ１のＩＤと関連付けられ、各センサ１から出力される音が重ならないように設定されている。これにより、各センサ１から出力される音のタイミングをずらすことが可能となる。なお、スピーカ１８から出力される音の周波数帯域や音圧などは、予めセンサ毎に割り当てておくことができる。本実施形態では、スピーカ１８から出力される音の周波数帯域が、３ｋＨｚから４ｋＨｚであることが好ましい。周波数帯域は、特に限定されるものではないが、例えば超音波とすると音の減衰が懸念される。いわゆる可聴波とよばれる上記帯域の周波数とすることで音の減衰を低減することができる。また、上記帯域であれば、スピーカ１８としていわゆる圧電ブザーといった比較的安価であり消費電力も少ない音源を採用することが可能となる。また、スピーカ１８から出力される音の周波数帯域や音圧などは、センサ毎のＩＤと関連付けてタイミング情報と共に計測器本体３から送信するようにしてもよい。
【００４０】
発信器１５は、音声信号生成部１４５によって制御され、所定の周波数帯域かつ音圧の音声信号を増幅器１６に対して出力する。増幅器１６は、発信器１５からの音声信号を増幅し、スピーカ１８に対して出力する。
【００４１】
スピーカ１８は、増幅器１６で増幅された音声信号を音として出力する。スピーカ１８には、圧電ブザーを用いることができる。これにより、消費電力を削減することができ、また、コストの低減を図ることもできる。なお、スピーカ１８には、マグネットとコイルを用いたものを用いてもよい。これにより、より大きい音を出力することができる。従って、マグネットとコイルを用いたスピーカは、地すべり検知対象エリア９１が広範囲である場合に適している。スピーカ１８から出力された音は、その後計測器本体３のマイク２で受信される。
【００４２】
ここで、図４Ａは、センサ１を地表に設置した状態を示す。また、図４Ｂは、センサ１
の断面図を示す。これらの図に示すように、本実施形態に係るセンサ１は、本体部５１、アンテナ５２、固定部としての中央突起部５３及び外側突起部５４、緩衝材５６によって構成されている。
【００４３】
本体部５１は、上述したバッテリ１１、スピーカ１８、センサ側制御部１４を格納する基板５５といったセンサ１の各部品を収容する。本実施形態に係る本体部５１は、長方体の箱型形状である。但し、本体部５１の形状や大きさは、限定されるものではない。本体部５１は、例えば、円筒形としてもよい。
【００４４】
アンテナ５２は、電気信号の送受信を行う。具体的には、アンテナ５２は、本体側無線通信器３１から出力されるタイミング情報等を受信する。アンテナ５２は、本実施形態では、棒状であり、一端が本体部５１内部に設けられたセンサ側無線通信器１３と接続され、他端は、本体部５１の上部外側において開放している。なお、本実施形態では、アンテナ５２の他端が、本体部５１の外部に露出しているが、本体部５１を樹脂等の電波を通す材質によって構成し、アンテナ５２の全体を本体部５１の内部に設けてもよい。
【００４５】
本体部５１の下部には、本発明の固定部に相当する、中央突起部５３及び外側突起部５４が設けられている。本体部５１と固定部５０は、着脱可能に構成してもよく、これにより、固定部５０を様々なセンサに取り付けることが可能である。固定部５０は、センサ１を地山９０の地表に固定する。本実施形態に係る固定部は、本体部５１の底面と直交する複数の棒状の突起部、すなわち、中央突起部５３及び外側突起部５４によって構成されている。より詳細には、本体部５１の底面の中心から延びる中央突起部５３が最も長く、中央突起部５３は、本体部５１の高さとほぼ同じ長さを有している。本体部５１の底面の外側には、中央突起部５３よりも短い外側突起部５４が複数設けられている。
【００４６】
中央突起部５３や外側突起部５４の長さや材質は、特に限定されるものではないが、センサ１を設置する場合の衝撃を考慮して、その長さや材質を設計することが好ましい。また、センサ１を設置する地すべり検知対象エリア９１の地表の土質等を考慮することがより好ましい。例えば、地表が硬い場合には、中央突起部５３や外側突起部５４は、強度が高い材質によって構成することが好ましい。一方、地表が比較的柔らかい場合には、センサ１を安定的に固定するため、中央突起部５３や外側突起部５４の長さを長くすることが好ましい。
【００４７】
なお、固定部５０は、以下のように構成してもよい。ここで、図５Ａ、図５Ｂ、５Ｃは、固定部の変形例を示す。具体的には、図５Ａは、中央突起部５３と錘５５を有する固定部５０の一例を示す。図５Ｂは、中央突起部５３と外側突起部５４と錘５５とを有する固定部５０の一例を示す。図５Ｃは、中央突起部５３と外側突起部５４と沈み込み防止プレート５６を有する固定部５０の一例を示す。地表面の傾斜角度が大きい場合や、地表が柔らかいような場合、センサ１の重心が高いとセンサ１が転倒してしまうことが懸念される。図５Ａや図５Ｂに示すように、固定部５０に錘５５を設けることで、センサ１の転倒を抑制し、センサ１を地表に対してより安定的に固定することが可能となる。なお、本態様では、錘５５が設けられた部分も地表に突き刺さりやすくするため、錘５５が、錐形状に構成されている。
【００４８】
また、地表が柔らかい場合や地表が水分を多く含んでいる場合、センサ１が設置された際に、センサ１が地中に潜り込んでしまうことが懸念される。図５Ｃに示すように、沈み込み防止プレート５６を固定部５０に設けることで、このような沈み込みを抑制することができる。沈み込みプレート５６は、沈み込みを抑制できるよう、本体部５１の外郭よりも外側に突出していればよくその形状は、特に限定されない。なお、例えば、センサ１を空中から落下させて設置する場合、沈み込みプレート５６は、センサ１が落下する際に空
気抵抗を受けることが懸念され、落下の際のセンサ１の姿勢に影響を与える虞がある。従って、沈み込みプレート５６は、メッシュ状のプレート部材によって構成してもよい。これにより、空気抵抗を低減することが可能となる。
【００４９】
ここでセンサ１の設置方法について説明すると、本実施形態に係るセンサ１の設置方法の一態様として、空中からの投下が例示される。例えば、ラジオコントロールヘリコプタ（以下、単に、ラジコンヘリコプタという。）にセンサ１の吊り下げやセンサ１の投下を行うための装置を搭載する。そして、ラジコンヘリコプタからセンサ１を吊り下げた状態でラジコンヘリコプタをセンサ１の設置予定位置の上空まで飛行させ、センサ１を落下させる。すると、固定部を構成する中央突起部５３や外側突起部５４が地山の斜面に突き刺さり、センサ１が固定される。このような設置態様を採用することで、地すべり検知対象エリア９１（図１参照。）に立ち入らずにセンサ１を設置することが可能となる。なお、地すべり検知対象エリア９１の安全が確認できているような場合には、地すべり検知対象エリア９１に侵入して設置してもよい。
【００５０】
中央突起部５３や外側突起部５４の長さや材質は、特に限定されるものではないが、センサ１を投下によって設置する場合を考慮して、その長さや材質を設計することが好ましい。また、センサ１を設置する地すべり検知対象エリア９１の地表の土質等を考慮することがより好ましい。例えば、地表が硬い場合には、中央突起部５３や外側突起部５４は、強度が高い材質によって構成することが好ましい。一方、地表が比較的柔らかい場合には、センサ１を安定的に固定するため、中央突起部５３や外側突起部５４の長さを長くすることが好ましい。
【００５１】
緩衝材５６は、本体部５１の上面に設けられ、センサ１に作用する衝撃が本体部５１内に設けられた部品に伝達することを抑制する。より詳細には、アンテナ５２、センサ側無線通信器１３、センサ側制御部１４を格納する基板５５等は、緩衝材５６を介して本体部５１内に設けられている。これにより、センサ１に作用する衝撃が緩衝材５６で吸収され、アンテナ５２等の部品の破損を抑制することができる。なお、緩衝材５６は、衝撃を吸収できるものであればよく、バネを利用したもの、ゴムなどの弾力性を利用したものが例示される。本実施形態に係るセンサ１を空中からの投下によって設置する場合、設置の際の衝撃がセンサ１に作用する。しかしながら、本実施形態に係るセンサ１は、緩衝材５６が設けられていることから、設置の際の衝撃によるセンサ１を構成する部品の破損を抑制することができる。
【００５２】
基板５５は、センサ側制御部１４を構成する、ＣＰＵ１４１やメモリ１４２が設けられるＩＣチップによって構成される。スピーカ１８は、本実施形態ではいわゆるホーン型スピーカが採用されており、増幅器１６の出力が小さくても大きな音量が出せるように工夫されている。なお、スピーカ１８の開口部を本体部５１の各側面に設けることが好ましい。これにより、例えば、センサ１の水平方向における向きに左右されることなく、効果的に音をマイク２に向けて出力することができる。バッテリ１１、センサ側無線通信器１３については、既に説明したのでここでの説明は割愛する。
【００５３】
[計測器本体]
次に計測器本体３について説明する。計測器本体３は、本体側無線通信器３１、本体側増幅器１６、バンドパスフィルタ（以下、ＢＰＦという）３３、本体側制御部３４、記憶装置３５、温度センサ３６ａ、風速センサ３６ｃ、風向センサ３６ｄ、外部出力ＩＦ３７、によって構成されている。計測器本体３には、マイク２、警報器３８、パーソナルコンピュータ（以下、パソコンという。）３９が接続されている。なお、本体側増幅器３２は、三つの本体側増幅器からなり、ＢＰＦ３３も三つのＢＰＦによって構成されている。但し、三つの本体側増幅器、及び三つのＢＰＦは、夫々同等の機能を有している。従って、
以下の説明は、特に区別する必要がある場合を除いて、単に本体側増幅器３２、若しくはＢＰＦ３３と称する。
【００５４】
本体側無線通信器３１は、センサ１に設けられているセンサ側無線通信器１３との間で無線通信する。具体的には、本体側無線通信器３１は、タイミング情報や識別情報などをセンサ側無線通信器１３に対して出力する。なお、タイミング情報や識別情報は、記憶装置３５に格納されており、本体側制御部３４の制御の下、所定のタイミングで出力される。
【００５５】
マイク２は、センサ１のスピーカ１８から出力される音を受信し、電気信号に変換する。本実施形態では、マイク２は、三つのマイク、すなわちマイク２ａ、マイク２ｂ、マイク２ｃによって構成されている。マイク２で受信された音は、電気信号に変換され、マイク２に接続されている本体側増幅器１６に対して出力される。なお、マイク２の設置数は、限定されない。単数であっても移動の有無は計測できるが、センサ１の位置（座標）を特定する上では少なくとも三つ設置することが好ましい。これにより、三角測量の原理を利用して容易にセンサ１の座標を特定することが可能となる。
【００５６】
本体側増幅器１６は、マイク２から出力される電気信号を増幅する。本実施形態では、各マイク２に本体側増幅器１６が設けられている。
【００５７】
ＢＰＦ３３は、マイク２で受信された音のうち、センサ１から出力された音以外の音、すなわち雑音を除去する。雑音の除去は、スピーカ１８から出力される音の周波数を予め特定し、特定した周波数帯域以外の音は雑音として除去するようにすればよい。
【００５８】
本体側制御部３４は、計測器本体３の各種制御を行い、地表の移動量が所定量を上回った場合、地すべりが発生すると判断し、警報器３８を通じて警報を発する。ここで、図６は、本体側制御部３４の機能ブロック図を示す。本体側制御部３４は、ＣＰＵ１５１、メモリ１５２、本体側情報通信部１５３、地すべり情報取得部１５４、判断部１５５、地すべり情報出力部１５６、によって構成されている。ＣＰＵ１５１は、センサ１を構成する各種ハードウェアを制御すると共に、例えばメモリ１５２としてのＲＯＭに格納された制御プログラムに従って、所定の処理を実行する。メモリ１５２は、揮発性のＲＡＭ（Random Access Memory）と、不揮発性のＲＯＭ（Read Only Memory）を含む。ＲＯＭには、フラッシュメモリ、ＥＰＲＯＭ（Erasable Programmable Read-Only Memory）、ＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory）のような書き換え可能な
半導体メモリを含む。
【００５９】
本体側情報通信部１５３は、センサ１に対して必要な情報を送信する。具体的には、本体側情報通信部１５３は、センサ１から出力する音の出力タイミングを決定するためのタイミング情報、タイミング情報に関連付けられたセンサ１毎の識別情報等を送信する。本体側情報通信部１５３は、センサ１を起動するための起動情報を送信してもよい。更に、センサ１から出力される音の周波数や音圧に関する情報を送信してもよい。なお、これらの各種情報は、記憶装置３５若しくはメモリ１５２に格納することができる。本体側情報通信部１５３が、本発明の音調整手段の機能を担う。
【００６０】
地すべり情報取得部１５４は、地すべり情報、すなわち、地表の移動量を判断するための情報をマイク２で取得される音として取得する。具体的には、マイク２で取得された音は、電気信号に変換され、計測器側増幅器１６で増幅され、更にＢＰＦ３３で雑音が除去された後、地すべり情報取得部１５４に入力される。地すべり情報取得部１５４は、取得した地すべり情報を判断部１５５に対して出力する。地すべり情報取得部１５４は、本発明の音取得手段の機能を担う。
【００６１】
判断部１５５は、本発明の移動計測手段に相当し、地すべり情報に基づいて地すべりの発生の有無を判断する。なお、判断部１５５には、地すべり情報に加えて、温度センサ３６ａからの地すべり検知対象エリア９１付近の温度に関する温度情報、風速センサ３６ｃからの地すべり検知対象エリア９１付近の風速に関する風速情報、風向センサ３６ｄからの地すべり検知対象エリア９１付近の風向に関する風向情報が入力される。従って、判断部１５５は、これら温度情報等も考慮して地すべり発生の有無を判断することができる。なお、地すべり発生の判断処理の詳細については、後述する。
【００６２】
地すべり情報出力部１５６は、判断部１５５による判断結果を出力する。具体的には、外部出力ＩＦ３７に対して判断結果を出力し、パソコン３９のディスプレイに表示させたり、警報器３８を通じて警報する。
【００６３】
温度センサ３６ａは、温度情報を検知する。風速センサ３６ｃは、風速情報を検知する。風向センサ３６ｄは、風向情報を検知する。これらの各種センサは、本体側制御部３４と電気的に接続されており、各種センサで検知された情報は、本体側制御部３４内の判断部１５５に入力される。
【００６４】
外部出力ＩＦ３７は、計測器本体３とパソコン３９及び警報器３８とを接続するインターフェースである。パソコン３９は、ＣＰＵ、記憶装置、表示部としてのディスプレイ、操作部としてのマウスやキーボードを備える。パソコン３９を通じて本体側制御部３４で用いられる各種データ（例えば、タイミング情報や識別情報）の入力を行うことができる。また、パソコン３９を通じて、マイク２を通じて取得された音に関するデータや、判断部１５５による判断結果を確認することができる。パソコン３９によれば、判断結果だけでなく、計測結果も確認することができる。一方、警報器３８は、判断部１５５が地すべりの発生があると判断した場合に報知する。つまり、警報器３８は、主として危険を知らせる機能を担う。警報器３８には、音による報知を行うブザー、光による報知を行うランプが例示される。
【００６５】
＜処理フロー＞
次に、第一実施形態に係る地すべり計測システム１００における処理フローについて説明する。
【００６６】
[センサにおける処理]
まず、センサ１における処理について説明する。図７は、センサにおける処理フローを示す。ステップＳ０１では、センサ１が起動される。すなわち、タイマ１７からの信号（時間情報ともいう）に基づいて、センサ１を起動する。タイマ１７からの信号とは、待機時間が終了するとタイマ１７から出力される信号である。なお、起動部１４３は、センサ側無線通信器１３を介して、計測器本体３から送信されるセンサ１を起動するための起動信号（起動情報ともいう。）を受け付け、起動信号が入力されると、センサ１を起動するようにしてもよい。タイマ１７からの信号に基づいて起動することで、センサ１をタイマ１７以外の機能を完全に停止するスリープ状態とすることができるので、センサ１のバッテリ１１の消耗を低減することができる。一方、センサ側無線通信器１３を介して、計測器本体３から送信されるセンサ１を起動するための起動信号を受け付けて起動する構成とすることで、計測器本体３により、自由にセンサ１の起動を制御することができる。なお、待機時間については、ステップＳ０７の説明において説明する。センサ１が起動されると、ステップＳ０２へ進む。
【００６７】
ステップＳ０２では、計測開始信号が計測器本体３に対して出力される。すなわち、起動部１４３は、センサ１が起動され、計測が可能となると、計測が開始できることを示す
情報としての計測開始信号を、センサ側無線通信器１３を介して計測器本体３に出力する。計測開始信号の出力が完了すると、ステップＳ０３へ進む。
【００６８】
ステップＳ０３では、計測許可信号の受信の有無が判断される。計測許可信号には、上述したタイミング情報や識別情報が含まれる。また、計測許可信号には、タイマ１７がカウントする待機時間に関する情報、換言すると次回にどのようなタイミングで音を出力させるかについての情報（本態様では、５分）を含めてもよい。なお、待機時間に関する情報は、後述するステップ０６までに受信できればよく、計測器本体３から計測許可信号とは別に送信し、センサ１によって受信するようにしてもよい。計測許可信号が受信されるとステップＳ０５へ進む。一方、計測許可信号が受信されないとステップＳ０４へ進む。
【００６９】
計測許可信号が受信されない場合には、ステップＳ０４において３０秒待機処理が行われる。３０秒の待機処理が終了すると、再度ステップＳ０２の処理が行われる。一方、計測許可信号が受信された場合、ステップＳ０５においてスピーカ１８から音が出力される。具体的には、スピーカ１８は、３ｋＨｚから４ｋＨｚの音を出力する。音を出力する時間は、マイク２で取得可能であればよく、数波程度でよい。例えば、４ｋＨｚの音を１０波出力する場合、一回の音の出力時間は、２．５ｍＳｅｃとなる。スピーカ１８からの音の出力が完了すると、ステップＳ０６へ進む。
【００７０】
ステップＳ０６では、起動部１４３により、センサ１がスリープ状態、換言すると電源ＯＦＦとされる。これにより、センサ１の消費電力を低減することができる。続いて、ステップＳ０７では、センサ１がスリープ状態となることを契機に、タイマ１７が作動する。本実施形態では、タイマ１７は、待機時間として５分をカウントする。待機時間のカウントが終了、すなわち本態様では５分経過すると再度ステップＳ０１の処理が実行される。
【００７１】
なお、上述したフローは、センサ１が、受信機能及び送信機能を有するセンサ側無線通信器１３を備える場合を例に説明した。但し、センサ側無線通信器１３は、受信機能のみを備えるものでよい。この場合、起動部１４３は、まず、起動信号をタイマ１７が受け付けてセンサ１を起動し、次に、計測許可信号を計測器本体３から受信し、受信した計測許可信号に基づいて、スピーカ１８が、３ｋＨｚから４ｋＨｚの音を出力する。なお、センサ側無線通信器１３が受信機能のみを備える構成の場合にも、起動部１４３は、計測器本体３から送信される起動信号を受信し、センサ１を起動するようにしてもよい。
【００７２】
[計測器本体における処理]
次に、計測器本体３における処理について説明する。図８は、計測器本体における処理フローを示す。ステップＳ１１では、受信待機処理が実行される。受信待機とは、センサ１から送信される計測開始信号の受信を待機する状態であり、受信待機処理とは、受信待機を行う処理であり、具体的には、計測開始信号の受信を監視することで実現される。なお、センサ１を初めて起動する場合には、ステップＳ１１の処理を実行する前に、起動信号を送信する処理が行われる。
【００７３】
ステップＳ１２では、計測開始信号が受信される。すなわち、本体側情報通信部１５３は、本体側無線通信器３１を介して、センサ１から出力される計測開始信号を受信する。計測開始信号の受信が完了するとステップＳ１３へ進む。続いて、ステップＳ１３では、計測許可信号が送信される。すなわち、本体側情報通信部１５３は、本体側無線通信器３１を介して、センサ１に対して計測許可信号を出力する。計測許可信号には、上述したように、上述したタイミング情報や識別情報が含まれる。また、計測許可信号には、タイマ１７がカウントする待機時間に関する情報、換言すると次回にどのようなタイミングで音を出力させるかについての情報（本態様では、５分）を含めてもよい。なお、待機時間は
、計測結果に応じてその時間を適宜変更することが好ましい。すなわち、地すべりの発生が確認された場合や地すべりの発生の可能性が高いような場合には、例えば待機時間は、１分とし、１分間隔で音を出力することが好ましい。一方、地すべりの発生が確認されない場合や地すべりの発生の可能性が低い場合には、待機時間は、５分から１０分といったように、地すべりの発生が確認された場合や地すべりの発生の可能性が高い場合よりも長い時間とすることができる。地すべり発生の有無は、後述するステップＳ１６の処理を行った後に判断されることから、待機時間に関する情報は、ステップＳ１６以降に、計測許可信号とは別に送信するようにしてもよい。計測許可信号の出力が完了するとステップＳ１４へ進む。
【００７４】
ステップＳ１４では、地すべり情報が取得される。すなわち、地すべり情報取得部１５４は、地表の移動量を算出するための情報として、マイク２で取得される音に対応する電気信号を取得する。より詳細には、本態様では、三つのマイク（マイク２ａ、マイク２ｂ、マイク２ｃ）が設けられており、各マイク２が各センサ１からの音を取得する。地すべり情報の取得が完了するとステップＳ１５へ進む。
【００７５】
ステップＳ１５では、地すべり情報の追加情報として補正情報（本発明の環境情報に相当する。）が取得される。すなわち、地すべり情報取得部１５４は、地表の移動を計測する際に用いる補正情報を、温度センサ３６ａ、風速センサ３６ｃ及び風向センサ３６ｄから取得する。補正情報の取得が完了すると、ステップＳ１６へ進む。なお、補正情報の取得は、ステップＳ１４における地すべり情報の取得と共に行うようにしてもよい。
【００７６】
ステップＳ１６では、地表の移動量が算出される。ここで、地表の移動量の算出手順について図面を参照しながら具体的に説明する。まず、三つのマイク、すなわちマイク２ａ、マイク２ｂ、マイク２ｃによりセンサ１ａから出力される音を収録し、音の到達時間からマイク２ａ、マイク２ｂ、マイク２ｃとセンサ１ａとの距離を算出する。各マイクとセンサまでの距離Ｌは、式１により求めることができる。式１においてｔは音の到達時間であり、Ｃは音速である。
2010151793.tif 000003
【００７７】
図９は、マイク毎の音の到達時間を示す。図９は、一例として、センサ１ａとマイク２ａ、マイク２ｂ、マイク２ｃとの関係を示す。ｔａは、マイク２ａの音の到達時間であり、ｔｂは、マイク２ｂの音の到達時間であり、ｔｃは、マイク２ｃの音の到達時間である。なお、図９においてトリガ電波とは、スピーカ１８から出力する音のタイミングを制御する信号である。トリガ電波がセンサ１に入力されることで音が出力される。そして、例えばマイク２ａについてみると、到達時間ｔａは、スピーカ１ａから出力される音波の最初の波のピーク値からマイク２ａで取得される音波の最初のピーク値までの時間である。到達時間ｔａを式１に代入することで、スピーカ１ａからマイク２ａまでの距離Ｌを算出することができる。なお、音速Ｃは、式２により求めることができる。式２においてＴは、温度である。
2010151793.tif 000004
【００７８】
本態様では、温度が考慮されるので、より正確な距離Ｌを算出することができる。温度は、温度センサ３６ａによって取得することができる。
【００７９】
センサ１ａとマイク２ａ、マイク２ｂ、マイク２ｃとの距離が算出されると、次にセンサの位置（座標）を算出する。マイク２ａ、マイク２ｂ、マイク２ｃは、安全エリア９２に設けられており、予め座標が特定されているので、センサ１ａとマイク２ａ、マイク２
ｂ、マイク２ｃとの距離からセンサ１ａの座標を算出することができる。図１０は、センサとマイクとの関係のイメージ図を示す。図１０は、一例として、センサ１ａとマイク２ａ、マイク２ｂ、マイク２ｃとの関係を示す。図１０において（Ｘ，Ｙ，Ｚ）は、センサ１及びマイク２の座標である。また、Ｌａ、Ｌｂ、Ｌｃは、センサ１とマイク２との距離を示す。
【００８０】
なお、本実施形態では、地表の移動量を算出するに際し、温度を考慮した音速Ｃの補正に加えて、更に、風速や風向を考慮してもよい。具体的には、音は、空気を伝達媒体とする為、音に基づいて地表の移動量を算出する本実施形態に係る地すべり計測システム１００は、風速や風向によって測定精度にばらつきが出ることが懸念される。そこで、本実施形態に係る地すべり計測システム１００では、風速や風向を考慮した地表の移動の算出が可能である。
【００８１】
ここで、図１１は、風が吹いていると仮定した場合のセンサとマイクとの位置関係を示す。図１１は、地すべり検知対象エリア９１付近に一様な風が吹いていると仮定した場合におけるセンサとマイクとの位置関係を示す。図１１における見かけのマイクの位置とは、風の影響を考慮した仮定のマイクの位置を示す。一様な方向（図１１において風のベクトルが示す方向。）に風が吹いている場合にマイクで計測される音の到達時間は、風の影響を含んでいる。すなわち、マイクで取得される音は、風によって流された後の音である。従って、本来であれば、図１１に示す見かけのマイクの位置において取得される音が流され、マイクの位置で取得されたと仮定することができる。この場合、センサからマイクまでの到達経路は、「ｔ・Ｃ＋ｔ・ｗ」と仮定することができる。ｔは、音の到達時間であり、Ｃは、音速であり、ｗは風速・風向である。換言すると、マイクの位置の位置（座標）は、予め分かっており、また、見かけの位置（座標）は、風ベクトルから算出可能である。従って、算出した見かけのマイクの位置とセンサから見かけのマイクの位置までの到達距離「ｔ・Ｃ」とに基づいて、センサの位置を算出することが可能となる。すなわち、風の影響を考慮、換言すると風の影響をキャンセルした、センサの位置の算出が可能となる。
【００８２】
なお、上述した風速や風向を考慮した地表の移動の算出は、風速及び風向が一定であると仮定して行っている。しかし、実際には、風速及び風向は一定ではない。従って、より精度を高めるため、異なる風速の条件下でセンサとマイクとの距離を複数回算出し、算出した距離の平均値を採用するようにしてもよい。なお、風速が大きい時ほど、風による影響は大きくなることから、風速の最大値を考慮することで、より精度の向上を図ることが可能となる。具体的には、風速の最大値をＶｍａｘとした場合、マイクとセンサとの距離Ｌの平均値は、式３によって求められる。なお、α＝１−Ｖ／Ｖｍａｘであり、Ｖは、風速センサで取得される風速（ｍ／ｓ）、Ｖｍａｘは、測定許容風速最大値である。
2010151793.tif 000005
【００８３】
上記手順を繰り返し行うことで、センサ１ａの座標の変位量、換言すると地表の移動を測定することが可能となる。そして、スピーカ１ａだけでなく、全てのスピーカから出力される音に基づいて上記と同様の演算を行うことでセンサ１が設置されている地すべり検知対象エリア９１の地表の移動を計測することが可能となる。地表の移動の計測が完了するとステップＳ１７へ進む。
【００８４】
ステップＳ１７では、地すべりの発生の有無が判断される。すなわち、判断部１５５は、算出された地表の移動量が規定値を上回っているか否かを判断する。算出された地表の
移動量が規定値を上回っている場合、ステップＳ１８へ進む。一方、算出された地表の移動量が規定値以下である場合、ステップＳ１９へ進む。なお、地すべりの発生の有無を判断する際の規定値は、地表の土質や地形等を考慮し、予め実験等によって求めることができる。
【００８５】
ステップＳ１８では、警報が発信される。すなわち、地すべり情報出力部１５６は、警報器３８を介して地すべりの発生が高い旨を報知する。一方、ステップＳ１９では、地表の移動の測定結果が記憶装置３５に保存される。また、ステップＳ１８において、警報の発信が完了すると、ステップＳ１９へ進み、地表の移動の測定結果が記憶装置３５に保存される。地表の移動の測定結果の保存が完了すると、再度ステップＳ１１の処理が実行される。
【００８６】
なお、センサ側無線通信器１３が受信機能のみを備える場合、上記ステップＳ１１及びステップＳ１２の処理が省略され、まず、本体側情報通信部１５３が、本体側無線通信器３１を介して、センサ１に対して計測許可信号を出力する（ステップＳ１３）。ここで、センサ１がセンサ側無線通信器１３が受信機能のみを備える場合には、センサ１に対して計測許可信号を出力しても、センサ１がスリープ状態である恐れがある。従って、センサ側無線通信器１３が受信機能のみを備える場合には、本体側情報通信部１５３は、計測許可信号の出力を、センサ１から音が出力されるまで、断続又は継続して行えばよい。また、音を取得した時間を記憶し分析することで、計測器本体３は、センサ１の次回の起動のタイミングを予測することができる。従って、予測されるタイミングに応じて、本体側情報通信部１５３は、センサ１に対して計測許可信号を出力するようにすればよい。
【００８７】
以上説明した、第一実施形態に係る地すべり計測システム１００によれば、広範囲に渡る地表の移動を計測することができる。そして、マイクやスピーカといったＧＰＳ等を用いた従来の計測システムと比較すると非常に簡易な構成により、広範囲に渡る地表の移動の計測が可能である。また、本実施形態に係る地すべり計測システム１００では、温度、風速、風向を考慮した地表の移動の計測が可能であり、計測精度の向上も実現されている。
【００８８】
＜第二実施形態＞
マイク２により音を計測する場合、センサ１とマイク２との距離が離れるほど、マイク２で計測する音圧が小さくなる。従って、地すべり検知対象エリア９１が広くなるほど、センサ１のスピーカ１８から出力される音の音圧レベルを大きくする必要がある。一方で、実際に測定すると想定されていた音圧レベルよりも小さい音圧レベルで測定可能な場合もあり、このような場合に大きい音圧レベルでの測定を続けると、無駄なエネルギーを消費し、バッテリ１１の寿命を短くしてしまうことが懸念される。また、過剰な音圧レベルでの測定は、地すべり計測エリア９１の近隣に無駄な騒音を与えることになる。
【００８９】
そこで、第二実施形態に係る地すべり計測システムでは、過剰な音圧レベルでの測定を回避するため、過去に測定した波形を基準として、次回の計測の際に発生させる音圧レベルが決定される。具体的には、スピーカ１８から出力する音の音圧レベルを１０段階に分けるとともに、音圧の測定基準レベルＶ０を予め規定する。そして、マイク２で計測された音の波形が図１２に示すようにＶ０を上回っている場合、次回スピーカ１８から出力する音の音圧レベルを一段階下げる。一方、マイク２で計測された音の波形が図１３に示すようにＶ０以下である場合、次回スピーカ１８から出力する音の音圧レベルを一段階上げる。図１２は、マイクで計測される音の波形が測定基準レベルを上回っているグラフを示し、図１３は、マイクで計測される音の波形が測定基準レベル以下の場合のグラフを示す。
【００９０】
１０段階に分けた音圧レベルのデータは、記憶装置３５に予め格納することができる。過去に測定した波形は、ステップＳ１９（図８参照）において地表の移動の計測結果を保存する際に、合わせて保存するようにすればよい。また、マイク２で計測された音の波形が図１２に示すようにＶ０を上回っているか否かの判断は、判断部１５５が、ステップＳ１３における計測許可信号を発信する前に行えばよい。そして、音圧レベルを一段階上げる若しくは下げるといった指令（音圧レベル情報ともいう。）は、計測許可信号に含めればよい。計測許可信号を受信したセンサ１内の音声信号生成部１４５は、計測許可信号に含まれる音圧レベル情報に基づいて、音圧レベルを調整する。以上により、上述した処理が実現可能であり、このような処理を繰り返し実行することで、スピーカ１８から出力する音の音圧レベルを徐々に適切なレベルに近づけることが可能となる。なお、測定基準としては、マイク２で計測される測定波形の絶対レベルではなく、Ｓ／Ｎ比（Singnal to noise ratio）を用いてもよい。
【００９１】
＜第三実施形態＞
判断部１５５が、地表の移動を計測する際、上述したように、音の到達時間を算出することで行う（図９、ステップＳ１６参照）。そして、音の到達時間の算出は、通常、音の波形が閾値を超えた際に実行される。ここで、図１４は、閾値を超えてすぐに音の到達時間の算出が実行される場合のグラフを示し、図１５は、閾値を超えて暫く経ってから音の到達時間の算出が実行される場合のグラフを示す。図１４、図１５に示すように、音の到達時間の算出を実行するタイミング（周波数のサンプリングのタイミング）が遅れると、音の到達時間に誤差が生じる。例えば、サンプリング周波数５０ｋＨｚ、音速３４０ｍ／ｓとした場合には、誤差が、６．８ｍｍとなる。
【００９２】
そこで、第三実施形態に係る地すべり計測システムでは、閾値を超えた後の最初のピーク値を求め、ピーク値から１／４周期戻した時間を音の到達時間の算出を実行するタイミングとすることとした。ここで、図１６は、到達時間精度向上処理フローを示す。なお、以下の処理は、判断部１５５によって実行される。ステップＳ２１では、音の波形が閾値Ｖ０を超えたか否かが判断される。音の波形が閾値Ｖ０を超えたと判断された場合、ステップＳ２２へ進む。一方、音の波形が閾値Ｖ０を超えないと判断された場合、再度ステップＳ２１の処理が実行される。
【００９３】
ステップＳ２２では、閾値を超えた後の最初のピーク値の前後のデータをＳ１、Ｓ２とし、そのときの時間がｔ１、ｔ２として設定される。続いてステップＳ２３では、ｔ１から１山目の波形のピーク値までの時間Δｔ１をｓ１、ｓ２のレベル（Ｖ１、Ｖ２）の比から式４と仮定する。
2010151793.tif 000006
【００９４】
次にステップ２４では、音の到達時間ｔを式５より算出する。なお、ｆはスピーカ１８から出力される音の周波数（Ｈｚ）である。
2010151793.tif 000007
【００９５】
ここで、図１７は、到達時間精度向上処理フローの原理を図化したものを示す。同図に示すように、閾値を超えた後の最初のピーク値を求め、ピーク値から１／４周期戻した時間を音の到達時間の算出を実行するタイミングとして設定される。これにより、音の到達時間の誤差の発生を低減することができる。すなわち、地表の移動の計測精度をより向上することができる。
【００９６】
＜第四実施形態＞
図１８は、マイクで取得される雑音を含まない音の波形を示す。図１９は、マイクで取得される雑音を含む音の波形を示す。マイク２が取得する音には、センサ１のスピーカ１８から出力される音の他、雑音が含まれる場合がある（図１９参照。）。雑音は、ＢＰＦ３３によってフィルタ処理されることで基本的には除去されるが、センサ１のスピーカ１８から出力される音の周波数帯域に近い周波数帯域の雑音は、除去しきれないことが想定される。そして、このような除去しきれない雑音がスピーカ１８から出力される音の手前に入ると、雑音に基づいて到達時間を算出することも懸念され、この場合、正確な音の到達時間を算出することができない。なお、雑音には、鳥や虫の鳴き声、木々が風で揺れる音、自動車の音、工事現場の音等が例示される。
【００９７】
そこで、第四実施形態に係る地すべり計測システムでは、雑音を含んで音の到達距離を算出したものをエラーとし、地表の移動の計測に反映させないようにした。
【００９８】
ここで、図２０は、雑音判定処理フローを示す。以下の処理は、判断部１５５によって実行され、例えば、第一実施形態において説明した計測器本体における処理（図８）のうちのステップＳ１６における処理において行うことができる。ステップＳ３１では、算出した音の到達距離の良否判定基準となる距離基準値ＬBが設定される。距離基準値ＬBは、例えば過去１０回の平均値や雑音が含まないことが確認されている正しい値を用いればよい。具体的には、距離基準値ＬBは、記憶装置３５に保存されているデータから取得又は
算出することができる。距離基準値ＬBの設定が完了すると、ステップＳ３２へ進む。
【００９９】
ステップＳ３２では、距離基準値ＬBとこの度算出された音の到達距離Ｌとを比較し、
この度算出された音の到達距離が正しいか否かが判断される。具体的には、例えば、この度算出された音の到達距離Ｌが、距離基準値ＬBのα％（例えば、５％）以内であれば、
到達距離Ｌは正しいと判断される。この場合、先に説明したステップＳ１７の処理、すなわち地すべりの発生の有無が判断される。一方、到達距離Ｌが、距離基準値ＬBのα％（
例えば、５％）以内でない場合、ステップＳ３３へ進む。
【０１００】
ステップＳ３３では、到達距離Ｌが、距離基準値ＬBのα％（例えば、５％）以内でな
い場合の理由が、地すべりが原因であるか否かが判断される。具体的には、例えば、この度算出された音の到達距離Ｌが、前回算出された到達距離ＬPのβ％（例えば、５％）以
内であれば、地すべりによるものと判断される。この場合、ステップＳ１８の処理、すなわち地すべりの発生を報知する処理へ進む。一方、距離基準値ＬBのα％（例えば、５％
）以内でない場合の理由が地すべりが原因でない場合、雑音が含まれる音に基づいて算出された到達距離であって正しくないデータ（以下、ＮＧデータともいう。）として処理される（ステップＳ３４）。
【０１０１】
なお、例えば、実際には地表の移動が発生していないにもかかわらず、マイク２が、たまたま２回連続で同じタイミングで雑音を取得することも想定される。従って、このようなデータを含む距離基準値ＬBに基づく判断を回避するため、距離基準値ＬBとして、例えば過去１０回の平均値を用いる場合には、過去１４回のデータのうち、大きいもの２つと小さいもの２つを削除し、残った１０回のデータから平均値を得るようにしてもよい。これにより、測定精度を更に向上することが可能となる。なお、図２１は、雑音が含まれる音に基づいて算出された到達距離データを示し、図２２は、上記雑音判定処理を実行後の到達距離データを示す。本態様では、センサとマイクとの距離を５０ｍ、１００ｍ、１５０ｍ、２００ｍと移動し、各距離毎に複数回マイクによって音を取得し、到達距離を算出したものである。図２１においてエラーデータとして指定されている領域のデータは、雑音を示している。雑音判定処理を実行することで、図２２に示すように、正しいデータ（図２２において処理データとして示す。）のみが抽出される。
【０１０２】
ここで、上述した第四実施形態で説明した、雑音判定処理において、例えば通常の計測のインターバルが５分と設定されている場合、計測エラー（ステップＳ３３において地すべりの発生ではないと判断された場合）が発生すると次回正しいデータが測定されるのが１０分後となり、正しいデータ取得の間隔が空きすぎることが懸念される。また、計測エラーが頻繁に発生すると、更に長い時間正しいデータを得ることができない虞がある。また、実際に地すべりが発生し、センサが移動した場合、例えば現在の音の到達距離として過去の１０回の平均値を採用すると、平均値が移動後の音の到達距離と一致するまで少なくとも１０回の測定が必要となる。仮に、計測のインターバルが５分であるとすると平均値が移動後のデータとなるまでには５０分以上要することになる。
【０１０３】
そこで、このような時間の遅れを低減するため、通常の計測インターバル（例えば５分）の他にショートインターバル（例えば１０秒）を設け、エラー判定がされた場合には、ショートインターバルを採用するようにしてもよい。これにより、正しいデータの空白化を抑制することができる。なお、ステップＳ３２において正しいと判断された場合、通常のインターバルで計測を実行すればよい。また、ステップＳ３２において正しくないと判断され、かつステップＳ３３において地すべりの影響によるものであると判断された場合、ショートインターバルを採用する。これにより、地すべりが発生した場合におけるデータの空白化を低減することができる。
【０１０４】
＜第五実施形態＞
上述した第一実施形態に係る地すべり計測システム１００によれば、温度を考慮することで、より正確な距離Ｌを算出することが可能となる。ここで、図２３Ａ、図２３Ｂは、第一実施形態に係る地すべり計測システム１００による実験データを示す。図２３Ａは、曇りの日における、測定距離と温度センサによる測定温度と気象庁発表による温度との関係を示す。また、図２３Ｂは、晴れの日における、測定距離と温度センサによる測定温度と気象庁発表による温度との関係を示す。図２３Ａ、図２３Ｂに示すように、曇りの日には、温度センサ３６ａによる測定温度（以下、測定温度とも言う。）と地すべり計測システム１００の設置箇所近くにおける気象庁発表による温度（以下、発表温度とも言う。）との差は、殆ど見られない。しかしながら、晴れの日には、特に日中において、測定温度と発表温度との間の差が、曇りの日に比べて大きくなっている。このような結果となった要因の一つして、直射日光により、温度センサ３６ａの周囲に熱がこもったことが考えられる。なお、各マイクとセンサまでの距離Ｌは、式１により求めることができる。式１においてｔは音の到達時間であり、Ｃは音速である。
Ｌ＝ｔ×Ｃ・・・式１
【０１０５】
一方、音速Ｃは、式２により求めることができる。式２においてＴは、温度である。
Ｃ＝３３１．５＋０．６１Ｔ・・・式２
【０１０６】
従って、晴れの日、特に日中においては、温度センサ３６ａによる測定温度を考慮すると、温度センサ３６ａの性能によっては、測定距離Ｌに誤差が生じることが想定される。温度センサ３６ａの設置位置を工夫したり、より測定精度の高い温度センサを用いたり、若しくは気象庁発表の温度を用いることで、測定距離Ｌの誤差は低減することが可能である。第五実施形態では、上記以外の態様によって、晴れの日（特に日中）においても測定距離Ｌの誤差を低減する態様について説明する。
【０１０７】
ここで、図２４は、第五実施形態に係る地すべり計測システム１０１の設置状況を示す。図２５は、第五実施形態に係る地すべり計測システム１０１の概略構成を示す。第一実施形態に係る地すべり計測システム１００と同様の構成については、同一符号を付すことでその説明は割愛する。
【０１０８】
第五実施形態に係る地すべり計測システム１０１は、地山９０の地すべり検知対象エリア９１に設置される複数のセンサ１、安全エリア９２に設置される複数のマイク２、及び計測器本体３と、安全エリア９２に設置される基準音源９によって構成されている。換言すると、第五実施形態に係る地すべり計測システム１０１は、第一実施形態に係る地すべり計測システム１００の構成に加えて、更に基準音源９を備える。
【０１０９】
第五実施形態に係る地すべり計測システム１０１においても、第一実施形態に係る地すべり計測システム１００と同じく、計測器本体３で、音の到達時間からマイク２とセンサ１との到達距離が算出され、マイク２とセンサ１との到達距離の算出が複数回行われることで、地表の移動が計測され、その結果地すべりの発生の有無が判断される。但し、第一実施形態に係る地すべり計測装置１００では、温度が考慮されたが、第五実施形態に係る地すべり計測装置１０１では、温度の情報を考慮しない代わりに、基準音を用いて音速を算出し、算出された音速を用いてマイク２とセンサ１との到達距離が算出される。具体的には、基準音を出力する基準音源９は、センサ１と異なり、安全エリア９２に配置される。基準音源９の座標（経度緯度）を把握し、マイク２と基準音源９との距離と基準音の到達時間ｔ´から音速を算出し、算出された音速を用いてマイク２とセンサ１との距離Ｌを算出する。以下、更に詳しく説明する。
【０１１０】
[基準音源]
基準音源９は、本発明の基準音出力手段に相当し、音を出力する点では、センサ１と同じであるが、センサ１とマイク２との距離Ｌを算出する際に用いる音速を算出するための基準音を出力する。換言すると、基準音源９は、測定距離Ｌをより正確に測定するために基準音を出力する。なお、基準音源９は、安全エリア９２に配置されることから、センサ１のように地表に移動が発生した場合に地表と共に移動することはない。従って、基準音源９については、センサ１と同じく空中からの投下による設置も可能であるが、設置箇所が安全エリア９２であるため、安全エリア９２に侵入して地上からの設置が可能である。
【０１１１】
基準音源９は、基準音源側バッテリ９１、基準音源側スピーカ９８、基準音源側無線通信器９３、基準音源側制御部９４、基準音源側発信機９５、基準音源側増幅器９６を備える。基準音源９は、第一実施形態に係るセンサ１と同様に構成することができる。
【０１１２】
基準音源側バッテリ９１は、基準音源９を駆動する。基準音源９は、電力供給源と配線してもよいが、基準音源側バッテリ９１を内蔵する内蔵型とすることで、設置の煩雑さを解消することができる。
【０１１３】
基準音源側無線通信器９３は、計測器本体３側の本体側無線通信器３１との間で無線通信する。基準音源側無線通信器９３は、受信機能のみを有する構成でもよいが、受信機能及び送信機能を備える構成であってもよい。
【０１１４】
基準音源制御部９４は、基準音源９の各種制御を行い、所定のタイミングで所定の音圧の基準音を基準音源側スピーカ９８から出力させる。具体的には、基準音源側制御部９４は、ＣＰＵ、メモリ等を含むコンピュータとコンピュータ上で実行されるプログラムによって実現することができる。
【０１１５】
ここで、図２６は、基準音源側制御部９４の機能ブロック図を示す。基準音源側制御部９４は、基準音源側ＣＰＵ９４１、基準音源側メモリ９４２、基準音源側起動部９４３、基準音源側情報通信部９４４、基準音源側音声信号生成部９４５によって構成されている。
【０１１６】
基準音源側ＣＰＵ９４１は、基準音源９を構成する各種ハードウェアを制御すると共に、例えば基準音源側メモリ９４２としてのＲＯＭに格納された制御プログラムに従って、所定の処理を実行する。基準音源側メモリ９４２は、揮発性のＲＡＭと、不揮発性のＲＯＭを含む。
【０１１７】
基準音源側起動部９４３は、計測器本体３から無線通信を介して時間情報や起動情報を取得し、基準音源９を起動する。なお、基準音源側起動部９４３は、基準音源側タイマ９７からの信号、すなわち基準音源９のＯＮ／ＯＦＦを決定する時間情報に基づいて、基準音源９を起動し、又は基準音源９の省電力を実現するスリープ状態としてもよい。
【０１１８】
基準音源側情報通信部９４４は、基準音源側無線通信器９３を介してタイミング情報や識別情報を取得する。取得された各種情報は、基準音源側音声信号生成部９４５に対して出力される。
【０１１９】
基準音源側音声信号生成部９４５は、基準音源側情報通信部９４４からの各種情報に基づいて基準音源側９８から出力すべき基準音を構成する音声信号を生成する。すなわち、基準音源側音声信号生成部９４５は、タイミング情報に基づいて音声信号を出力するタイミング、すなわち基準音源側スピーカ９８から出力される基準音の出力のタイミングを決定する。
【０１２０】
計測器本体３から出力されるタイミング情報等は、複数のセンサ１に対しても出力される。従って、基準音源側音声信号生成部９４５は、取得する識別情報の中から自己のＩＤに関連付けられているタイミング情報を読み込む。タイミング情報は、基準音源９のＩＤと関連付けられている。基準音源側スピーカ９８から出力される基準音の周波数帯域は、限定されるものではないが、センサ１に対して出力する音の帯域と同じく３ｋＨｚから４ｋＨｚとすることが好ましい。
【０１２１】
基準音源側発信器９５は、基準音源側音声信号生成部９４５によって制御され、所定の周波数帯域かつ音圧の音声信号を基準音源側増幅器１６に対して出力する。基準音源側増幅器９６は、基準音源側発信器９５からの音声信号を増幅し、基準音源側スピーカ９８に対して出力する。
【０１２２】
基準音源側スピーカ９８は、基準音源側増幅器９６で増幅された音声信号を基準音として出力する。基準音源側スピーカ９８には、圧電ブザーを用いることができる。これにより、消費電力を削減することができ、また、コストの低減を図ることもできる。なお、基準音源側スピーカ９８には、マグネットとコイルを用いたものを用いてもよい。基準音源側スピーカ９８から出力された音は、その後計測器本体３のマイク２で受信される。
【０１２３】
ここで、基準音源９は、空中投下によって設置することも可能であることから、センサ１と同様に、本体部５１、アンテナ５２、固定部としての中央突起部５３及び外側突起部５４、緩衝材５６によって構成してもよい（図４Ａ参照）。但し、基準音源９は、安全エリア９２に設置されるものであり、空中投下によらなくても設置可能である。従って、中央突起部５３及び外側突起部５４の長さは、センサ１よりも短くしてもよい。なお、本体部５１、アンテナ５２、固定部としての中央突起部５３及び外側突起部５４、緩衝材５６は、基準音源９が安全エリア９２に安定的に固定できれば、その形状や配置等は、特に限定されない。空中落下によらずに基準音源９を設置する場合には、緩衝材５６は、設けなくてもよい。
【０１２４】
[センサ・計測器本体]
センサ１は、第一実施形態のセンサ１と同様の構成である。計測器本体３も、基本的に
は第一実施形態の計測器本体３と同様の構成である。従って、以下の説明では、相違点を中心に説明する。
【０１２５】
本体側無線通信器３１は、センサ１に設けられているセンサ側無線通信器１３との間で実行する無線通信に加えて、基準音源９に設けられている基準音源側無線通信器９３との間で無線通信する。具体的には、本体側無線通信器３１は、タイミング情報や識別情報などをセンサ側無線通信器１３及び基準音源９に対して出力する。
【０１２６】
マイク２は、センサ１のスピーカ１８から出力される音と基準音源９の基準音源側スピーカ９８から出力される基準音を受信し、電気信号に変換する。本体側増幅器１６は、マイク２から出力される電気信号を増幅する。ＢＰＦ３３は、マイク２で受信された音のうち、センサ１から出力された音や基準音源９から出力された基準音以外の音、すなわち雑音を除去する。
【０１２７】
本体側制御部３４は、計測器本体３の各種制御を行い、地表の移動量が所定量を上回った場合、地すべりが発生すると判断し、警報器３８を通じて警報を発する。本体側情報通信部１５３は、センサ１及び基準音源９に対して必要な情報を送信する。具体的には、本体側情報通信部１５３は、センサ１や基準音源９から出力する音の出力タイミングを決定するためのタイミング情報、タイミング情報に関連付けられたセンサ１毎及び基準音源９の識別情報等を送信する。本体側情報通信部１５３は、センサ１や基準音源９を起動するための起動情報や、センサ１から出力される音や基準音源９から出力される基準音の周波数や音圧に関する情報を送信してもよい。
【０１２８】
地すべり情報取得部１５４は、地すべり情報、すなわち、地表の移動量を判断するための情報をマイク２で取得される音として取得する。また、地すべり情報取得部１５４は、基準音源９から発せられる基準音をマイク２を介して取得する。より詳細には、マイク２で取得された音や基準音は、電気信号に変換され、計測器側増幅器１６で増幅され、更にＢＰＦ３３で雑音が除去された後、地すべり情報取得部１５４に入力される。取得された地すべり情報は、判断部１５５に対して出力される。
【０１２９】
判断部１５５は、本発明の移動計測手段に相当し、地すべり情報に基づいて地すべりの発生の有無を判断する。判断部１５５には、地すべり情報や基準音源９から発せられる基準音に関する情報に加えて、基準音源９からマイク２までの距離に関する情報、風速センサ３６ｃからの地すべり検知対象エリア９１付近の風速に関する風速情報、風向センサ３６ｄからの地すべり検知対象エリア９１付近の風向に関する風向情報が入力される。従って、判断部１５５は、これらの各種情報も考慮して地すべり発生の有無を判断する。なお、地すべり発生の判断処理の詳細については、後述する。
【０１３０】
（処理フロー）
次に、第五実施形態に係る地すべり計測システム１０１における処理フローについて説明する。なお、センサ１における処理は、第一実施形態における処理と同様であるため、説明は割愛する。なお、同様のステップについては、同一のステップ番号を付すことでその詳細な説明は省略する。
【０１３１】
[計測器本体における処理]
図２７は、第五実施形態に係る計測器本体における処理フローを示す。ステップＳ１１では、受信待機処理が実行される。ステップＳ１２では、計測開始信号が受信される。ステップＳ１３では、計測許可信号が送信される。計測許可信号の出力が完了するとステップＳ１４へ進む。ステップＳ１４では、地すべり情報が取得される。地すべり情報の取得が完了するとステップＳ１５−１へ進む。
【０１３２】
ステップＳ１５−１では、地すべり情報の追加情報として補正情報（本発明の環境情報に相当する。）が取得される。第五実施形態においては、地すべり情報取得部１５４は、地表の移動を計測する際に用いる補正情報として、風速センサ３６ｃ及び風向センサ３６ｄから取得する。補正情報の取得が完了すると、ステップＳ１５−２へ進む。
【０１３３】
ステップＳ１５−２では、本体側情報通信部１５３は、本体側無線通信器３１を介して、基準音源９に対して基準音出力許可信号を出力する。なお、基準音源９を初めて起動する場合や基準音源９から基準音が出力されない場合には、本体側情報通信部１５３は、本体側無線通信器３１を介して、基準音源９を起動させるための起動信号を基準音源９に対して出力する。基準音出力許可信号が出力されるとステップＳ１５−３へ進む。
【０１３４】
ステップＳ１５−３では、基準音源９の座標及び基準音が取得される。本態様では、三つのマイク（マイク２ａ、マイク２ｂ、マイク２ｃ）が設けられており、各マイク２が基準音源９から出力される基準音を取得する。そして、地すべり情報取得部１５４は、地表の移動量を算出するための情報として、マイク２で取得される基準音に対応する電気信号を取得する。基準音源の座標は、計測器本体３に接続されるパソコン３９を通じて入力することができ、入力された座標は、パソコンを構成する記憶装置に記憶される。地すべり情報取得部１５４は、記憶装置にアクセスし、基準音源９の座標を取得する。基準音源９の座標及び基準音が取得されると、ステップＳ１５−４へ進む。
【０１３５】
ステップＳ１５−４では、音速が算出される。第一実施形態では、音速Ｃは、温度から算出したが、第五実施形態では、マイク２と基準音源９との距離と基準音の到達時間ｔ´により算出される。そして、第五実施形態においても、更に風の影響が考慮される。ここで、図２８は、風が吹いていると仮定した場合の基準音源とマイクとの位置関係を示す。図２８は、安全エリア９２及び地すべり検知対象エリア９１付近に一様な風が吹いていると仮定した場合における基準音源とマイクとの位置関係を示す。図２８における見かけのマイクの位置とは、風の影響を考慮した仮定のマイクの位置を示す。一様な方向（図２８において風のベクトルが示す方向。）に風が吹いている場合にマイクで計測される基準音の到達時間ｔ´は、風の影響を含んでいる。すなわち、マイクで取得される基準音は、風によって流された後の音である。従って、本来であれば、図２８に示す見かけのマイクの位置において取得される基準音が流され、マイクの位置で取得されたと仮定することができる。
【０１３６】
そこでまず、風が吹いていない場合を考えると、風が吹いていない場合のマイクと基準音源との距離ＬRは、基準音の到達時間ｔ´と音速Ｃの積で表される。そこで、音速Ｃは
、式６で表される。ここで、距離ＬRは、マイクの座標及び基準音源の座標から式７によ
り求められる。式６及び式７より、音速Ｃは、式８で表される。
2010151793.tif 000008
2010151793.tif 000009
2010151793.tif 000010
【０１３７】
次に風を考慮する。上記のように、本来であれば、図２８に示す見かけのマイクの位置において取得される基準音が流され、マイクの位置で取得されたと仮定することができる。従って、基準音源からマイクまでの到達経路は、図２８に示すように「ｔ´・Ｃ＋ｔ´
・ｗ」と仮定することができる。ｗは風速・風向である。換言すると、マイクの位置（座標）は、予め分かっており、また、見かけの位置（座標）は、風ベクトルから算出可能である。そこで、風のベクトルを（Ｘw，Ｙw，Ｚw）とすると、基準音源からマイクに到達
する基準音は、「ｔ´・Ｃ」と「ｔ´・Ｗ」との合成と仮定できる。よって、見かけのマイクの位置（ＸM´，ＹM´，ＺM´）と基準音源との距離ＬRと基準音の到達時間ｔ´により、風を考慮した音速Ｃは、式９より求めらことができる。なお、ＸM´＝ＸM−ｔ´・ＸW、ＹM´＝ＹM−ｔ´・ＹW、ＺM´＝ＺM−ｔ´・ＺWである。音速が算出されると、ステ
ップＳ１６−１へ進む。
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【０１３８】
なお、上述した風速や風向を考慮した音速Ｃの算出は、風速及び風向が一定であると仮定して行っている。しかし、実際には、風速及び風向は一定ではない。従って、より精度を高めるため、基準音の到達時間ｔ´を複数回取得し、取得した到達時間ｔ´の平均値を採用するようにしてもよい。
【０１３９】
ステップＳ１６−１では、地表の移動量が算出される。地表の移動量の算出は、第一実施形態と同じく、三つのマイク、すなわちマイク２ａ、マイク２ｂ、マイク２ｃによりセンサ１ａから出力される音を収録し、音の到達時間からマイク２ａ、マイク２ｂ、マイク２ｃとセンサ１ａとの距離を算出することで行われる。各マイクとセンサまでの距離Ｌは、式１により求めることができる。式１においてｔは音の到達時間であり、Ｃは音速である。音速Ｃは、ステップＳ１５−４における式９から求められる。よって、各マイクとセンサまでの距離Ｌは、式１０により求めることができる。地表の移動の計測が完了するとステップＳ１７へ進む。
Ｌ＝ｔ×Ｃ・・・式１
2010151793.tif 000012
【０１４０】
ステップＳ１７では、地すべりの発生の有無が判断される。ステップＳ１８では、警報が発信される。警報の発信が完了すると、ステップＳ１９へ進み、地表の移動の測定結果が記憶装置３５に保存される。地表の移動の測定結果の保存が完了すると、再度ステップＳ１１の処理が実行される。
【０１４１】
[基準音源における処理]
次に、基準音源における処理について説明する。ここで、図２９は、基準音源９における処理フローを示す。ステップＳ４１では、基準音源９が起動される。基準音源９が初めて起動される場合や基準音源９から基準音が出力されない場合、基準音源９を起動させるための起動信号が、本体側情報通信部１５３から基準音源９に対して出力される。従って、基準音源側起動部９４３は、基準音源側無線通信器９３を介して、計測器本体３から送信される基準音源９を起動するための起動信号を受け付け、この起動信号が入力されると、基準音源９を起動する。なお、基準音源側起動部９４３は、基準音源側タイマ９７からの信号に基づいて、基準音源９を起動してもよい。なお、基準音源９が起動されると、ステップＳ４２へ進む。
【０１４２】
ステップＳ４２では、基準音出力許可信号が受信される。基準音出力許可信号には、上述したタイミング情報や識別情報が含まれる。また、基準音出力許可信号には、基準音源側タイマ９７がカウントする待機時間に関する情報を含めてもよい。なお、待機時間に関する情報は、後述するステップ４６までに受信できればよく、計測器本体３から基準音出
力許可信号とは別に送信し、基準音源９によって受信するようにしてもよい。基準音出力許可信号が受信されるとステップＳ４３へ進む。
【０１４３】
なお、基準音源側起動部９４３は、上記ステップＳ４２の処理を実行する前に、基準音源９が起動され、基準音の出力が可能となると、基準音の出力が開始できることを示す情報としての基準音出力開始信号を、基準音源側無線通信器９３を介して計測器本体３に出力するようにしてもよい。また、ステップＳ４２において、基準音出力許可信号の受信の有無を判断し、基準音出力許可信号が受信されない場合、３０秒待機処理を行うようにしてもよい。この場合、３０秒の待機処理が終了すると、再度ステップＳ４２の処理を行えばよい。
【０１４４】
ステップＳ４３では、基準音源側スピーカ９８から基準音が出力される。具体的には、基準音源側スピーカ９８は、３ｋＨｚから４ｋＨｚの基準音を出力する。基準音を出力する時間は、マイク２で取得可能であればよく、数波程度でよい。例えば、４ｋＨｚの音を１０波出力する場合、一回の音の出力時間は、２．５ｍＳｅｃとなる。基準音源側スピーカ９８からの音の出力が完了すると、再度ステップＳ４２へ進む。
【０１４５】
ここで、基準音の出力後、基準音源側起動部９４３により、基準音源９をスリープ状態、換言すると電源ＯＦＦにしてもよい。これにより、基準音源９の消費電力を低減することができる。この場合には、基準音源９がスリープ状態となることを契機に、基準音源側タイマ９７を作動させる。例えば、基準音源側タイマ９７は、センサ１のタイマ１７の待機時間に合わせて、待機時間として５分をカウントする。その結果、待機時間のカウントが終了、すなわち本態様では５分経過すると再度ステップＳ４１の処理が実行される。
【０１４６】
以上説明した、第五実施形態に係る地すべり計測システム１０１によれば、第一実施形態に係る地すべり計測システム１００と同じく広範囲に渡る地表の移動を計測することができる。また、マイクやスピーカといったＧＰＳ等を用いた従来の計測システムと比較すると非常に簡易な構成により、広範囲に渡る地表の移動の計測が可能である。更に、第五実施形態に係る地すべり計測システム１０１によれば、晴れの日、特に日中の気温変化に起因して想定される測定距離Ｌの算出誤差を低減することができる。
【０１４７】
以上、本発明の好適な実施形態を説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、可能な限りこれらの組合せを含むことができる。
【符号の説明】
【０１４８】
１・・・センサ
２・・・マイク
３・・・計測器本体
９・・・基準音源
１１・・・バッテリ
１３・・・センサ側無線通信器
１４・・センサ側制御部
１５・・・発信器
１６・・・増幅器
１７・・・タイマ
３１・・・本体側無線通信器
３２・・・本体側増幅器
３３・・・ＢＰＦ
３４・・・本体側制御部
３５・・・記憶装置
３６ａ・・・温度センサ
３６ｃ・・・風速センサ
３６ｄ・・・風向センサ
３７・・・外部出力ＩＦ
３８・・・パソコン
３９・・・警報器
９０・・・地山
９１・・・地すべり計測エリア
９２・・・安全エリア
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図６】
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【図７】
2010151793.tif 000022
【図８】
2010151793.tif 000023
【図９】
2010151793.tif 000024
【図１０】
2010151793.tif 000025
【図１１】
2010151793.tif 000026
【図１２】
2010151793.tif 000027
【図１３】
2010151793.tif 000028
【図１４】
2010151793.tif 000029
【図１５】
2010151793.tif 000030
【図１６】
2010151793.tif 000031
【図１７】
2010151793.tif 000032
【図１８】
2010151793.tif 000033
【図１９】
2010151793.tif 000034
【図２０】
2010151793.tif 000035
【図２１】
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【図２２】
2010151793.tif 000037
【図２３Ａ】
2010151793.tif 000038
【図２３Ｂ】
2010151793.tif 000039
【図２４】
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【図２５】
2010151793.tif 000041
【図２６】
2010151793.tif 000042
【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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