(57)【要約】【課題】  高い精度で雷の発生位置を限定することができる発雷位置限定システム及び方法を提供する。【解決手段】  発雷を感知したセンサ１ａ，１ｂ，１ｃからなる第１のセンサ群のすべての２個組についての垂直二等分線４，５，６で二分される空間のうち、雷鳴の音声強度が大きいほうのセンサが属する部分空間を第１の部分空間群として決定し、第１のセンサ群のすべてのセンサを含む最小の凸包７を構成する発雷未感知のセンサ１ｄ，１ｅ，１ｆ，１ｇからなる第２のセンサ群を決定し、センサ１ｄ，１ｅ，１ｆ，１ｇのそれぞれから最も近い第１のセンサ群のセンサ１ｃ，１ｂ，１ｂ，１ａとの垂直二等分線４１，４２，４３，４４で二分される空間のうち第１のセンサ群が属する部分空間を第２の部分空間群として決定し、第１及び第２の部分空間群に属するすべての部分空間の共通部分△ＰＱＲを求める。【選択図】  図９
2006337330.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発雷を感知して発雷情報を送信する複数のセンサからなるセンサ群と、このセンサ群と通信可能なサーバとからなる発雷位置限定システムであって、
前記センサ群に属する各センサは、
センサ位置と発雷地点との距離と負相関のある正の値を発雷信号の重みとして検出する重み検出手段を有し、
前記サーバは、
前記発雷情報を受信する受信手段と、
前記センサ群に属する各センサのうち発雷を感知した複数のセンサが検出した前記発雷信号の重みに基づいて複数の部分空間を決定し、前記複数の部分空間の共通部分を発雷位置として算出する算出手段と
を有することを特徴とする発雷位置限定システム。
【請求項２】
発雷を感知して発雷情報を送信する複数のセンサからなるセンサ群と、このセンサ群と通信可能なサーバとからなる発雷位置限定システムであって、
前記センサ群に属する各センサは、
センサ位置と発雷地点との距離と負相関のある正の値を発雷信号の重みとして検出する重み検出手段を有し、
前記サーバは、
前記発雷情報を受信する受信手段と、
前記センサ群に属する各センサのうち発雷を感知した第１のセンサ群のすべての２個組について前記発雷信号の重みを比較し、それぞれの２個組について相互を結ぶ線分の垂直二等分線により二分される空間のうち、前記発雷信号の重みが大きいほうのセンサが属する部分空間を第１の部分空間群として決定し、さらに、前記第１のセンサ群のすべてのセンサを含む最小の凸包を構成する発雷を感知していないセンサからなる第２のセンサ群を決定し、前記第２のセンサ群に属するセンサのそれぞれと、前記第２のセンサ群に属するセンサのそれぞれから最も近い前記第１のセンサ群のセンサとを結ぶ線分の垂直二等分線により二分される空間のうち前記第１のセンサ群のセンサが属する部分空間を第２の部分空間群として決定し、前記第１及び第２の部分空間群に属するすべての部分空間の共通部分を発雷位置として算出する算出手段と
を有することを特徴とする発雷位置限定システム。
【請求項３】
前記サーバは、
発雷方向を感知する方向感知手段を有し、
前記算出手段は、前記方向感知手段の位置を中心として方向の誤差分を広がりとする発雷方向へ向かう扇形空間と、前記第１及び第２の部分空間群に属するすべての部分空間の共通部分との共通部分を発雷位置として算出することを特徴とする請求項２に記載の発雷位置限定システム。
【請求項４】
前記発雷信号の重みは、発雷時に発生する空電強度、又は電界強度、又は雷鳴の音声強度であることを特徴とする請求項２又は３に記載の発雷位置限定システム。
【請求項５】
前記各センサは、雷鳴を感知することによって発雷を感知する雷鳴感知手段を有し、
前記各センサ又は前記サーバの少なくともいずれか一方が、前記各センサが雷鳴を感知することによって発雷を感知した発雷感知時刻を記録する時刻記録手段を有し、
前記算出手段は、前記発雷信号の重みとして、発雷を感知したセンサ間の前記発雷感知時刻の差分時間を用いることを特徴とする請求項２又は３に記載の発雷位置限定システム。
【請求項６】
複数のセンサからなるセンサ群により発雷を感知して発雷情報を送信する発雷感知ステップと、
前記センサ群に属する各センサによりセンサ位置と発雷地点との距離と負相関のある正の値を発雷信号の重みとして検出する重み検出ステップと、
前記センサ群に属する各センサのうち発雷を感知した複数のセンサが検出した前記発雷信号の重みに基づいて複数の部分空間を決定する部分空間決定ステップと、
前記複数の部分空間の共通部分を発雷位置として算出する位置算出ステップと
を有することを特徴とする発雷位置限定方法。
【請求項７】
複数のセンサからなるセンサ群により発雷を感知して発雷情報を送信する発雷感知ステップと、
前記センサ群に属する各センサによりセンサ位置と発雷地点との距離と負相関のある正の値を発雷信号の重みとして検出する重み検出ステップと、
前記センサ群に属する各センサのうち発雷を感知した第１のセンサ群のすべての２個組について前記発雷信号の重みを比較し、それぞれの２個組について相互を結ぶ線分の垂直二等分線により二分される空間のうち、前記発雷信号の重みが大きいほうのセンサが属する部分空間を第１の部分空間群として決定する第１の部分空間決定ステップと、
前記第１のセンサ群のすべてのセンサを含む最小の凸包を構成する発雷を感知していないセンサからなる第２のセンサ群を決定し、前記第２のセンサ群に属するセンサのそれぞれと、前記第２のセンサ群に属するセンサのそれぞれから最も近い前記第１のセンサ群のセンサとを結ぶ線分の垂直二等分線により二分される空間のうち前記第１のセンサ群のセンサが属する部分空間を第２の部分空間群として決定する第２の部分空間決定ステップと、
前記第１及び第２の部分空間群に属するすべての部分空間の共通部分を発雷位置として算出する位置算出ステップと
を有することを特徴とする発雷位置限定方法。
【請求項８】
発雷方向を感知する方向感知手段により発雷方向を感知し、前記方向感知手段の位置を中心として方向の誤差分を広がりとする発雷方向へ向かう扇形空間を形成する方向感知ステップを有し、
前記位置算出ステップは、前記第１及び第２の部分空間群に属するすべての部分空間の共通部分と前記扇形空間との共通部分を発雷位置として算出することを特徴とする請求項７に記載の発雷位置限定方法。
【請求項９】
前記発雷信号の重みは、発雷時に発生する空電強度、又は電界強度、又は雷鳴の音声強度であることを特徴とする請求項７又は８に記載の発雷位置限定方法。
【請求項１０】
前記各センサにより雷鳴を感知することによって発雷を感知し、前記各センサ又は前記サーバの少なくともいずれか一方が、前記各センサが発雷を感知した発雷感知時刻を記録する時刻記録ステップを有し、
前記位置算出ステップは、前記発雷信号の重みとして、発雷を感知したセンサ間の前記発雷感知時刻の差分時間を用いることを特徴とする請求項７又は８に記載の発雷位置限定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、信号の発信源、特に雷の発生位置を限定する発雷位置限定システム及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の発雷位置限定方法は、大きく分けてシングルセンサによるものと、マルチセンサによるものとがあった。シングルセンサの場合、発雷時の空電を観測し、その強度から距離を推定し、空電を受信した方向に延長して発雷位置を推定していた。
【０００３】
一方、マルチセンサの場合、通常互いに数百キロメートル離れた位置にセンサを配置し、センサ間で時刻同期を行い、空電の到達時刻からＴｏＡ法などで発雷位置を推定していた（非特許文献１参照）。
【非特許文献１】「雷害リスク」雷害リスク低減コンソーシアム著、ダイヤモンド社、第８章
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、シングルセンサによる発雷位置限定方法の場合、距離の推定が経験則に基づくものであり、信頼性が低かった。また、角度の微妙なずれが大きく推定位置を誤らせる原因になるという問題があった。
【０００５】
一方、マルチセンサによる発雷位置限定方法の場合は、光速で到達する空電の到達時刻差を用いることから、μ秒レベルでの時刻同期が必要となり、コスト高になっていた。また、センサを数百キロメートル離すことから誤差が大きくなりがちであるという問題があった。また、雑音や信号伝達速度のずれによる標定計算上の矛盾が発生し、正確な発雷位置の推定ができないという問題があった。
【０００６】
本発明は上記に鑑みてなされたもので、高い精度で雷の発生位置を限定することができる発雷位置限定システム及び方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、請求項１記載の発明は、発雷を感知して発雷情報を送信する複数のセンサからなるセンサ群と、このセンサ群と通信可能なサーバとからなる発雷位置限定システムであって、前記センサ群に属する各センサは、センサ位置と発雷地点との距離と負相関のある正の値を発雷信号の重みとして検出する重み検出手段を有し、前記サーバは、前記発雷情報を受信する受信手段と、前記センサ群に属する各センサのうち発雷を感知した複数のセンサが検出した前記発雷信号の重みに基づいて複数の部分空間を決定し、前記複数の部分空間の共通部分を発雷位置として算出する算出手段とを有することを特徴とする。
【０００８】
請求項２記載の発明は、発雷を感知して発雷情報を送信する複数のセンサからなるセンサ群と、このセンサ群と通信可能なサーバとからなる発雷位置限定システムであって、前記センサ群に属する各センサは、センサ位置と発雷地点との距離と負相関のある正の値を発雷信号の重みとして検出する重み検出手段を有し、前記サーバは、前記発雷情報を受信する受信手段と、前記センサ群に属する各センサのうち発雷を感知した第１のセンサ群のすべての２個組について前記発雷信号の重みを比較し、それぞれの２個組について相互を結ぶ線分の垂直二等分線により二分される空間のうち、前記発雷信号の重みが大きいほうのセンサが属する部分空間を第１の部分空間群として決定し、さらに、前記第１のセンサ群のすべてのセンサを含む最小の凸包を構成する発雷を感知していないセンサからなる第２のセンサ群を決定し、前記第２のセンサ群に属するセンサのそれぞれと、前記第２のセンサ群に属するセンサのそれぞれから最も近い前記第１のセンサ群のセンサとを結ぶ線分の垂直二等分線により二分される空間のうち前記第１のセンサ群のセンサが属する部分空間を第２の部分空間群として決定し、前記第１及び第２の部分空間群に属するすべての部分空間の共通部分を発雷位置として算出する算出手段とを有することを特徴とする。
【０００９】
請求項３記載の発明は、前記サーバは、発雷方向を感知する方向感知手段を有し、前記算出手段は、前記方向感知手段の位置を中心として方向の誤差分を広がりとする発雷方向へ向かう扇形空間と、前記第１及び第２の部分空間群に属するすべての部分空間の共通部分との共通部分を発雷位置として算出することを特徴とする。
【００１０】
請求項４記載の発明は、前記発雷信号の重みは、発雷時に発生する空電強度、又は電界強度、又は雷鳴の音声強度であることを特徴とする。
【００１１】
請求項５記載の発明は、前記各センサは、雷鳴を感知することによって発雷を感知する雷鳴感知手段を有し、前記各センサ又は前記サーバの少なくともいずれか一方が、前記各センサが雷鳴を感知することによって発雷を感知した発雷感知時刻を記録する時刻記録手段を有し、前記算出手段は、前記発雷信号の重みとして、発雷を感知したセンサ間の前記発雷感知時刻の差分時間を用いることを特徴とする。
【００１２】
請求項６記載の発明は、複数のセンサからなるセンサ群により発雷を感知して発雷情報を送信する発雷感知ステップと、前記センサ群に属する各センサによりセンサ位置と発雷地点との距離と負相関のある正の値を発雷信号の重みとして検出する重み検出ステップと、前記センサ群に属する各センサのうち発雷を感知した複数のセンサが検出した前記発雷信号の重みに基づいて複数の部分空間を決定する部分空間決定ステップと、前記複数の部分空間の共通部分を発雷位置として算出する位置算出ステップとを有することを特徴とする。
【００１３】
請求項７記載の発明は、複数のセンサからなるセンサ群により発雷を感知して発雷情報を送信する発雷感知ステップと、前記センサ群に属する各センサによりセンサ位置と発雷地点との距離と負相関のある正の値を発雷信号の重みとして検出する重み検出ステップと、前記センサ群に属する各センサのうち発雷を感知した第１のセンサ群のすべての２個組について前記発雷信号の重みを比較し、それぞれの２個組について相互を結ぶ線分の垂直二等分線により二分される空間のうち、前記発雷信号の重みが大きいほうのセンサが属する部分空間を第１の部分空間群として決定する第１の部分空間決定ステップと、前記第１のセンサ群のすべてのセンサを含む最小の凸包を構成する発雷を感知していないセンサからなる第２のセンサ群を決定し、前記第２のセンサ群に属するセンサのそれぞれと、前記第２のセンサ群に属するセンサのそれぞれから最も近い前記第１のセンサ群のセンサとを結ぶ線分の垂直二等分線により二分される空間のうち前記第１のセンサ群のセンサが属する部分空間を第２の部分空間群として決定する第２の部分空間決定ステップと、前記第１及び第２の部分空間群に属するすべての部分空間の共通部分を発雷位置として算出する位置算出ステップとを有することを特徴とする。
【００１４】
請求項８記載の発明は、発雷方向を感知する方向感知手段により発雷方向を感知し、前記方向感知手段の位置を中心として方向の誤差分を広がりとする発雷方向へ向かう扇形空間を形成する方向感知ステップを有し、前記位置算出ステップは、前記第１及び第２の部分空間群に属するすべての部分空間の共通部分と前記扇形空間との共通部分を発雷位置として算出することを特徴とする。
【００１５】
請求項９記載の発明は、前記発雷信号の重みは、発雷時に発生する空電強度、又は電界強度、又は雷鳴の音声強度であることを特徴とする。
【００１６】
請求項１０記載の発明は、前記各センサにより雷鳴を感知することによって発雷を感知し、前記各センサ又は前記サーバの少なくともいずれか一方が、前記各センサが発雷を感知した発雷感知時刻を記録する時刻記録ステップを有し、前記位置算出ステップは、前記発雷信号の重みとして、発雷を感知したセンサ間の前記発雷感知時刻の差分時間を用いることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、複数のセンサからなるセンサ群により発雷を感知し、各センサによりセンサ位置と発雷地点との距離と負相関のある正の値を発雷信号の重みとして検出し、各センサのうち発雷を感知した複数のセンサが検出した発雷信号の重みに基づいて複数の部分空間を決定し、これら複数の部分空間の共通部分を発雷位置として算出するので、多少の雑音等の障害があっても高い精度で雷の発生位置を限定することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の発雷位置限定システム及び方法を実施するための最良の形態について、図面を参照して説明する。
【００１９】
（実施例１）
図１は本発明の発雷位置限定システムの概要を示す図である。本発明の発雷位置限定システムは、数ｋｍ間隔で密に配置された複数のセンサ１ａ，１ｂ，１ｃ・・・と、各センサと通信回線を介して通信可能なサーバ２とから構成される。
【００２０】
図２は本発明の実施例１の発雷位置限定システムの構成を示すブロック図である。各センサはそれぞれ同じ構成であるため、センサ１ａを例にその構成を説明する。
【００２１】
図２に示すようにセンサ１ａは、雷鳴等を感知することにより発雷を感知して感知信号を出力する感知部１１と、感知部１１から入力された感知信号を時刻とともに記録する記録部１２と、記録部１２に記録した感知信号が発雷による発雷信号であるかどうかを判断する判断部１３と、記録部１２に記録した感知信号が発雷によるものである場合に発雷情報をサーバ２に送信する通信部１４とを有する。
【００２２】
サーバ２は、各センサからの発雷情報を受信する通信部２１と、通信部２１で受信した発雷情報について、どこまでが同じ発雷によるものかを判断する判断部２２と、発雷位置を算出する計算部２３と、各センサの位置を記録するデータベース部２４と、計算部２３で算出した結果を出力する出力部２５とを有する。
【００２３】
次に、実施例１の発雷位置限定システムの動作及び発雷位置限定方法を説明する。
【００２４】
図３は図２に示す発雷位置限定システムの動作を示すフローチャートである。まず、ステップＳ１１０では、各センサが処理を行い、発雷を感知したセンサはサーバ２に発雷情報を送信する。
【００２５】
そして、ステップＳ１２０では、サーバ２の通信部２１が各センサからの発雷情報を受信し、判断部２２に出力する。次に、ステップＳ１３０では、判断部２２は、通信部２１が受信した発雷情報について、それが１つの発雷による発雷情報のうちの最後の発雷情報であるかどうかを判断する。判断する方法としては、発雷情報を受信してから所定の時間の空白がある場合に、空白前の最後に受信した発雷情報が１つの発雷による最後の発雷情報であると判断する。また、あらかじめ１つの発雷によるものとして受け入れる発雷情報の数を設定しておき、その数の発雷情報を１つの発雷によるものと判断してもよい。
【００２６】
最後の発雷情報である（ＹＥＳ）ときは、ステップＳ１４０に進み、最後の発雷情報でない（ＮＯ）ときは、ステップＳ１１０に戻る。
【００２７】
そして、ステップＳ１４０では、計算部２３は、発雷を感知したセンサの位置に基づいて発雷位置を算出する。各センサの位置はデータベース部２４に記録されている。その後、算出結果は出力部２５を介して他の機器等に出力される。
【００２８】
次に、上記ステップＳ１１０における各センサの処理について、図４に基づいて説明する。図４はセンサの処理手順を示すフローチャートである。
【００２９】
まず、ステップＳ２１０では、センサ１ａの感知部１１は発雷を感知して感知信号を記録部１２に出力し、記録部１２は感知信号を時刻とともに記録する。感知部１１は、発雷時に発生する空電、電界、雷鳴の音声等を観測することによって発雷を感知する。
【００３０】
次に、ステップＳ２２０では、判断部１３は、記録部１２に記録した感知信号が発雷信号であるかどうかを判断する。発雷信号である（ＹＥＳ）ときは、ステップＳ２３０に進み、通信部１４が発雷情報をサーバ２に送信する。発雷信号でない（ＮＯ）ときは、ステップＳ２１０に戻る。
【００３１】
次に、上記ステップＳ１４０における発雷位置の計算方法について、図５乃至図９に基づいて説明する。図５は本発明の実施例１における発雷位置を算出する手順を示すフローチャート、図６乃至図９は本発明の実施例１における発雷位置を算出する方法を説明する図である。
【００３２】
図６において、発雷が発生し、センサ１ａ，１ｂ，１ｃが発雷を感知する。また、センサ１ａ，１ｂ，１ｃは発雷信号の重みとして雷鳴の音声強度を検出し、これを発雷情報とともにサーバ２に送信する。センサ１ａ，１ｂ，１ｃの位置をそれぞれＡ，Ｂ，Ｃと表し、センサ１ａ，１ｂ，１ｃで検出した音声強度はそれぞれ１０ｄＢ，２０ｄＢ，４０ｄＢであるとする。
【００３３】
まず、ステップＳ３１０では、計算部２３は、センサ１ａ，１ｂ，１ｃを第１のセンサ群として決定する。
【００３４】
次に、ステップＳ３２０では、計算部２３は、線分ＡＢの垂直二等分線４と、線分ＢＣの垂直二等分線５と、線分ＣＡの垂直二等分線６とによって空間を分割し、垂直二等分線４〜６のそれぞれについて、雷鳴の音声強度の大きなセンサの属する方の部分空間を第１の部分空間群として決定する。
【００３５】
つまり、垂直二等分線４ではセンサ１ｂが属する部分空間、垂直二等分線５ではセンサ１ｃが属する部分空間、垂直二等分線６ではセンサ１ｃが属する部分空間が第１の部分空間群に属する。ここで、発雷位置は、第１の部分空間群の共通部分である図６に斜線で示した範囲に限定される。
【００３６】
次に、ステップＳ３３０では、計算部２３は、発雷を感知しなかったセンサの中で、センサ１ａ，１ｂ，１ｃを含む最小の凸包を構成するセンサを第２のセンサ群として決定する。これは、グラフ理論を用いて決定することができる。実施例１では、図７に示すように、第２のセンサ群はセンサ１ｄ，１ｅ，１ｆ，１ｇとなり、発雷位置は凸包７内に限定される。
【００３７】
次に、ステップＳ３４０では、計算部２３は、第２のセンサ群に属するセンサのそれぞれについて、最も近い第１のセンサ群のセンサを決定する。実施例１では、センサ１ｄ，１ｅ，１ｆ，１ｇについてそれぞれセンサ１ｃ，１ｂ，１ｂ，１ａとなる。
【００３８】
そして、ステップＳ３５０では、計算部２３は、図８に示すように、線分ＣＤの垂直二等分線４１と、線分ＢＥの垂直二等分線４２と、線分ＢＦの垂直二等分線４３と、線分ＡＧの垂直二等分線４４とによって空間を分割し、垂直二等分線４１〜４４のそれぞれについて、第１のセンサ群のセンサの属する方の部分空間を第２の部分空間群として決定する。
【００３９】
つまり、垂直二等分線４１ではセンサ１ｃが属する部分空間、垂直二等分線４２ではセンサ１ｂが属する部分空間、垂直二等分線４３ではセンサ１ｂが属する部分空間、垂直二等分線４４ではセンサ１ａが属する部分空間が第２の部分空間群に属する。ここで、垂直二等分線４１と垂直二等分線４２との交点をＨ、垂直二等分線４１と垂直二等分線４４との交点をＩ、垂直二等分線４３と垂直二等分線４４との交点をＪ、垂直二等分線４２と垂直二等分線４３との交点をＫとすると、発雷位置は、第２の部分空間群の共通部分である□ＨＩＪＫの内部に限定される。
【００４０】
そして、ステップＳ３６０では、計算部２３は、第１の部分空間群と第２の部分空間群に属するすべての部分空間の共通部分を求め、発雷位置を限定する。求める共通部分は図９に示す△ＰＱＲとなり、発雷位置は△ＰＱＲの内部に限定される。
【００４１】
このように実施例１の発雷位置限定システム及び方法によれば、発雷信号の重みとして雷鳴の音声強度を検出し、各センサのうち発雷を感知したセンサ１ａ，１ｂ，１ｃからなる第１のセンサ群のすべての２個組について雷鳴の音声強度を比較し、それぞれの２個組について相互を結ぶ線分の垂直二等分線により二分される空間のうち、雷鳴の音声強度が大きいほうのセンサが属する部分空間を第１の部分空間群として決定し、第１のセンサ群のすべてのセンサ１ａ，１ｂ，１ｃを含む最小の凸包７を構成する発雷を感知していないセンサ１ｄ，１ｅ，１ｆ，１ｇからなる第２のセンサ群を決定し、センサ１ｄ，１ｅ，１ｆ，１ｇのそれぞれから最も近い第１のセンサ群のセンサ１ｃ，１ｂ，１ｂ，１ａとセンサ１ｄ，１ｅ，１ｆ，１ｇとを結ぶ線分の垂直二等分線により二分される空間のうち第１のセンサ群のセンサ１ａ，１ｂ，１ｃが属する部分空間を第２の部分空間群として決定し、第１及び第２の部分空間群に属するすべての部分空間の共通部分△ＰＱＲを発雷位置として算出するので、多少の雑音等の障害があっても比較的高い精度で雷の発生位置を推定することができる。
【００４２】
また、センサは低感度のものでもよいため様々な機器に組み込むことが可能であり、標定にかかるコストを下げることができる。
【００４３】
なお、上記説明では発雷信号の重みとして雷鳴の音声強度を用いたが、距離と負相関のある正の値であれば空電強度や電界強度を用いてもよい。また、距離と正相関の値を観測する場合はその逆数などを用いればよい。また、正の値にならない場合は適宜調整を行えばよい。
【００４４】
（実施例２）
図１０は本発明の実施例２の発雷位置限定システムのサーバの構成を示すブロック図である。図１０に示すサーバ３は、図２に示す実施例１のサーバ２に対し、発雷の方向を感知する方向感知部３１が追加された構成である。図１０に示すサーバ３の構成要素において、図２と同一の構成要素については、同一番号をつけることによりその説明は省略する。実施例２の発雷位置限定システムにおいて、サーバ以外の構成及び動作は実施例１と同様である。
【００４５】
ここで、発雷位置の計算方法について、図１１乃至図１３に基づいて説明する。図１１は本発明の実施例２における発雷位置を算出する手順を示すフローチャート、図１２及び図１３は本発明の実施例２における発雷位置を算出する方法を説明する図である。
【００４６】
図１２において、発雷が発生し、センサ１ａ，１ｂ，１ｃが発雷を感知する。また、センサ１ａ，１ｂ，１ｃは発雷信号の重みとして雷鳴の音声強度を検出し、これを発雷情報とともにサーバ３に送信する。センサ１ａ，１ｂ，１ｃ，サーバ３の位置をそれぞれＡ，Ｂ，Ｃ，Ｏと表し、センサ１ａ，１ｂ，１ｃで検出した音声強度はそれぞれ１０ｄＢ，２０ｄＢ，４０ｄＢであるとする。
【００４７】
まず、ステップＳ４１０では、方向感知部３１は発雷の方向を感知し、方向感知情報を計算部２３に出力する。そして計算部２３は、図１２に示すように、直線４５と直線４６との間に扇形空間を形成する。これは、サーバ３の位置Ｏを中心として、予想される方向の誤差分を広がりとする発雷方向へ向かう扇形空間である。
【００４８】
その後、ステップＳ４２０からステップＳ４６０までの処理は、図５のステップＳ３１０からステップＳ３５０までの処理と同様である。
【００４９】
そして、ステップＳ４７０では、計算部２３は、第１及び第２の部分空間群に属するすべての部分空間の共通部分と図１２の扇形空間との共通部分を求め、発雷位置を限定する。求める共通部分は図１３に示す□ＰＱＳＴとなり、発雷位置は□ＰＱＳＴの内部に限定される。
【００５０】
このように実施例２の発雷位置限定システム及び方法によれば、サーバ３の方向感知部３１により発雷の方向を感知し、サーバ３の位置Ｏを中心として予想される方向の誤差分を広がりとする発雷方向へ向かう扇形空間を形成し、第１及び第２の部分空間群に属するすべての部分空間の共通部分と扇形空間との共通部分を求め、発雷位置を限定するので、より狭い範囲に発雷位置を限定することができる。
【００５１】
なお、実施例１及び実施例２では、発雷信号の重みとして雷鳴の音声強度を用いたが、１つの発雷について最後に発雷を感知したセンサが発雷を感知した時刻を基準とし、その基準時刻と各センサが発雷を感知した時刻との差分時間を発雷信号の重みとしてもよい。
【００５２】
発雷が発生し、センサ１ａ，１ｂ，１ｃが雷鳴を感知することによって発雷を感知し、発雷情報と記録部１２に記録した時刻とをサーバ２に送信する。最後に発雷を感知したのはセンサ１ａであり、センサ１ｂ，１ｃが発雷を感知した時刻はセンサ１ａが発雷を感知した時刻のそれぞれ１秒前、３秒前であるとする。この差分時間を発雷信号の重みとして、上記と同様の手順により発雷位置を限定することができる。
【００５３】
この場合、各センサが音波（雷鳴）を感知することによって発雷を感知するので、必要なセンサ間の時刻同期を秒レベルに抑えることができる。
【００５４】
また、上記説明では発雷を感知したセンサが３つである場合について説明したが、発雷を感知したセンサはいくつであってもよい。
【００５５】
また、本発明は発雷位置の推定を主たる目的としているが、発雷に限らず、各種信号の発信源推定に応用することが可能である。例えば、地震波を使った震源地の推定や、赤外線による移動物の位置推定などに応用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本発明の発雷位置限定システムの概要を示す図である。
【図２】本発明の実施例１の発雷位置限定システムの構成を示すブロック図である。
【図３】図２に示す発雷位置限定システムの動作を示すフローチャートである。
【図４】センサの処理手順を示すフローチャートである。
【図５】本発明の実施例１における発雷位置を算出する手順を示すフローチャートである。
【図６】本発明の実施例１における発雷位置を算出する方法を説明する図（その１）である。
【図７】本発明の実施例１における発雷位置を算出する方法を説明する図（その２）である。
【図８】本発明の実施例１における発雷位置を算出する方法を説明する図（その３）である。
【図９】本発明の実施例１における発雷位置を算出する方法を説明する図（その４）である。
【図１０】本発明の実施例２の発雷位置限定システムのサーバの構成を示すブロック図である。
【図１１】本発明の実施例２における発雷位置を算出する手順を示すフローチャートである。
【図１２】本発明の実施例２における発雷位置を算出する方法を説明する図（その１）である。
【図１３】本発明の実施例２における発雷位置を算出する方法を説明する図（その２）である。
【符号の説明】
【００５７】
１ａ〜１ｃ    センサ
２，３    サーバ
７    凸包
１１    感知部
１２    記録部
１３，２２    判断部
１４，２１    通信部
２３    計算部
２４    データベース部
２５    出力部
３１    方向感知部
【図１】
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【図２】
2006337330.tif 000004
【図３】
2006337330.tif 000005
【図４】
2006337330.tif 000006
【図５】
2006337330.tif 000007
【図６】
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【図７】
2006337330.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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