(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
位置情報の取得対象に対して照準を合わせて捕捉する光学系と、
自機の位置情報を検出する自機位置情報検出部と、
自機の姿勢情報を検出する姿勢情報検出部と、
自機が存在する環境における気圧情報を検出する気圧情報検出部と、
自機と前記光学系で捕捉した取得対象との間の距離情報を検出する距離情報検出部と、
前記自機位置情報検出部で検出される自機位置情報を、前記気圧情報検出部で検出される気圧情報で補正することで、補正自機位置情報を算出し、
前記姿勢情報検出部で検出される自機姿勢情報と、前記距離情報検出部で検出される距離情報とを参照し、前記補正自機位置情報から対象位置情報を算出する主制御部と、
前記主制御部で算出される対象位置情報を送信する通信部と、
前記光学系からの光に基づいて赤外画像を生成する赤外画像生成部と、
前記光学系からの光による可視画像、又は、前記赤外画像生成部で生成された赤外画像のいずれかを視認可能とする接眼光学系と、を含む筐体部を有することを特徴とする位置情報送信システム。
【請求項２】
前記主制御部で算出される対象位置情報を記憶する記憶部を有することを特徴とする請求項１に記載の位置情報送信システム。
【請求項３】
前記主制御部で算出される対象位置情報に、補足情報を付加する入出力部を有することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の位置情報送信システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、要救護者などの位置情報の取得に好適であり、要救護者の救助活動に資することができる位置情報送信システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
災害現場では、ヘリコプター等による空中からの被災状況の確認が行われるが、ヘリコプター等に搭乗している隊員による目視観察や、撮影装置による静止画・動画の撮影が主であり、即、救助活動に結びつくものではなかった。
【０００３】
そこで、空中からの被災状況の把握を行うためのシステムや装置などが提案されている。例えば、特許文献１（特開平８−３０４５４号公報号公報）には、レーザビームを発生し、遭難対象に対して送光する手段と、遭難対象から反射されたレーザー光を受光する手段と、前記送光手段と受光手段の光軸方向を同時に走査する走査手段と、前記レーザビームの送光時と受光時との時間差に基づいて遭難対象までの距離を演算して遭難対象の位置を検出する手段とを備えることを特徴とするレーザレーダによる捜索装置が開示されている。
【特許文献１】特開平８−３０４５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来例のような捜索装置は、レーザーで位置を計測する技術を用いており高い精度で遭難対象の位置を検出することが可能となるが、海難遭難者が装着する専用のライフジャケットに装備された反射シートからの反射波を必要とするため、一般の自然災害では利用できない、という問題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
この発明は、上記のような課題を解決するものであって、本発明に係る位置情報送信システムは、位置情報の取得対象に対して照準を合わせて捕捉する光学系と、自機の位置情報を検出する自機位置情報検出部と、自機の姿勢情報を検出する姿勢情報検出部と、自機が存在する環境における気圧情報を検出する気圧情報検出部と、自機と前記光学系で捕捉した取得対象との間の距離情報を検出する距離情報検出部と、前記自機位置情報検出部で検出される自機位置情報を、前記気圧情報検出部で検出される気圧情報で補正することで、補正自機位置情報を算出し、前記姿勢情報検出部で検出される自機姿勢情報と、前記距離情報検出部で検出される距離情報とを参照し、前記補正自機位置情報から対象位置情報を算出する主制御部と、前記主制御部で算出される対象位置情報を送信する通信部と、前記光学系からの光に基づいて赤外画像を生成する赤外画像生成部と、前記光学系からの光による可視画像、又は、前記赤外画像生成部で生成された赤外画像のいずれかを視認可能とする接眼光学系と、を含む筐体部を有することを特徴とする。
【０００６】
また、本発明に係る位置情報送信システムは、前記主制御部で算出される対象位置情報を記憶する記憶部を有することを特徴とする。
【０００７】
また、本発明に係る位置情報送信システムは、前記主制御部で算出される対象位置情報に、補足情報を付加する入出力部を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明に係る位置情報送信システムは、前記自機位置情報検出部で検出される自機位置情報を、前記気圧情報検出部で検出される気圧情報で補正することで、補正自機位置情報を算出し、
前記姿勢情報検出部で検出される自機姿勢情報と、前記距離情報検出部で検出される距離情報とを参照し、前記補正自機位置情報から対象位置情報を算出する主制御部と、
前記主制御部で算出される対象位置情報を送信する通信部と、を有しており、このような本発明に係る位置情報送信システムによれば、一般の自然災害においても、要救護者などの対象位置情報を精度高く把握することができ、要救護者の救助活動に資する情報をいち早く取得し、関係者間で共有することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施形態に係る位置情報送信システム１の斜視図である。
【図２】本発明の実施形態に係る位置情報送信システム１のブロック図である。
【図３】本発明の実施形態に係る位置情報送信システム１の利用形態の一例を示す図である。
【図４】本発明の実施形態に係る位置情報送信システム１の接眼光学系３７によって視認できる像の一例を示す図である。
【図５】本発明の実施形態に係る位置情報送信システム１によって対象位置情報を算出する工程の流れを示す図である。
【図６】本発明の実施形態に係る位置情報送信システム１による対象位置情報の送信処理のフローチャートを示す図である。
【図７】本発明の他の実施形態に係る位置情報送信システム１のブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。図１は本発明の実施形態に係る位置情報送信システム１の斜視図である。また、図２は本発明の実施形態に係る位置情報送信システム１のブロック図である。また、図３は本発明の実施形態に係る位置情報送信システム１の利用形態の一例を示す図である。
【００１１】
本発明に係る位置情報送信システム１は、図１に示すような筐体部３を有しており、操作者が筐体部３の一部である手持ち部５を持ち、接眼光学系３７を覗き込み、位置情報を取得したい対象に照準を合わせるようにして用いることが想定されている。また、図３に示すように、位置情報送信システム１は、例えばヘリコプターに搭乗する捜索者が、操作者として操作することで、要救護者の位置情報（対象位置情報）を取得すると共に、取得した位置情報を、災害対策本部などに設置されている通信機能付きのパーソナルコンピューター（情報通信装置／情報処理装置の一例。その他の同様の装置でも利用可能。）に送信することが想定されている。
【００１２】
ヘリコプターに搭乗する捜索者は、接眼光学系３７を覗き込み、位置情報の取得対象である要救護者に対して照準を合わせて捕捉し、捕捉した状態で位置情報送信システム１が要救護者（取得対象）の位置情報を取得する。なお、本実施形態においては、位置情報送信システム１によって取得する位置情報は災害における要救護者を想定しているが、位置情報送信システム１によって取得できる位置情報がこれに限定されるものではない。
【００１３】
位置情報送信システム１の対物光学系３１に入射した光は、集光され防振光学系３３に出射される。本発明に係る位置情報送信システム１は、振動が大きいヘリコプターなどに搭乗する捜索者が手持ちで利用することが想定されているために、位置情報送信システム１の振動を打ち消す機能を有する防振光学系３３を有している。このような防振光学系３３としては、周知のものを利用することができる。
【００１４】
接眼光学系３７で可視光による可視画像を視認する際には、切り換え光学系４０における第１ミラー４１及び第２ミラー４２は実線に示す位置に配される。従って、防振光学系３３から出射された光は、（ａ）→（ｂ）→（ｃ）の光路を経て、情報付加光学系３５に入射される。
【００１５】
図４は本発明の実施形態に係る位置情報送信システム１の接眼光学系３７によって視認できる像の一例を示す図である。情報付加光学系３５は、操作者が接眼光学系３７を覗き込み、位置情報を取得したい要救護者に照準を合わせる際に用いる十字線を像に付加したり、或いは、要救護者までの距離に係るパラーメーターなどの表示情報を像に付加したりする。
【００１６】
情報付加光学系３５を出射した光は、接眼光学系３７に入射する。接眼光学系３７は、操作者のアイポイントＥで視認しやすい像を形成し、これをアイポイントＥに出射する。以上により、本発明に係る位置情報送信システム１では、接眼光学系３７で可視画像を視認することが可能となる。
【００１７】
一方、本発明に係る位置情報送信システム１では、接眼光学系３７で赤外画像を視認することができるようにも構成されている。接眼光学系３７で赤外画像が視認することができれば、本発明に係る位置情報送信システム１を夜間の捜索作業にも用いること可能となり、夜間における要救護者の発見率を向上することができる。
【００１８】
可視画像／赤外画像切り換え制御部２０からの制御指令に基づいて、切り換え光学系４０における第１ミラー４１及び第２ミラー４２は、点線に示す位置にも移動することができるようになっている。これにより、防振光学系３３から出射された光は、（ａ）→（第１ミラー４１）→（ｄ）の光路を経て、赤外撮像部４５に入射され、赤外撮像部４５が赤外画像を取得するようになっている。
【００１９】
赤外撮像部４５で取得された赤外画像は、赤外画像生成部４６で生成され、赤外画像生成部４６で出射された光は、（ｅ）→（及び第２ミラー４２）→（ｃ）の光路を経て、情報付加光学系３５に入射される。情報付加光学系３５で出射された光は、接眼光学系３７に入射し、本発明に係る位置情報送信システム１では、接眼光学系３７で赤外画像も視認することが可能となる。
【００２０】
なお、本実施形態に係る位置情報送信システム１では、可視画像／赤外画像の切り換えを行うための切り換え光学系４０としては、ミラーを用いた構成としたが、複数の光路を選択的に切り換えることが可能な光学系であれば、ミラーを用いた構成に限定される必要はない。
【００２１】
主制御部１０としては、マイクロコンピューターなどの汎用の情報処理装置を用いることができる。主制御部１０は、内部で所定の演算を行ったり、図２で接続されているブロックからデータを受信したり、或いは、図２で接続されているブロックに対してデータを送信したりすることができるようになっている。
【００２２】
入出力部１３は、本発明に係る位置情報送信システム１の操作者が操作を行い得るように構成された位置情報送信システム１のインターフェイス手段である。入出力部１３は、例えば、操作者に対して所定の情報の表示を行う表示パネルや、操作者からの操作を受け付けるボタン、スイッチ類などから構成することができる。表示パネルなどに出力表示するデータは主制御部１０から送信されると共に、ボタン、スイッチで入力されたトリガーデータは主制御部１０に送信される。
【００２３】
記憶部１５は、主制御部１０から送信されるデータを記憶すると共に、記憶されているデータを主制御部１０に送信する。本発明に係る位置情報送信システム１で用いる記憶部１５としては、書き換え可能な不揮発性の記憶素子を用いることが好ましい。
【００２４】
通信部１７は、主制御部１０から転送されるデータを外部の機器に無線で送信すると共に、外部の機器から無線で受信したデータを主制御部１０に転送する。本実施形態に係る位置情報送信システム１では、通信部１７は、要救護者の位置情報（対象位置情報）などを、災害対策本部などに設置されている通信機能付きのパーソナルコンピューター（情報通信装置／情報処理装置）に送信する。
【００２５】
距離情報検出部５０は、レーザー光を出射するレーザー照射部５１と、位置情報取得対象（要救護者）などから反射したレーザー光を受光するレーザー受光部５２とを、有しており、位置情報取得対象（要救護者）との間の距離を検出する。また、距離情報検出部５０は、主制御部１０との間でデータの送受信を行うことができるようになっており、距離情報検出部５０は検出した距離データを、主制御部１０に送信することができるようになっている。
【００２６】
なお、正確な距離データを取得する上で、位置情報送信システム１自体の振動を打ち消す必要があれば、先の防振光学系３３のような構成を、レーザー照射部５１やレーザー受光部５２に設けるようにすることもできる。
【００２７】
レーザー照射部５１から出射したレーザー光はレーザー窓部５５を介して位置情報取得対象（要救護者）に到達し、位置情報取得対象（要救護者）で反射したレーザー光はレーザー窓部５５を介してレーザー受光部５２に入射する。
【００２８】
自機位置情報検出部６０は、自機の位置情報を取得するＧＮＮＳ（Ｇｌｏｂａｌ  Ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ  Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ  Ｓｙｓｔｅｍ）センサ６１などを有している。また、自機位置情報検出部６０は、主制御部１０との間でデータの送受信を行うことができるように構成されており、取得した自機の位置情報を主制御部１０に送信することができるようになっている。
【００２９】
なお、ＧＮＮＳセンサ６１としては、例えばＧＰＳなどのグローバルナビゲーションサテライトシステムを用いることができるが、その他のシステムで自機の位置情報を取得するようにしてもよい。
【００３０】
姿勢情報検出部７０は、位置情報送信システム１の筐体部３の姿勢を検知するジャイロセンサ７１と、位置情報送信システム１の筐体部３が向いている方向を検知する地磁気センサ７２とを有しており、絶対座標中における位置情報送信システム１の筐体部３の姿勢を検出することができるようになっている。また、姿勢情報検出部７０は、主制御部１０との間でデータの送受信を行うことができるように構成されており、絶対座標中における位置情報送信システム１の筐体部３の姿勢に係るデータを、主制御部１０に送信することができる。なお、絶対座標をどのように定義するかは適宜設定することができる。
【００３１】
気圧情報検出部８０は、位置情報送信システム１の筐体部３が存在する高度の気圧を検出する気圧センサ８１を有している。また、気圧情報検出部８０は、主制御部１０との間でデータの送受信を行うことができるように構成されており、検出した気圧データを主制御部１０に送信することができるようになっている。
【００３２】
次に以上のように構成される位置情報送信システム１によって、要救護者などの対象となる存在（ターゲット）の位置情報を算出する工程について説明する。図５は本発明の実施形態に係る位置情報送信システム１によって対象位置情報を算出する工程の流れを示す図である。位置情報送信システム１における対象位置情報の算出工程は、主制御部１０によって実行される。
【００３３】
図５において、ステップＳ１０１では、自機位置情報検出部６０によって位置情報送信システム１の筐体部３の自機位置情報（ｘs，ｙs，ｚs）を取得する。
【００３４】
なお、位置情報（ｘs，ｙs，ｚs）は適当な位置を基準とした３次元座標を利用してもよいし、位置情報（ｘs，ｙs，ｚs）として、緯度、経度、高度などを利用するようにしてもよい。
【００３５】
続く、ステップＳ１０２では、気圧情報検出部８０によって気圧情報を取得し、ステップＳ１０１で取得した自機位置情報（ｘs，ｙs，ｚs）の高さ方向に係る情報を補正（ｚs→ｚsrに補正）して、補正自機位置情報（ｘs，ｙs，ｚsr）を得る。
【００３６】
続く、ステップＳ１０３では、姿勢情報検出部７０で検出される位置情報送信システム１の筐体部３の自機姿勢情報と、距離情報検出部５０で検出される距離情報とを参照し、補正自機位置情報（ｘs，ｙs，ｚsr）からターゲットの対象位置情報（ｘt，ｙt，ｚt）を算出する。
【００３７】
このステップでは、まず、姿勢情報検出部７０で検出される位置情報送信システム１の筐体部３の自機姿勢情報から、位置情報送信システム１の筐体部３の対物光学系３１やレーザー窓部５５がどの方向に向いているか、すなわち、対物光学系３１やレーザー窓部５５の光軸方向を求めることができる。そして、前記の方向と、距離情報検出部５０で検出される距離情報を、補正自機位置情報（ｘs，ｙs，ｚsr）に加味することで、ターゲットの対象位置情報（ｘt，ｙt，ｚt）を求めることができる。
【００３８】
なお、ステップＳ１０３で求められた対象位置情報（ｘt，ｙt，ｚt）については、住所に係る情報への変換処理を行ったり、或いは、建物が対象位置の住所地に存在するような場合には、当該建物の階層情報への変換処理を行ったりすることも可能である。
【００３９】
前者の変換処理においては、一般的なカーナビゲーションシステムに搭載されている技術や、Google Mapsで採用されている技術、或いは、
http://newspat.csis.u-tokyo.ac.jp/geocode-cgi/geocode.cgi?action=startで提供されている技術を用いることができる。
【００４０】
また、後者の変換処理おける建物の階層情報は、ターゲットの対象位置情報（ｘt，ｙt，ｚt）におけるｚt情報と、対象位置情報における（ｘt，ｙt）から、国土地理院の基盤地図情報の数値標高モデル（10mメッシュ）を参照して得る当該対象位置の地盤（地面）の高さ情報との差分から取得することが可能である。
【００４１】
次に、以上のように算出されたターゲットの対象位置情報（ｘt，ｙt，ｚt）を災害対策本部などに設置されている通信機能付きのパーソナルコンピューター（情報通信装置／情報処理装置）に送信する処理について説明する。
【００４２】
図６は本発明の実施形態に係る位置情報送信システム１による対象位置情報の送信処理のフローチャートを示す図である。このような位置情報送信システム１における対象位置情報の送信処理のフローチャートは、主制御部１０によって実行される。
【００４３】
図６において、ステップＳ２００で送信処理が開始されると、続く、ステップＳ２０１では、算出されたターゲット位置情報（ｘt，ｙt，ｚt）を取得して、ステップＳ２０２で、ターゲット位置情報（ｘt，ｙt，ｚt）を入出力部１３に表示する。
【００４４】
ステップＳ２０３では、入出力部１３からの補足入力情報が有るか否かが判定される。補足入力情報とは、位置情報送信システム１の操作者が入出力部１３から入力する情報（例えば、要救護者が１人のみである、といった情報や、救護の緊急性が高い、とった情報）をいう。
【００４５】
ステップＳ２０３における判定がＮＯであればステップＳ２０５に進み、ステップＳ２０３における判定がＹＥＳであればステップＳ２０４に進む。
【００４６】
ステップＳ２０４では、ターゲット位置情報（ｘt，ｙt，ｚt）に対して、入出力部１３から入力された補足情報を付加する。
【００４７】
ステップＳ２０５では、ターゲット位置情報（ｘt，ｙt，ｚt）及び場合に応じて補足情報を、記憶部１５に記憶する。
【００４８】
ステップＳ２０５では、入出力部１３から、操作者による送信指示があったか否かが判定される。ステップＳ２０５における判定がＮＯである場合には、ステップＳ２０１に戻り、ステップＳ２０５における判定がＮＯである場合には、ステップＳ２０７に進む。
【００４９】
ステップＳ２０７では、通信部１７から、災害対策本部などに設置されている通信機能付きのパーソナルコンピューター（情報通信装置／情報処理装置）に対して送信を行い、ステップＳ２０８で、送信処理を終了する。
【００５０】
以上のように、本発明に係る位置情報送信システム１は、前記自機位置情報検出部６０で検出される自機位置情報を、前記気圧情報検出部８０で検出される気圧情報で補正することで、補正自機位置情報を算出し、前記姿勢情報検出部７０で検出される自機姿勢情報と、前記距離情報検出部５０で検出される距離情報とを参照し、前記補正自機位置情報から対象位置情報を算出する主制御部１０と、前記主制御部１０で算出される対象位置情報を送信する通信部１７と、を有しており、このような本発明に係る位置情報送信システム１によれば、一般の自然災害においても、要救護者などの対象位置情報を精度高く把握することができ、要救護者の救助活動に資する情報をいち早く取得し、関係者間で共有することが可能となる。
【００５１】
なお、本実施形態に係る位置情報送信システム１は手持ち式の筐体部３を有しており、これを持った操作者がヘリコプターなどに搭乗することで、位置情報取得対象（要救護者）を捜索し、ターゲット位置情報を取得するようにしていたが、位置情報送信システム１はドローンなどの無人機に搭載して、位置情報取得対象（要救護者）を捜索するようにしてもよい。
【００５２】
この場合、位置情報送信システム１で取得される可視画像／赤外画像を、通信部１７によって、地上の通信機能付きのパーソナルコンピューター（情報通信装置／情報処理装置）などに対して送信可能に構成し、さらに、地上から無人機及び位置情報送信システム１の操作を可能に構成する。
【００５３】
図７は、ドローンなどの無人機に搭載可能な、本発明の他の実施形態に係る位置情報送信システム１のブロック図である。図２と同様の参照番号が付された構成については、同様のものであるので詳細な説明を省略する。
【００５４】
本発明の他の実施形態に係る位置情報送信システム１においては、防振光学系３３から出射された光は、可視画像/赤外画像撮像部３８に入射される。可視画像/赤外画像撮像部３８は、入射された可視光による可視画像、又は、入射された赤外光による赤外画像のいずれかを撮像し、撮像により得られた撮像データを主制御部１０に送信するようになっている。
【００５５】
なお、先の実施形態において情報付加光学系３５で光学的に付加していた各種情報については、本実施形態では、主制御部１０において、可視画像/赤外画像撮像部３８で撮像された撮像データに対して、デジタル的に付加するように構成する。主制御部１０は、前記各種情報が付加された撮像データを通信部１７によって、地上の通信機能付きのパーソナルコンピューター（情報通信装置／情報処理装置）などに対して送信する。
【００５６】
上記のように、無人機に搭載可能な位置情報送信システム１によれば、火山災害など、有人飛行体の接近が困難なケースにおいても捜索可動などを行うことが可能となる。
【００５７】
また、本実施形態に係る位置情報送信システム１では、要救護者の位置情報を取得する例を用いて説明したが、本発明に係る位置情報送信システム１は、建設・土木工事或いは、橋梁・交通インフラの点検作業といった空中からの各種計測用途などにも用いることができる。
【符号の説明】
【００５８】
１・・・位置情報送信システム
３・・・筐体部
５・・・手持ち部
１０・・・主制御部
１３・・・入出力部
１５・・・記憶部
１７・・・通信部
２０・・・可視画像／赤外画像切り換え制御部
３１・・・対物光学系
３３・・・防振光学系
３５・・・情報付加光学系
３７・・・接眼光学系
３８・・・可視画像/赤外画像撮像部
４０・・・切り換え光学系
４１・・・第１ミラー
４２・・・第２ミラー
４５・・・赤外撮像部
４６・・・赤外画像生成部
５０・・・距離情報検出部
５１・・・レーザー照射部
５２・・・レーザー受光部
５５・・・レーザー窓部
６０・・・自機位置情報検出部
６１・・・ＧＮＮＳセンサ
７０・・・姿勢情報検出部
７１・・・ジャイロセンサ
７２・・・地磁気センサ
８０・・・気圧情報検出部
８１・・・気圧センサ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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