(57)【要約】【課題】端末装置の設置又は運用のための利便性をより向上させることが可能な仕組みが提供する。【解決手段】複数のセンサを有する端末装置と、前記端末装置から取得した複数のセンサ情報の組み合わせに基づいて災害の予測を行う制御装置と、を備える防災システム。【選択図】図１
2017091440.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のセンサを有する端末装置と、
前記端末装置から取得した複数のセンサ情報の組み合わせに基づいて災害の予測を行う制御装置と、
を備える防災システム。
【請求項２】
前記端末装置は、画像センサを含む、請求項１に記載の防災システム。
【請求項３】
前記防災システムは、前記端末装置を複数備え、
前記制御装置は、複数の前記端末装置から取得した複数のセンサ情報の組み合わせに基づいて前記予測を行う、請求項１に記載の防災システム。
【請求項４】
前記制御装置は、前記端末装置により観測されるセンサ情報の傾向に応じて前記端末装置ごとに動作条件を設定し、
前記端末装置は、前記制御装置により設定された前記動作条件に応じて動作する、請求項３に記載の防災システム。
【請求項５】
前記制御装置は、前記動作条件としてセンサ感度を設定し、
前記端末装置は、設定されたセンサ感度に基づいてセンサ情報を観測する、請求項４に記載の防災システム。
【請求項６】
前記制御装置は、前記動作条件として送信条件を設定し、
前記端末装置は、観測されたセンサ情報が前記送信条件を満たしたことをトリガとしてセンサ情報を前記制御装置へ送信する、請求項４に記載の防災システム。
【請求項７】
前記制御装置は、前記動作条件として復帰条件を設定し、
前記端末装置は、観測されたセンサ情報が前記復帰条件を満たしたことをトリガとして省電力モードから通常動作モードへ復帰する、請求項４に記載の防災システム。
【請求項８】
前記制御装置は、前記動作条件として撮像条件を設定し、
前記端末装置は、観測されたセンサ情報が前記撮像条件を満たしたことをトリガとして画像センサで撮像する、請求項４に記載の防災システム。
【請求項９】
前記端末装置は、他の前記端末装置が撮像することをトリガとして画像センサで撮像する、請求項４に記載の防災システム。
【請求項１０】
前記制御装置は、前記端末装置から取得された撮像画像のうち、設定された対象領域の時系列変化に基づいて前記予測を行う、請求項１に記載の防災システム。
【請求項１１】
前記制御装置は、前記対象領域に含まれるひとつ以上のブロックのうち、平均輝度の時系列変化が閾値を超えるブロックの数に基づいて前記予測を行う、請求項１０に記載の防災システム。
【請求項１２】
前記制御装置は、前記端末装置から取得された撮像画像の輝度に応じた枚数の複数の撮像画像を加算した画像を生成する、請求項１に記載の防災システム。
【請求項１３】
前記端末装置と前記制御装置との間の通信は、直接的に行われる、又はひとつ以上の他の前記端末装置を経由して間接的に行われる、請求項１に記載の防災システム。
【請求項１４】
前記端末装置による無線通信に９２０ＭＨｚ帯が用いられる、請求項１３に記載の防災システム。
【請求項１５】
前記制御装置は、予測結果に基づいて警告情報を出力する、請求項１に記載の防災システム。
【請求項１６】
前記端末装置は、ソーラーパネル又は電池から電力の供給を受ける、請求項１に記載の防災システム。
【請求項１７】
複数のセンサにより観測されたセンサ情報を取得することと、
取得した複数のセンサ情報の組み合わせに基づいてプロセッサにより災害の予測を行うことと、
を含む防災方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、防災システム及び防災方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
洪水又は鉄砲水等の災害に起因する被害を防止又は軽減するために、センサにより得られた観測結果に基づいて災害発生を予測する技術が注目されている。例えば、下記特許文献１では、端末装置が内蔵するセンサによる観測結果に基づいて災害発生の危険を判断し、判断結果を管理装置へ通知し、管理装置がユーザの移動通信端末へ警告を発する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−２３６９８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、上記特許文献１に記載の技術では、端末装置が自律的に災害の危険を判断するための判断機能を有しているため、端末装置自体のコスト、設置のためのキャリブレーションコスト、及びメンテナンスコストがかかる等、利便性が損なわれていた。そのため、端末装置の設置又は運用のための利便性をより向上させることが可能な仕組みが提供されることが望ましい。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本開示によれば、複数のセンサを有する端末装置と、前記端末装置から取得した複数のセンサ情報の組み合わせに基づいて災害の予測を行う制御装置と、を備える防災システムが提供される。
【０００６】
また、本開示によれば、複数のセンサにより観測されたセンサ情報を取得することと、
取得した複数のセンサ情報の組み合わせに基づいてプロセッサにより災害の予測を行うことと、を含む防災方法が提供される。
【発明の効果】
【０００７】
以上説明したように本開示によれば、端末装置の設置又は運用のための利便性をより向上させることが可能な仕組みが提供される。なお、上記の効果は必ずしも限定的なものではなく、上記の効果とともに、または上記の効果に代えて、本明細書に示されたいずれかの効果、または本明細書から把握され得る他の効果が奏されてもよい。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本開示の一実施形態に係る防災システムの概要を説明するための説明図である。
【図２】本実施形態に係る端末装置の論理的な構成の一例を示すブロック図である。
【図３】本実施形態に係る制御装置の論理的な構成の一例を示すブロック図である。
【図４】本実施形態に係る防災システムの技術的特徴を説明するための説明図である。
【図５】本実施形態に係る防災システムの技術的特徴を説明するための説明図である。
【図６】本実施形態に係る防災システムの技術的特徴を説明するための説明図である。
【図７】本実施形態に係る防災システムにおいて実行される災害予測処理の流れの一例を示すシーケンス図である。
【図８】本実施形態に係る端末装置において実行されるセンサ情報の送信処理の流れの一例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下に添付図面を参照しながら、本開示の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
【００１０】
また、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する要素を、同一の符号の後に異なるアルファベットを付して区別する場合もある。例えば、実質的に同一の機能構成を有する複数の要素を、必要に応じて端末装置１００Ａ、１００Ｂ及び１００Ｃのように区別する。ただし、実質的に同一の機能構成を有する複数の要素の各々を特に区別する必要がない場合、同一符号のみを付する。例えば、端末装置１００Ａ、１００Ｂ及び１００Ｃを特に区別する必要が無い場合には、単に端末装置１００と称する。
【００１１】
なお、説明は以下の順序で行うものとする。
１．概要
２．構成例
２．１．端末装置の構成例
２．２．制御装置の構成例
３．技術的特徴
３．１．センサ情報の収集
３．２．予測
３．３．画像差分
３．４．暗部の可視化
３．５．動作条件の設定
３．６．通信
３．７．警告
４．処理の流れ
５．まとめ
【００１２】
＜＜１．概要＞＞
まず、図１を参照して、本開示の一実施形態に係るシステムの概要を説明する。
【００１３】
図１は、本実施形態に係る防災システム１の概要を説明するための説明図である。図１に示すように、防災システム１は、複数の端末装置１００（即ち、端末装置１００Ａ〜１００Ｄ）、制御装置２００、基地局３００、ユーザ端末４００及び通信網５００を含む。装置間を結ぶ破線は、無線接続を意味している。装置間を結ぶ実線は、無線接続又は有線接続を意味している。
【００１４】
端末装置１００は、センサにより観測を行い、観測したセンサ情報を制御装置２００へ通知する装置である。センサ情報は、他の端末装置１００を経由して（即ち、ホッピング伝送されて）制御装置２００へ通知されてもよい。例えば、端末装置１００Ａは、端末装置１００Ｄを経由して制御装置２００へセンサ情報を通知する。
【００１５】
基地局３００は、端末装置１００との間で無線接続を確立し、制御装置２００との間で無線接続又は有線接続を確立する。例えば、基地局３００は、端末装置１００からセンサ情報を受信して、制御装置２００へ送信する。また、基地局３００は、端末装置１００を制御するための制御情報を制御装置２００から受信して、端末装置１００へ送信する。この制御情報も、ホッピング伝送され得る。
【００１６】
制御装置２００は、端末装置１００により観測されたセンサ情報に基づいて、災害を予測する装置である。具体的には、制御装置２００は、基地局３００から取得したセンサ情報に基づいて災害を予測し、通信網５００を経由してユーザ端末４００へ、予測結果を示す情報（例えば、警告情報）を通知する。例えば、制御装置２００は、ＰＣ又はノートＰＣ等により実現され得る。なお、制御装置２００と基地局３００とは一体的に形成されてもよい。
【００１７】
通信網５００は、通信網５００に接続されている装置から送信される情報の有線又は無線の伝送路である。通信網５００は、移動体通信網、インターネット、ＬＡＮ（Local  Area  Network）又はＷｉ−Ｆｉ（登録商標）等の任意の通信規格に準拠したネットワークを含み得る。
【００１８】
ユーザ端末４００は、制御装置２００からの災害の予測結果を示す情報の通知を受ける装置である。ユーザ端末４００は、通知された災害の予測結果を示す情報を画像、音声又は振動等により出力する。ユーザ端末４００は、例えばスマートフォン又はＰＣ等により実現され得る。
【００１９】
＜＜２．構成例＞＞
以下、図２及び図３を参照して、本実施形態に係る端末装置１００及び制御装置２００の構成例を説明する。
【００２０】
＜２．１．端末装置の構成例＞
図２は、本実施形態に係る端末装置１００の論理的な構成の一例を示すブロック図である。図２に示すように、端末装置１００は、センサ部１１０、電力取得部１２０、無線通信部１３０、記憶部１４０及び制御部１５０を含む。
【００２１】
（１）センサ部１１０
センサ部１１０は、複数のセンサを含み、センサ情報を観測する機能を有する。例えば、センサ部１１０は、画像センサ（即ち、カメラ）、音声センサ（即ち、マイク）、加速度センサ、ジャイロセンサ、地磁気センサ、温度センサ、湿度センサ、気圧センサ又は照度センサの少なくともいずれかを含み得る。これらのセンサにより、温度、湿度、気圧、照度、振動、傾き、又は画像といったセンサ情報が観測され得る。これらのセンサは端末装置１００に内蔵されていてもよいし、着脱可能に装着されてもよい。センサ部１１０は、上記に一例を挙げたセンサ以外の任意のセンサも含み得る。
【００２２】
（２）電力取得部１２０
電力取得部１２０は、端末装置１００が動作するための電力を取得する機能を有する。例えば、電力取得部１２０は、図２に示すようにソーラーパネル１２１及び電池１２３を含み、これらのいずれかから供給される電力を取得する。なお、ソーラーパネル１２１は電池１２３に接続されていてもよく、電池１２３はソーラーパネル１２１から供給される電力を蓄電し得る。電力取得部１２０により、端末装置１００は、電力インフラのない場所でも自律的に動作可能である。
【００２３】
（３）無線通信部１３０
無線通信部１３０は、端末装置１００による他の装置との無線通信を仲介する無線通信インタフェースである。本実施形態では、無線通信部１３０は、他の端末装置１００又は基地局３００との間で無線通信を行う。例えば、無線通信部１３０は、他の端末装置１００又は基地局３００から送信された無線信号を受信する。無線通信部１３０は、増幅器、周波数変換器、及び復調器等としての機能を有していてもよく、例えば受信したデータを制御部１５０へ出力し得る。また、無線通信部１３０は、アンテナを介して他の端末装置１００又は基地局３００へ無線信号を送信する。無線通信部１３０は、変調器、及び増幅器等としての機能を有していてもよく、例えば制御部１５０から出力されたデータを、変調及び電力増幅等して送信してもよい。
【００２４】
（４）記憶部１４０
記憶部１４０は、所定の記録媒体に対してデータの記録再生を行う部位である。記憶部１４０は、例えばＨＤＤ（Hard  Disc  Drive）として実現される。もちろん記録媒体としては、フラッシュメモリ等の固体メモリ、固定メモリを内蔵したメモリカード、光ディスク、光磁気ディスク、ホログラムメモリなど各種考えられ、記憶部１４０としては採用する記録媒体に応じて記録再生を実行できる構成とされればよい。
【００２５】
（５）制御部１５０
制御部１５０は、演算処理装置及び制御装置として機能し、各種プログラムに従って端末装置１００内の動作全般を制御する。制御部１５０は、例えばＣＰＵ（Central  Processing  Unit）、マイクロプロセッサ等の電子回路によって実現される。なお、制御部１５０は、使用するプログラムや演算パラメータ等を記憶するＲＯＭ（Read  Only  Memory）、及び適宜変化するパラメータ等を一時記憶するＲＡＭ（Random  Access  Memory）を含んでいてもよい。
【００２６】
図２に示すように、制御部１５０は、動作モード制御部１５１、センサ制御部１５３及び通信制御部１５５を含み、端末装置１００の様々な機能を提供する。動作モード制御部１５１、センサ制御部１５３及び通信制御部１５５の具体的な動作は、後に詳しく説明する。なお、制御部１５０は、これらの構成要素以外の他の構成要素をさらに含み得る。即ち、制御部１５０は、これらの構成要素の動作以外の動作も行い得る。
【００２７】
（６）その他
端末装置１００は、他にも多様な構成要素を含み得る。例えば、端末装置１００は、ＬＥＤ（light  emitting  diode）インジゲータ等の出力装置を含み得る。これにより、端末装置１００の設置又は運用のための利便性が向上し得る。
【００２８】
また、端末装置１００は、ＧＮＳＳ（Global  Navigation  Satellite  System）衛星からのＧＮＳＳ信号（例えば、ＧＰＳ（Global  Positioning  System）衛星からのＧＰＳ信号）を受信して装置の緯度、経度及び高度から成る位置情報を観測するモジュールを有していてもよい。その代わりに、端末装置１００の消費電力の低減のため、設置場所を示す情報が制御装置２００に記憶されていてもよい。
【００２９】
また、端末装置１００は、時計を有していてもよい。その場合、正確な時刻情報をセンサ情報に対応付けることが可能となる。
【００３０】
＜２．２．制御装置の構成例＞
図３は、本実施形態に係る制御装置２００の論理的な構成の一例を示すブロック図である。図３に示すように、制御装置２００は、通信部２１０、記憶部２２０及び制御部２３０を含む。
【００３１】
（１）通信部２１０
通信部２１０は、制御装置２００による他の装置との無線通信又は有線通信を仲介する通信インタフェースである。本実施形態では、通信部２１０は、基地局３００又は通信網５００との間で通信を行う。例えば、通信部２１０は、基地局３００又は通信網５００から受信したデータを制御部２３０へ出力し得る。また、通信部２１０は、例えば制御部２３０から出力されたデータを、基地局３００又は通信網５００へ送信し得る。
【００３２】
（２）記憶部２２０
記憶部２２０は、所定の記録媒体に対してデータの記録再生を行う部位である。記憶部２２０は、例えばＨＤＤとして実現される。もちろん記録媒体としては、フラッシュメモリ等の固体メモリ、固定メモリを内蔵したメモリカード、光ディスク、光磁気ディスク、ホログラムメモリなど各種考えられ、記憶部２２０としては採用する記録媒体に応じて記録再生を実行できる構成とされればよい。
【００３３】
（３）制御部２３０
制御部２３０は、演算処理装置及び制御装置として機能し、各種プログラムに従って制御装置２００内の動作全般を制御する。制御部２３０は、例えばＣＰＵ、マイクロプロセッサ等の電子回路によって実現される。なお、制御部２３０は、使用するプログラムや演算パラメータ等を記憶するＲＯＭ、及び適宜変化するパラメータ等を一時記憶するＲＡＭを含んでいてもよい。
【００３４】
図３に示すように、制御部２３０は、設定部２３１、予測部２３３及び出力制御部２３５を含み、制御装置２００の様々な機能を提供する。設定部２３１、予測部２３３及び出力制御部２３５の具体的な動作は、後に詳しく説明する。なお、制御部２３０は、これらの構成要素以外の他の構成要素をさらに含み得る。即ち、制御部２３０は、これらの構成要素の動作以外の動作も行い得る。
【００３５】
（４）その他
制御装置２００は、他にも多様な構成要素を含み得る。例えば、制御装置２００は、ディスプレイ装置等の出力装置及びキーボード等の入力装置を含み得る。これにより、制御装置２００を操作して、端末装置１００に関する各種設定を行うことが可能となる。
【００３６】
＜＜３．技術的特徴＞＞
以下、図４〜図６を参照して、本実施形態に係る防災システム１の技術的特徴を説明する。
【００３７】
＜３．１．センサ情報の収集＞
制御装置２００（例えば、予測部２３３）は、各々の端末装置１００からセンサ情報を取得する。制御装置２００は、センサ情報を送信するよう要求するリクエストを端末装置１００へ通知し、端末装置１００（例えば、通信制御部１５５）は当該リクエストに応じてセンサ情報を送信してもよい。もちろん、端末装置１００は、自律的にセンサ情報を送信してもよい。その場合、端末装置１００は、送信許可を制御装置２００に得てから、センサ情報を送信してもよい。なお、センサ情報に時刻情報が付随していない場合、制御装置２００は、受信時刻をセンサ情報の観測時刻として取り扱ってもよい。
【００３８】
＜３．２．予測＞
制御装置２００（例えば、予測部２３３）は、端末装置１００から取得した複数のセンサ情報の組み合わせ（ＡＮＤ又はＯＲ）に基づいて災害の予測を行う。例えば、制御装置２００は、複数のセンサ情報の各々が所定の条件（センサ情報が閾値を超える、又はセンサ情報の変位量が閾値を超える等）を満たした場合に、災害が発生することを予測する。なお、センサ情報の比較対象となる閾値は、地域又は時刻等の諸条件に応じて異なり得る。また、センサ情報の比較対象となる閾値は、例えばあまりに湿度が高い場合には温度に関する条件が緩和される等、他のセンサ情報の値によって変動し得る。
【００３９】
下記の表１に、災害の予測のためのセンサ情報の組み合わせの一例を示した。表中の「○」が記載されたセンサ情報が、組み合わせの対象となる。表中の外部センサは、例えばワイヤーセンサ又は雨量計である。画像差分については、後に詳しく説明する。
【００４０】
【表１】
2017091440.tif 000003
【００４１】
表１に示すように、例えば制御装置２００は、湿度及び温度に基づいて、熱中症の発生を予測する。具体的には、制御装置２００は、温度（即ち、気温）が摂氏３５度以上であり、湿度が６０％以上である場合に、熱中症の発生を予測し得る。また、制御装置２００は、湿度及び気圧に基づいて竜巻の発生を予測する。他にも、制御装置２００は、雹が降る条件である上昇気流の発生を相対値としての急峻な気圧、温度及び照度の低下により検出して、雹の発生を予測してもよい。ここで注意すべきは、制御装置２００が行うのは、実際に災害が発生したことの検出ではなく、発生の予測であることである。制御装置２００は、多様なセンサ情報を組み合わせて多様な災害を予測することができるので、災害に起因する被害を未然に防止し、又は軽減することができる。
【００４２】
制御装置２００（例えば、予測部２３３）は、複数の端末装置１００から取得した複数のセンサ情報の組み合わせに基づいて予測を行ってもよい。制御装置２００は、複数の端末装置１００からのセンサ情報を総合的に判断することで、より確実性の高い災害予測が可能となる。
【００４３】
ここでは一例として、河川氾濫の予測を行う例を説明する。本例では、例えば河川の上流から下流に掛けて、土手付近に５００ｍごとに１０台程度の端末装置１００が設置されるケースを想定する。制御装置２００は、各々の端末装置１００により撮像された画像の画像差分に基づいて各々の設置場所での水位ゲージの警戒レベル超えを判定し、各々の端末装置１００により観測された湿度に基づいて降雨状態であるか否かを判定する。制御装置２００は、１台の端末装置１００からのセンサ情報に関し、水位が警戒レベルを超え、且つ降雨状態である場合、河川氾濫の発生を予測してもよい。また、制御装置２００は、複数の端末装置１００からのセンサ情報に関し、上流から下流にいくほど水位が警戒レベルに近付く場合、下流での河川氾濫の発生を予測してもよい。また、制御装置２００は、振動の大きさを示すセンサ情報をさらに組み合わせることで、土石流の発生を予測してもよい。
【００４４】
＜３．３．画像差分＞
制御装置２００（例えば、予測部２３３）は、端末装置１００により撮像された撮像画像の時系列変化に基づいて、災害の予測を行う。例えば、撮像画像に河川の水位計が含まれる場合、時系列変化により水位の上昇又は下降が判断可能となる。また、例えば撮像画像に木の枝が含まれる場合、時系列変化により風の有無及び強さが判断可能となる。
【００４５】
制御装置２００は、端末装置１００から取得された撮像画像のうち、設定された対象領域の時系列変化に基づいて予測を行ってもよい。これにより、制御装置２００は予測に必要な領域のみを対象として時系列変化を演算すればよく、処理負荷が軽減される。さらに、端末装置１００は、この対象領域のみを抽出して制御装置２００へ通知してもよく、その場合は通信負荷が軽減される。対象領域は、任意の位置及び大きさに設定可能であり、且つ複数個所に設定可能である。設定例の一例を、図４に示した。図４に示した例では、撮像画像１０に、複数の対象領域１１（即ち、対象領域１１Ａ及び１１Ｂ）が設定される。
【００４６】
以下、詳細な処理内容について説明する。まず、制御装置２００は、時系列で撮像された撮像画像を最低２枚、輝度情報に変換する前処理を行う。次いで、制御装置２００は、対象領域部分を抽出して、輝度補正（例えば、ヒストグラム平坦化）を行い、ブロック平均して差分を演算する。そして、制御装置２００は、対象領域に含まれるひとつ以上のブロックのうち、平均輝度の時系列変化（即ち、差分）を超えるブロックの数に基づいて、災害の予測を行う。例えば、制御装置２００は、設定された対象領域に関し、差分が予め設定された閾値以上であるブロックの数が、予め設定された閾値以上である場合に、強風が発生したことを判断する。上記処理においては、輝度補正により、急激に変化する自然界の明るさ及び濃度を安定化させることが可能となる。また、ブロック平均により、撮影時の風揺れ等の位置ぶれからの影響を排除した、安定的な判断が可能となる。このように、環境への高い耐性が実現される。
【００４７】
画像差分の処理内容の他の一例を、図５を参照しながら説明する。ここでは、対象領域に関する説明は割愛する。まず、制御装置２００は、撮像画像２０を輝度情報に変換してブロック化する（符号２１）。次いで、制御装置２００は、時間軸方向でブロック化した輝度情報を平均化して（符号２２）、リファレンス情報を生成する（符号２３）。そして、制御装置２００は、最新の画像の輝度情報とリファレンス情報とを比較した変化量に基づいて、災害の予測を行う。
【００４８】
このような画像差分に基づく予測は、応用範囲が広く、例えば河川増水、地滑り、落石、障害物の発生等の、変異により検出可能な現象に広く応用可能である。
【００４９】
＜３．４．暗部の可視化＞
制御装置２００（例えば、出力制御部２３５）は、端末装置１００から取得された撮像画像の輝度に応じた枚数の複数の撮像画像を加算した画像を生成してもよい。これにより、夜間撮影時の設定として有効な長時間露光を仮想的に実現する効果が奏される。具体的には、画像成分が加算されて輝度レベルが上がると共に、ランダムノイズは加算されないためノイズが低減される。
【００５０】
以下、図６を参照して、詳細な処理内容の一例を説明する。まず、制御装置２００は、加算枚数を自動的に調整する、又はユーザ設定に基づき指定する。例えば、制御装置２００は、加算後の輝度レベルが上限値に達しない範囲で、加算枚数を調整する。そして、制御装置２００は、調整又は指定された枚数の撮像画像３０（即ち、撮像画像３０Ａ〜３０Ｃ）を加算することで、加算画像３１を生成する。なお、これら処理は、注目すべき領域３２（例えば、上述した対象領域）で限定的に行われてもよい。もちろん、注目すべき領域３２は、大きさ及び位置共に設定可能であり、例えばユーザは、この設定を行うことで、視認困難な部分を視認可能にすることができる。視覚的には、設定した領域３２に疑似的なスポットライトが当てられ、明るく表示されることとなる。また、暗部の可視化は、画像認識が行われる場合にも有効である。
【００５１】
暗部の可視化技術により、端末装置１００から照明設備を省略することが可能となり、さらに消費電力も低減することも可能となる。
【００５２】
＜３．５．動作条件の設定＞
制御装置２００（設定部２３１）は、端末装置１００により観測されるセンサ情報の傾向に応じて端末装置１００ごとに動作条件を設定する。そして、端末装置１００（例えば、動作モード制御部１５１、センサ制御部１５３又は通信制御部１５５）は、制御装置２００により設定された動作条件に応じて動作する。端末装置１００により観測されるセンサ情報は、設置場所等の設置条件によって傾向が異なり得る。そこで、制御装置２００は、動作条件をこの傾向に応じて設定することにより、各々の端末装置１００を適切に動作させることが可能となる。センサ情報の傾向は、例えば平常時の１日のセンサ情報の平均値等により得られる。もちろん、一律の動作条件が設定されてもよい。
【００５３】
動作条件は多様に考えられる。以下、動作条件の一例を説明する。
【００５４】
例えば、制御装置２００は、動作条件としてセンサ感度を設定してもよい。そして、端末装置１００（例えば、センサ制御部１５３）は、設定されたセンサ感度に基づいてセンサ情報を観測する。例えば、端末装置１００は、センサ情報の傾向に基づくベースラインを設定して、ベースラインとの差分をセンサ情報として観測してもよい。この場合、制御装置２００は、複数の端末装置１００から粒度の揃ったセンサ情報を取得することが可能となる。
【００５５】
例えば、制御装置２００は、動作条件として送信条件を設定してもよい。そして、端末装置１００（例えば、通信制御部１５５）は、観測されたセンサ情報が送信条件を満たしたことをトリガとしてセンサ情報を制御装置２００へ送信してもよい。これにより、制御装置２００は、適切なタイミングでセンサ情報を取得することが可能となる。また、端末装置１００は、不要なタイミングでのセンサ情報の送信を回避することができ、通信負荷の軽減及び消費電力を低減することが可能となる。送信条件の具体例としては、例えば所定の時間間隔が経過したこと、センサ情報又は変化量が閾値を超えたこと等が挙げられる。
【００５６】
例えば、制御装置２００は、動作条件として復帰条件を設定してもよい。そして、端末装置１００（例えば、動作モード制御部１５１）は、観測されたセンサ情報が復帰条件を満たしたことをトリガとして省電力モードから通常動作モードへ復帰してもよい。例えば、省電力モードはセンサ情報を送信しない動作モードであり、通常動作モードはセンサ情報を送信する動作モードであってもよい。また、省電力モードは一部のセンサ情報のみ観測する動作モードであり、通常動作モードは全てのセンサ情報を観測する動作モードであってもよい。さらに、省電力モードでは、制御部１５０の一部又は全部が停止していてもよく、通常モードへの復帰時には、センサからの信号で起動し得る。また、上記とは逆に、制御装置２００は、動作条件として休止条件を設定してもよい。そして、端末装置１００は、観測されたセンサ情報が休止条件を満たしたことをトリガとして通常動作モードから省電力モードへ移行してもよい。具体例を挙げると、端末装置１００は、省電力モードにおいては、一部のセンサのみを残して他のセンサを停止させると共に無線通信を停止する。そして、端末装置１００は、残した一部のセンサにより観測されたセンサ情報が復帰条件を満たせば、通常動作モードへ復帰し、他のセンサを起動させると共に無線通信を開始して、センサ情報を送信する。このような動作モードの切り替えにより、大幅な消費電力の低減が実現される。
【００５７】
例えば、制御装置２００は、動作条件として撮像条件を設定してもよい。そして、端末装置１００（例えば、センサ制御部１５３）は、観測されたセンサ情報が撮像条件を満たしたことをトリガとして画像センサで撮像してもよい。撮像処理は消費電力が他のセンサと比較して大きく、且つ撮像画像の送信のための通信負荷が大きいことを考慮すると、適切なタイミングでのみ撮像が行われることは、消費電力の低減及び通信負荷の軽減に効果的である。
【００５８】
撮像条件の一例として、端末装置１００（例えば、センサ制御部１５３）は、他の端末装置１００が撮像することをトリガとして画像センサで撮像してもよい。この撮像条件によれば、防災システム１に含まれるひとつの端末装置１００が撮像した場合、他の端末装置１００も波及的に撮像することとなる。これにより、例えば１カ所で異常事態が発生した場合に、他の場所でも異常が発生していないかを目視確認することが可能となる。このトリガに関し、端末装置１００は、撮像したことを示す情報を他の端末装置１００へ通知し得る。このような、他の端末装置１００の動作をトリガとして同様の動作を行うことは、撮像以外にも、任意のセンサによる観測にも応用可能である。
【００５９】
なお、撮像条件を満たすか否かは、端末装置１００が自律的に判断してもよいし、制御装置２００により判断されてもよい。前者の場合、端末装置１００は、センサ情報に基づいて撮像を行うか否かを判断する。後者の場合、端末装置１００から撮像画像を除くセンサ情報が制御装置２００へ送信され、制御装置２００により撮像の可否が判断される。そして、端末装置１００は、制御装置２００によるリクエストがあった場合に、撮像して撮像画像を端末装置１００へ送信する。
【００６０】
＜３．６．通信＞
端末装置１００と制御装置２００（より正確には、基地局３００）との間の通信は、直接的に行われてもよい。また、端末装置１００と制御装置２００との間の無線通信は、他の端末装置１００を経由して間接的に行われてもよい（即ち、ホッピング伝送されてもよい）。後者の場合、当該他の端末装置１００は、単なる中継機として機能することとなる。端末装置１００（通信制御部１５５）は、例えば基地局３００との距離が通信可能距離内にあるか否か、及び他の端末装置１００との距離等に基づいて、直接通信又は間接通信を選択し、間接通信の場合は中継機として機能させる他の端末装置１００を選択する。また、端末装置１００（通信制御部１５５）は、他の端末装置１００から受信したセンサ情報を、さらに他の端末装置１００又は基地局３００へ中継する。なお、ルーティングは、送信元の端末装置１００により行われてもよいし、中継する個々の端末装置１００により行われてもよいし、制御装置２００又は基地局３００により行われてもよい。このように、他の端末装置１００による中継が許容されることで、基地局３００との距離に囚われることなく、自由度の高い端末装置１００の設置が可能となる。
【００６１】
センサ情報は圧縮された状態で送信されてもよい。これにより、通信負荷が軽減される。特に、撮像画像の圧縮は、通信負荷軽減のために効果的である。
【００６２】
端末装置１００による無線通信には、９２０ＭＨｚ帯が用いられてもよい。９２０ＭＨｚ帯は、近年利用可能になった、いわゆる特定小電力帯である。９２０ＭＨｚ帯を利用することにより、例えば２．４ＧＨｚ帯を利用する場合と比較して電波の回り込み特性、電波干渉、通信距離、及び電力消費が改善する。また、９２０ＭＨｚ帯を利用することにより、例えばモバイル通信を利用する場合と比較して、通信コストが軽減され、且つ、ビル屋内又は山野などにおける通信可能エリアの制限を回避することが可能となる。
【００６３】
ただし、通常の無線通信で想定されるＩＰ伝送が採用される場合、オーバーヘッドの問題が生じ得る。具体的には、ＩＰ伝送における各レイヤでの処理のためのデータがパケットに含まれることとなり、物理伝送レートに対し必要なデータの転送レートが著しく低下してしまう場合がある（最悪で１０分の１程度）。例えば、無線伝送レートが２００Ｋｂｐｓであり、２０Ｋｂｐｓに低減し圧縮したサイズ５０Ｋｂｙｔｅの画像を伝送する場合、２点間通信で２０秒以上かかる場合がある。パケットエラー、及びこの通信がマルチホッピング伝送される場合を考慮すれば、さらにオーバーヘッドが大きくなり、所要通信時間も長くなり、実用的なものではなくなる。
【００６４】
９２０ＭＨｚ帯は、電波発信する使用帯域及び時間に関する制限が規定されているものの、通信プロトコルは規定されていない。そのため、オーバーヘッドの少ないプロトコルの規定が可能である。そこで、以下では、９２０ＭＨｚ帯での無線通信に特に有効な、オーバーヘッドの少ない独自プロトコルを説明する。
【００６５】
例えば、パケット長は、フラグメンテーションが発生しない長さであって、９２０ＭＨｚ帯に関する標準規格であるＡＲＩＢ  Ｔ１０８の無線電波発信の時間条件を満たす長さとする。また、エラー訂正は、パケット単位で行うものとする。また、ソフトウェア処理レイヤは、物理層、パケット層、及びアプリケーション層の３層のみにより構成される。
このようなプロトコルにより、オーバーヘッドを低減することが可能である。また、電波伝搬条件としては、無線伝送レートが２００Ｋｂｐｓであり、変調方式がＧＦＳＫ（Gaussian  Frequency-Shift  Keying）であることが望ましい。
【００６６】
出願人がこのようなプロトコルを採用し、ＱＶＧＡサイズの画像を対象として実験を行ったところ、１０回のホッピングを含むホッピング伝送の場合で２５秒以内の伝送時間を実現し、２点間伝送の場合で２．５秒の伝送時間を実現した。
【００６７】
＜３．７．警告＞
制御装置２００（例えば、出力制御部２３５）は、災害の予測結果に基づいて警告情報を出力する。例えば、制御装置２００は、制御装置２００のディスプレイ若しくはスピーカから警告情報を出力してもよいし、通信網５００を介してユーザ端末４００へ警告情報を送信してもよい。これにより、制御装置２００又はユーザ端末４００を操作するユーザは、警告情報に基づいて被害を防止又は軽減するための行動を起こすことが可能となる。
【００６８】
なお、警告情報は、例えば発生が予測される災害の名称、場所、及び規模を示す情報等が含まれ得る。また、警告情報は、画像等のセンサ情報を含んでいてもよい。
【００６９】
もちろん、制御装置２００は、災害が予測されない場合であっても予測結果（即ち、異常がないこと）を示す情報を出力してもよい。
【００７０】
＜＜４．処理の流れ＞＞
続いて、図７及び図８を参照して、処理の流れを説明する。
【００７１】
図７は、本実施形態に係る防災システム１において実行される災害予測処理の流れの一例を示すシーケンス図である。本シーケンスには、端末装置１００、制御装置２００及びユーザ端末４００が関与する。なお、端末装置１００と制御装置２００との間には少なくとも基地局３００が介在するが、本シーケンスでは省略している。
【００７２】
図７に示すように、まず、端末装置１００は、センサ情報を観測する（ステップＳ１０２）。次いで、制御装置２００は、センサ情報の送信要求を端末装置１００の各々へ送信する（ステップＳ１０４）。このとき、制御装置２００は、送信要求を複数の端末装置１００から選択した一部の端末装置１００へ送信してもよい。次に、センサ情報の送信要求を受信した端末装置１００は、センサ情報を制御装置２００へ送信する（ステップＳ１０６）。そして、制御装置２００は、受信したセンサ情報に基づいて災害予測を行う（ステップＳ１０８）。災害が発生すると予測した場合、制御装置２００は、警告情報をユーザ端末４００へ送信する（ステップＳ１１０）。そして、警告情報を受信したユーザ端末４００は、警告情報を画像又は音声等により出力する（ステップＳ１１２）。
【００７３】
図８は、本実施形態に係る端末装置１００において実行されるセンサ情報の送信処理の流れの一例を示すフローチャートである。
【００７４】
図８に示すように、まず、端末装置１００は、初期設定を行う（ステップＳ２０２）。例えば、端末装置１００は、制御装置２００から設定された動作条件に基づいて、復帰条件、撮像条件、送信条件及び休止条件の設定、並びにセンサ感度の調整等を行う。次いで、端末装置１００は、省電力モードへ移行し（ステップＳ２０４）、センサ情報が復帰条件を満たすまで省電力モードを継続する（ステップＳ２０６／ＮＯ）。センサ情報が復帰条件を満たした場合（ステップＳ２０６／ＹＥＳ）、端末装置１００は、センサ情報が撮像条件を満たすか否かを判定する（ステップＳ２０８）。端末装置１００は、センサ情報が撮像条件を満たす場合（ステップＳ２０８／ＹＥＳ）は撮像を行い（ステップＳ２１０）、満たさない場合（ステップＳ２０８／ＮＯ）は撮像を省略する。次いで、端末装置１００は、センサ情報が送信条件を満たすか否かを判定し（ステップＳ２１２）、満たす場合（ステップＳ２１２／ＹＥＳ）はセンサ情報を送信する（ステップＳ２１４）。一方で、満たさない場合（ステップＳ２１２／ＮＯ）、処理は再度ステップＳ２０８へ戻る。センサ情報を送信後、端末装置１００は、センサ情報が休止条件を満たすか否かを判定する（ステップＳ２１６）。満たす場合（ステップＳ２１６／ＹＥＳ）に処理は再度ステップＳ２０４へ戻り、満たさない場合（ステップＳ２１６／ＮＯ）に処理は再度ステップＳ２０８へ戻る。
【００７５】
＜＜５．まとめ＞＞
以上、図１〜図８を参照して、本開示の一実施形態について詳細に説明した。上記説明したように、防災システム１は、複数のセンサを有する端末装置１００と、端末装置１００から取得した複数のセンサ情報の組み合わせに基づいて災害の予測を行う制御装置２００と、を備える。防災システム１は、かかる構成を有することにより、端末装置１００の設置又は運用のための利便性をより向上させることが可能となる。
【００７６】
また、防災システム１は、端末装置１００を複数備え、制御装置２００は複数の端末装置１００から取得した複数のセンサ情報の組み合わせに基づいて災害を予測する。これにより、防災システム１は、複数地点に設けられた複数のセンサにより得られたセンサ情報を適宜組み合わせ、より確実に災害を予測することが可能となる。
【００７７】
以上、添付図面を参照しながら本開示の好適な実施形態について詳細に説明したが、本開示の技術的範囲はかかる例に限定されない。本開示の技術分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本開示の技術的範囲に属するものと了解される。
【００７８】
なお、本明細書において説明した各装置による一連の処理は、ソフトウェア、ハードウェア、及びソフトウェアとハードウェアとの組合せのいずれを用いて実現されてもよい。ソフトウェアを構成するプログラムは、例えば、各装置の内部又は外部に設けられる記憶媒体（非一時的な媒体：non-transitory  media）に予め格納される。そして、各プログラムは、例えば、コンピュータによる実行時にＲＡＭに読み込まれ、ＣＰＵなどのプロセッサにより実行される。
【００７９】
また、本明細書においてフローチャート及びシーケンス図を用いて説明した処理は、必ずしも図示された順序で実行されなくてもよい。いくつかの処理ステップは、並列的に実行されてもよい。また、追加的な処理ステップが採用されてもよく、一部の処理ステップが省略されてもよい。
【００８０】
また、本明細書に記載された効果は、あくまで説明的または例示的なものであって限定的ではない。つまり、本開示に係る技術は、上記の効果とともに、または上記の効果に代えて、本明細書の記載から当業者には明らかな他の効果を奏しうる。
【００８１】
なお、以下のような構成も本開示の技術的範囲に属する。
（１）
複数のセンサを有する端末装置と、
前記端末装置から取得した複数のセンサ情報の組み合わせに基づいて災害の予測を行う制御装置と、
を備える防災システム。
（２）
前記端末装置は、画像センサを含む、前記（１）に記載の防災システム。
（３）
前記防災システムは、前記端末装置を複数備え、
前記制御装置は、複数の前記端末装置から取得した複数のセンサ情報の組み合わせに基づいて前記予測を行う、前記（１）又は（２）に記載の防災システム。
（４）
前記制御装置は、前記端末装置により観測されるセンサ情報の傾向に応じて前記端末装置ごとに動作条件を設定し、
前記端末装置は、前記制御装置により設定された前記動作条件に応じて動作する、前記（３）に記載の防災システム。
（５）
前記制御装置は、前記動作条件としてセンサ感度を設定し、
前記端末装置は、設定されたセンサ感度に基づいてセンサ情報を観測する、前記（４）に記載の防災システム。
（６）
前記制御装置は、前記動作条件として送信条件を設定し、
前記端末装置は、観測されたセンサ情報が前記送信条件を満たしたことをトリガとしてセンサ情報を前記制御装置へ送信する、前記（４）又は（５）に記載の防災システム。
（７）
前記制御装置は、前記動作条件として復帰条件を設定し、
前記端末装置は、観測されたセンサ情報が前記復帰条件を満たしたことをトリガとして省電力モードから通常動作モードへ復帰する、前記（４）〜（６）のいずれか一項に記載の防災システム。
（８）
前記制御装置は、前記動作条件として撮像条件を設定し、
前記端末装置は、観測されたセンサ情報が前記撮像条件を満たしたことをトリガとして画像センサで撮像する、前記（４）〜（７）のいずれか一項に記載の防災システム。
（９）
前記端末装置は、他の前記端末装置が撮像することをトリガとして画像センサで撮像する、前記（４）〜（８）のいずれか一項に記載の防災システム。
（１０）
前記制御装置は、前記端末装置から取得された撮像画像のうち、設定された対象領域の時系列変化に基づいて前記予測を行う、前記（１）〜（９）のいずれか一項に記載の防災システム。
（１１）
前記制御装置は、前記対象領域に含まれるひとつ以上のブロックのうち、平均輝度の時系列変化が閾値を超えるブロックの数に基づいて前記予測を行う、前記（１０）に記載の防災システム。
（１２）
前記制御装置は、前記端末装置から取得された撮像画像の輝度に応じた枚数の複数の撮像画像を加算した画像を生成する、前記（１）〜（１１）のいずれか一項に記載の防災システム。
（１３）
前記端末装置と前記制御装置との間の通信は、直接的に行われる、又はひとつ以上の他の前記端末装置を経由して間接的に行われる、前記（１）〜（１２）のいずれか一項に記載の防災システム。
（１４）
前記端末装置による無線通信に９２０ＭＨｚ帯が用いられる、前記（１３）に記載の防災システム。
（１５）
前記制御装置は、予測結果に基づいて警告情報を出力する、前記（１）〜（１４）のいずれか一項に記載の防災システム。
（１６）
前記端末装置は、ソーラーパネル又は電池から電力の供給を受ける、前記（１）〜（１５）のいずれか一項に記載の防災システム。
（１７）
複数のセンサにより観測されたセンサ情報を取得することと、
取得した複数のセンサ情報の組み合わせに基づいてプロセッサにより災害の予測を行うことと、
を含む防災方法。
【符号の説明】
【００８２】
１        防災システム
１００    端末装置
１１０    センサ部
１２０    電力取得部
１２１    ソーラーパネル
１２３    電池
１３０    無線通信部
１４０    記憶部
１５０    制御部
１５１    動作モード制御部
１５３    センサ制御部
１５５    通信制御部
２００    制御装置
２１０    通信部
２２０    記憶部
２３０    制御部
２３１    設定部
２３３    予測部
２３５    出力制御部
３００    基地局
４００    ユーザ端末
５００    通信網
【図１】
2017091440.tif 000004
【図２】
2017091440.tif 000005
【図３】
2017091440.tif 000006
【図４】
2017091440.tif 000007
【図５】
2017091440.tif 000008
【図６】
2017091440.tif 000009
【図７】
2017091440.tif 000010
【図８】
2017091440.tif 000011