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地上状況観測方法および地上状況観測システム コモンズ

国内特許コード P07A011412
掲載日 2007年11月6日
出願番号 特願2006-072948
公開番号 特開2007-251640
登録番号 特許第4505647号
出願日 平成18年3月16日(2006.3.16)
公開日 平成19年9月27日(2007.9.27)
登録日 平成22年5月14日(2010.5.14)
発明者
  • 山口 佳樹
出願人
  • 国立大学法人 筑波大学
発明の名称 地上状況観測方法および地上状況観測システム コモンズ
発明の概要

【課題】 高額な設備や機器を必要とすることなく、地上の観測エリアの状況を常時観測することができる地上状況観測方法を提供する。
【解決手段】 地上の観測エリアOAの一部を空中から撮影することができる撮影装置7と、撮影装置7により得た撮影データを無線通信により伝送する機能を有する無線通信装置9とを搭載した複数の気球1を、観測エリアOA全域をカバーするように分散して配置する。複数の気球1にそれぞれ搭載された撮影装置7で撮影した撮影データを無線で受信する受信設備13を観測エリアOA内または観測エリアOA外に配置する。複数の気球1にそれぞれ搭載された複数の無線通信装置9間に通信ネットワークを構築する。通信ネットワーク中にある1つの無線通信装置9aと受信設備13との間で通信を行う。
【選択図】図1

従来技術、競合技術の概要


災害時において、特定のエリアを観測する必要がある場合や、大規模な集会やイベントを上空から監視する場合には、ヘリコプタ等の空中移動装置を利用して、地上の状況を撮影し、撮影データを地上の受信設備に送信している。しかしながら、ヘリコプタ等は、燃料の補給が必要になるために、24時間または何日間にも亘って連続して観測または監視を続けることができない。また同時に広いエリアを観測または監視することができない。



そこで、上空に飛行船を常時配置することにより、観測または監視を連続して行うことも考えられる。飛行船を利用した技術として、従来以下の2つの技術が知られている。



例えば、特開2000-203491号公報には、飛行船を地上の所定の点から成層圏まで上昇させる打上手段と、飛行船を所定の点から別の所定の点まで移動させる移動手段と、飛行船を成層圏の所定の点に停留させる停留手段と、(飛行船を成層圏の所定の点から地上まで下降させる回収手段と)、飛行船を指定された方向に回頭させる制御手段とを備える観測システムにより、上空に滞留する飛行船と地上の各種施設又は携帯端末との間で通信を行う技術が開示されている。



また特開2000-357986号公報には、飛行船に自機位置を測定するGPS受信装置と位置信号を補正するDGPS受信装置を搭載し、管制局と飛行船間での信号通信による位置測定機能を省略し、管制局、観測衛星と飛行船間に設定された通信回線および飛行船間の通信回線を利用して、管制局、観測衛星と飛行船間の管制情報の授受とデータ伝送する観測システムにより、1局の管制局での複数の飛行船の管制と観測衛星の情報収集を行う技術が開示されている。

【特許文献1】特開2000-203491号公報

【特許文献2】特開2000-357986号公報

産業上の利用分野


本発明は、地上の状況を観測する地上状況観測方法および地上状況観測システムに関するものである。

特許請求の範囲 【請求項1】
地上の観測エリアの一部を空中から撮影することができる撮影装置と、前記撮影装置により得た撮影データを無線通信により伝送する機能を有する無線通信装置とを搭載した複数の観測用空中浮遊体を、前記観測エリア全域をカバーするように分散して配置し、
前記複数の観測用空中浮遊体にそれぞれ搭載された前記撮影装置で撮影した撮影データを無線で受信する受信設備を前記観測エリア内または前記観測エリア外に配置し、
前記複数の観測用空中浮遊体にそれぞれ搭載された複数の無線通信装置間に通信ネットワークを構築し、
前記通信ネットワーク中にある1つの前記無線通信装置と前記受信設備との間で通信を行って、前記複数の観測用空中浮遊体にそれぞれ搭載された複数の前記撮影装置により得た撮影データを前記通信ネットワークを利用して収集する地上状況観測方法であって、
前記無線通信装置は微弱電波で無線通信を行うように構成されており、
隣り合う二つの前記観測用空中浮遊体間の距離を、前記微弱電波により通信が可能な距離と定め、
前記受信設備と前記通信ネットワーク中の前記1つの無線通信装置との間の距離が、前記微弱電波により通信が可能な距離になるように前記受信設備の位置を定め、
前記観測用空中浮遊体として、地上にある錘にケーブルを介して係留された気球を用いることを特徴とする地上状況観測方法。

【請求項2】
前記撮影装置は、複数の撮像素子と、前記複数の撮像素子に対応する複数のレンズと、前記複数の撮像素子の出力信号を処理する信号処理回路とを備えており、
前記撮影装置は、前記複数の撮像素子を用いて予め定めた広さの領域を撮影することができるように構成されている請求項1に記載の地上状況観測方法

【請求項3】
前記錘は、前記気球を膨らませる気体が充填されたボンベからなり、前記ケーブルは前記ボンベから前記気球に前記気体を送るパイプを含んだ複合ケーブルからなり、
膨らませない状態の前記気球と、前記ボンベと、前記気球と前記ボンベとを連結する前記複合ケーブルとが組み合わされて未設置観測装置が構成されていることを特徴とする請求項に記載の地上状況観測方法。

【請求項4】
前記錘は、前記気球を膨らませる気体が充填されたボンベからなり、前記ケーブルは前記ボンベと前記気球とを接続する接続ケーブルからなり、
前記ボンベと膨らませない状態の前記気球とは、気体供給用コネクタで接続されており、
前記気体供給用コネクタは、前記ボンベから前記気球に前記気体を供給する前は前記気球と前記ボンベとを機械的に連結し、前記ボンベから前記気球に前記気体を供給する際には、前記ボンベから前記気球に前記気体の供給を可能にし、前記気球の内圧が予め定めた圧力以上になると前記気球から前記気体が抜け出るのを阻止した状態で、前記気球から前記ボンベを切り離すことができるように構成されており、
前記気球と前記ボンベと前記接続ケーブルと前記コネクタとを組み合わせて未設置観測装置が構成されていることを特徴とする請求項に記載の地上状況観察方法。

【請求項5】
ヘリコプターや飛行機等の空中移動機に複数の前記未設置観測装置を載せ、前記ボンベから前記気球に前記気体を供給する状態にした前記複数の未設置観測装置を、前記観測エリアの上空から、前記ケーブルが延びるように前記観測エリアに順次投入して、前記複数の観測用空中浮遊体を前記観測エリアの上空に浮遊させることを特徴とする請求項またはに記載の地上状況観測方法。

【請求項6】
前記撮影装置、前記無線通信装置及びこれら装置の電源を含む観測設備が、400g以下の重量を有しており、
前記気球は、前記ケーブルが延びた状態で前記観測設備を前記空中に浮遊させることができる浮力を備えている請求項に記載の地上状況観測方法。

【請求項7】
前記観測設備中で使用される演算装置は、書き換え可能なゲートアレイによって構成されている請求項に記載の地上状況観測方法。

【請求項8】
前記錘は蓄電装置または発電装置を備えており、
前記ケーブルが、前記撮影装置及び前記無線通信装置を含む観測設備に前記蓄電装置または発電装置から電力を供給する電力供給線を含んだ複合ケーブルである請求項に記載の地上状況観測方法

【請求項9】
地上の観測エリアの一部を空中から撮影することができる撮影装置と、前記撮影装置により得た撮影データを無線通信により伝送する機能を有する無線通信装置とを搭載し、前記観測エリア全域をカバーするように分散して配置された複数の観測用空中浮遊体と、
前記複数の観測用空中浮遊体にそれぞれ搭載された前記撮影装置で撮影した撮影データを無線で受信するように前記観測エリア内または前記観測エリア外に配置された受信設備と、
前記複数の観測用空中浮遊体にそれぞれ搭載された複数の無線通信装置間に構築された通信ネットワークとから構成され、
前記通信ネットワーク中にある1つの前記無線通信装置と前記受信設備との間の通信により、前記複数の観測用空中浮遊体にそれぞれ搭載された複数の前記撮影装置により得た撮影データが前記通信ネットワークを介して前記受信設備に収集され
前記無線通信装置は微弱電波で無線通信を行うように構成されており、
隣り合う二つの前記観測用空中浮遊体間の距離が、前記微弱電波により通信が可能な距離に定められており、
前記受信設備と前記通信ネットワーク中の前記1つの無線通信装置との間の距離が、前記微弱電波により通信が可能な距離になるように前記受信設備の位置が定められており、
前記観測用空中浮遊体が、地上にある錘にケーブルを介して係留された気球であることを特徴とする地上状況観測システム。
産業区分
  • 宇宙通信
  • 伝送方式
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2006072948thum.jpg
出願権利状態 権利存続中
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