特開 2022-25406 反射体及び識別システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022025406

(43)【公開日】2022-02-10

(54)【発明の名称】反射体及び識別システム

(51)【国際特許分類】

   H01Q 15/18 20060101AFI20220203BHJP

   B64G 1/66 20060101ALI20220203BHJP

【ＦＩ】

H01Q15/18

B64G1/66 Z

【審査請求】未請求

【請求項の数】8

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2020128207

(22)【出願日】2020-07-29

【新規性喪失の例外の表示】新規性喪失の例外適用申請有り

(71)【出願人】

【識別番号】504160781

【氏名又は名称】国立大学法人金沢大学

(74)【代理人】

【識別番号】100106909

【弁理士】

【氏名又は名称】棚井 澄雄

(74)【代理人】

【識別番号】100188558

【弁理士】

【氏名又は名称】飯田 雅人

(74)【代理人】

【識別番号】100161207

【弁理士】

【氏名又は名称】西澤 和純

(74)【代理人】

【識別番号】100139686

【弁理士】

【氏名又は名称】鈴木 史朗

(72)【発明者】

【氏名】藤生 慎

(72)【発明者】

【氏名】森崎 裕磨

【テーマコード（参考）】

5J020

【Ｆターム（参考）】

5J020AA03

5J020BA07

5J020CA02

(57)【要約】

【課題】衛星から受信した電磁波の角度による角度依存性の影響を低減した反射体及びこの反射体を用いた識別システムを提供する。
【解決手段】地球周回軌道の衛星から受信した電磁波を衛星に向けて反射する反射体１であって、水平方向に面するとともに、鉛直方向に沿う軸線Ｃ回りに放射状に設けられ、軸線Ｃの軸方向から見て互いに所定の角度で配置される少なくとも３枚以上の羽３を有する。識別システムは、上述の反射体１を用いた識別システムであって、羽３の枚数、羽３の軸方向に沿う高さｈ及び軸方向から見た羽３の直径ｄの少なくともいずれかのパラメータが互いに異なる複数の反射体１を有し、パラメータの違いに対応して、衛星への電磁波の反射強度が変わることにより、各反射体１を識別する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

地球周回軌道の衛星から受信した電磁波を前記衛星に向けて反射する反射体であって、
水平方向に面するとともに、鉛直方向に沿う軸線回りに放射状に設けられ、前記軸線の軸方向から見て互いに所定の角度で配置される少なくとも３枚以上の羽を有することを特徴とする反射体。

【請求項2】

前記軸方向から見て、複数の前記羽は、等間隔に配置されることを特徴とする請求項１に記載の反射体。

【請求項3】

設置面と複数の前記羽との間に設けられ、前記軸方向に面する板状に形成された台座部を有することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の反射体。

【請求項4】

前記軸線と同軸に設けられ、前記羽と連結される支持柱と、
前記支持柱に取り付けられる測位システム装置と、
を有することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の反射体。

【請求項5】

複数の前記羽は、前記軸線側の端部において、互いに隙間をあけて配置されることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の反射体。

【請求項6】

複数の前記羽は、前記軸線側の端部において、互いに接触して配置されることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の反射体。

【請求項7】

複数の前記羽は、収納可能に形成されていることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の反射体。

【請求項8】

請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の反射体を用いた識別システムであって、
前記羽の枚数、前記羽の前記軸方向に沿う高さ及び前記軸方向から見た前記羽の直径の少なくともいずれかのパラメータが互いに異なる複数の前記反射体を有し、
前記パラメータの違いに対応して、前記衛星への前記電磁波の反射強度が変わることにより、前記各反射体を識別することを特徴とする識別システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、反射体及び識別システムに関するものである。

【背景技術】

【0002】

従来、地上に設置され、衛星から受信した電磁波を衛星へ向けて反射させることにより、地上の各種情報を衛星へ伝えるための技術が種々提案されている。

【0003】

例えば特許文献１には、地球の両極の軸と一直線に配列された構造体に接し、地球表面に対して実質垂直な平面要素と、平面要素に固定され、平面要素の第一辺に設置された第一部と、第一辺と対向する平面要素の第二辺に設置された第二部と、を有する機械的構造を含む電磁波反射の構成が開示されている。第一部及び第二部は、それぞれが衛星から受信した電磁波を衛星の方向へ反射する。特許文献１に記載の技術によれば、衛星の観察モードに依らず地球の表面に設置された構造体の局所的な歪みを測定することができるとされている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特表２０１４－５０９４７１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、特許文献１に記載の技術にあっては、衛星から受信する電磁波の角度によって、衛星の方向へ反射される電磁波の量が異なるおそれがあった。

【0006】

そこで、本発明は、衛星から受信した電磁波の角度による角度依存性の影響を低減した反射体及びこの反射体を用いた識別システム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】

本発明は上記の課題を解決するためになされたものであり、本発明の一態様は、地球周回軌道の衛星から受信した電磁波を前記衛星に向けて反射する反射体であって、水平方向に面するとともに、鉛直方向に沿う軸線回りに放射状に設けられ、前記軸線の軸方向から見て互いに所定の角度で配置される少なくとも３枚以上の羽を有することを特徴とする反射体である。

【0008】

また、本発明の他の態様は、請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の反射体を用いた識別システムであって、前記羽の枚数、前記羽の前記軸方向に沿う高さ及び前記軸方向から見た前記羽の直径の少なくともいずれかのパラメータが互いに異なる複数の前記反射体を有し、前記パラメータの違いに対応して、前記衛星への前記電磁波の反射強度が変わることにより、前記各反射体を識別することを特徴とする識別システムである。

【発明の効果】

【0009】

本発明によれば、衛星から受信した電磁波の角度による角度依存性の影響を低減するとともに、各反射体を識別することにより活用の幅を広げることができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】第１実施形態に係る反射体の外観斜視図。

【図2】第１実施形態に係る反射体の不使用時の状態を示す外観斜視図。

【図3】第１実施形態に係る識別システムのシステム図。

【図4】第２実施形態に係る反射体の外観斜視図。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。なお、各図において同一部分には同一符号を付している。

【0012】

（第１実施形態）
本発明の第１実施形態について説明する。
図１は、第１実施形態に係る反射体１の使用時の状態を示す外観斜視図である。
反射体１は、地球表面Ｅ（請求項の設置面）上に設置される。反射体１は、地球周回軌道の衛星８から受信した電磁波９（いずれも図３参照）を衛星８に向けて反射する、いわゆるパッシブ型反射体である。電磁波９は、例えばマイクロ波である。衛星８から発信された電磁波９を衛星８に向けて反射することにより、反射体１は、例えば反射体１が設置された地球表面Ｅ（地上）の状況や地上に居る人のニーズ等の各種情報を衛星８へ伝える。
反射体１は、台座部２と、複数の羽３と、を有する。

【0013】

台座部２は、地球表面Ｅに設置されている。台座部２は、鉛直方向に沿う軸線Ｃを中心とする円板状に形成されている。台座部２は、例えばアルミニウム等の電磁誘導を起こす金属材料により形成されている。以下の説明では、台座部２の軸線Ｃに沿う方向（鉛直方向に沿う方向）を単に軸方向といい、軸線Ｃに直交する方向を径方向といい、軸線Ｃ周りの方向を周方向という場合がある。

【0014】

複数の羽３は、台座部２に対して地球表面Ｅと反対側に配置されている。羽３は、台座部２に対して着脱可能に取り付けられている。羽３は、水平方向に面する矩形板状に形成されている。軸方向から見て、羽３は、軸線Ｃを中心として放射状に延びている。羽３の地球表面Ｅ側に位置する下端部３１は、台座部２に接触している。羽３は、例えばアルミニウム等の電磁誘導を起こす金属材料により形成されている。

【0015】

本実施形態において、羽は、６枚設けられている。６枚の羽３は、同一の形状に形成されている。各羽３は、軸方向から見て、所定の角度で配置されている。具体的に、本実施形態では、６枚の羽３は、隣り合う羽３同士のなす角度が６０°となるように等間隔に並んで配置されている。軸方向から見て、各羽３の径方向内側に位置する内径側端部３２は、互いに接触している。各羽３の径方向外側に位置する外径側端部３３は、径方向において台座部２の外周部２１と同等の位置に配置されている。
なお、本実施形態において、６枚の羽３が設けられる構成について説明したが、羽３の枚数は、３枚以上の任意の枚数に設定可能である。
このように形成された反射体１は、台座部２及び羽３が一体化された状態で移動可能とされ、地上の各所に設置される。

【0016】

図２は、第１実施形態に係る反射体１の不使用時の状態を示す外観斜視図である。
複数の羽３は、不使用時において収納可能に形成されている。具体的に、複数の羽３は、内径側端部３２において、例えば不図示のヒンジ部材等を介して互いに接続されている。反射体１の不使用時において、複数の羽３は、隣り合う羽３と羽３とのなす角度が小さくなるように重ね合わせることにより、折りたたみ可能となっている。これにより、複数の羽３は、不使用時において、使用時と比較して小型で持ち運びが容易な形状に変形可能となっている。

【0017】

（識別システム）
次に、上述の反射体１を用いた反射体１の識別システム１０について説明する。
図３は、第１実施形態に係る識別システム１０のブロック図である。
反射体１の識別システム１０（以下、単に識別システム１０という。）は、羽３の枚数、羽３の軸方向に沿う高さ寸法ｈ（図１参照）及び軸方向から見た羽３の外形寸法（直径）ｄ（図１参照）の少なくともいずれかのパラメータが互いに異なる複数の反射体１を有する。識別システム１０は、パラメータの違いに対応して衛星８への電磁波９の反射強度が変わることにより、設置された反射体１の種類を識別する。
識別システム１０は、第一ステップＳ０１と、第二ステップＳ０２と、第三ステップＳ０３と、を有する。

【0018】

第一ステップＳ０１において、衛星８は、反射体１により反射された電磁波９を受信する。反射体１により反射された電磁波９とは、衛星８から地球表面へ向けて発信された電磁波９のうち、地上に設置された反射体１で反射されて衛星８に戻ってきた電磁波９である。地球表面Ｅに設置された反射体１は、羽３の枚数や軸方向に沿う高さ寸法ｈ、軸方向から見た羽３の直径ｄ等のパラメータの違いに対応して、衛星８から受信した電磁波９を異なる反射強度で反射する。

【0019】

第二ステップＳ０２では、第一ステップＳ０１で受信した電磁波９の強度（反射強度）により、いずれの種類の反射体１が設置されているかを特定する。反射強度は、衛星８が受信した電磁波９の振幅に応じた値である。ここで、電磁波９は、衛星８が撮像した衛星画像において、所定以上の輝度を有する画素として観測される。コンピュータは、衛星８が撮像した衛星画像において、所定以上の輝度を有する画素の輝度値の高さにより、電磁波９の反射強度の値を判断する。コンピュータは、衛星８に搭載されてもよいし、地上に設置され、衛星８から衛星画像を受信してもよい。

【0020】

コンピュータには、電磁波９の反射強度と、反射体１の種類と、を関連付けるマップ１１が予め記憶されている。反射体１の種類は、羽３の枚数、高さ寸法ｈ、又は外形寸法ｄ（直径）に応じた種類である。上述のとおり、電磁波９の反射強度は、羽３の枚数、高さ寸法ｈ、及び外形寸法ｄ（直径）により異なる。つまり、反射体１について、羽３の枚数、高さ寸法ｈ、及び外形寸法ｄ（直径）のいずれか或いはこれらの組み合わせを予め規格化し、規格に対応する種類を定めておくことで、電磁波９の反射強度を反射体１の種類に対応付ける。例えば、反射体１の種類は、高さ寸法ｈ、外形寸法ｄが同じ寸法であるが、羽３の枚数が異なるものである。例えば、羽３の枚数が「４枚」の反射体１と、羽３の枚数が「６枚」の反射体１と、はそれぞれ異なる反射強度に対応付けられている。
第二ステップＳ０２では、コンピュータは、地上に設置された反射体１から反射された電磁波９の反射強度の値と、予め衛星８に記憶されたマップ１１と、を照合して、設置された反射体１の種類を特定（識別）する。

【0021】

なお、コンピュータは、画素の輝度値の高さに代えて又は加えて、衛星８が受信した電磁波９の大きさを用いて、反射体１の種類を特定してもよい。電磁波９の大きさとは、所定以上の輝度を有する画素の集合の大きさ（２次元の衛星画像上での幅）である。また、コンピュータは、各種類の反射体１からの電磁波９の反射強度を測定して、マップ１１を生成してもよい。具体的には、コンピュータは、各種類の基準となる反射体１の各々について、種類と反射体１が設置された位置を示す位置情報を受信する。コンピュータは、受信した位置情報が示す位置の反射強度を抽出し、その反射強度と種類を対応付けることで、マップ１１を生成する。また、コンピュータは、反射強度を相対的に分類して、反射体１の種類を特定するための情報として出力してもよい。例えば、反射体１の種類を２種類のみ規格化する場合、各反射体１からの反射強度を、その値が大きい方と小さい方に分類し、分類結果を出力してもよい。

【0022】

第三ステップＳ０３では、コンピュータは、第二ステップＳ０２で特定された反射体１の種類と、反射体１が設置された場所の位置情報と、を地上の所定の基地局等に送信する。
これにより、地上の所定の基地局では、衛星８からの情報を介して、離れた地域の地上の情報を的確に把握することが可能となる。

【0023】

（識別システムの適用例）
次に、上述の識別システム１０の適用例について説明する。
上述の識別システム１０は、パラメータが異なる複数の反射体１を識別することにより、例えば地震などの災害発生時において、被災地の状況や被災者のニーズ（要救助者の有無、食料や水の手配等）などの情報を、衛星８を介して地上の離れた位置に伝えるための手段として利用される。

【0024】

具体的に、例えば災害が発生すると、まず、被災地に居る人（被災者等）は、被災地の状況に応じて所定の反射体１を設置する。ここで、反射体１は、災害発生時に起こり得ると想定される被災地のニーズに応じて、複数の種類が予め準備されたものである。衛星８には、複数種類の反射体１（より具体的には、反射体１による電磁波９の反射強度）と、各反射体１の種類に応じた被災地のニーズと、を関連付けるマップ１１が予め記憶されている。

【0025】

また、地上の各所には、予めパラメータが異なる複数種類の反射体１が設置又は収納されている。よって、被災者は、被災状況に応じて所定の反射体１を設置することにより、衛星８に情報を伝える。具体的に、被災者等は、例えば要救助者が有る場合は６枚の羽３を有する反射体１を設置し、水や食料の供給が必要な場合は４枚の羽３を有する反射体１を設置する等、状況に応じた所定の反射体１を設置する。

【0026】

衛星８は、設置された反射体１の情報と、その位置情報と、を地上の所定の基地局等に送信する。特に災害発生時においては、設置された反射体１の種類、すなわち被災地の状況又は被災者のニーズと、それらが設置された位置情報と、を地上の所定の基地局等に送信する。これにより、衛星８を介して、離れた地域の被災状況や被災者のニーズ等を的確に把握し、迅速な対応を行うことが可能となる。

【0027】

（作用、効果）
次に、上述の反射体１及び識別システム１０の作用、効果について説明する。
本実施形態に係る反射体１によれば、反射体１は、地球表面Ｅと垂直な方向に沿う軸線Ｃ回りに放射状に設けられるとともに水平方向（軸線Ｃの周方向）に面する複数の羽３を有する。このように、複数の羽３が放射状に配置されるので、衛星８と反射体１との相対位置に依らず、衛星８から受信した電磁波９を衛星８へ向けて反射することができる。
したがって、衛星８から受信した電磁波９の角度による角度依存性の影響を低減した反射体１を提供できる。
特に、複数の羽３を等間隔に配置した場合は、衛星８からの電磁波９の角度依存性をより低減した、高性能な反射体１とすることができる。

【0028】

反射体１は、地球表面Ｅと複数の羽３との間に台座部２を有する。これにより、羽３及び台座部２において衛星８からの電磁波９を反射できるので、羽３だけを設ける場合と比較して、反射体１による電磁波９の反射効率を向上できる。よって、より確実に反射体１の存在を衛星８で捉えることができる。

【0029】

複数の羽３は、軸線Ｃ側の端部（内径側端部３２）において、互いに接触して配置される。これにより、各羽３との間に隙間が設けられる場合と比較して、衛星８からの電磁波９の反射密度を増加させることができる。また、反射体１により反射される電磁波９の密度が増加するので、例えば反射体１の近傍に磁性材料で形成された部材等が置かれた場合であっても、反射体１とその他の部材とを識別し易くなる。よって、外界からの影響を受けることなく、より確実に反射体１の存在を衛星８で捉えることができる。

【0030】

複数の羽３は、折りたたむことにより収納可能に形成されている。これにより、災害が発生していない反射体１の不使用時において、反射体１をコンパクトに収納して保管することができる。また、災害発生時には、羽３を開くことにより、容易に反射体１を使用可能な状態にすることができる。よって、使用者の利便性を向上した反射体１とすることができる。

【0031】

本実施形態に係る識別システム１０によれば、羽３の枚数、羽３の軸方向に沿う高さ寸法ｈ及び軸方向から見た羽３の直径ｄの少なくともいずれかのパラメータが互いに異なる複数の反射体１を有する。これにより、反射体１毎のパラメータの違いに対応して、衛星８への電磁波９の反射強度が変わることにより、各反射体１を識別することができる。よって、災害発生時に被災者のニーズに対応した反射体１を設置することで、被災者のニーズを的確かつ迅速に衛星８に伝え、活用の幅を広げることができる。また、各反射体１は、衛星８の位置による電磁波９の角度依存性が低減された形状に形成されているので、衛星８の位置による反射強度の変動を抑制しつつ、確実にパラメータの違いを識別できる。
したがって、衛星８から受信した電磁波９の角度による角度依存性の影響を低減した反射体１を用いた、的確かつ迅速に被災者のニーズを把握可能な識別システム１０を提供できる。

【0032】

（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について説明する。図４は、第２実施形態に係る反射体１の外観斜視図である。以下の説明において、上述した第１実施形態と同様の構成については、同一の符号を付して適宜説明を省略する。また、図４に記載のない符号については、適宜図１から図３を参照されたい。
本実施形態では、反射体１が測位システム装置５を備える点において上述した実施形態と相違している。

【0033】

本実施形態において、反射体１は、支持柱４と、測位システム装置５と、を有する。
支持柱４は、軸線Ｃと同軸上に設けられている。支持柱４は、軸方向に沿って延びている。支持柱４は、複数の羽３と連結されている。本実施形態において、複数の羽３は、内径側端部３２において互いに隙間Ｓを介して配置されている。支持柱４は、複数の羽３の隙間Ｓに挿入されている。支持柱４は、軸方向において、複数の羽３よりも上方（台座部２と反対側）に延びている。

【0034】

測位システム装置５は、支持柱４の上端部に取り付けられている。測位システム装置５は、例えば衛星８からの電波速度により距離を算出する、いわゆるＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）等である。

【0035】

本実施形態によれば、反射体１による電磁波９の反射とＧＰＳ機能とを併用することで、より高精度に位置情報を把握することができる。これにより、地殻変動等の微小な変化も測定できる。よって、例えば飛行場の滑走路等、高精度な位置情報が必要な場面に応用することができる。

【0036】

なお、本発明の技術範囲は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
第２実施形態では、複数の羽３は、内径側端部３２において互いに隙間Ｓを介して配置され、この隙間Ｓに支持柱４が取り付けられる構成について説明したが、これに限らない。例えば、複数の羽３における内径側端部３２の隙間Ｓに、作業者が把持可能な把持部等を取り付けてもよい。これにより、反射体１を移動させながら使用する土木及び測量作業時において、反射体１の移動を容易に行うことができる。よって、作業時の利便性を向上できる。また、ＧＰＳの代わりに発信機等を搭載してもよい。

【0037】

反射体１は、鉄や銅等、アルミニウム以外の電磁誘導を起こす金属材料により形成されてもよい。ただし、鉄や銅と比較して軽量で、持ち運びが容易な点で、アルミニウムにより形成された本実施形態の構成は優位性がある。

【0038】

台座部２はなくてもよい。
台座部２と羽３とが着脱不能に固定されてもよい。
羽３だけでなく、台座部２も折りたたむことにより収納可能に形成されてもよい。
反射体１の表面に防腐剤や識別用の塗料等を塗布してもよい。

【0039】

その他、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、上述した実施形態における構成要素を周知の構成要素に置き換えることは適宜可能であり、また、上述した実施形態を適宜組み合わせてもよい。

【符号の説明】

【0040】

１ 反射体
２ 台座部
３ 羽
４ 支持柱
５ 測位システム装置
８ 衛星
９ 電磁波
１０ 識別システム
Ｃ 軸線
Ｅ 地球表面
ｈ 羽の軸方向に沿う高さ寸法
ｄ 羽根の直径

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】