特開 2024-4131 崩落検知システム及び崩落検知方法

(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】P2024004131

(43)【公開日】2024-01-16

(54)【発明の名称】崩落検知システム及び崩落検知方法

(51)【国際特許分類】

   G01D 21/00 20060101AFI20240109BHJP

   G08C 23/04 20060101ALI20240109BHJP

   G01C 7/02 20060101ALI20240109BHJP

   G01C 15/06 20060101ALI20240109BHJP

   G01C 15/00 20060101ALI20240109BHJP

   E02D 17/20 20060101ALI20240109BHJP

【ＦＩ】

G01D21/00 D

G08C23/04

G01C7/02

G01C15/06 Z

G01C15/00 103D

E02D17/20 106

【審査請求】未請求

【請求項の数】9

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022103625

(22)【出願日】2022-06-28

(71)【出願人】

【識別番号】000202361

【氏名又は名称】綜合警備保障株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100114306

【弁理士】

【氏名又は名称】中辻 史郎

(72)【発明者】

【氏名】加沢 徹

(72)【発明者】

【氏名】相澤 桂

【テーマコード（参考）】

2D044

2F073

2F076

【Ｆターム（参考）】

2D044EA07

2F073AA01

2F073AB01

2F073AB05

2F073BB01

2F073BC04

2F073CC03

2F073CC08

2F073CC12

2F073CD11

2F073DD08

2F073FH04

2F073FH07

2F073FH11

2F073GG01

2F073GG04

2F076BA01

2F076BB09

2F076BD01

2F076BD05

2F076BE12

2F076BE15

2F076BE18

2F076BE19

(57)【要約】

【課題】崩落の検知を容易に行えるようにする。
【解決手段】複数方向にレーザ光を照射して周囲を走査すると共に他の崩落センサから送信されたレーザ光を反射可能に構成され、周囲にある１又は複数の他の崩落センサで反射されたレーザ光を受信して周囲にある各崩落センサの方向及び各崩落センサまでの距離を特定する複数の崩落センサと、崩落検知の対象となる場所に距離を離して配置された複数の崩落センサから、各崩落センサが特定した他の崩落センサの方向及び距離に係る情報を取得して、複数の崩落センサの位置関係を特定し、位置関係の変化に基づいて崩落を検知する監視装置とによって構成する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数方向にレーザ光を照射して周囲を走査すると共に他の崩落センサから送信されたレーザ光を反射可能に構成され、周囲にある１又は複数の他の崩落センサで反射されたレーザ光を受信して周囲にある各崩落センサの方向及び各崩落センサまでの距離を特定する複数の崩落センサと、
崩落検知の対象となる場所に距離を離して配置された複数の前記崩落センサから、各崩落センサが特定した他の崩落センサの方向及び距離に係る情報を取得して、複数の前記崩落センサの位置関係を特定し、前記位置関係の変化に基づいて崩落を検知する監視装置と
を備えることを特徴とする崩落検知システム。

【請求項2】

前記崩落センサは、周囲３６０度の上下方向所定角度の範囲内で前記レーザ光を走査することにより周囲にある他の崩落センサを探索することを特徴とする請求項１に記載の崩落検知システム。

【請求項3】

前記崩落センサが、各崩落センサを識別するための識別情報と、前記レーザ光を送受信して特定した他の崩落センサの方向及び距離とを含むデータを生成し、該データを、周囲にある他の崩落センサと送受信することによって、各崩落センサで得られたデータが１又は複数の崩落センサを介して前記監視装置へ届けられることを特徴とする請求項１に記載の崩落検知システム。

【請求項4】

前記崩落センサは、生成した前記データと、他の崩落センサから受信したデータとを、さらに他の崩落センサへ送信することを特徴とする請求項３に記載の崩落検知システム。

【請求項5】

前記崩落センサは、前記レーザ光を利用した光無線通信によって前記データを送受信することを特徴とする請求項３又は４に記載の崩落検知システム。

【請求項6】

前記崩落センサは、
前記レーザ光を透過させる透過状態と前記レーザ光を反射させる反射状態とを切換可能な反射板を複数有し、
所定方向から入射する前記レーザ光を異なる方向へ反射するように角度を変えて配設された複数の前記反射板で、各反射板の前記透過状態と前記反射状態との切り換えを制御することにより、複数の異なる方向で前記レーザ光を送受信する
ことを特徴とする請求項１に記載の崩落検知システム。

【請求項7】

前記崩落センサは、
液晶分子の並びを変化させることによって前記レーザ光の反射方向を変更可能な反射板を有し、
前記反射板における液晶分子の並びを制御することにより、複数の異なる方向で前記レーザ光を送受信する
ことを特徴とする請求項１に記載の崩落検知システム。

【請求項8】

前記崩落センサは、
前記反射板を利用して所定面内で前記レーザ光を複数の異なる方向へ反射する第１反射部と、
前記第１反射部で反射された各レーザ光を、別の前記反射板を利用して、前記所定面内でさらに複数の異なる方向へ反射する第２反射部と
を含む
ことを特徴とする請求項６又は７に記載の崩落検知システム。

【請求項9】

崩落検知の対象となる場所に距離を離して配置された複数の崩落センサのそれぞれが、複数方向にレーザ光を照射して周囲を走査して、周囲にある１又は複数の他の崩落センサで反射されたレーザ光に基づいて、周囲にある各崩落センサの方向及び各崩落センサまでの距離を特定する工程と、
監視装置が、複数の前記崩落センサから、各崩落センサが特定した他の崩落センサの方向及び距離に係る情報を取得して、複数の前記崩落センサの位置関係を特定する工程と、
前記監視装置が、前記位置関係の変化に基づいて崩落を検知する工程と
を含むことを特徴とする崩落検知方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、崩落検知システム及び崩落検知方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、山の斜面等における崩落を検知するための崩落検知システムが利用されている。例えば、特許文献１には、山の斜面に設置した光反射体を利用して崩落を検知するシステムが開示されている。観測現場に設けたレーザレベル計と光反射体との間でレーザ光を送受信することにより、観測現場から光反射体までの距離を測定する。崩落時には光反射体の位置がずれることから、観測現場から光反射体までの距離が変化する。この距離の変化に基づいて、斜面の崩落を検知することができる。

【0003】

特許文献２には、コーナーリフレクタを備えるミラーリフレクタを山の斜面に複数設置して、崩落の発生場所を特定するシステムが開示されている。測定ステーションから第１のミラーリフレクタにレーザ光を送信すると、レーザ光は第２のミラーリフレクタへ向けて反射される。第１、第２、第３と複数のミラーリフレクタで順に反射されたレーザ光は、最終的に測定ステーションで受信される。各ミラーリフレクタには、レーザ光を入射方向へ反射するコーナーリフレクタが設けられており、各ミラーリフレクタから戻ってきたレーザ光も測定ステーションで受信される。例えば、崩落が発生して第３のミラーリフレクタを利用できなくなると、第１、第２と順に複数のミラーリフレクタで反射されるレーザ光が測定ステーションへ到達しなくなることから、崩落の発生を検知することができる。また、第１及び第２のコーナーリフレクタからはレーザ光が戻ってくる一方で、第３のコーナーリフレクタからはレーザ光が戻ってこないことから、崩落の発生地点が第３のミラーリフレクタの設置場所であることが特定される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００１－１３３２９９号公報

【特許文献2】特開２００５－１００６５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の技術では、例えば数百ｍ先の光反射体までの距離を正確に測定するために高出力のレーザ光を高精度に制御する必要があり、システムの導入及び維持にコストがかかる。特許文献２の技術を利用すれば、観測地点が数百ｍ先にある場合でも、この観測地点までの間に複数のリフレクタを設置してレーザ光を順に反射すればよい。このため、特許文献１に比べるとレーザ光の送受信装置に対する要求性能は低くなるが、例えば１０ｍ程度の間隔をあけて設置した数十個のリフレクタでレーザ光を送受信できるように光軸合わせをすることは容易ではない。

【0006】

本開示は、上記課題を含む従来技術を鑑みてなされたもので、その目的の１つは、導入及び利用が容易な崩落検知システム及び崩落検知方法を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本開示に係る崩落検知システムは、複数方向にレーザ光を照射して周囲を走査すると共に他の崩落センサから送信されたレーザ光を反射可能に構成され、周囲にある１又は複数の他の崩落センサで反射されたレーザ光を受信して周囲にある各崩落センサの方向及び各崩落センサまでの距離を特定する複数の崩落センサと、崩落検知の対象となる場所に距離を離して配置された複数の前記崩落センサから、各崩落センサが特定した他の崩落センサの方向及び距離に係る情報を取得して、複数の前記崩落センサの位置関係を特定し、前記位置関係の変化に基づいて崩落を検知する監視装置とを備える。

【0008】

上記構成において、前記崩落センサは、周囲３６０度の上下方向所定角度の範囲内で前記レーザ光を走査することにより周囲にある他の崩落センサを探索してもよい。

【0009】

上記構成において、前記崩落センサが、各崩落センサを識別するための識別情報と、前記レーザ光を送受信して特定した他の崩落センサの方向及び距離とを含むデータを生成し、該データを、周囲にある他の崩落センサと送受信することによって、各崩落センサで得られたデータが１又は複数の崩落センサを介して前記監視装置へ届けられてもよい。

【0010】

上記構成において、前記崩落センサは、生成した前記データと、他の崩落センサから受信したデータとを、さらに他の崩落センサへ送信してもよい。

【0011】

上記構成において、前記崩落センサは、前記レーザ光を利用した光無線通信によって前記データを送受信してもよい。

【0012】

上記構成において、前記崩落センサは、前記レーザ光を透過させる透過状態と前記レーザ光を反射させる反射状態とを切換可能な反射板を複数有し、所定方向から入射する前記レーザ光を異なる方向へ反射するように角度を変えて配設された複数の前記反射板で、各反射板の前記透過状態と前記反射状態との切り換えを制御することにより、複数の異なる方向で前記レーザ光を送受信してもよい。

【0013】

上記構成において、前記崩落センサは、液晶分子の並びを変化させることによって前記レーザ光の反射方向を変更可能な反射板を有し、前記反射板における液晶分子の並びを制御することにより、複数の異なる方向で前記レーザ光を送受信してもよい。

【0014】

上記構成において、前記崩落センサは、前記反射板を利用して所定面内で前記レーザ光を複数の異なる方向へ反射する第１反射部と、前記第１反射部で反射された各レーザ光を、別の前記反射板を利用して、前記所定面内でさらに複数の異なる方向へ反射する第２反射部とを含んでいてもよい。

【0015】

本開示に係る崩落検知方法は、崩落検知の対象となる場所に距離を離して配置された複数の崩落センサのそれぞれが、複数方向にレーザ光を照射して周囲を走査して、周囲にある１又は複数の他の崩落センサで反射されたレーザ光に基づいて、周囲にある各崩落センサの方向及び各崩落センサまでの距離を特定する工程と、監視装置が、複数の前記崩落センサから、各崩落センサが特定した他の崩落センサの方向及び距離に係る情報を取得して、複数の前記崩落センサの位置関係を特定する工程と、前記監視装置が、前記位置関係の変化に基づいて崩落を検知する工程とを含む。

【発明の効果】

【0016】

本開示に係る崩落検知システム及び崩落検知方法によれば、システムの導入及び利用を容易に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】図１は、本実施形態に係る崩落検知システムの概要を説明するための図である。

【図2】図２は、崩落検知システムで行われる報知処理の例を示す図である。

【図3】図３は、崩落検知システムの構成例を示すブロック図である。

【図4】図４は、崩落センサの構成例を示す図である。

【図5】図５は、光通信部がレーザ光の送受信方向を変更する方法を説明するための図である。

【図6】図６は、複数の光通信部がレーザ光の送信部及び受信部を共用する例を説明するための図である。

【図7】図７は、液晶型の反射部材を説明するための図である。

【発明を実施するための形態】

【0018】

以下、添付図面を参照しながら、本開示に係る崩落検知システム及び崩落検知方法の実施の形態について説明する。図１は、本実施形態に係る崩落検知システム１の概要を説明するための図である。崩落検知システム１は、複数の崩落センサ１００（１００ａ～１００ｅ）と、監視装置２００とを含む。崩落センサ１００は、本体部１０１（１０１ａ～１０１ｅ）及び支柱部１０２（１０２ａ～１０２ｅ）から成る杭形状を有し、崩落の検知対象となる山の斜面に固定して利用される。例えば、複数の崩落センサ１００が数ｍ～数十ｍ程度の間隔で設置される。崩落検知システム１で使用される崩落センサ１００の数は特に限定されない。

【0019】

崩落センサ１００は、本体部１０１から電磁波を送受信する。崩落センサ１００は、図１に斜線で示すように、支柱部１０２の軸方向に垂直な方向と、該方向を含む所定の角度範囲内で角度を変更した複数の方向で、電磁波を送受信することができる。また、崩落センサ１００は、図１に破線矢印で示すように、周囲３６０度、すなわち支柱部１０２の軸回り３６０度方向で、電磁波の送受信方向を変更することができる。崩落センサ１００が送受信する電磁波の種類は特に限定されないが、以下、崩落センサ１００が、レーザ光を送受信するものとして説明を続ける。例えば、崩落センサ１００は、人体に無害な波長１４００ｎｍ以上の赤外線のレーザ光を送受信する。

【0020】

崩落センサ１００ａは、本体部１０１から、周囲３６０度で上下方向（支柱部１０２の軸方向）に所定角度範囲内を走査するようにレーザ光を送信して、他の崩落センサ１００を探索する（Ｓ１）。本体部１０１には、反射部材６１０が設けられており（図４（ａ）参照）、崩落センサ１００は、他の崩落センサ１００から送信されてきたレーザ光を反射する。周囲を走査するようにレーザ光を複数方向に送信した崩落センサ１００ａは、他の崩落センサ１００ｂ、１００ｃで反射されて戻ってきたレーザ光を受信する。

【0021】

崩落センサ１００ａは、他の崩落センサ１００ｂ、１００ｃとレーザ光を送受信することによって、他の崩落センサ１００ｂ、１００ｃの位置を特定する（Ｓ２）。具体的には、崩落センサ１００ａは、他の崩落センサ１００ｂ、１００ｃでレーザ光が反射されて戻ってきた方向、すなわち他の崩落センサ１００ｂ、１００ｃとの間でレーザ光を送受信した方向に基づいて、他の崩落センサ１００ｂ、１００ｃそれぞれが存在する方向を特定する。また、崩落センサ１００ａは、レーザ光の送受信に要した時間に基づいて、崩落センサ１００ａから各崩落センサ１００ｂ、１００ｃまでの距離を特定する。

【0022】

崩落センサ１００が特定する他の崩落センサ１００の方向には、レーザ光の送信元である崩落センサ１００から見た、水平面内における他の崩落センサ１００の方向と、鉛直面内における他の崩落センサ１００の方向とが含まれる。例えば、崩落センサ１００ａは、崩落センサ１００ａから見て北を０度とする北東方向４５度、仰角３０度の方向に崩落センサ１００ｂがあり、崩落センサ１００ａから崩落センサ１００ｂまでの直線距離が１１ｍであるというように、他の崩落センサ１００ｂの位置を特定する。ただし、崩落センサ１００が特定する他の崩落センサ１００の方向を水平面内における方向のみとする態様であってもよい。

【0023】

各崩落センサ１００は、他の崩落センサ１００と無線通信を行って、情報を送受信することができる。崩落センサ１００間の通信方法は特に限定されず、電波を利用して通信を行う態様であってもよいし、レーザ光を利用した光通信を行う態様であってもよい。各崩落センサ１００の内部には、各崩落センサ１００を一意に識別可能な識別情報が記憶されている。崩落センサ１００ａは、レーザ光を反射した他の崩落センサ１００ｂ、１００ｃと通信を行って、方向及び位置を特定した各崩落センサ１００ｂ、１００ｃの識別情報を取得する。

【0024】

他の崩落センサ１００ｂ～１００ｅも同様に周囲３６０度で上下に所定の角度範囲内をレーザ光で走査することによって、周囲にある崩落センサ１００それぞれの方向及び距離を特定すると共に、電波又はレーザ光を利用した無線通信によって各崩落センサ１００の識別情報を取得する。

【0025】

各崩落センサ１００は、こうして得られた他の崩落センサ１００の位置情報及び識別情報を他の崩落センサ１００へ送信する（Ｓ３）。例えば、崩落センサ１００ａは、崩落センサ１００ａの識別情報と、崩落センサ１００ａがレーザ光の送信元であることを示す情報と、崩落センサ１００ａからレーザ光を送信して得られた他の崩落センサ１００ｂ、１００ｃそれぞれの識別情報、方向及び距離とを関連付けたデータＡを生成する。他の崩落センサ１００ｂ～１００ｅも同様にデータＢ～Ｅを生成する。

【0026】

例えば、各崩落センサ１００は、他の崩落センサ１００から受信したデータをさらに別の崩落センサ１００へ送信する。崩落センサ１００ｂがデータＢを崩落センサ１００ａに送信して、崩落センサ１００ａがデータＢを崩落センサ１００ｄに送信するというように、複数の崩落センサ１００によってデータをバケツリレー式に送信することができる。

【0027】

また、例えば、各崩落センサ１００は、他の崩落センサ１００から受信したデータに、自身が生成したデータを付加して、さらに別の崩落センサ１００へ送信する。図１に実線矢印で示すように、崩落センサ１００ｂ及び崩落センサ１００ｃがそれぞれデータＢ及びデータＣを崩落センサ１００ａに送信すると、崩落センサ１００ａは、受信したデータＢ及びＣにデータＡを付加して、崩落センサ１００ｄに送信する。崩落センサ１００ｄは、データＡ、Ｂ、Ｃ及びＤを含むデータをさらに次の崩落センサ１００へ送信する。

【0028】

このように、通信可能な崩落センサ１００の間でデータを送受信することにより、監視装置２００と直接データを送信できない崩落センサ１００から、他の崩落センサ１００を介して、監視装置２００へデータを送信することができる。

【0029】

崩落センサ１００間のデータの送受信によって、全ての崩落センサ１００のデータが監視装置２００に集約される（Ｓ４）。集約されるデータには、各崩落センサ１００で特定された、周囲にある他の崩落センサ１００の識別情報と、他の崩落センサ１００の方向及び距離を示す情報とが含まれている。監視装置２００は、集約したデータを解析して、各崩落センサ１００の位置関係を特定する。

【0030】

各崩落センサ１００は、レーザ光を送受信して他の崩落センサ１００の方向及び距離を特定する処理と、識別情報、方向及び距離を含むデータを他の崩落センサ１００に送信する処理とを繰り返し実行する。例えば、所定時間毎に、各処理が繰り返し実行されて、全ての崩落センサ１００で得られたデータが監視装置２００に集約される。

【0031】

なお、周囲の崩落センサ１００を特定した後は、崩落センサ１００が、周囲３６０度を走査するようにレーザ光を送信するのではなく、特定した方向、すなわち他の崩落センサ１００が存在する方向を含む所定範囲内のみを走査するように、レーザ光を送信する態様であってもよい。

【0032】

監視装置２００は、崩落センサ１００のデータを受信する度に、各崩落センサ１００の位置関係を特定する。監視装置２００は、各崩落センサ１００の位置関係の変化に基づいて、崩落の発生を検知する（Ｓ５）。崩落センサ１００は山の斜面に固定されているため、斜面にずれが生ずると、崩落センサ１００の位置がずれて、他の崩落センサ１００との位置関係が変化する。監視装置２００は、この位置関係の変化に基づいて崩落を検知する。

【0033】

監視装置２００が検知する位置関係の変化には、崩落センサ１００から見た他の崩落センサ１００の方向の変化と、崩落センサ１００の間の距離の変化とが含まれる。また、検知できなくなった崩落センサ１００の存在も含まれる。例えば、崩落センサ１００ｂの方向及び距離を特定していた崩落センサ１００ａから、崩落センサ１００ｂの方向及び距離を示すデータが得られなくなった場合、監視装置２００は、崩落センサ１００ａと崩落センサ１００ｂとの位置関係が変化したと判定する。

【0034】

監視装置２００は、崩落発生前の崩落センサ１００の位置関係の変化と、崩落発生後の崩落センサ１００の位置関係の変化との両方を検知することができる。すなわち、監視装置２００は、崩落発生の予兆を示す崩落センサ１００の位置関係の変化と、崩落が発生したことによる崩落センサ１００の位置関係の変化との両方を検知することができる。

【0035】

崩落を検知した監視装置２００は、崩落検知システム１の利用者に検知結果を報知する所定の報知処理を実行する。報知処理の内容は特に限定されないが、例えば、監視装置２００が表示装置を備え、崩落を検知したことを示す情報を表示装置に表示して報知してもよい。監視装置２００がスピーカを備え、崩落を検知したことを示す音をスピーカで再生して報知してもよい。監視装置２００が、検知結果を外部装置に通知して、外部装置が表示や音によって崩落を検知したことを報知する態様であってもよい。

【0036】

図２は、監視装置２００が実行する報知処理の例を示す図である。図２は、スマートフォン等の通信端末３００を利用する報知処理の例を示している。図２に示す黒丸は、山の斜面に設置された複数の崩落センサ１００を示している。監視装置２００は、１又は複数の崩落センサ１００と通信を行うことにより全ての崩落センサ１００のデータを集約して、各崩落センサ１００の位置関係を特定し、位置関係の変化を監視する。位置関係の変化を検知した監視装置２００は、通信端末３００と無線通信を行って、通信端末３００の表示部４００に、検知結果に関する情報を表示させる。

【0037】

例えば、監視装置２００は、各崩落センサ１００の位置関係から、図２に破線で示すように山の斜面をメッシュモデル化し、メッシュモデルの要素別、すなわち山の斜面の領域別に、崩落センサ１００の位置関係の変化量の大小をレベル分けして表示部４００に表示させる。崩落センサ１００の位置関係の変化量と各レベルとの対応を示す設定を予め記憶部２３０に準備することにより、監視装置２００は、この設定に基づく崩落情報を、通信端末３００の表示部４００に表示する。

【0038】

例えば、図２に示すように、領域４２２で領域４２１よりも大きな位置ずれが検知された場合に、表示部４００に表示された山のグラフィック表示４１０上で、領域４２２と領域４２１とが区別可能に表示される。例えば、領域４２２と領域４２１とが色を変えて表示される。

【0039】

また、表示部４００には、警戒が必要となる地域を示す情報４３０が表示される。崩落センサ１００の位置関係の変化量と警戒要否の判定基準の対応を示す設定と、崩落センサ１００と山の周辺地域との対応を示す設定とを予め記憶部２３０（図３参照）に準備することにより、監視装置２００は、これらの設定に基づく警戒情報を、通信端末３００の表示部４００に表示する。崩落検知システム１の利用者は、スマートフォン等の画面に図２に示す情報を受信することにより、崩落の予兆又は崩落の発生が検知されたことを認識すると共に、避難等の警戒が必要か否かを認識して適切な対応をとることができる。スマートフォン等の通信端末３００が自端末の位置情報を取得する機能を有する場合は、通信端末３００で取得された位置情報に基づいて、避難等の警戒が必要な地域に存在する通信端末３００へ選択的に警戒情報が報知される態様であってもよい。例えば、監視装置２００が、警戒が必要な地域に存在する通信端末３００を選択して、選択した各端末３００へ図２に示す情報と共に避難等の警戒が必要である旨を通知すればよい。

【0040】

［崩落検知システムの構成］
崩落検知システム１の構成例を説明する。図３は、崩落検知システム１の構成例を示すブロック図である。崩落検知システム１が、崩落センサ１００及び監視装置２００に加えて、通信端末３００を含んでいてもよい。例えば、表示部、操作部、記憶部及び通信部を備えるスマートフォン等の端末が、通信端末３００として利用される態様であってもよい。図３に示す例では、崩落センサ１００と監視装置２００とが光無線通信を行うが、通信方法は特に限定されず、電波を利用して無線通信を行う態様であってもよい。監視装置２００と通信端末３００との通信方法も特に限定されず、電波又はレーザ光による無線通信を行う態様であってもよいし、有線で通信する態様であってもよい。

【0041】

図３に示す崩落センサ１００は、光通信部１１０、制御部１２０及び記憶部１３０を含む。記憶部１３０は、崩落センサ１００の識別情報、レーザ光を送受信して特定した他の崩落センサ１００の方向及び距離、他の崩落センサ１００の識別情報、他の崩落センサ１００から受信したデータ等の保存に利用される。また、記憶部１３０は、制御部１２０の動作に必要な各種データの保存に利用される。制御部１２０が記憶部１３０に保存された各種データを利用しながら崩落センサ１００の各部を制御することにより、本実施形態に記載する崩落センサ１００の機能及び動作が実現される。

【0042】

光通信部１１０は、レーザ光を送信する送信部１１１と、他の崩落センサ１００からレーザ光を受信する受信部１１２と、レーザ光の送受信方向を変更する変更部１１３とを含むが、詳細については後述する。

【0043】

制御部１２０は、光通信制御部１２１及びデータ出力部１２２を含む。光通信制御部１２１は、光通信部１１０の動作を制御する。具体的には、光通信制御部１２１は、光通信部１１０の変更部１１３を制御して、光通信部１１０によるレーザ光の送受信方向を変更する。また、光通信制御部１２１は、送信部１１１からのレーザ光の送信と、受信部１１２によるレーザ光の受信とを制御する。これにより、崩落センサ１００は、光通信部１１０が送受信するレーザ光の送受信方向を変更しながら、他の崩落センサ１００の方向と他の崩落センサ１００までの距離とを特定すると共に、他の崩落センサ１００と通信を行ってデータを送受信することができる。

【0044】

データ出力部１２２は、光通信部１１０で得られた他の崩落センサ１００の識別情報、方向及び距離と、他の崩落センサ１００から受信したデータとを、他の崩落センサ１００に送信する。データの送信は、光通信部１１０を利用して行われる。例えば、レーザ光の送受信方向を崩落センサ１００ｂがある方向に変更した崩落センサ１００ａと、レーザ光の送受信方向を崩落センサ１００ａがある方向に変更した崩落センサ１００ｂとが、レーザ光を送受信することによって、光通信によるデータの送受信が行われる。

【0045】

監視装置２００は、通信部２１０、制御部２２０及び記憶部２３０を含む。監視装置２００がさらに操作部及び表示部を含んでいてもよい。通信部２１０は、崩落センサ１００との通信と、通信端末３００との通信とを実行する。記憶部２３０は、崩落センサ１００から受信したデータの保存に利用される。記憶部２３０は、制御部２２０の動作に必要な各種データの保存にも利用される。制御部２２０が、記憶部２３０に保存された各種データを利用しながら各部を制御することにより、本実施形態に記載する崩落検知システム１の機能及び動作が実現される。

【0046】

制御部２２０は、データ解析部２２１、崩落検知部２２２及び報知部２２３を含む。データ解析部２２１は、各崩落センサ１００から受信したデータを解析して、崩落センサ１００の位置関係を特定する。

【0047】

崩落検知部２２２は、データ解析部２２１で得られた解析結果に基づいて、崩落を検知する。崩落を検知するための判定条件は、予め記憶部２３０に準備されている。崩落検知部２２２は、データ解析部２２１によって特定された崩落センサ１００の位置関係が、所定の閾値を超えて変化した場合に、崩落が発生したと判定する。例えば、崩落センサ１００間の距離が閾値を超えて変化した場合、崩落センサ１００の間の方向が閾値を超えて変化した場合、方向及び距離を特定できなくなった崩落センサ１００が存在する場合等に、崩落が発生したと判定される。

【0048】

報知部２２３は、崩落検知部２２２が崩落を検知した場合に、通信部２１０を介して通信端末３００でこれを報知する。通信端末３００は、例えば図２に示した画面を表示して崩落発生を利用者に報知する。通信端末３００が、警報音を発出する態様であってもよい。

【0049】

［崩落センサの構成例］
図４は、崩落センサ１００の構成例を示す図である。図４（ａ）は、崩落センサ１００の本体部１０１の側面図を示し、図４（ｂ）は本体部１０１の上面図を示している。崩落センサ１００は、軸形状を有する支柱部１０２の上端に、円筒形の本体部１０１を取り付けた杭型形状を有する。例えば、支柱部１０２と本体部１０１とが着脱可能に構成され、支柱部１０２を山の斜面に打ち込んで固定した後、支柱部１０２の上端に本体部１０１を固定して利用される。

【0050】

防水性を有する本体部１０１の内部に、複数の光通信部１１０（１１０ａ～１１０ｆ）と、制御基板６００とが収められている。制御基板６００は、制御部１２０、記憶部１３０及びバッテリを含み、崩落センサ１００は、バッテリから供給される電源によって動作することができる。

【0051】

反射部材６１０は、他の崩落センサ１００から送信されてきたレーザ光を受けて、送信されてきた方向へレーザ光を反射する。反射部材６１０は、図４（ｂ）に示すように、円筒形状を有する本体部１０１の側面上端近傍で円筒軸回りに側面全域に渡って設けられ、周辺に設置された他の崩落センサ１００からレーザ光を受けて反射できるようになっている。反射部材６１０の種類は特に限定されないが、例えば、再帰反射構造を有するマイクロプリズムを配列して構成したシート部材を反射部材６１０として利用すればよい。また、例えば、再帰反射機能を有するコーナーリフレクタを本体部１０１の外周側面に沿って複数設けて、反射部材６１０として利用してもよい。なお、反射部材１０が、崩落センサ１００の周囲３６０度に渡って設けられる態様に限定されず、周囲３６０度のうち一部の角度範囲内で、他の崩落センサ１００から送信されてきたレーザ光を反射するように設けられる態様であってもよい。例えば山の斜面に設定された帯状の領域に複数の崩落センサ１００を設置して利用する場合、この帯状の領域内をカバーする範囲でレーザ光を反射するように反射部材６１０を設ければよい。レーザ光を反射する方向を限定できる場合には、凹面鏡等の部材を反射部材６１０として利用する態様であってもよい。

【0052】

光通信部１１０は、レーザ光を送受信することによって、他の崩落センサ１００の方向と、他の崩落センサ１００までの距離とを特定する。また、光通信部１１０は、レーザ光を送受信する光通信によって、他の崩落センサ１００とデータを送受信する。図４（ｂ）に示すように、本体部１０１の内部に複数の通信部１１０ａ～１１０ｆを設けることにより、崩落センサ１００は、支柱部１０２を中心に本体部１０１の周囲３６０度でレーザ光の送受信方向を変更することができる。また、崩落センサ１００ａは、周囲３６０度で、レーザ光を送受信する角度を支柱部１０２の軸方向に変更することができる。

【0053】

図５は、光通信部１１０がレーザ光の送受信方向を変更する方法を説明するための図である。図５（ａ）～図５（ｃ）には、各構成部の関係を示すための座標軸を示している。図５に示すＺ軸が支柱部１０２の軸方向を示している。山の斜面に打ち込まれた支柱部１０２の角度によって軸方向（Ｚ軸）が鉛直方向と一致しない場合もあるが、説明を簡単にするため、以下、Ｚ軸が鉛直方向、Ｘ軸及びＹ軸が水平方向であるものとして説明を続ける。

【0054】

図５（ｂ）に示すように、送信部１１１からＺ軸方向に出射されたレーザ光８０１は、ハーフミラー７００を透過して上方へ進む。他の崩落センサ１００から受信したレーザ光８０４は、ハーフミラー７００で反射されて受信部１１２で受信される。ハーフミラー７００に代えて、光サーキュレータを利用して、レーザ光８０１の送信とレーザ光８０４の受信とが行われる態様であってもよい。

【0055】

レーザ光８０１の送信方向を変更する変更部１１３は、垂直反射板７１０（７１０ａ～７１０ｅ）と、水平反射板７２０（７２０ａ～７２０ｅ）とを含む。垂直反射板７１０は、レーザ光８０１を透過させる透過状態と、レーザ光８０１を反射する反射状態との間で切換可能に構成されている。例えば、垂直反射板７１０への電圧の印加の有無によって、透過状態と反射状態の切り換えが電気的に制御される。

【0056】

垂直反射板７１０ａを反射状態にすることで、レーザ光８０１は垂直反射板７１０ａによって反射される。垂直反射板７１０ａを透過状態にして垂直反射板７１０ｂを反射状態にすることで、レーザ光８０１は垂直反射板７１０ｂによって反射される。垂直反射板７１０ａ、７１０ｂを透過状態にして垂直反射板７１０ｃを反射状態にすることで、レーザ光８０１は垂直反射板７１０ｃによって反射される。垂直反射板７１０ａ～７１０ｃを透過状態にして垂直反射板７１０ｄを反射状態にすることで、レーザ光８０１は垂直反射板７１０ｄによって反射される。垂直反射板７１０ａ～７１０ｄを透過状態にして垂直反射板７１０ｅを反射状態にすることで、レーザ光８０１は垂直反射板７１０ｅによって反射される。

【0057】

図５（ｂ）に示すように、５つの垂直反射板７１０ａ～７１０ｅが、同一方向から入射するレーザ光８０１をそれぞれ異なる角度へ反射するように、角度を変えて鉛直方向（Ｚ軸方向）に一列に並べて配置されている。これにより、崩落センサ１００は、一番下の垂直反射板７１０ａによる反射方向と、一番上の垂直反射板７１０ｅによる反射方向とが成す角度Ａｖ内で、鉛直面内における反射方向を変更することができる。

【0058】

各垂直反射板７１０ａ～７１０ｅを透過状態又は反射状態に制御することで、図５（ｂ）に示すように、各垂直反射板７１０ａ～７１０ｅの反射角度で反射されたレーザ光８０２（８０２ａ～８０２ｅ）が、水平反射板７２０に送信される。垂直反射板７１０から送信されたレーザ光８０２は、図５（ｃ）に示すように入射して、水平反射板７２０によって反射される。

【0059】

水平反射板７２０ａを反射状態にすることで、レーザ光８０２は水平反射板７２０ａによって反射される。水平反射板７２０ａを透過状態にして水平反射板７２０ｂを反射状態にすることで、レーザ光８０２は水平反射板７２０ｂによって反射される。水平反射板７２０ａ、７２０ｂを透過状態にして水平反射板７２０ｃを反射状態にすることで、レーザ光８０２は水平反射板７２０ｃによって反射される。水平反射板７２０ａ～７２０ｃを透過状態にして水平反射板７２０ｄを反射状態にすることで、レーザ光８０２は水平反射板７２０ｄによって反射される。水平反射板７２０ａ～７２０ｄを透過状態にして水平反射板７２０ｅを反射状態にすることで、レーザ光８０２は水平反射板７２０ｅによって反射される。

【0060】

図５（ｃ）に示すように、５つの水平反射板７２０ａ～７２０ｅが、同一方向から入射するレーザ光８０２をそれぞれ異なる角度へ反射するように、角度を変えて水平方向（Ｙ軸方向）に一列に並べて配置されている。これにより、崩落センサ１００は、両外側の水平反射板７２０ａ、７２０ｅによる反射方向が成す角度Ａｈ内で、水平面内における反射方向を変更することができる。

【0061】

５つの垂直反射板７１０ａ～７１０ｅで反射されたレーザ光８０２ａ～８０２ｅが、それぞれ水平反射板７２０ａ～７２０ｅによって５つの異なる方向へ反射される。図５（ｃ）に示すように各水平反射板７２０ａ～７２０ｅの反射角度で反射されたレーザ光８０３（８０３ａ～８０３ｅ）が、他の崩落センサ１００へ向けて送信されることになる。

【0062】

各垂直反射板７１０ａ～７１０ｅの透過又は反射状態と、各水平反射板７２０ａ～７２０ｅの透過又は反射状態とを維持した状態で、他の崩落センサ１００の反射部材６１０によって反射されたレーザ光８０４が、送信時と逆の経路をたどってハーフミラー７００へ戻り、ハーフミラー７００で反射されて受信部１１２で受信される。

【0063】

図５（ａ）は、レーザ光の送受信方向の変更方法が分かり易いように模式的に示したものであるため、水平反射板７２０ａによる送受信方向と、水平反射板７２０ｅによる送信方向とが鉛直方向（Ｚ軸方向）にずれて見えるが、実際には、鉛直方向の略同じ位置から、水平方向の角度を変えた複数方向にレーザ光が送受信される。なお、崩落センサ１００の支柱部１０２の軸方向が鉛直方向からずれている場合、図５で鉛直とした方向は崩落センサ１００の支柱部１０２の軸方向となり、水平とした方向は支柱部１０２の軸方向と垂直な方向となる。

【0064】

図５は、水平反射板７２０の数を限定するものではない。また、図５では、水平面内で反射方向を変更する一組の水平反射板７２０ａ～７２０ｅが使用される例を示したが、複数組を使用する態様であってもよい。

【0065】

例えば、水平反射板７２０を２段構成で利用する場合、１段目に配置された一組の水平反射板７２０それぞれが、水平面内において複数の異なる方向へレーザ光を反射する。１段目の水平反射板７２０による反射方向それぞれに対応させて、２段目の水平反射板７２０を一組ずつ配置する。そして、２段目に配置された水平反射板７２０それぞれが、水平面内において、１段目の反射方向とは異なる複数の方向へレーザ光を反射する。

【0066】

具体的には、例えば水平面内における所定方向を０度として、レーザ光を０度、１０度、２０度、３０度、４０度、５０度の６つの異なる方向に反射するように１段目の水平反射板７２０を配設する。さらに、１段目で反射された各レーザ光を、それぞれ０～９度、１０～１９度、２０～２９度、３０～３９度、４０～４９度、５０～５９度に角度を変更して反射するように２段目の水平反射板７２０を配設する。この結果、光通信部１１０は、１段目及び２段目の水平反射板７２０によって、０～５９度まで１度間隔で反射角度を変更しながらレーザ光を送受信することができる。この光通信部１１０を、図４（ｂ）に示すように、支柱部１０２の軸回りに６０度間隔で６つ配置することにより、崩落センサ１００は、水平面内において１度間隔で３６０度方向にレーザ光を送受信することができる。なお、段数及び各段で使用する水平反射板７２０の数は特に限定されない。

【0067】

垂直反射板７１０についても、その数は限定されず、上述した複数段から成る水平反射板７２０と同様に、複数の垂直反射板７１０を１組として、複数組を多段構成で利用する態様であってもよい。

【0068】

図５では、１つの光通信部１１０に、送信部１１１及び受信部１１２が含まれる例を示したが、複数の光通信部１１０が１つの送信部１１１を利用する態様であってもよい。例えば、図６（ａ）に示すように、１つの送信部１１１が送信するレーザ光８０１を、光スプリッタ１１５によって複数のレーザ光８１１（８１１ａ、８１１ｂ）に分けてミラー１１６で反射し、複数の光通信部１１０それぞれのハーフミラー７００に送信する態様であってもよい。

【0069】

受信側についても同様に、複数の光通信部１１０が１つの受信部１１２を利用する態様であってもよい。例えば、図６（ｂ）に示すように、複数の光通信部１１０それぞれのハーフミラー７００で反射された複数のレーザ光８１４（８１４ａ、８１４ｂ）を、光結合器１１８を利用して１つの受信部１１２へ送信する態様であってもよい。複数の光通信部１１０でレーザ光が同時に送受信される場合は、図６（ｂ）に示すように、各光通信部１１０に対応する光シャッタ１１７（１１７ａ、１１７ｂ）を設けて、１つの光通信部１１０のみでレーザ光を受信するように、光通信制御部１２１が、光シャッタ１１７を制御すればよい。

【0070】

図５では、レーザ光の透過と反射を切換可能な複数の部材を利用して反射方向を変更する例を示したが、１つの部材を利用する態様であってもよい。例えば、図７（ａ）に示すように、複数の透明電極９１１が配設された透明板状部材９０１と、複数の透明電極９１２が配設された透明板状部材９０２との間に、印加される電圧によって配列が変化する多数の液晶分子９１０を封入した液晶反射部材９００を利用する。図７（ａ）に示すように、この液晶反射部材９００の一端からレーザ光８０１を入射すると、レーザ光８０１は他端へと透過する。

【0071】

図７（ｂ）に示すように、透明板状部材９０１の透明電極９１１ａと、透明板状部材９０２の透明電極９１２ａとの間に電圧を印加すると、図７（ｂ）に破線で囲んで示すように、これらの透明電極９１１ａ、９１２ａを結ぶ領域で液晶分子９１０の配列状態が変化して、レーザ光が反射されるようになる。図７（ｃ）に示すように、電圧を印加する透明電極を、透明電極９１１ｂ、９１２ｂに変更すれば、レーザ光８０１の反射方向を、図１０（ｂ）に示す反射方向とは異なる方向に変更することができる。

【0072】

図５に示す垂直反射板７１０を、図７に示す液晶反射部材９００に置き換えれば、電圧を印加する液晶反射部材９００の透明電極９１１、９１２を変更することにより、鉛直面内におけるレーザ光の反射方向を複数の異なる方向に制御することが可能となる。水平反射板７２０についても、同様に液晶反射部材９００と置き換えて、水平面内におけるレーザ光の反射方向を複数の異なる方向に制御することができる。垂直反射板７１０と水平反射板７２０のいずれか一方を液晶反射部材９００に置き換えてもよいし、両方を液晶反射部材９００に置き換えてもよい。液晶反射部材９００の制御は、電圧を印加する透明電極９１１、９１２とレーザ光の反射角度との関係に基づいて予め準備した設定を、崩落センサ１００の記憶部１３０に保存して、光通信制御部１２１が、この設定に基づいて液晶反射部材９００の電気制御を実行すればよい。

【0073】

本実施形態で説明したレーザ光の送受信方法は例示であって、上述したようにレーザ光の送受信方向を制御することができれば、他の方法でレーザ光を送受信する態様であってもよい。例えば、崩落センサ１００におけるレーザ光の経路に、広角レンズ、魚眼レンズ、ミラー等の光学部材を配置して、レーザ光の送受信方向を変更する態様であってもよい。例えば、崩落センサ１００の頂部に魚眼レンズを設け、崩落センサ１００から魚眼レンズを介して測距波を送受信するようにすれば、崩落センサ１００のサイズはそのままにレーザ光の照射範囲を拡大することができる。この場合、図５に示す例では、魚眼レンズを介して所望の範囲で測距波を送受信できるように、変更部１１３の数、配置位置、配置方向、変更部１１３の構成等を変更すればよい。

【0074】

本実施形態では、透過と反射を電気制御によって切換可能な部材を利用してレーザ光の反射方向を変更する例を示したが、レーザ光の反射方向が機械的に変更される態様であってもよい。例えば、レーザ光を送受信する構成部を、図５に示すＸ軸回りに回転駆動するアクチュエータを設ける。このアクチュエータを、別のアクチュエータでＺ軸回りに回転駆動すれば、レーザ光の送受信方向を水平方向３６０度変更すると共に、各方向で鉛直方向にレーザ光の送受信方向を変更することができる。この他、１又は複数のＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｓｙｓｔｅｍｓ）型のミラーを利用してレーザ光の送受信方向を変更する態様であってもよい。

【0075】

本実施形態では、崩落センサ１００の周囲３６０度をレーザ光で走査することにより、他の崩落センサ１００を探索する例を示したが、崩落センサ１００が走査する範囲が３６０度に満たない角度範囲であってもよい。例えば、山の斜面において、崩落センサ１００から見て下方にある他の崩落センサ１００のみを探索すればよい場合は、レーザ光の走査範囲を、探索範囲を含む３６０度未満の範囲に絞った崩落センサ１００が利用される態様であってもよい。

【0076】

上述したように、本実施形態に係る崩落検知システム及び崩落検知方法によれば、崩落センサが、周囲を走査するようにレーザ光を照射して、レーザ光を反射する他の崩落センサを探索し、この崩落センサの方向及び距離を特定することができる。このため、多数の崩落センサを利用する場合でも、各崩落センサの間で光軸合わせの作業を行う必要がない。また、崩落センサが、他の崩落センサの方向及び距離と、識別情報とを含むデータを他の崩落センサへ送信することにより、各崩落センサのデータが、１又は複数の崩落センサを介して監視装置へ集約される。このため、監視装置は、直接通信できないような離れた場所にある崩落センサのデータを含め、全ての崩落センサからデータを取得することができる。監視装置は、データに含まれる情報から各崩落センサの位置関係を特定し、各崩落センサから定期的に送信されてくるデータを利用して位置関係の変化を監視することにより崩落を検知することができる。遠く離れた崩落センサとレーザ光を送受信する必要はなく、崩落センサ間の光軸合わせを行う必要もないため、崩落検知システムを容易に導入、利用することができる。

【産業上の利用可能性】

【0077】

以上のように、本開示に係る崩落検知システム及び崩落検知方法は、崩落検知システムの導入及び利用を容易なものとするために有用である。

【符号の説明】

【0078】

１ 崩落検知システム
１００（１００ａ～１００ｅ） 崩落センサ
１０１（１０１ａ～１０１ｅ） 本体部
１０２（１０２ａ～１０２ｅ） 支柱部
１１０（１１０ａ～１１０ｆ） 光通信部
１１１ 送信部
１１２ 受信部
１１３ 変更部
１１５ 光スプリッタ
１１６ ミラー
１１７ 光シャッタ
１１８ 光結合器
１２０、２２０ 制御部
１３０、２３０ 記憶部
２００ 監視装置
２１０ 通信部
３００ 通信端末
４００ 表示部
６１０ 反射部材
７００ ハーフミラー
７１０（７１０ａ～７１０ｅ） 垂直反射板
７２０（７２０ａ～７２０ｅ） 水平反射板
９００ 液晶反射部材
９０１、９０２ 透明板状部材
９１１（９１１ａ、９１１ｂ）、９１２（９１２ａ、９１２ｂ） 透明電極

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】