特許 7525046 環境情報取得装置、環境情報取得方法、及びプログラム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-07-22

(45)【発行日】2024-07-30

(54)【発明の名称】環境情報取得装置、環境情報取得方法、及びプログラム

(51)【国際特許分類】

   G01H 9/00 20060101AFI20240723BHJP

   G01V 1/36 20060101ALI20240723BHJP

【ＦＩ】

G01H9/00 E

G01V1/36

【請求項の数】 8

(21)【出願番号】P 2023503328

(86)(22)【出願日】2021-03-05

(86)【国際出願番号】 JP2021008745

(87)【国際公開番号】W WO2022185539

(87)【国際公開日】2022-09-09

【審査請求日】2023-08-14

(73)【特許権者】

【識別番号】000004237

【氏名又は名称】日本電気株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100103894

【弁理士】

【氏名又は名称】家入 健

(72)【発明者】

【氏名】矢野 隆

【審査官】佐々木 崇

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１２－１１８００４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２０－１９３８５８（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０２０／１６６０５７（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開平１１－１０８６７０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００６－０２３２３０（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０２０／０２８４９３７（ＵＳ，Ａ１）

【文献】米国特許出願公開第２０２０／００１８１４９（ＵＳ，Ａ１）

【文献】米国特許出願公開第２０１７／０２３５００６（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０１Ｈ１／００－１７／００

Ｇ０１Ｖ１／００－９９／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

光ファイバから、前記光ファイバに加わる環境情報に応じたパターンを含む光信号を受信し、前記光信号に基づいて前記環境情報を取得する情報取得部と、
前記環境情報を表す測定データを外部に出力する情報提供部と、
前記情報取得部に加わる振動又は音を検出する検出部と、を備え、
前記情報提供部は、前記検出部により、前記情報取得部に振動又は音が加わっていることが検出された場合、前記測定データに、前記情報取得部の振動又は音に関する情報を付加する、
環境情報取得装置。

【請求項2】

前記検出部は、
前記情報取得部に加わる振動を検出する振動センサを含み、前記振動センサの出力に基づいて、前記情報取得部に加わる振動を検出する、
請求項１に記載された環境情報取得装置。

【請求項3】

前記検出部は、
前記情報取得部に加わる音を検出する音センサを含み、前記音センサの出力に基づいて、前記情報取得部に加わる音を検出する、
請求項１に記載された環境情報取得装置。

【請求項4】

前記検出部は、
前記測定データの中に、前記情報取得部に振動又は音が加わっている場合に特徴的に現れるパターンが含まれるか否かに基づいて、前記情報取得部に加わる振動又は音を検出する、
請求項１に記載された環境情報取得装置。

【請求項5】

前記検出部は、
前記情報取得部に加わる振動又は音を検出するセンサを含み、前記センサの出力に基づいて、前記情報取得部に加わる振動又は音を検出し、
前記情報提供部は、
前記情報取得部に振動又は音が加わっているときの、前記センサの出力と、前記測定データに現れる波形と、の相関関係を予め把握しておき、
前記検出部により、前記情報取得部に振動又は音が加わっていることが検出された場合、前記センサの出力及び前記相関関係に基づいて、前記測定データから、前記情報取得部に加わる振動又は音の影響を取り除く処理を行う、
請求項１に記載された環境情報取得装置。

【請求項6】

前記情報取得部は、前記光信号としてレイリー散乱反射光を受信し、前記レイリー散乱反射光を用いた光ファイバセンシングにより、前記環境情報を取得する、
請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載された環境情報取得装置。

【請求項7】

環境情報取得装置が行う環境情報取得方法であって、
情報取得部によって、光ファイバから、前記光ファイバに加わる環境情報に応じたパターンを含む光信号を受信し、前記光信号に基づいて前記環境情報を取得する取得ステップと、
前記環境情報を表す測定データを外部に出力する出力ステップと、
前記情報取得部に加わる振動又は音を検出する検出ステップと、を含み、
前記検出ステップにより、前記情報取得部に振動又は音が加わっていることが検出された場合、前記出力ステップでは、前記測定データに、前記情報取得部の振動又は音に関する情報を付加する、
環境情報取得方法。

【請求項8】

コンピュータに、
情報取得部によって、光ファイバから、前記光ファイバに加わる環境情報に応じたパターンを含む光信号を受信し、前記光信号に基づいて前記環境情報を取得する取得手順と、
前記環境情報を表す測定データを外部に出力する出力手順と、
前記情報取得部に加わる振動又は音を検出する検出手順と、
を実行させるためのプログラムであって、
前記検出手順により、前記情報取得部に振動又は音が加わっていることが検出された場合、前記出力手順では、前記測定データに、前記情報取得部の振動又は音に関する情報を付加する、
プログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、環境情報取得装置、環境情報取得方法、及びコンピュータ可読媒体に関する。

【背景技術】

【0002】

［分布型音響センシング技術］
センシング光ファイバ（以下、単に「光ファイバ」と称す）に加わる微小な振動や音を検出することができる、分布型音響センシング技術について説明する。

【0003】

光ファイバセンシングは、例えば、コヒーレント光などのパルス状のプローブ光を光ファイバに出射し、光ファイバの各部分からの反射戻り光を検出及び分析して、光ファイバに作用する擾乱（動的歪み）を環境情報として取得するものである。光ファイバをプローブ光が通過する際には、レイリー散乱をはじめとする散乱現象による反射戻り光が常に生じている。光ファイバセンシングは、その反射戻り光から環境情報を取得するものである。光ファイバセンシングにおいて、反射戻り光から環境情報を取得する測定器はインテロゲーター（interrogator）と呼ばれる。

【0004】

反射戻り光に作用する擾乱は、典型的には、光ファイバに伝わる音響弾性波である。この光ファイバセンシング技術は、分布型音響センシング（ＤＡＳ：Distributed Acoustic Sensing）と呼ばれる。ＤＡＳにおいては、センサとなるのは光ファイバである。そのため、ＤＡＳにおけるセンサは、光ファイバに沿って線状に分布する。これが、この光ファイバセンシング技術が「分布型」と称される理由である。ＤＡＳの技術は、例えば特許文献１及び２並びに非特許文献１などに開示されている。

【0005】

ＤＡＳは、ＯＴＤＲ方式のセンシング方法にも分類される。ここで、ＯＴＤＲはOptical Time-Domain Reflectometryの略である。ＯＴＤＲ方式においては、光ファイバ上の各反射点の位置を、プローブ光を出射してから、その反射戻り光が戻ってくるまでの時間差により把握する。もし光ファイバの線路の途中に過剰損失や異常反射点があると、反射戻り光の強度には、伝送損失によるもの以外の変化が現れる。そのため、ＯＴＤＲ方式は、光ファイバの線路の健全性チェックと異常個所の特定の用途に利用されている。
ＤＡＳは、ＯＴＤＲ方式の一種と言えるが、異なる点は、光ファイバから分布的に反射されて戻る反射戻り光の位相変化を測定することである。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【文献】英国特許第２１２６８２０明細書

【文献】特開昭５９－１４８８３５号公報

【非特許文献】

【0007】

【文献】R. Posey Jr, G. A. Johnson and S.T. Vohra, "Strain sensing based on coherent Rayleigh scattering in an optical fibre", ELECTRONICS LETTERS, 28th September 2000, Vol. 36 No. 20, p.1688-P.1689

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

［分布型音響センシング技術の応用と課題］
以上説明した分布型音響センシング技術は、遠隔に置かれた光ファイバに加わる微小な振動や音などを検出できることから、例えば地震や津波の観測への応用が期待されている。

【0009】

ただし、インテロゲーター自体に振動又は音が加わると、インテロゲーターが取得した環境情報を表す測定データ全体にノイズが乗ってしまい、精密測定が阻害されてしまうことが知られている。その原因の一つとして考えられるのは、インテロゲーター内部で光干渉計測を行う際の基準として用いる光が、外乱により揺らいでしまうことである。この現象を防ぐため、インテロゲーターを防振・防音構造体に収納するなどの対策が取られている。
ここで、インテロゲーターに加わる振動又は音を十分に防ぐことができないと、測定データが異常となり、例えば誤った地震警報を引き起こしてしまう、という課題があった。

【0010】

本開示の目的は、上述した課題を解決し、インテロゲーターに振動又は音が加わったことに起因して、環境情報の測定データが異常となったことを判断できる環境情報取得装置、環境情報取得方法、及びコンピュータ可読媒体を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0011】

一態様による環境情報取得装置は、
光ファイバから、前記光ファイバに加わる環境情報に応じたパターンを含む光信号を受信し、前記光信号に基づいて前記環境情報を取得する情報取得部と、
前記環境情報を表す測定データを外部に出力する情報提供部と、
前記情報取得部に加わる振動又は音を検出する検出部と、を備える。

【0012】

一態様による環境情報取得方法は、
環境情報取得装置が行う環境情報取得方法であって、
情報取得部によって、光ファイバから、前記光ファイバに加わる環境情報に応じたパターンを含む光信号を受信し、前記光信号に基づいて前記環境情報を取得するステップと、
前記環境情報を表す測定データを外部に出力するステップと、
前記情報取得部に加わる振動又は音を検出するステップと、を含む。

【0013】

一態様によるコンピュータ可読媒体は、
コンピュータに、
情報取得部によって、光ファイバから、前記光ファイバに加わる環境情報に応じたパターンを含む光信号を受信し、前記光信号に基づいて前記環境情報を取得する手順と、
前記環境情報を表す測定データを外部に出力する手順と、
前記情報取得部に加わる振動又は音を検出する手順と、
を実行させるためのプログラムを格納した非一時的なコンピュータ可読媒体である。

【発明の効果】

【0014】

本開示は、インテロゲーターに振動又は音が加わったことに起因して、環境情報の測定データが異常となったことを判断できる環境情報取得装置、環境情報取得方法、及びコンピュータ可読媒体を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】第一の実施形態に係る環境情報取得システムの全体構成の一例を表す概念図である。

【図2A】分布型音響センシングにより光ファイバに加わる振動を取得した測定データの一例を表す図である。（インテロゲーターから離れた光ファイバに振動が加わった例）

【図2B】分布型音響センシングにより光ファイバに加わる振動を取得した測定データの一例を表す図である。（インテロゲーター自体に振動が加わった例）

【図3】インテロゲーターが取得した環境情報の測定データにマークを付加する方法の一例を説明する説明図である。

【図4】第一の実施形態に係る環境情報取得装置の構成の一例を表す概念図である。

【図5】第一の実施形態に係る環境情報取得装置の動作の流れの一例を説明するフロー図である。

【図6】第四の実施形態に係る環境情報取得装置の構成の一例を表す概念図である。

【図7】実施形態に係る環境情報取得装置を実現するコンピュータのハードウェア構成の一例を表す概念図である。

【発明を実施するための形態】

【0016】

以下、図面を参照して本開示の実施の形態について説明する。なお、以下の記載及び図面は、説明の明確化のため、適宜、省略及び簡略化がなされている。また、以下の各図面において、同一の要素には同一の符号が付されており、必要に応じて重複説明は省略されている。

【0017】

＜第一の実施形態＞
［全体構成］
図１を用いて、本第一の実施形態に係る環境情報取得システム３００の全体構成の一例を説明する。図１に示すように、本第一の実施形態に係る環境情報取得システム３００は、光ファイバ２００と、環境情報取得装置１４０と、を備える。また、環境情報取得装置１４０は、インテロゲーター１００と、情報提供部１２０と、加速度センサ３０と、マイクロフォン３１と、を備える。なお、インテロゲーター１００は、情報取得部の一例であり、加速度センサ３０及びマイクロフォン３１は、検出部の一例である。図１の例では、環境情報取得装置１４０は、インテロゲーター１００を収容する収容構造として構成されており、同じ収容構造の内部に、情報提供部１２０、加速度センサ３０、及びマイクロフォン３１も収容されている。

【0018】

センサである光ファイバ２００は、環境情報取得装置１４０内のインテロゲーター１００に接続されている。インテロゲーター１００から光ファイバ２００に向けて、パルス状のプローブ光が出射され、光ファイバ２００上の各点で後方散乱を生じ、後方散乱光が反射戻り光となってインテロゲーター１００に戻ってくる。インテロゲーター１００は、その後方散乱光のパターンを分析して、後方散乱光を生じた光ファイバ２００上の各点の環境情報を取得する。インテロゲーター１００の動作詳細については後述する。インテロゲーター１００が取得した環境情報を表す測定データは、情報提供部１２０を経由して外部に出力される。

【0019】

図１の例で取得している環境情報は振動であるとする。光ファイバ２００上の各点で感受している振動の様子を表す環境情報がインテロゲーター１００により取得されている。例えば、光ファイバ２００は５０ｋｍの長さに渡り地震を観測している。

【0020】

分布型音響センシングにより地震を捉えた測定データを可視化処理した一例を図２Ａに示す。図２Ａの測定データは、光海底ケーブルに含まれる光ファイバ２００をセンサとして用いた例である。また、図２Ａの測定データにおいて、横軸は、光ファイバ２００上の、インテロゲーター１００からの距離を表し、縦軸は、経過時間を表し、上にいくほど最近の状態、下に行くほど過去の状態を表す。１分間の様子を示している。また、濃淡は、光ファイバ２００上の各点が感受している振動の大きさを表す。また、左側は汀線であり、波が汀線に打ち寄せる様子が見えている。

【0021】

－３５秒付近から、地震による振動が光ファイバ２００に伝わった様子が捉えられている。インテロゲーターからおよそ３５０００ｍ離れた付近が最も地震波が早く伝わっており、また強度も強く、震源に近いと思われる。

【0022】

一方、インテロゲーター１００自体が揺れた場合について、図２Ａと同様に測定データを可視化処理した一例を図２Ｂに示す。図２Ｂの測定データにおいて、横軸、縦軸、及び濃淡などは、図２Ａと同様である。ただし、濃淡で表す振動の強度や横軸は、現象が見えやすいように、表示範囲を狭めることで拡大して表示している。図２Ｂには、右側に矢印を置いた時刻に、水平に輝線が表れている。この時は光ファイバ２００側ではなく、インテロゲーター１００側が振動を受けている。この例ではインテロゲーター１００に加わった振動の継続時間が短いため線状に見えているが、振動を受ける時間が長ければ帯状に見えることになる。このように、測定データを単純に判定すると、インテロゲーター１００側が振動を受けている場合も、光ファイバ２００側で振動を受けていて地震が起きていると誤判定してしまう恐れがある。

【0023】

そこで、本第一の実施形態においては、図１に示すように、加速度センサ３０及びマイクロフォン３１をインテロゲーター１００に取り付ける。そして、インテロゲーター１００に伝わる振動を加速度センサ３０で検出し、インテロゲーター１００に伝わる音を、マイクロフォン３１で検出して、その検出結果を情報提供部１２０に伝える。これら加速度センサ３０及びマイクロフォン３１は、インテロゲーター１００で実現されている、光ファイバ２００によるセンサとは別の、典型的には、電子部品から成るセンサである。ここでは音も振動の一種として説明している。音は主に空気中もしくは水中を通じて、また、振動は主に地面を通じて伝わるが、どちらも外界からインテロゲーター１００内部を揺らしうる現象であることは同じである。なお、ここで、センサは、インテロゲーター１００を揺らして精密測定を阻害する現象を捉えられるものであればよく、加速度センサ３０及びマイクロフォン３１の両方とも必須というわけではない。加速度センサ３０及びマイクロフォン３１は、どちらか一方で十分に阻害現象を捉えられるのであれば、一方だけ用いるのでよい。

【0024】

情報提供部１２０は、加速度センサ３０又はマイクロフォン３１によって、インテロゲーター１００に振動又は音が加わったことが検出された場合、「実際には生じていない光ファイバの振動又は音が記録されている可能性がある」という情報、すなわち、インテロゲーター１００が取得した環境情報の測定データの信頼度の低下を示す信頼度低下情報を、その測定データに付加する。具体的には、情報提供部１２０は、インテロゲーター１００に取り付けた加速度センサ３０又はマイクロフォン３１により振動又は音が検出された時間帯に渡って、この信頼度低下情報を示すマークを、取得した環境情報の測定データに付加する。このとき、情報提供部１２０は、インテロゲーター１００に予め定めた閾値以上の振動又は音が加わった場合に、インテロゲーター１００の精密測定を阻害する程度の振動又は音が加わったと判断してもよい。

【0025】

このように、環境情報の測定データに信頼度低下情報を示すマークを付加すると、情報提供部１２０が出力した測定データを受け取る側のシステムが、信頼度低下情報に基づきアクションを切り替えることができる。例えば、地震警報を発出するシステムの場合、信頼性が低い測定データは、警報判定の対象から除外するなどして、誤報の発生を回避することができる。

【0026】

図３は、インテロゲーター１００が取得した環境情報の測定データにマークを付加する方法の一例の説明図である。測定データは、１秒間分を１単位とするフレームを形成しており、フレームの先頭にヘッダ領域を備えたフォーマットとなっている。このヘッダ領域の特定のエリアを、インテロゲーター１００に振動又は音が加えられたことが検出されたことを示すマークの値を書く場所と決めておく。当該特定のエリアの値は普段は“０”と取り決めておく。インテロゲーター１００に振動又は音が検知されて信頼度が低下している期間、情報提供部１２０は、当該特定のエリアの値を“１”にする。ただし、当該特定のエリアの値は、２値だけでなく、程度に応じた値としてもよい。例えば、当該特定のエリアの値は、揺れの大きさに応じて、“１”から“９”のいずれかの値とするなどである。

【0027】

前述のヘッダ領域の特定のエリアに、インテロゲーター１００に加わった振動又は音の測定データ、もしくはその測定データを間引いたものを格納しても良い。測定データの信頼度低下の判断や、後述する、測定データからインテロゲーター１００に加わった振動又は音の影響を取り除く演算を、環境情報取得装置１４０内部で行わず、後続のシステムにて行う構成において有用である。

【0028】

あるいは情報提供部１２０は、インテロゲーター１００に振動又は音が検出された時間帯に渡って、測定データの出力を停止するか、無効を意味する値で測定データを埋め尽くすような処理を行ってもよい。ただし、測定データの一部がノイズ重畳により欠落したとしても、有効な情報も測定データに残っている可能性があるため、一般的には環境情報の測定データは通常通りに送信し続けることが望まれる。

【0029】

測定データの信頼度は低下しない方が望ましいことは言うまでもない。そのため、インテロゲーター１００に振動又は音が伝わらないように、インテロゲーター１００を収容する収容構造には、除振・防音対策を施すことが基本である。その対策を施してもなお伝わってしまう振動又は音に対して、本第一の実施形態のように、信頼度低下情報を測定データに付加する処置を行うことが望ましい。

【0030】

［インテロゲーター１００の構成及び動作］
以下、インテロゲーター１００の構成及び動作について詳細に説明する。
インテロゲーター１００は、ＯＴＤＲ方式の光ファイバセンシングを行うためのインテロゲーターである。

【0031】

図４は、本第一の実施形態に係る環境情報取得装置１４０の構成の一例を表す概念図である。図４に示すように、本第一の実施形態に係る環境情報取得装置１４０は、インテロゲーター１００と、情報提供部１２０と、を備える。また、インテロゲーター１００は、取得処理部１０１と、同期制御部１０９と、光源部１０３と、変調部１０４と、検出部１０５と、を備える。なお、図４において、加速度センサ３０及びマイクロフォン３１の図示は省略されている。

【0032】

変調部１０４は、光ファイバ２０１及び光カプラ２１１を介して、検出部１０５は、光ファイバ２０２及び光カプラ２１１を介して、それぞれ、光ファイバ２００に接続されている。

【0033】

光源部１０３は、レーザ光源を備え、連続的なレーザ光を変調部１０４に入射する。
変調部１０４は、同期制御部１０９からのトリガ信号に同期して、光源部１０３から入射された連続光のレーザ光を、例えば振幅変調し、センシング信号波長のプローブ光を生成する。プローブ光は、例えば、パルス状である。そして、変調部１０４は、プローブ光を、光ファイバ２０１及び光カプラ２１１を介して、光ファイバ２００に出射する。
同期制御部１０９は、トリガ信号を取得処理部１０１にも送付し、連続してＡ／Ｄ（アナログ／デジタル）変換されるデータのどこが時間原点かを伝える。

【0034】

当該プローブ光が光ファイバ２００に出射されると、光ファイバ２００上の各位置で散乱光が生じ、そのうち後方に散乱した光が反射戻り光となり、光カプラ２１１から光ファイバ２０２を介して、検出部１０５に到達する。光ファイバ２００上の各位置からの反射戻り光は、インテロゲーター１００に近い位置からのものほど、プローブ光の出射を行ってから短い時間でインテロゲーター１００に到達する。そして、光ファイバ２００上のある位置が振動又は音の存在等の環境の影響を受けた場合には、その位置において生じた後方散乱光には、その環境により、出射時のプローブ光からの変化が生じている。後方散乱光がレイリー後方散乱光の場合、当該変化は、主として位相変化である。

【0035】

当該位相変化が生じている反射戻り光は、検出部１０５により検波される。当該検波の方法には、周知の同期検波及び遅延検波などがあるが、いずれの方法が用いられても構わない。位相の検波を行うための構成は周知であるので、ここでは、その説明は省略される。検波により得られた電気信号（検波信号）は、位相変化の程度を振幅等で表すものである。当該電気信号は、取得処理部１０１に入力される。

【0036】

取得処理部１０１は、まず、前述の電気信号をＡ／Ｄ変換してデジタルデータとする。次に、取得処理部１０１は、光ファイバ２００上の各点で散乱されて戻ってきた反射戻り光の、前回の測定からの位相変化を、例えば、同じ地点の前回の測定との位相差の形で求める。この信号処理はＤＡＳの一般的な技術であるので詳しい説明は省略される。

【0037】

取得処理部１０１は、光ファイバ２００上に、仮想的に点状の電気センサを数珠繋ぎに並べて得たのと同様の形の測定データを導出する。この測定データは、例えば、信号処理の結果として得られる仮想的なセンサアレイ出力データである。この測定データは、各時刻において、また、光ファイバ２００上の各点（センサ位置）において、光ファイバ２００が検出した振動又は音の瞬時強度（波形）を表すデータである。取得処理部１０１は、測定データを情報提供部１２０に出力する。

【0038】

［動作］
続いて以下では、図５を用いて、本第一の実施形態に係る環境情報取得装置１４０の動作の流れの一例を説明する。
図５に示すように、インテロゲーター１００は、光ファイバ２００にプローブ光を出射し、光ファイバ２００上の各位置で生じた散乱光の一部を反射戻り光として受信する。そして、インテロゲーター１００は、反射戻り光に基づいて、光ファイバ２００上の各位置に加わった環境情報（例えば、振動、音など）を取得する（ステップＳ１）。
また、加速度センサ３０及びマイクロフォン３１は、インテロゲーター１００に加わる振動又は音を検出する（ステップＳ２）。

【0039】

インテロゲーター１００に振動又は音が加わったことが検出された場合は（ステップＳ３のＹｅｓ）、情報提供部１２０は、環境情報の測定データに信頼度低下を示すマークを付加し、マークが付加された測定データを外部に出力する（ステップＳ４）。
一方、インテロゲーター１００に振動又は音が加わったことが検出されなかった場合は（ステップＳ３のＮｏ）、情報提供部１２０は、環境情報の測定データのみを外部に出力する（ステップＳ５）。

【0040】

［効果］
本第一の実施形態によれば、インテロゲーター１００に加わる振動又は音を検出する加速度センサ３０及びマイクロフォン３１をインテロゲーター１００に取り付けている。
これにより、インテロゲーター１００に振動又は音が加わったことを検出できるため、当該の振動又は音が加わっているときにインテロゲーター１００が取得した環境情報の測定データには、光ファイバ２００に生じたものではない異常な情報が重畳している可能性あり、と判断することができる。

【0041】

また、本第一の実施形態によれば、加速度センサ３０又はマイクロフォン３１によって、インテロゲーター１００に振動又は音が加わったことが検出された場合には、情報提供部１２０は、インテロゲーター１００が取得した環境情報の測定データに信頼度低下を示すマークを付加した上で、測定データを外部に出力する。
これにより、インテロゲーター１００に振動又は音が伝わって、測定データにノイズ状のものが出現したとしても、その測定データを利用する後続のシステムで適切に処理を行うことができる。例えば、地震の震源分析システムであれば、インテロゲーター１００自体が揺れたことを、遠地の地震と誤って分析するようなことが回避できる。

【0042】

＜第二の実施形態＞
本第二の実施形態は、インテロゲーター１００が取得する環境情報の測定データをパターン分析することで、インテロゲーター１００自体に振動又は音が伝わったことを検出する例である。インテロゲーター１００に振動又は音が加わったことを検出した場合の、以降の動作は第一の実施形態と同様である。

【0043】

地震で光ファイバ２００が揺れた場合の図２Ａの測定データと、インテロゲーター１００に振動が加わった場合の図２Ｂとの測定データとでは、いくつかの異なった特徴が見られる。地震の場合の測定データには、それぞれの地点における包絡線振幅は後ろに尾を引くような形をしているが、インテロゲーター１００自体が揺れた場合の測定データにはそのような尾が見られない。また、インテロゲーター１００自体が揺れた場合には、光ファイバ２００の地点に依らず、ある時刻に一斉に変化が現れる。また、光ファイバ２００は、各点の設置状況によって、地面の揺れが光ファイバ２００に伝わる伝わりやすさに差があるため、測定データにおいては、伝わりやすさの差が縦の明暗の線として見えている。地震の場合の測定データにも同様に、光ファイバ２００の設置状況に起因する縦の明暗の線が現れている。一方、インテロゲーター１００自体が揺れた場合の測定データには、そのような、設置状況に起因する明暗の差が現れていない。

【0044】

このような特徴の違いをパターン識別することにより、インテロゲーター１００自体が揺れたことを検出できる。このような、パターンの特徴を識別条件として予め備え、パターンの識別を行う識別機能は、例えば、情報提供部１２０に実装することができる。

【0045】

これにより、加速度センサ３０及びマイクロフォン３１などのセンサを用いなくても、第一の実施形態と同様の検出ができる。ただし、本第二の実施形態は、特徴の違いがパターンに明確に表れる場合に限り有効であり、第一の実施形態の方がインテロゲーター１００に加わる振動又は音をより確実に検知できることは言うまでもない。

【0046】

インテロゲーター１００自体が揺れたことを検出した場合の以降の動作においては、第一の実施形態と同様に、情報提供部１２０は、環境情報の測定データに信頼度低下を示すマークを付加する。

【0047】

［効果］
本第二の実施形態によれば、環境情報の測定データをパターン分析することで、インテロゲーター１００自体に振動又は音が伝わったことを検出する。これにより、加速度センサ３０及びマイクロフォン３１などのセンサをインテロゲーター１００に取り付けなくても、インテロゲーター１００自体が揺れたことを、測定データから検出できる。その結果、第一の実施形態と同様に、当該の振動又は音が加わっているときにインテロゲーター１００が取得した環境情報の測定データには、光ファイバ２００に生じたものではない異常な情報が重畳している可能性あり、と判断することができる。

【0048】

また、本第二の実施形態によれば、第一の実施形態と同様に、環境情報の測定データに信頼度低下を示す情報を付加する。これにより、インテロゲーター１００に振動又は音が加わったとしても、その測定データを利用する後続のシステムは適切な処理を行うことが可能となる。

【0049】

＜第三の実施形態＞
第三の実施形態は、第一の実施形態と同様に、加速度センサ３０及びマイクロフォン３１などのセンサによって、インテロゲーター１００自体の揺れを検出する。そして、インテロゲーター１００自体が揺れたことによる環境情報の測定データへの影響を、演算により取り除く。本機能は、例えば、情報提供部１２０に実装することができる。

【0050】

第一の実施形態と同様に、加速度センサ３０及びマイクロフォン３１などのセンサによって、インテロゲーター１００自体の揺れを検出可能な構成とする。そして、予め、インテロゲーター１００に人為的に振動又は音を加えて、加速度センサ３０及びマイクロフォン３１などのセンサで検出される波形と、環境情報の測定データに現れる影響（波形）と、の相関関係を把握しておく。この際、光ファイバ２００にはこれら人為的な振動又は音が伝わらないようにしておく。

【0051】

そして、運用時には、加速度センサ３０及びマイクロフォン３１などのセンサで検出された波形と、予め把握しておいた前述の相関関係と、に基づいて補正波形を生成して、インテロゲーター１００が取得した環境情報の測定データから補正波形を差し引くことで、インテロゲーター１００自体が揺れた影響を取り除いたうえで、測定データを出力する。

【0052】

この方法は、インテロゲーター１００が取得した環境情報の測定データに手を加えるものなので、不適切な補正をすれば、測定データ全体の精度を損ねてしまいかねない。従って、まずは、インテロゲーター１００に振動又は音が伝わらないように、インテロゲーター１００を収容する収容構造には、除振・防音対策を施すことが基本である。その対策を施してもなお伝わってしまう振動又は音に対して、本第三の実施形態のように、能動的なキャンセリングを行うことが望ましい。

【0053】

［効果］
本第三の実施形態によれば、第一の実施形態と同様に、加速度センサ３０及びマイクロフォン３１などのセンサによって、インテロゲーター１００自体に加わる振動又は音を検出する。これにより、当該の振動又は音が加わっているときにインテロゲーター１００が取得した環境情報の測定データには、光ファイバ２００に生じたものではない異常な情報が重畳している可能性あり、と判断することができる。

【0054】

また、本第三の実施形態によれば、インテロゲーター１００に人為的に振動又は音を加えたときの、前述のセンサで検出される波形と、環境情報の測定データに現れる影響（波形）と、の相関関係を予め把握しておく。そして、運用時には、前述のセンサで検出された波形と、前述の相関関係と、に基づいて補正波形を生成して、環境情報の測定データから、インテロゲーター１００自体に振動又は音が加わった影響を取り除く。これにより、インテロゲーター１００に振動又は音が加わったとしても、その振動又は音による環境情報の測定データへの影響を、演算により取り除くことができる。その結果、その測定データを利用する後続のシステムにはインテロゲーター１００自体に振動又は音が加わった影響は伝わらず、適切に処理を行うことができる。

【0055】

なお、本第三の実施形態によれば、環境情報の測定データから、インテロゲーター１００自体に振動又は音が加わった影響を取り除いている。そのため、第一の実施形態及び第二の実施形態のように、環境情報の測定データに信頼度低下を示す情報を付加することは必須ではない。

【0056】

＜第四の実施形態＞
図６を用いて、本第四の実施形態に係る環境情報取得装置４００の構成の一例について説明する。図６に示すように、本第四の実施形態に係る環境情報取得装置４００は、情報取得部４１０と、振動／音検出部４２０と、情報提供部４３０と、を備える。

【0057】

情報取得部４１０は、光ファイバ５００から、光ファイバ５００に加わる環境情報（例えば、振動、音など）に応じたパターンを含む光信号を受信し、光信号に基づいて環境情報を取得する。情報取得部４１０は、例えば、インテロゲーター１００に対応する。

【0058】

振動／音検出部４２０は、情報取得部４１０のみに加わる振動又は音を検出する。
情報提供部４３０は、情報取得部４１０により取得された環境情報を表す測定データを外部に出力する。情報提供部４３０は、例えば、情報提供部１２０に対応する。

【0059】

本第四の実施形態によれば、情報取得部４１０に加わる振動又は音を検出する振動／音検出部４２０を備えている。これにより、情報取得部４１０に振動又は音が加わったことを検出できるため、当該の振動又は音が加わっているときに情報取得部４１０が取得した環境情報の測定データには、光ファイバ２００に生じたものではない異常な情報が重畳している可能性あり、と判断することができる。

【0060】

なお、情報提供部４３０は、振動／音検出部４２０により、情報取得部４１０に振動又は音が加わっていることが検出された場合、測定データに、情報取得部４１０の振動又は音に関する情報を付加してもよい。

【0061】

また、振動／音検出部４２０は、情報取得部４１０に加わる振動を検出する振動センサを含み、振動センサの出力に基づいて、情報取得部４１０に加わる振動を検出してもよい。この振動センサは、例えば、加速度センサ３０に対応する。

【0062】

また、振動／音検出部４２０は、情報取得部４１０に加わる音を検出する音センサを含み、音センサの出力に基づいて、情報取得部４１０に加わる音を検出してもよい。この音センサは、例えば、マイクロフォン３１に対応する。

【0063】

また、振動／音検出部４２０は、測定データの中に、情報取得部４１０に振動又は音が加わっている場合に特徴的に現れるパターンが含まれるか否かに基づいて、情報取得部４１０に加わる振動又は音を検出してもよい。

【0064】

また、振動／音検出部４２０は、情報取得部４１０に加わる振動又は音を検出するセンサを含み、センサの出力に基づいて、情報取得部４１０に加わる振動又は音を検出してもよい。このセンサは、例えば、加速度センサ３０又はマイクロフォン３１に対応する。また、情報提供部４３０は、情報取得部４１０に振動又は音が加わっているときの、センサの出力と、測定データに現れる波形と、の相関関係を予め把握しておいてもよい。また、情報提供部４３０は、振動／音検出部４２０により、情報取得部４１０に振動又は音が加わっていることが検出された場合、センサの出力及び相関関係に基づいて、測定データから、情報取得部４１０に加わる振動又は音の影響を取り除く処理を行ってもよい。

【0065】

また、情報取得部４１０は、光信号としてレイリー散乱反射光を受信し、レイリー散乱反射光を用いた光ファイバセンシング（例えば、分布型音響センシング）により、環境情報を取得してもよい。

【0066】

＜実施の形態に係る環境情報取得装置のハードウェア構成＞
図７を用いて、第一～第四の実施形態に係る環境情報取得装置１４０，４００を実現するコンピュータ９０のハードウェア構成について説明する。

【0067】

図７に示すように、コンピュータ９０は、プロセッサ９１、メモリ９２、ストレージ９３、入出力インタフェース（入出力Ｉ／Ｆ）９４、及び通信インタフェース（通信Ｉ／Ｆ）９５などを備える。プロセッサ９１、メモリ９２、ストレージ９３、入出力インタフェース９４、及び通信インタフェース９５は、相互にデータを送受信するためのデータ伝送路で接続されている。

【0068】

プロセッサ９１は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）やＧＰＵ（Graphics Processing Unit）などの演算処理装置である。メモリ９２は、例えばＲＡＭ（Random Access Memory）やＲＯＭ（Read Only Memory）などのメモリである。ストレージ９３は、例えばＨＤＤ（Hard Disk Drive）、ＳＳＤ（Solid State Drive）、またはメモリカードなどの記憶装置である。また、ストレージ９３は、ＲＡＭやＲＯＭなどのメモリであってもよい。

【0069】

ストレージ９３は、環境情報取得装置１４０，４００が備える構成要素の機能を実現するプログラムを記憶している。プロセッサ９１は、これら各プログラムを実行することで、環境情報取得装置１４０，４００が備える構成要素の機能をそれぞれ実現する。ここで、プロセッサ９１は、上記各プログラムを実行する際、これらのプログラムをメモリ９２上に読み出してから実行してもよいし、メモリ９２上に読み出さずに実行してもよい。また、メモリ９２やストレージ９３は、環境情報取得装置１４０，４００が備える構成要素が保持する情報やデータを記憶する役割も果たす。

【0070】

また、上述したプログラムは、様々なタイプの非一時的なコンピュータ可読媒体（non-transitory computer readable medium）を用いて格納され、コンピュータ（コンピュータ９０を含む）に供給することができる。非一時的なコンピュータ可読媒体は、様々なタイプの実体のある記録媒体（tangible storage medium）を含む。非一時的なコンピュータ可読媒体の例は、磁気記録媒体（例えば、フレキシブルディスク、磁気テープ、ハードディスクドライブ）、光磁気記録媒体（例えば、光磁気ディスク）、ＣＤ－ＲＯＭ（Compact Disc-ROM）、ＣＤ－Ｒ（CD-Recordable）、ＣＤ－Ｒ／Ｗ（CD-ReWritable）、半導体メモリ（例えば、マスクＲＯＭ、ＰＲＯＭ（Programmable ROM）、ＥＰＲＯＭ（Erasable PROM）、フラッシュＲＯＭ、ＲＡＭを含む。また、プログラムは、様々なタイプの一時的なコンピュータ可読媒体（transitory computer readable medium）によってコンピュータに供給されてもよい。一時的なコンピュータ可読媒体の例は、電気信号、光信号、及び電磁波を含む。一時的なコンピュータ可読媒体は、電線及び光ファイバなどの有線通信路、又は無線通信路を介して、プログラムをコンピュータに供給できる。

【0071】

入出力インタフェース９４は、表示装置９４１、入力装置９４２、音出力装置９４３などと接続される。表示装置９４１は、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）、ＣＲＴ（Cathode Ray Tube）ディスプレイ、モニターのような、プロセッサ９１により処理された描画データに対応する画面を表示する装置である。入力装置９４２は、オペレータの操作入力を受け付ける装置であり、例えば、キーボード、マウス、及びタッチセンサなどである。表示装置９４１及び入力装置９４２は一体化され、タッチパネルとして実現されていてもよい。音出力装置９４３は、スピーカのような、プロセッサ９１により処理された音響データに対応する音を音響出力する装置である。
通信インタフェース９５は、外部の装置との間でデータを送受信する。例えば、通信インタフェース９５は、有線通信路または無線通信路を介して外部装置と通信する。

【0072】

以上、実施形態を参照して本開示を説明したが、本開示は上記実施形態に限定されるものではない。本開示の構成や詳細には、本開示のスコープ内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。

【符号の説明】

【0073】

３０ 加速度センサ
３１ マイクロフォン
１００ インテロゲーター
１２０ 情報提供部
１４０ 環境情報取得装置
２００ 光ファイバ
３００ 環境情報取得システム
４００ 環境情報取得装置
４１０ 情報取得部
４２０ 振動／音検出部
４３０ 情報提供部
５００ 光ファイバ

【図1】

【図2A】

【図2B】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】