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技術 レーダ事故検出装置及び方法

出願人 日本無線株式会社
発明者 富木洋一
出願日 2016年7月7日 (5年3ヶ月経過) 出願番号 2016-135340
公開日 2018年1月11日 (3年9ヶ月経過) 公開番号 2018-005787
状態 特許登録済
技術分野 レーダ方式及びその細部 交通制御システム
主要キーワード 代表速度 甲高い ブレーキ音 事故検出装置 道路設備 電信柱 相対速 相対位置検出
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2018年1月11日)のものです。
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図面 (13)

課題

本開示は、人手によらず自動的に事故を検出するにあたり、誤作動を防止することにより、検出精度を向上させることを目的とする。

解決手段

本開示は、交通量の計測対象道路上からの反射レーダ信号について、レーダ設置位置を基準とする位置及び速度を座標軸とする空間内において、反射強度の情報を取得する反射強度取得部1と、上記の反射強度の情報に基づいて、道路上の物標を検出する物標検出部2と、道路上の物標の危険状況又は事故状況を検出する事故検出部3と、を備えることを特徴とするレーダ事故検出装置Dである。

概要

背景

人手によらず自動的に事故を検出する技術が存在する。特許文献1では、衝突音及びブレーキ音等を検出して自動的に事故を検出する技術が開示されている。

概要

本開示は、人手によらず自動的に事故を検出するにあたり、誤作動を防止することにより、検出精度を向上させることを目的とする。本開示は、交通量の計測対象道路上からの反射レーダ信号について、レーダ設置位置を基準とする位置及び速度を座標軸とする空間内において、反射強度の情報を取得する反射強度取得部1と、上記の反射強度の情報に基づいて、道路上の物標を検出する物標検出部2と、道路上の物標の危険状況又は事故状況を検出する事故検出部3と、を備えることを特徴とするレーダ事故検出装置Dである。

目的

そこで、前記課題を解決するために、本開示は、人手によらず自動的に事故を検出するにあたり、誤作動を防止することにより、検出精度を向上させることを目的とする

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

交通量の計測対象道路上からの反射レーダ信号について、レーダ設置位置を基準とする位置及び速度を座標軸とする空間内において、反射強度の情報を取得する反射強度取得部と、前記反射強度の情報に基づいて、前記道路上の物標を検出する物標検出部と、前記道路上の物標の危険状況又は事故状況を検出する事故検出部と、を備えることを特徴とするレーダ事故検出装置

請求項2

記事故検出部は、前記道路上の相互に近接する物標の間の相対位置又は相対位置の時間変化に基づいて、前記道路上の相互に近接する物標の危険状況又は事故状況を検出することを特徴とする、請求項1に記載のレーダ事故検出装置。

請求項3

前記事故検出部は、前記道路上の相互に近接する物標の間の相対速度又は相対速度の時間変化に基づいて、前記道路上の相互に近接する物標の危険状況又は事故状況を検出することを特徴とする、請求項1又は2に記載のレーダ事故検出装置。

請求項4

前記事故検出部は、前記道路上のそれぞれの物標の位置又は位置の時間変化に基づいて、前記道路上のそれぞれの物標の危険状況又は事故状況を検出することを特徴とする、請求項1から3のいずれかに記載のレーダ事故検出装置。

請求項5

前記事故検出部は、前記道路上のそれぞれの物標の速度又は速度の時間変化に基づいて、前記道路上のそれぞれの物標の危険状況又は事故状況を検出することを特徴とする、請求項1から4のいずれかに記載のレーダ事故検出装置。

請求項6

前記道路上の物標の危険状況又は事故状況を映像として記録する旨の命令を、映像記録装置に対して発行する映像記録命令部、をさらに備えることを特徴とする、請求項1から5のいずれかに記載のレーダ事故検出装置。

請求項7

前記物標検出部は、前記反射強度の情報について、レーダ設置位置を基準とする位置及び速度を座標軸とする空間内において、交通量の計測対象の物標に由来する反射信号の位置及び速度を物標信号として検出し、前記物標信号について、前記物標信号の位置及び速度のうち少なくともいずれかの近接程度に応じて、クラスタを構成し、前記道路上の物標を前記クラスタとして検出することを特徴とする、請求項1から6のいずれかに記載のレーダ事故検出装置。

請求項8

交通量の計測対象の道路上からの反射レーダ信号について、レーダ設置位置を基準とする位置及び速度を座標軸とする空間内において、反射強度の情報を取得する反射強度取得ステップと、前記反射強度の情報に基づいて、前記道路上の物標を検出する物標検出ステップと、前記道路上の物標の危険状況又は事故状況を検出する事故検出ステップと、を順に備えることを特徴とするレーダ事故検出方法

技術分野

0001

本開示は、レーダを用いて自動的に事故を検出する技術に関する。

背景技術

0002

人手によらず自動的に事故を検出する技術が存在する。特許文献1では、衝突音及びブレーキ音等を検出して自動的に事故を検出する技術が開示されている。

先行技術

0003

特開2010−015369号公報

発明が解決しようとする課題

0004

しかし、衝突音及びブレーキ音等を検出して自動的に事故を検出する技術は、子供の甲高い声やトラック荷台振動音動物鳴き声等を検出して誤作動することがある。

0005

そこで、前記課題を解決するために、本開示は、人手によらず自動的に事故を検出するにあたり、誤作動を防止することにより、検出精度を向上させることを目的とする。

課題を解決するための手段

0006

上記目的を達成するために、レーダを用いて自動的に事故を検出することとした。

0007

具体的には、本開示は、交通量の計測対象道路上からの反射レーダ信号について、レーダ設置位置を基準とする位置及び速度を座標軸とする空間内において、反射強度の情報を取得する反射強度取得部と、前記反射強度の情報に基づいて、前記道路上の物標を検出する物標検出部と、前記道路上の物標の危険状況又は事故状況を検出する事故検出部と、を備えることを特徴とするレーダ事故検出装置である。

0008

また、本開示は、交通量の計測対象の道路上からの反射レーダ信号について、レーダ設置位置を基準とする位置及び速度を座標軸とする空間内において、反射強度の情報を取得する反射強度取得ステップと、前記反射強度の情報に基づいて、前記道路上の物標を検出する物標検出ステップと、前記道路上の物標の危険状況又は事故状況を検出する事故検出ステップと、を順に備えることを特徴とするレーダ事故検出方法である。

0009

この構成によれば、人手によらず自動的に事故を検出するにあたり、誤作動を防止することにより、検出精度を向上させることができる。

0010

また、本開示は、前記事故検出部は、前記道路上の相互に近接する物標の間の相対位置又は相対位置の時間変化に基づいて、前記道路上の相互に近接する物標の危険状況又は事故状況を検出することを特徴とするレーダ事故検出装置である。

0011

この構成によれば、相互に近接する物標について、追突又は衝突等に関する危険状況又は事故状況を、誤作動なしで高い精度で検出することができる。

0012

また、本開示は、前記事故検出部は、前記道路上の相互に近接する物標の間の相対速度又は相対速度の時間変化に基づいて、前記道路上の相互に近接する物標の危険状況又は事故状況を検出することを特徴とするレーダ事故検出装置である。

0013

この構成によれば、相互に近接する物標について、追突又は衝突等に関する危険状況又は事故状況を、誤作動なしで高い精度で検出することができる。

0014

また、本開示は、前記事故検出部は、前記道路上のそれぞれの物標の位置又は位置の時間変化に基づいて、前記道路上のそれぞれの物標の危険状況又は事故状況を検出することを特徴とするレーダ事故検出装置である。

0015

この構成によれば、それぞれの物標について、赤信号通行又は交差点内停止等に関する危険状況又は事故状況を、誤作動なしで高い精度で検出することができる。

0016

また、本開示は、前記事故検出部は、前記道路上のそれぞれの物標の速度又は速度の時間変化に基づいて、前記道路上のそれぞれの物標の危険状況又は事故状況を検出することを特徴とするレーダ事故検出装置である。

0017

この構成によれば、それぞれの物標について、速度超過、速度不足急減速又は急加速等に関する危険状況又は事故状況を、誤作動なしで高い精度で検出することができる。

0018

また、本開示は、前記道路上の物標の危険状況又は事故状況を映像として記録する旨の命令を、映像記録装置に対して発行する映像記録命令部、をさらに備えることを特徴とするレーダ事故検出装置である。

0019

この構成によれば、危険状況又は事故状況を映像として記録・検証することができる。

0020

また、本開示は、前記物標検出部は、前記反射強度の情報について、レーダ設置位置を基準とする位置及び速度を座標軸とする空間内において、交通量の計測対象の物標に由来する反射信号の位置及び速度を物標信号として検出し、前記物標信号について、前記物標信号の位置及び速度のうち少なくともいずれかの近接程度に応じて、クラスタを構成し、前記道路上の物標を前記クラスタとして検出することを特徴とするレーダ事故検出装置である。

0021

この構成によれば、大型車小型車歩行者自転車等の物標を、大きさのないポイントとして計測するのではなく、大きさのあるクラスタとして計測することになる。よって、大型車や小型車や歩行者や自転車等の物標を、クラスタの大きさや速度に基づいて判別することができる。そして、人手によらず自動的に事故を検出するにあたり、誤作動をさらに防止することにより、検出精度をさらに向上させることができる。

発明の効果

0022

このように、本開示によれば、人手によらず自動的に事故を検出するにあたり、誤作動を防止することにより、検出精度を向上させることができる。

図面の簡単な説明

0023

本開示のレーダ事故検出装置の構成を示すブロック図である。
本開示のレーダ事故検出装置の処理を示すフローチャートである。
本開示の物標信号検出の処理を示す図である。
本開示の物標信号検出の処理を示す図である。
本開示のクラスタリングの処理を示す図である。
本開示のクラスタリングの処理を示す図である。
本開示のクラスタリングの処理を示す図である。
本開示のクラスタ軌跡抽出の処理を示す図である。
本開示の相対位置検出の処理を示す図である。
本開示の相対速度検出の処理を示す図である。
本開示の位置検出の処理を示す図である。
本開示の速度検出の処理を示す図である。

実施例

0024

添付の図面を参照して本開示の実施形態を説明する。以下に説明する実施形態は本開示の実施の例であり、本開示は以下の実施形態に制限されるものではない。

0025

本開示のレーダ事故検出装置の構成及び処理を図1及び図2に示す。不図示のレーダセンサは、信号機表示板電信柱等の道路設備に設置される。レーダ事故検出装置Dは、反射レーダ信号をレーダセンサから受信し、危険状況又は事故状況を映像として記録する旨の命令を不図示のネットワークを介して不図示の映像記録装置へと送信する。なお、危険状況とは、事故が実際に発生していないが、事故が発生する可能性がある状況を指す。また、事故状況とは、事故が実際に発生している状況を指す。

0026

レーダ事故検出装置Dは、反射強度取得部1、物標検出部2、事故検出部3及び映像記録命令部4から構成され、ステップS1〜S4をこの順で実行する。

0027

反射強度取得部1は、交通量の計測対象の道路上からの反射レーダ信号について、レーダ設置位置を基準とする位置及び速度を座標軸とする空間内において、反射強度の情報を取得する(ステップS1)。反射レーダ信号の伝搬遅延に基づいて、レーダセンサからのレーダの反射点の距離が計測され、複数のアンテナの間の反射レーダ信号の位相変化に基づいて、レーダセンサに対するレーダの反射点の方位が計測され、複数のスイープの間の反射レーダ信号の位相変化に基づいて、レーダセンサに対するレーダの反射点の速度が計測される。

0028

物標検出部2は、上記の反射強度の情報に基づいて、道路上の物標を検出する(ステップS2)。ここで、物標検出部2は、物標信号検出部21、クラスタリング部22及びクラスタ軌跡抽出部23から構成され、ステップS21〜S23をこの順で実行する。

0029

物標検出部2の物標信号検出部21は、上記の反射強度の情報について、レーダ設置位置を基準とする位置及び速度を座標軸とする空間内において、交通量の計測対象の物標に由来する反射信号の位置及び速度を物標信号として検出する(ステップS21)。本開示の物標信号検出の処理を図3及び図4に示す。

0030

物標信号検出部21は、路面反射等のバックグラウンドの反射強度に応じて、物標信号の検出閾値T1、T2を動的に設定し、強度ピークP1、P2を検出する。ここで、小型車の交通量に対する大型車の交通量の想定割合が高いほど、物標信号の検出閾値T2を低くし、小型車の交通量に対する大型車の交通量の想定割合が低いほど、物標信号の検出閾値T1を高くし、上記の物標信号を検出する。

0031

つまり、小型車については、レーダ信号車体表面鏡面反射することが少ないため、物標信号の検出閾値T1を高くしても、小型車由来の物標信号の位置が分離することが少ない。一方で、大型車については、レーダ信号が荷台天井で鏡面反射することが多いため、物標信号の検出閾値T1を高くすれば、大型車由来の物標信号の位置が分離することが多い。そこで、図3のように、物標信号の検出閾値T2を低くすることにより、大型車を小型車と誤判定することを防止することができる。

0032

物標検出部2のクラスタリング部22は、上記の物標信号について、物標信号の位置及び速度のうち少なくともいずれかの近接程度に応じて、クラスタを構成する(ステップS22)。本開示のクラスタリングの処理を図5図7に示す。なお、図5図7の物標信号は、図面の簡便のため、少数点群として記載している。

0033

具体的には、クラスタリング部22は、図5に示したように、位置及び速度が近接する7点の物標信号を、クラスタCとしてまとめる。そして、クラスタCについて、走行方向と垂直方向の大きさLX、走行方向と平行方向の大きさLY、中心位置RC及び代表速度VC(例えば、7点の物標信号の速度の平均値)を計測する。

0034

ここで、クラスタリング部22は、レーダ設置位置を基準とする位置を座標軸とする空間内における物標信号の分布密度が低いほど、及び/又は、物標信号の速度が速いほど、物標信号の位置の近接程度よりも物標信号の速度の近接程度の方に重みを置いて、クラスタを構成してもよい。

0035

具体的には、クラスタリング部22は、図6に示したように、位置は近接せず速度は近接する上段の3点の物標信号と中段の3点の物標信号を、クラスタC1としてまとめる。一方で、中段の3点の物標信号とは位置が近接せず速度も近接しない下段の3点の物標信号を、クラスタC2としてまとめる。そして、クラスタC1、C2について、それぞれ、走行方向と垂直方向の大きさLX1、LX2、走行方向と平行方向の大きさLY1、LY2、中心位置RC1、RC2及び代表速度VC1、VC2を計測する。

0036

ここで、物標信号の分布密度が低い、及び/又は、物標信号の速度が速い非渋滞時には、車両毎の速度にばらつきが多い。そこで、図6のように、物標信号の位置の近接程度よりも、物標信号の速度の近接程度の方に重みを置いて、クラスタリングを行うことにより、大型車を小型車と誤判定することを防止することができる。

0037

一方で、クラスタリング部22は、レーダ設置位置を基準とする位置を座標軸とする空間内における物標信号の分布密度が高いほど、及び/又は、物標信号の速度が遅いほど、物標信号の速度の近接程度よりも物標信号の位置の近接程度の方に重みを置いて、クラスタを構成してもよい。

0038

具体的には、クラスタリング部22は、図7に示したように、速度は近接するが位置は近接しない上段の3点の物標信号と中段の3点の物標信号を、それぞれ、クラスタC3、C4としてまとめる。一方で、中段の3点の物標信号とは速度は近接するが位置は近接しない下段の3点の物標信号を、クラスタC5としてまとめる。そして、クラスタC3、C4、C5について、それぞれ、走行方向と垂直方向の大きさLX3、LX4、LX5、走行方向と平行方向の大きさLY3、LY4、LY5、中心位置RC3、RC4、RC5及び代表速度VC3、VC4、VC5を計測する。

0039

ここで、物標信号の分布密度が高い、及び/又は、物標信号の速度が遅い渋滞時には、車両毎の速度にばらつきが少ない。そこで、図7のように、物標信号の速度の近接程度よりも、物標信号の位置の近接程度の方に重みを置いて、クラスタリングを行うことにより、速度の近しい隣り合う車両を一台の車両と誤判定することを防止することができる。

0040

物標検出部2のクラスタ軌跡抽出部23は、上記のクラスタについて、レーダ設置位置を基準とする位置を座標軸とする空間内における軌跡を抽出し、その軌跡に動きがない上記のクラスタを速度が0であるとみなし、その軌跡に動きがある上記のクラスタを速度が0でないとみなす(ステップS23)。本開示のクラスタ軌跡抽出の処理を図8に示す。

0041

クラスタ軌跡抽出部23は、時刻t1〜t3におけるクラスタC6〜C8において、位置、速度(有限値)及び大きさについて時間相関があると判定する。そして、時刻t1〜t3におけるクラスタC6〜C8を、1個の物標の軌跡としてまとめる。さらに、その1個の物標の軌跡に動きがあることから、速度が0でないとみなす。

0042

クラスタ軌跡抽出部23は、時刻t1〜t3におけるクラスタC9〜C11において、位置、速度(ほぼ0)及び大きさについて時間相関があると判定する。そして、時刻t1〜t3におけるクラスタC9〜C11を、1個の物標の軌跡としてまとめる。さらに、その1個の物標の軌跡に動きがないことから、速度が0であるとみなす。

0043

事故検出部3は、道路上の物標の危険状況又は事故状況を検出する(ステップS3)。ここで、事故検出部3は、相対位置検出部31、相対速度検出部32、位置検出部33及び速度検出部34から構成され、ステップS31〜S34を順不同で実行する。

0044

事故検出部3の相対位置検出部31は、道路上の相互に近接する物標の間の相対位置又は相対位置の時間変化に基づいて、道路上の相互に近接する物標の危険状況又は事故状況を検出する(ステップS31)。本開示の相対位置検出の処理を図9に示す。

0045

まず、相互に近接する物標が追突する危険状況又は事故状況を説明する。相対位置検出部31は、クラスタC12、C13に対応する物標の間の相対距離所定値以下であるY1になったときに、追突に関する危険状況又は事故状況が発生したと判断する。あるいは、クラスタC12、C13に対応する物標の間の相対距離が所定値以上の変化率でY1からY2へと狭まったときに、追突に関する危険状況又は事故状況が発生したと判断する。

0046

次に、相互に近接する物標が衝突する危険状況又は事故状況を説明する。相対位置検出部31は、クラスタC14、C15に対応する物標の間の相対距離が所定値以下であるY3になったときに、衝突に関する危険状況又は事故状況が発生したと判断する。あるいは、クラスタC14、C15に対応する物標の間の相対距離が所定値以上の変化率でY3からY4へと狭まったときに、衝突に関する危険状況又は事故状況が発生したと判断する。

0047

ここで、相対位置検出部31による危険状況又は事故状況の検出処理は、物標信号の速度の近接程度よりも、物標信号の位置の近接程度の方に重みを置いて、クラスタリングが行なわれたときに、より効果的である。よって、図7を用いて説明したように、相互に近接する物標の間の距離に余裕がない渋滞時において、より効果的である。

0048

事故検出部3の相対速度検出部32は、道路上の相互に近接する物標の間の相対速度又は相対速度の時間変化に基づいて、道路上の相互に近接する物標の危険状況又は事故状況を検出する(ステップS32)。本開示の相対速度検出の処理を図10に示す。

0049

まず、相互に近接する物標が追突する危険状況又は事故状況を説明する。相対速度検出部32は、クラスタC16、C17に対応する物標の間の相対速度(ただし、相対距離が狭まるときに、相対速度が正になるとする。)が所定値以上であるV1になったときに、追突に関する危険状況又は事故状況が発生したと判断する。あるいは、クラスタC16、C17に対応する物標の間の相対速度が所定値以上の変化率でV1からV2へと増加したときに、追突に関する危険状況又は事故状況が発生したと判断する。

0050

次に、相互に近接する物標が衝突する危険状況又は事故状況を説明する。相対速度検出部32は、クラスタC18、C19に対応する物標の間の相対速度(ただし、相対距離が狭まるときに、相対速度が正になるとする。)が所定値以上であるV3になったときに、衝突に関する危険状況又は事故状況が発生したと判断する。あるいは、クラスタC18、C19に対応する物標の間の相対速度が所定値以上の変化率でV3からV4へと増加したときに、衝突に関する危険状況又は事故状況が発生したと判断する。

0051

ここで、相対速度検出部32による危険状況又は事故状況の検出処理は、物標信号の位置の近接程度よりも、物標信号の速度の近接程度の方に重みを置いて、クラスタリングが行なわれたときに、より効果的である。よって、図6を用いて説明したように、相互に近接する物標の間の距離に余裕がある非渋滞時において、より効果的である。

0052

事故検出部3の位置検出部33は、道路上のそれぞれの物標の位置又は位置の時間変化に基づいて、道路上のそれぞれの物標の危険状況又は事故状況を検出する(ステップS33)。本開示の位置検出の処理を図11に示す。

0053

まず、それぞれの物標が赤信号時に通行する危険状況又は事故状況を説明する。位置検出部33は、クラスタC20に対応する物標の位置が赤信号の現示された道路上に存在するときに、赤信号時通行に関する危険状況又は事故状況が発生したと判断する。あるいは、クラスタC20に対応する物標の位置が赤信号の現示された道路上を進行するときに、赤信号時通行に関する危険状況又は事故状況が発生したと判断する。

0054

次に、それぞれの物標が交差点内に停止する危険状況又は事故状況を説明する。位置検出部33は、クラスタC21に対応する物標の位置が所定時間以上にわたり交差点内に存在するときに、交差点内停止に関する危険状況又は事故状況が発生したと判断する。

0055

ここで、位置検出部33による危険状況又は事故状況の検出処理は、物標信号の速度の近接程度よりも、物標信号の位置の近接程度の方に重みを置いて、クラスタリングが行なわれたときに、より効果的である。

0056

事故検出部3の速度検出部34は、道路上のそれぞれの物標の速度又は速度の時間変化に基づいて、道路上のそれぞれの物標の危険状況又は事故状況を検出する(ステップS34)。本開示の速度検出の処理を図12に示す。

0057

まず、それぞれの物標の速度が超過する危険状況又は事故状況を説明する。速度検出部34は、クラスタC22に対応する物標の速度が所定値以上であるV5になったときに、速度超過に関する危険状況又は事故状況が発生したと判断する。

0058

次に、それぞれの物標の速度が不足する危険状況又は事故状況を説明する。速度検出部34は、クラスタC23に対応する物標の速度が所定値以下であるV6になったときに、速度不足に関する危険状況又は事故状況が発生したと判断する。

0059

次に、それぞれの物標が急減速する危険状況又は事故状況を説明する。速度検出部34は、クラスタC24に対応する物標の速度が所定値以上の変化率でV7からV8へと減少したときに、急減速に関する危険状況又は事故状況が発生したと判断する。

0060

次に、それぞれの物標が急加速する危険状況又は事故状況を説明する。速度検出部34は、クラスタC25に対応する物標の速度が所定値以上の変化率でV9からV10へと増加したときに、急加速に関する危険状況又は事故状況が発生したと判断する。

0061

ここで、速度検出部34による危険状況又は事故状況の検出処理は、物標信号の位置の近接程度よりも、物標信号の速度の近接程度の方に重みを置いて、クラスタリングが行なわれたときに、より効果的である。

0062

映像記録命令部4は、道路上の物標の危険状況又は事故状況を映像として記録する旨の命令を、不図示の映像記録装置に対して発行する(ステップS4)。以上の処理の結果、危険状況又は事故状況を映像として記録・検証することができる。

0063

本開示のレーダ事故検出装置及び方法は、人手によらず自動的に事故を検出するにあたり、誤作動を防止することにより、検出精度を向上させることができる。

0064

D:レーダ事故検出装置
1:反射強度取得部
2:物標検出部
3:事故検出部
4:映像記録命令部
21:物標信号検出部
22:クラスタリング部
23:クラスタ軌跡抽出部
31:相対位置検出部
32:相対速度検出部
33:位置検出部
34:速度検出部
P1、P2:強度ピーク
T1、T2:検出閾値
C、C1〜C25:クラスタ

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