JP2001050717A - ゲートの開度計測・監視装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ダム等のゲートの開度を機械的な測定手段に
よらず、直接測定で高精度に測定ができ、精度維持やメ
ンテナンス等の定期保守の手間や費用を大幅に削減でき
るゲートの開度計測・監視装置を提供することにある。
さらにゲートの開度計測・監視装置に障害が発生した場
合でも、スケール板の目視監視用画像をモニタに表示す
ることにより、簡単にゲートの開度を目視確認ができる
代替のゲートの開度・監視装置を提供することにある。 【解決手段】 ゲート１の左右にゲート開度情報を表示
したスケール板２が固定されている。照明装置３及びカ
メラ４によりスケール板２の表示パターンを撮影する。
カメラ４で撮影したスケール読取画像はスケール板読取
装置５に入力される。スケール板読取装置５で処理され
た処理結果及びスケール板２のキャプチャー画像は処理
結果と共にモニタ６に重積表示される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はゲートの開度計測・
監視装置に関し、特にゲートの開閉に伴うスケール画像
を読み取り処理するダムのゲートの開度計測・監視装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のダムゲートの開度計測装置とし
て、エンコーダ方式や油圧ジャッキ方式が知られてい
る。

【０００３】図１２は、従来のエンコーダ方式によるゲ
ートの開度計測装置の一例を示す概念図である。

【０００４】図１２を参照すると、ゲート５０はワイヤ
ー５１により吊り下げられており、開閉は減速器とブレ
ーキを内蔵したモータ５２のワイヤーリール５３の回転
により行われる。モータ５２の軸端部にはワイヤーリー
ル５３の回転量を計測するエンコーダ５４が取り付けら
れている。図１２においては、ゲート５０と防水ゴム５
５との間に挟まった流木５６を示している。

【０００５】すなわち、ゲートの開度をモータの軸端部
に取り付けたエンコーダの値からゲートの開閉量を変換
して測定する方式である。

【０００６】図１３は、従来の油圧ジャッキ方式による
ゲートの開度計測装置の一例を示す概念図である。

【０００７】図１３を参照すると、ゲート６０の側面に
は一定ピッチ毎に固定用孔６１が明けられている。ゲー
ト６０の開閉は昇降用油圧シリンダ６２の昇降用水平油
圧シリンダ６３をこの孔に挿入固定し、昇降用油圧シリ
ンダ６２を上下することにより行われる。

【０００８】昇降用油圧シリンダ６２のストロークには
制限があるので、昇降用油圧シリンダ６２のフルストロ
ーク毎にゲート６０の位置を固定用水平シリンダ６３を
併用して固定することにより、昇降用油圧シリンダ６２
のストローク以上のゲート６０の開閉ができる。ゲート
６０の開度は固定用水平シリンダ６３による固定をした
回数と昇降用油圧シリンダ６２の現在位置を基に測定さ
れる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】従来のエンコーダ方式
に見られたゲートの開度測定装置の問題点は、左右のワ
イヤーの伸びのアンバランスや巻き取り状態の差異から
ゲートの微妙な傾きの計測は困難であった。特にゲート
を閉じる場合は、ゲート自重によりゲートが閉まってい
く為、ワイヤー張力が保証されず、精度が低下する問題
点があった。また、ゲートが防水ゴムに接し、閉じた状
態ではワイヤーは完全に弛むので、防水ゴムと取水ゲー
トの間に流木等が挟まった場合、ゲートの傾きを検出す
ることが出来ない問題点があった。さらにこの方式はゲ
ートの開度をエンコーダの値から間接的に測定するた
め、測定精度が低いという欠点があった。また滑車を用
いて１軸駆動でゲートの両側のワイヤーを同時に引っ張
って動かすタイプのゲートでは、軸のエンコーダの値か
らゲートの傾きを計測が不可能であった。

【００１０】一方、従来の油圧ジャッキ方式に見られた
ゲートの開度測定装置の問題点は、機械的な測定のた
め、ゲート開度の測定精度の維持やメンテナンスについ
て多大の手間と費用がかかり、定期的な保守作業を必要
とする問題点があった。

【００１１】また、従来のゲートの開度測定装置は、ゲ
ートの開度測定装置に障害が発生した場合、ゲートの開
度を代替手段により読み取ったり、監視する手段を備え
ていないという問題点もあった。

【００１２】本発明の目的は、ゲートの開度を機械的な
測定手段によらず、直接測定で高精度に測定ができ、精
度維持やメンテナンス等の定期保守の手間や費用を大幅
に削減できるゲートの開度測定・監視装置を提供するこ
とにある。

【００１３】本発明の他の目的は、ゲートの開度測定装
置に障害が発生した場合、代替のゲートの開度計測・監
視装置を提供することにある。

【００１４】さらに本発明の目的はゲートの傾きをリア
ルタイムで計測することで、ゲートが傾くことによって
発生する障害を未然に防止することができるゲートの開
度測定・監視装置を提供することにある。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明のゲートの開度計
測測定・監視装置は、ゲート開度の情報を表示するスケ
ール板と、スケール板の画像を照明する照明装置と、ス
ケール板の画像を撮影するカメラと、カメラで撮影され
たスケール読取用画像を画像処理するスケール板読取装
置と、スケール板読取装置の処理結果を表示するモニタ
と、を備えたことを特徴とする。

【００１６】本発明のゲートの開度計測・監視装置は、
カメラで撮影されたスケール読取用画像を同軸ケーブル
にてスケール板読取装置にビデオ伝送することを特徴と
する。

【００１７】本発明のゲートの開度計測・監視装置は、
カメラで撮影されたスケール読取用画像を無線手段によ
りスケール板読取装置にビデオ伝送することを特徴とす
る。

【００１８】本発明のゲートの開度計測・監視装置は、
ゲートの左右に固定されたゲート開度の情報を表示する
スケール板と、スケール板の画像を照明する照明装置
と、スケール板の画像を撮影するカメラと、カメラで撮
影されたスケール読取画像をビデオキャプチャーし、キ
ャプチャー画像及び処理画像をビデオスイッチャーに出
力し、且つ処理結果を上位装置に伝送するスケール板読
取装置と、カメラで撮影した目視監視用カラー画像及び
スケール板読取装置からのキャプチャー画像と処理画像
出力を入力して合成画像を出力するビデオスイッチャー
と、ビデオスイッチャーからの合成画像を重積表示する
モニタと、を備えたことを特徴とする。

【００１９】本発明のゲートの開度計測・監視装置は、
照明装置とカメラをエアーパージ付きハウジングに収納
したことを特徴とする。

【００２０】本発明のゲートの開度計測・監視装置は、
エアーパージ付きハウジングの窓部にハウジング用ワイ
パを備えたことを特徴とする。

【００２１】本発明のゲートの開度計測・監視装置は、
カメラとしてアナログカメラを用いたことを特徴とす
る。

【００２２】本発明のゲートの開度計測・監視装置は、
ゲートの左右に固定されたゲート開度の情報を表示する
スケール板と、スケール板の画像を照明する照明装置
と、スケール板の画像を撮影するディジタルカメラと、
ディジタルカメラで撮影した画像をディジタル画像伝送
路を介して取り込み処理するスケール板読取装置と、ス
ケール板読取装置からの表示結果出力を重積表示するモ
ニタと、を備えたことを特徴とする。

【００２３】本発明のゲートの開度計測・監視装置は、
ディジタルカメラにはオートアイリスレンズを備え、ス
ケール板読取装置から直接又はディジタルカメラを介し
てレンズ部の絞りを最適に調整することを特徴とする。

【００２４】本発明のゲートの開度計測・監視装置は、
スケール板読取装置に内蔵した外部インターフェース回
路により、ゲート開閉度制御装置、テレメータ装置、ロ
ギング装置、記録装置等の上位装置とデータの送受信を
行うことを特徴とする。

【００２５】本発明のゲート開度計測・監視装置は、デ
ィジタルカメラをエアーパージ付きハウジングに収納し
たことを特徴とする。

【００２６】本発明のゲートの開度計測・監視装置は、
スケール板をゲート面の左右に設置し、ゲートの開閉と
共に移動するようにし、照明装置及び前記カメラが左右
のゲートベースに設置したことを特徴とする。

【００２７】本発明のゲートの開度計測・監視装置は、
スケール板をゲート上部の左右に設置し、ゲートの開閉
に伴い移動するとともに、照明装置及びカメラが左右の
ゲートベースの架橋部に設置したことを特徴とする。

【００２８】本発明のゲートの開度計測・監視装置は、
スケール板をゲートベースの側面に設置し、照明装置及
びカメラを、開閉により移動するゲートの左右に設置し
て、前記スケール板の画像パターンを撮影することを特
徴とする。

【００２９】本発明のゲートの開度計測・監視装置は、
スケール板のパターンを一定の幅を有する白バーと黒バ
ーを交互に形成し、左右の白黒のバーを相対的にずらし
て配置したことを特徴とする。

【００３０】本発明のゲートの開度計測・監視装置は、
スケール板のパターンを一定の幅を有する白バーと黒バ
ーを交互に形成し、左右の白黒のバーを相対的にずらし
て配置し、且つ左右の白黒バーの中に、ゲートの開度情
報に関する数値表示をバーの色に対して反転する色で反
転表示したことを特徴とする。

【００３１】本発明のゲートの開度計測・監視装置は、
スケール板に表示するパターン情報として、白黒バーの
帯状パターンと、ゲート開度情報に関する数値表示とバ
ーコード情報のパターンを同時表示したことを特徴とす
る。

【００３２】本発明のゲートの開度計測・監視装置は、
モニタに重積表示する情報として、少なくともスケール
板読取装置で処理中のキャプチャー画像と、スケール板
読取装置で処理したゲートの開閉状況に関する各種の処
理結果と、カメラで撮影した左右のスケール板の目視観
察用カラー画像とすることを特徴とする。

【００３３】

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して詳細に説明する。

【００３４】図１は本発明のゲートの開度計測・監視装
置の基本構成の一つの実施の形態を示すブロック図であ
る。

【００３５】図１に示す本発明の実施の形態は、ダムの
現場側にはダムのゲート１と、ゲートの左右に固定され
たスケール板２と、スケール板２を撮影するための照明
装置３とカメラ４が設置されている。さらにダムのゲー
ト１の開度を計測・監視するための手段として、カメラ
４で撮影されたスケール読取用画像７を処理するスケー
ル板読取装置５と、スケール板読取装置５の処理結果を
表示するモニタ６が構成されている。

【００３６】次に、図１を参照して本実施例の動作につ
いて詳細に説明する。

【００３７】ダムのゲート側に固定されたスケール板２
を撮影するカメラはアナログカメラやディジタルカメラ
が利用される。カメラ４で撮影されたスケール読取用画
像７はビデオ伝送系ライン８よりスケール板読取装置５
に入力される。スケール読取画像は有線あるいは無線に
よりスケール板読取装置５に伝送入力される。

【００３８】スケール板読取装置５はパソコンベースの
画像処理装置であり、ビデオキャプチャーボード５ａと
ビデオ信号グラフィックボード５ｂから構成される。

【００３９】ビデオキャプチャーボード５ａは複数のカ
メラからのスケール読取用画像７の入力とキャプチャー
した画像を出力する機能を有する。ビデオ信号グラフィ
ックボード５ｂはＮＴＳＣフォーマットのインタレース
出力機能を有する。モニタ６はスケール板読取装置５か
ら出力されたＮＴＳＣフォーマットの画像処理結果を表
示する。

【００４０】スケール読取用画像７を常時監視する必要
がある場合は、ビデオ伝送系ライン８のスケール読取用
画像７を分岐して専用のカメラ画像表示モニタ（図示せ
ず）にそれぞれ表示するように構成してもよい。

【００４１】次に、本発明の第１の実施の形態の効果に
ついて説明する。本発明の第１の実施の形態ではゲート
の開度を測定する手段として、機械的な手段を用いてい
ないため、定期的な点検・保守が容易であり、長寿命の
安定した計測が行える効果がある。

【００４２】また、ビデオ伝送系ライン８のスケール読
取用画像７を分岐して専用のカメラの撮影画像を専用モ
ニタに表示することにより、左右の２台のカメラからの
画像をモニタで目視確認することでスケール板読取装置
５の測定結果を検証することもできる。

【００４３】さらに、ゲート１の開度を左右のスケール
板２からそれぞれ読み取るのでゲート１の傾きを計測で
きる。片側のゲート開度測定系に障害が発生しても、も
う一方のゲート開度測定系により大まかなゲート１の開
度が計測可能となる効果がある。

【００４４】図２は、本発明のゲートの開度計測・監視
装置の第２の実施の形態を示すブロック図である。

【００４５】図２に示す本発明の第２の実施の形態は、
スケール読取用画像をアナログ伝送する場合の装置構成
の一例を示している。

【００４６】図２に示す本発明のゲートの開度計測・監
視装置の第２実施の形態は、図１の基本構成図と同様
に、ダムの現場側にはダムのゲート１と、ゲート１の左
右にそれぞれ固定されたスケール板２と、スケール板２
を撮影するための照明装置３とカメラ４が設置されてい
る。

【００４７】図２を参照すると、スケール板２の画像を
撮影するための照明装置３とカメラ４はエアーパージ付
きハウジング９に格納され、カメラ４に付着した水滴や
曇りを取り除くように配慮されている。さらにエアーパ
ージ付きハウジング９の窓部には付着した積雪、水滴や
曇りを取り除くハウジング用ワイパ１０を備えている。

【００４８】照明装置３は冬季にスケール板２の表面に
付着した着雪を融雪するため、加熱効果のある高圧Ｎａ
ランプを用いた赤外線照明を用いるのが良い。また設置
地域によっては、夏期の虫が問題となるため、虫を誘引
しない効果のある純黄色ランプを用いる場合もある。更
に豪雪地域が寒冷地では、スケールに通電して、スケー
ル板自体を放熱板として表面凍結防止を行うことも可能
である。

【００４９】このようにスケール板２やエアーパージ付
きハウジングについては設置環境に応じて種々の対策の
変形が可能である。

【００５０】カメラ４はアナログカメラで２系統の画像
信号の出力系統を有している。一つの系統はスケール読
取用画像１１を、もう一つの系統は目視監視用カラー画
像１２を出力する。スケール読取用画像１１はスケール
板読取装置５に入力される。スケール板読取装置５はパ
ソコンベースの画像処理装置であり、ビデオキャプチャ
ーボード５ａとビデオ信号グラフィックボード５ｂから
構成される。ビデオキャプチャーボード５ａは複数のカ
メラ４からの入力とキャプチャーしたキャプチャー画像
１３を出力する機能を有する。スケール板読取装置５は
処理結果をゲート開閉度制御装置、テレメータ装置等の
上位装置に左右のゲート開度やゲートの開閉速度等の処
理結果を出力する。ビデオ信号グラフィックボード５ｂ
はＮＴＳＣフォーマットのインタレース出力機能を有す
る。モニタ６はスケール板読取装置５から出力されたＮ
ＴＳＣフォーマットの画像処理結果を出力する。

【００５１】カメラ４からの目視監視用カラー画像１２
とビデオキャプチャーボード５ａのキャプチャー画像１
３およびビデオ信号グラフィックボード５ｂの処理画像
出力１５はビデオスイッチャ１６に入力される。

【００５２】ビデオスイッチャー１６は目視監視用カラ
ー画像１２と、スケール板読取装置５のキャプチャ画像
及び処理結果表示画像の合成画像１７をモニタ６に出力
する。モニタ６はこれらの画像を重積表示する。

【００５３】次に、図２を参照して本実施例のブロック
図の各構成要素の機能について詳細に説明する。

【００５４】図２を参照すると、スケール板２の画像を
撮影するための照明装置３とカメラ４はエアーパージ付
きハウジング９に格納され、カメラ４に付着した水滴や
曇りを取り除くように配慮されている。さらにエアーパ
ージ付きハウジング９の窓部に付着した水滴や曇りを取
り除くハウジング用ワイパ１０を備えている。照明装置
３は、冬季にスケール板２の表面に付着した着雪を融雪
するため、加熱効果のある高圧Ｎａランプを用いた赤外
線照明等を用いるのが良い。

【００５５】図３は、本発明のゲートの開度計測・監視
装置の第３の実施形態を示すブロック図である。

【００５６】図３に示す本発明のゲートの開度計測・監
視装置の第３の実施形態は、スケール読取画像をディジ
タル伝送する場合の装置構成の一例を示している。

【００５７】図３に示す本発明のゲートの開度計測・監
視装置の第３の実施形態は、ダムの現場側にはダムのゲ
ート１と、ゲートの左右に固定されたスケール板２と、
スケール板２を撮影するための照明装置３とエアーパー
ジ付きハウジング９に格納されたディジタルカメラ１８
が設置されている。

【００５８】ディジタルカメラ１８からの出力はディジ
タル画像伝送路１９により輝度信号と色差信号がスケー
ル板読取装置２０に入力される。スケール板読取装置２
０はパソコンベースの画像処理装置であり、ディジタル
ビデオキャプチャーボード２０ａと高分解能グラフィッ
クボード２０ｂから構成される。スケール板読取装置２
０はディジタルビデオキャプチャーボード２０ａに入力
されたディジタル画像信号を、左右のディジタルカメラ
１８の取り込み画像、処理画像、処理結果を高分解能グ
ラフィックボード２０ｂから一括合成して合成画像を表
示結果出力２４としてモニタ６に出力する。モニタは入
力された処理画像、処理結果さらには左右のディジタル
カメラ１８のキャプチャー画像の合成画像を表示する。
スケール板読取装置２０にはディジタルＰＩＯボードの
外部インターフェース２１を備えており、必要によりゲ
ート開閉度制御装置、テレメータ装置、ロギング装置さ
らには記録装置等の上位装置２２とデータの送受信を行
うことも可能である。図３においては、ディジタルカメ
ラ１８にはオートアイリスレンズ２３を採用すること
で、カメラを含めた最適な撮影条件を設定することがで
きる。すなわち、オートアイリスレンズ２３をスケール
板読取装置２０から直接もしくはカメラを介してレンズ
部の絞りを最適に調整し、焦点深度の最適化が可能とな
る。

【００５９】図４は、本発明のゲートの開度計測・監視
装置の第４の実施の形態を示すシステムブロック図であ
る。

【００６０】図４は、ダムの現場に設置された９箇所の
ゲートの開度計測・監視装置の具体的な構成を示すシス
テムブロック図である。

【００６１】図４において、１ヶ所のゲートに対応して
設置された左右のスケール板のパターン情報を撮影する
ために、それぞれ２台の照明装置３と２台のカメラ４を
配置している。カメラ４からは目視用同軸ケーブル４４
で目視監視用カラー画像が、読取用同軸ケーブル４５で
スケール読取用画像がアナログ信号として出力され、ダ
ム管理事務所２５に伝送される。この際、画像信号を伝
送する伝送路の落雷等による事故を考慮して、ダムの現
場側とダム管理事務所の双方に保安器を構成しサージ保
護対策をしている。ダムの現場側の伝送路には保安器２
６を、ダム管理事務所側の目視監視用カラー画像を受け
る伝送路には目視用保安器２７、読取用画像を受ける伝
送路には処理用保安器２８を構成してサージ対策を行っ
ている。

【００６２】ダムの現場とダム管理事務所間の伝送路が
長い場合は、伝送する画像の画質劣化を防止するため、
目視用保安器２７及び処理用保安器２８に同時に平衡器
を組み込むのが望ましい。

【００６３】カメラ４で撮影された処理画像は、ゲート
３箇所分を、すなわち６台のカメラの画像を１台のスケ
ール板読取装置２９に入力し、その画像からの各種の処
理結果をゲート開閉度制御装置、テレメータ装置、ロギ
ング装置さらには記録装置等の上位装置２２にデータの
送信を行うことが可能である。またゲート開度等の処理
結果とスケール板のキャプチャー画像等をモニタ６にビ
デオ出力する。図示していないが、ビデオスイッチャー
１６でカメラからのキャプチャー画像と画像処理結果画
像とを合成表示を行うことで、ゲート３台分のゲート開
度の計測に関する画像情報とスケール板の目視監視用画
像を容易に表示することができる。

【００６４】次に、本発明のゲートの開度測定・監視装
置におけるスケール板とスケール板の画像を撮影するた
めの照明装置とカメラの設置の形態の実施例について説
明する。

【００６５】図５は、ダム現場におけるスケール板の画
像検出手段の配置の第１の実施形態を説明する図であ
る。図５（ａ）は第１の実施形態をダムの下流側から見
た平面図、図５（ｂ）は上方から見た平面図である。

【００６６】図５を参照すると、ゲート１の左右にはス
ケール板２が固定されている。左右のゲートベース３０
にはそれぞれ照明装置３とカメラ４が固定されている。

【００６７】ゲート１の開閉により、固定されたスケー
ル板２がゲート１と一体に上下し、それぞれの開閉位置
におけるスケール板２のパターン情報がカメラ４に撮影
される。ゲート１の左右に固定するスケール板２の位置
はゲート１の開閉に伴う移動範囲でスケール板２のパタ
ーンを撮影できるように、照明装置３およびカメラ４の
ゲートベース３０の設置位置との関係で適宜、設計的に
変更する。

【００６８】図６は、ダム現場におけるスケール板の画
像検出手段の配置の第２の実施形態を説明する図であ
り、図６（ａ）は第１の実施形態をダムの下流側から見
た平面図、図６（ｂ）は上方から見た平面図である。

【００６９】図６を参照すると、ゲート１の左右に取り
付けられるスケール板２はゲート１の正面ではなく、ゲ
ート１の上部にゲート１が開く上方に延びる形式で固定
されている。この方法でスケール板２を取り付けること
により、広範囲なゲートの開度ストローク範囲に対して
照明装置３及びカメラ４の設置の設計上の自由度が広が
る効果がある。図において、照明装置３とカメラ４は同
じ位置に設置されている。

【００７０】また、スケール板２をゲート１の上部に設
置することで、照明装置３及びカメラ４をゲートベース
の架橋部３１の上に設置が可能となる。このことによ
り、簡単に保守時の目視確認や取付部位にアクセスする
ことが可能になる効果もある。

【００７１】なお同図において、照明装置３とカメラ４
はゲートベース３０の架橋部３１の同じ位置に設置して
いるように図示されている。

【００７２】図７は、ダム現場におけるスケール板の画
像検出手段の配置の第３の実施形態を説明する図であ
り、図７（ａ）は第１の実施形態をダムの下流側から見
た平面図、図７（ｂ）は上方から見た平面図である。

【００７３】図７を参照すると、スケール板２は左右の
ゲートベース３０の側面にそれぞれ固定されている。開
閉に伴い、移動するゲートの上部にはゲートベース３０
の側面に固定された画像を検出するための照明装置３及
びカメラ４が取り付けられている。このようなスケール
板の画像検出手段を配置することにより、越水型ゲート
でゲート上を水が流れる場合でも設置可能となる。その
理由は、スケール板２をゲートベース３０の側面に取り
付け、照明装置３及びカメラ４をゲート１の上部に水に
浸らないようにしているからである。

【００７４】次に、本発明のゲートの開度計測・監視装
置に用いるスケール板のパターンについて説明する。

【００７５】図８は、本発明の実施例に用いるスケール
板のパターンの第１の実施例を示す図である。

【００７６】図８（ａ）において、スケール板のパター
ンは一定の幅を有する白バー３２と黒バー３３が交互に
形成され、左右で白黒のバーがずれている。一例として
白黒バーは１０ｍｍの等間隔で設けられ、両側の交互に
変化するバーパターンにおいてそれぞれ１００ｍｍ刻み
で数値情報を表示している。

【００７７】スケール板に形成した白黒のバーパターン
の他にゲートの開度を目視で把握するための「数値」の
情報を有している。数値表示（黒文字）３４は右の白バ
ーには黒文字で、左の黒バーには白抜きの文字が数値表
示（白抜き文字）３５が表示されるようになっている。

【００７８】図８（ｂ）の左右の白黒バーの配置は図８
（ａ）と同様であるが、右の白バーに表示した数値表示
（黒文字）３６と左の黒バーに表示した数値表示（白抜
き文字）３７の「数値」の情報をずらして表示してい
る。

【００７９】スケール板には、ゲートの開度に関する情
報として白黒の帯状パターンの他、直接、数値による数
値表示やバーコードパターンによる数値情報をパターン
化して形成してもよい。次のその具体例を示す。

【００８０】図９は、本発明の実施例に用いるスケール
板のパターンの第２の実施例を示す図である。

【００８１】図９は、スケール板に表記するパターン情
報として、左にゲートの開度に関する位置情報を示す数
値表示３８、中央部には一定の幅を有する白バーと黒バ
ーが交互に変化する白黒バー表示３９、右側にはゲート
の開度に関する位置情報としてバーコード情報４０を表
示している。

【００８２】このような専用スケール板を用いることに
より、各種の自然条件の変化やスケール板に付着した雪
や水滴の外乱、カメラのピントずれ等の問題があって
も、適宜、スケール板に表示した情報を選択して画像処
理し、またはスケール板の撮影画像を直接モニタに表示
することにより、安定にゲートの開度を把握することが
できる効果がある。

【００８３】次に本発明によるゲートの開度計測・監視
装置に用いるスケール板のスケール画像の処理方法につ
いて説明する。

【００８４】図１０は、スケール板読取装置のスケール
画像の処理方法の一例について説明する図である。ここ
ではスケール板に交互に変化する一定幅の白黒の反転バ
ーを用いた画像の処理方法について具体的に説明する。

【００８５】図１０の左側には、カメラで撮影したスケ
ール板上のＡの位置の画像レベルと、Ｂの位置での画像
レベルをスケール板の白黒バーパターンと対応して示し
ている。 図１０はカメラのピントずれやスケール板の
汚れ等により波形信号が劣化した場合を想定して示して
いる。

【００８６】理想的な条件化では、図１０の左側に示す
画像レベルの波形は矩形となるが、このような劣化した
波形では、従来知られている読取処理及び補間処理は困
難である。

【００８７】本発明による処理では、左右のスケールパ
ターンの反転バー上のＡ位置及びＢ位置での画像レベル
を相互に２値化しきい値として使用する。すなわち、位
置Ａの画像レベルのしきい値として位置Ｂの画像レベル
を使用する。また逆に、位置Ｂの画像レベルのしきい値
として位置Ａの画像レベルを使用する。また位置Ａと位
置Ｂの画像レベルの平均値の画像レベルを用いて安定な
バーの検出を行うことも可能である。

【００８８】左右のバーはどちらかが白、もう一方が黒
であるため、位置Ａの画像レベルと位置Ｂの画像レベル
の比較を行えば白黒の判定が行える。

【００８９】同時に検出したバー位置を用いて、位置Ａ
の画像レベル、位置Ｂの画像レベルの補間、近似、あて
はめを行い、バー幅の数分の１の精度までスケール位置
の算出を行い、結果としてダムのゲートの開度を算出す
ることが可能となる。

【００９０】なお、白黒バーの画像レベルを走査する場
合、一直線のライン走査でなく、一定の幅を有した帯状
のライン走査であっても同様である。

【００９１】また、バーパターン上の白バー部、黒バー
部の面積が等しいことにより、２値化したときの画像の
白部、黒部の面積比率よりしきい値を求めるｐタイト法
の利用も可能である。

【００９２】次に、本発明によるゲートの開度計測・監
視装置のモニタ表示の実施例について詳細に説明する。

【００９３】図１１は、本発明におけるゲートの開度計
測・監視装置の第２の実施例におけるモニタの重積表示
の一例を示す図である。

【００９４】図１１によれば、モニタは４分割してゲー
トの開度計測・監視装置の各種の情報を同時に表示して
いる。

【００９５】画面の左上はスケール板読取装置で処理中
のキャプチャー画像４１を表示している。

【００９６】画面の右上は、スケール板読取装置で処理
したゲートの開閉状況に関する各種の処理結果情報４２
を表示している。ここでは左右のゲートの開度情報やゲ
ートの傾き、ゲートの開閉速度等のスケール板読取装置
で処理した結果が表示される。

【００９７】また画面の左下および右下ではゲートの左
右のスケール板をカメラで撮影した目視監視用カラー画
像４３をそれぞれ表示される。

【００９８】なお、ビデオスイッチャの合成画像の生成
時の機能を用いてスイッチャ表示を行うことで、２系統
同軸ケーブルの障害発生も確認できると同時に、万一の
スケール板読取装置が故障しても、目視監視用カラー画
像４３によりゲートの開度を処理結果によらずともモニ
タにより監視することができる。

【００９９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のゲートの
開度計測・監視装置は、ゲートの開度計測において機械
的を計測手段を用いていないので、専用スケール板にゲ
ートの開度計測の情報を表示し、カメラで撮影した後、
スケール板読取装置で処理するので、精度維持やメンテ
ナンス等の定期保守の手間や費用を大幅に削減できると
いう効果がある。

【０１００】また、本発明のゲートの開度測定・監視装
置はゲート開度計測装置に障害が発生した場合でも、カ
メラで取り込んだスケールパターンの目視監視用カラー
画像を常時モニタで監視できるようになっているので、
ダム開度情報を代替手段により、目視で監視できるとい
う効果がある。

【０１０１】さらにまた、本発明のゲートの開度測定・
監視装置はゲートの傾きをリアルタイムで計測すること
で、ゲートが傾くことによって発生する障害を未然に防
止できるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のゲートの開度計測・監視装置の基本構
成の一つの実施の形態を示すブロック図である。

【図２】本発明のゲートの開度計測・監視装置の第２の
実施の形態を示すブロック図である。

【図３】本発明のゲートの開度計測・監視装置の第３の
実施形態を示すブロック図である。

【図４】本発明のゲートの開度計測・監視装置の第４の
実施の形態を示すシステムブロック図である。

【図５】ダム現場におけるスケール板の画像検出手段の
配置の第１の実施形態を説明する図である。

【図６】ダム現場におけるスケール板の画像検出手段の
配置の第２の実施形態を説明する図である。

【図７】ダム現場におけるスケール板の画像検出手段の
配置の第３の実施形態を説明する図である。

【図８】本発明の実施例に用いるスケール板のパターン
の第１の実施例を示す図である。

【図９】本発明の実施例に用いるスケール板のパターン
の第２の実施例を示す図である。

【図１０】スケール板読取装置のスケール画像の処理方
法の一例について説明する図である。

【図１１】本発明におけるゲートの開度計測・監視装置
の第２の実施例におけるモニタの重積表示の一例を示す
図である。

【図１２】従来のエンコーダ方式によるゲートの開度計
測装置の一例を示す概念図である。

【図１３】従来の油圧ジャッキ方式によるゲートの開度
計測装置の一例を示す概念図である。

【符号の説明】 １ ゲート ２ スケール板 ３ 照明装置 ４ カメラ ５ スケール板読取装置 ５ａ ビデオキャプチャーボード ５ｂ ビデオ信号グラフィックボード ６ モニタ ７ スケール読取用画像 ８ ビデオ伝送系ライン ９ エアーパージ付きハウジング １０ ハウジング用ワイパ １１ スケール読取用画像 １２ 目視監視用カラー画像 １３ キャプチャー画像 １５ 処理画像出力 １６ ビデオスイッチャー １７ 合成画像 １８ ディジタルカメラ １９ ディジタル画像伝送路 ２０ スケール板読取装置 ２０ａ ディジタルビデオキャプチャーボード ２０ｂ 高分解能グラフィックボード ２１ 外部インターフェース ２２ 上位装置 ２３ オートアイリスレンズ ２４ 表示結果出力 ２５ ダム管理事務所 ２６ 保安器 ２７ 目視用保安器 ２８ 処理用保安器 ２９ スケール板読取装置 ３０ ゲートベース ３１ 架橋部 ３２ 白バー ３３ 黒バー ３４ 数値表示（黒文字） ３５ 数値表示（白抜き文字） ３６ 数値表示（黒文字） ３７ 数値表示（白抜き文字） ３８ 数値表示 ３９ 白黒バー表示 ４０ バーコード情報 ４１ 処理中のキャプチャー画像 ４２ 処理結果情報 ４３ 目視監視用カラー画像 ４４ 目視用同軸ケーブル ４５ 読取用同軸ケーブル

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 松浦 洋文 神奈川県横浜市神奈川区新浦島町 １丁目 １番地25 日本電気ロボットエンジニアリ ング株式会社内 Ｆターム(参考） 2F065 AA21 AA31 CC14 DD00 DD13 FF04 FF61 GG03 GG11 GG21 JJ03 JJ05 JJ08 JJ19 NN17 QQ00 QQ03 QQ08 QQ24 QQ25 QQ42 SS02 SS03 SS13

Claims (18)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ゲート開度の情報を表示するスケール板
   と、前記スケール板の画像を照明する照明装置と、前記
   スケール板の画像を撮影するカメラと、前記カメラで撮
   影されたスケール読取用画像を画像処理するスケール板
   読取装置と、前記スケール板読取装置の処理結果を表示
   するモニタと、を備えたことを特徴とするゲートの開度
   計測・監視装置。
2. 【請求項２】 前記カメラで撮影された前記スケール読
   取用画像を同軸ケーブルにて前記スケール板読取装置に
   ビデオ伝送することを特徴とする請求項１記載のゲート
   の開度計測・監視装置。
3. 【請求項３】 前記カメラで撮影された前記スケール読
   取用画像を無線伝送手段により前記スケール板読取装置
   にビデオ伝送することを特徴とする請求項１記載のゲー
   トの開度計測・監視装置。
4. 【請求項４】 ゲートの左右に固定されたゲート開度の
   情報を表示するスケール板と、前記スケール板の画像を
   照明する照明装置と、前記スケール板の画像を撮影する
   カメラと、前記カメラで撮影されたスケール読取画像を
   ビデオキャプチャーし、キャプチャー画像及び処理画像
   をビデオスイッチャーに出力し、且つ処理結果を上位装
   置に伝送するスケール板読取装置と、前記カメラで撮影
   した目視監視用カラー画像及び前記スケール板読取装置
   からのキャプチャー画像と処理画像出力を入力し、合成
   画像を出力するビデオスイッチャーと、前記ビデオスイ
   ッチャーからの合成画像を重積表示するモニタと、を備
   えたことを特徴とするゲートの開度計測・監視装置。
5. 【請求項５】 前記照明装置と前記カメラをエアーパー
   ジ付きハウジングに収納したことを特徴とする請求項１
   又は請求項４記載のゲートの開度計測・監視装置。
6. 【請求項６】 前記エアーパージ付きハウジングの窓部
   にハウジング用ワイパを備えたことを特徴とする請求項
   ５記載のゲートの開度計測・監視装置。
7. 【請求項７】 前記カメラとしてアナログカメラを用い
   たことを特徴とする請求項４記載のゲートの開度計測・
   監視装置。
8. 【請求項８】 ゲートの左右に固定されたゲート開度の
   情報を表示するスケール板と、前記スケール板の画像を
   照明する照明装置と、前記スケール板の画像を撮影する
   ディジタルカメラと、前記ディジタルカメラで撮影した
   画像をディジタル画像伝送路を介して取り込み処理する
   スケール板読取装置と、前記スケール板読取装置からの
   表示結果出力を重積表示するモニタと、を備えたことを
   特徴とするゲートの開度計測・監視装置。
9. 【請求項９】 前記ディジタルカメラにはオートアイリ
   スレンズを備え、前記スケール板読取装置から直接又は
   前記ディジタルカメラを介してレンズ部の絞りを最適に
   調整することを特徴とする請求項８記載のゲートの開度
   計測・監視装置。
10. 【請求項１０】 前記スケール板読取装置に内蔵した外
    部インターフェース回路により、ゲート開閉度制御装
    置、テレメータ装置、ロギング装置、記録装置等の上位
    装置とデータの送受信を行うことを特徴とする請求項８
    記載のゲートの開度計測・監視装置。
11. 【請求項１１】 前記ディジタルカメラをエアーパージ
    付きハウジングに収納したことを特徴とする請求項８記
    載のゲートの開度計測・監視装置。
12. 【請求項１２】 前記スケール板をゲート面の左右に固
    定して、ゲートの開閉と共に移動するようにし、前記照
    明装置及び前記カメラを左右のダムのゲートベースに設
    置したことを特徴とする請求項１、４又は８記載のゲー
    トの開度計測・監視装置。
13. 【請求項１３】 前記スケール板をゲート上部の左右に
    設置し、ゲートの開閉に伴い移動するとともに、前記照
    明装置及び前記カメラを左右のダムのゲートベースの架
    橋部に設置したことを特徴とする請求項１、４又は８記
    載のゲートの開度計測・監視装置。
14. 【請求項１４】 前記スケール板をゲートベースの側面
    に設置し、前記照明装置及びカメラを、開閉により移動
    するゲートの左右に設置して、前記スケール板の画像パ
    ターンを撮影することを特徴とする請求項１、４又は８
    記載のゲートの開度計測・監視装置。
15. 【請求項１５】 前記スケール板のパターンを一定の幅
    を有する白バーと黒バーを交互に形成し、左右の白黒の
    バーを相対的にずらして配置したことを特徴とする請求
    項１、請求項４又は請求項８記載のゲートの開度計測・
    監視装置。
16. 【請求項１６】 前記スケール板のパターンを一定の幅
    を有する白バーと黒バーを交互に形成し、左右の白黒の
    バーを相対的にずらして配置し、且つ左右の白黒バーの
    中に、ゲートの開度情報に関する数値表示をバーの色に
    対して反転する色で反転表示したことを特徴とする請求
    項１、４又は８記載のゲートの開度計測・監視装置。
17. 【請求項１７】 前記スケール板に表示するパターン情
    報として、白黒の帯状パターンと、ゲート開度情報に関
    する数値表示とバーコード情報のパターンを同時表示し
    たことを特徴とする請求項１、４又は８記載のゲートの
    開度計測・監視装置。
18. 【請求項１８】 前記モニタに重積表示する情報とし
    て、少なくとも前記スケール板読取装置で処理中のキャ
    プチャー画像と、前記スケール板読取装置で処理したゲ
    ートの開閉状況に関する各種の処理結果と、カメラで撮
    影した左右のスケール板の目視監視用カラー画像とする
    ことを特徴とすることを特徴とする請求項１、４又は８
    記載のゲートの開度計測・監視装置。