JP2001082997A - 水位計測方法および装置 - Google Patents
水位計測方法および装置Info
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
- Y02A90/00—Technologies having an indirect contribution to adaptation to climate change
- Y02A90/30—Assessment of water resources
Landscapes
- Measurement Of Levels Of Liquids Or Fluent Solid Materials (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】本発明の目的は、傾斜板の設置を簡単に行え画
像処理による水位計測を正確にできる水位計測方法およ
び装置を提供することにある。 【解決手段】本発明の特徴とするところは、量水標９の
近傍に配置され水面に対して傾斜して設置されている傾
斜板３を、画像処理装置１の画像処理によって計測した
水位に基いて上下動するようにしたことにある。
像処理による水位計測を正確にできる水位計測方法およ
び装置を提供することにある。 【解決手段】本発明の特徴とするところは、量水標９の
近傍に配置され水面に対して傾斜して設置されている傾
斜板３を、画像処理装置１の画像処理によって計測した
水位に基いて上下動するようにしたことにある。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はダム、河川などにお
ける水位を画像処理によって計測する水位計測方法およ
び装置に関する。
ける水位を画像処理によって計測する水位計測方法およ
び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、ダム、河川などの水位（潮位）
の測定は、水位測定個所に目盛りを付けた量水標（量水
板とも称する）を設け、人間が目視で読取ることにより
行っている。
の測定は、水位測定個所に目盛りを付けた量水標（量水
板とも称する）を設け、人間が目視で読取ることにより
行っている。
【０００３】また、機械的に水位計測するには水面にフ
ロートを浮べてフロートの変位を機械的に測定するもの
が知られている。
ロートを浮べてフロートの変位を機械的に測定するもの
が知られている。
【０００４】しかし、目視による水位測定は遠隔地の測
定が困難であり、また、機械的な測定はフロートなどの
故障のため信頼性に欠けるという問題点を有する。
定が困難であり、また、機械的な測定はフロートなどの
故障のため信頼性に欠けるという問題点を有する。
【０００５】このような問題点を解決するため量水標を
カメラなどの撮像装置で撮像した画像を画像処理して水
位計測することが提案され、既に実用に供されている。
このことは、例えば特開平７―３３０３９号公報、特開
平８―１４５７６５号公報などに記載されている。
カメラなどの撮像装置で撮像した画像を画像処理して水
位計測することが提案され、既に実用に供されている。
このことは、例えば特開平７―３３０３９号公報、特開
平８―１４５７６５号公報などに記載されている。
【０００６】このように、量水標を撮像した画像を画像
処理して水位計測する場合に量水標の水面上の反射像と
水面下の屈折像のため水面位置を特定するのが困難とな
る。このため、水面に対して所定角度だけ傾斜して設け
られる傾斜板を量水標の近傍に配置して、傾斜板によっ
て水面位置を特定することが提案されている。このこと
は、例えば特開平１１―７２３７０号公報に記載されて
いる。
処理して水位計測する場合に量水標の水面上の反射像と
水面下の屈折像のため水面位置を特定するのが困難とな
る。このため、水面に対して所定角度だけ傾斜して設け
られる傾斜板を量水標の近傍に配置して、傾斜板によっ
て水面位置を特定することが提案されている。このこと
は、例えば特開平１１―７２３７０号公報に記載されて
いる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】既設のダムや大きな河
川には量水標が設置されているが、傾斜板を新たに設置
するとなると潜水作業を伴うことになり、大変な作業に
なる。特に、ダムのように水深が数十メートルにもなる
と極めて困難な作業となる。
川には量水標が設置されているが、傾斜板を新たに設置
するとなると潜水作業を伴うことになり、大変な作業に
なる。特に、ダムのように水深が数十メートルにもなる
と極めて困難な作業となる。
【０００８】また、量水標を新設する場合でも水深が深
いと傾斜板が長くなるために傾斜板の設置作業は困難を
伴うことになる。
いと傾斜板が長くなるために傾斜板の設置作業は困難を
伴うことになる。
【０００９】このため、傾斜板を簡単に設置でき画像に
よる水位計測を正確に行えるようにすることが強く要望
されている。
よる水位計測を正確に行えるようにすることが強く要望
されている。
【００１０】本発明は上記点に対処して成されたもの
で、その目的とするところは傾斜板の設置を簡単に行え
画像処理による水位計測を正確にできる水位計測方法お
よび装置を提供することにある。
で、その目的とするところは傾斜板の設置を簡単に行え
画像処理による水位計測を正確にできる水位計測方法お
よび装置を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明の特徴とするとこ
ろは、量水標の近傍に配置され水面に対して傾斜して設
置されている傾斜板を、画像処理によって計測した水位
に基いて上下動するようにしたことにある。
ろは、量水標の近傍に配置され水面に対して傾斜して設
置されている傾斜板を、画像処理によって計測した水位
に基いて上下動するようにしたことにある。
【００１２】本発明は画像処理によって計測した水位に
基いて水面位置を特定する傾斜板を上下移動させている
ので傾斜板を小型化してその設置を簡単に行うことがで
き、画像処理による水位計測を正確に行うことができ
る。
基いて水面位置を特定する傾斜板を上下移動させている
ので傾斜板を小型化してその設置を簡単に行うことがで
き、画像処理による水位計測を正確に行うことができ
る。
【００１３】
【発明の実施の形態】図１に本発明の一実施例を示す。
図１は本発明をダムの水位計測に適用した例を示してい
る。
図１は本発明をダムの水位計測に適用した例を示してい
る。
【００１４】図１において、ダムのコンクリート壁面１
３には垂直式の量水標９が水面に対して垂直状に設置さ
れている。量水標９は目視によっても水位計測できる。
量水標９の近傍に傾斜板３が配置されている。傾斜板３
は硬質ゴムを材料として矩形状に形成され、その表面に
は水面に対して所定角度だけ傾斜している傾斜帯３Ａ
（白抜きで図示）が描かれている。傾斜板３の長さは２
メートル程度である。
３には垂直式の量水標９が水面に対して垂直状に設置さ
れている。量水標９は目視によっても水位計測できる。
量水標９の近傍に傾斜板３が配置されている。傾斜板３
は硬質ゴムを材料として矩形状に形成され、その表面に
は水面に対して所定角度だけ傾斜している傾斜帯３Ａ
（白抜きで図示）が描かれている。傾斜板３の長さは２
メートル程度である。
【００１５】傾斜板３はコンクリート壁面１３に接して
ロープ８で吊り下げられており、傾斜板駆動装置４によ
って上下方向に移動駆動される。傾斜板３は傾斜帯３Ａ
の下端が図示のように水面１４の下に位置するように移
動駆動される。
ロープ８で吊り下げられており、傾斜板駆動装置４によ
って上下方向に移動駆動される。傾斜板３は傾斜帯３Ａ
の下端が図示のように水面１４の下に位置するように移
動駆動される。
【００１６】カメラ２は量水標９と傾斜板３の水面境界
を同時に撮影できる位置に設置される。カメラ２は、雲
台７の上に載置して、例えば、コンクリート壁１３の対
岸にある管理事務所の屋上等に設置される。
を同時に撮影できる位置に設置される。カメラ２は、雲
台７の上に載置して、例えば、コンクリート壁１３の対
岸にある管理事務所の屋上等に設置される。
【００１７】カメラ２は１シーン（１撮影画面）で計測
範囲全体をカバーするのが理想的であるが、通常はカメ
ラ２の解像度と計測要求精度から複数枚のカメラシーン
で全計測範囲をカバーする。このため、カメラ２は予め
プリセットシーンを設定しておき水面位置により決めら
れたプリセットシーンに合わせるようにし、水面位置に
合わせてカメラ向き（角度）を制御される。
範囲全体をカバーするのが理想的であるが、通常はカメ
ラ２の解像度と計測要求精度から複数枚のカメラシーン
で全計測範囲をカバーする。このため、カメラ２は予め
プリセットシーンを設定しておき水面位置により決めら
れたプリセットシーンに合わせるようにし、水面位置に
合わせてカメラ向き（角度）を制御される。
【００１８】カメラ２で撮影された量水標９、傾斜板３
および水面境界部分を含む画像は、カメラ制御装置６を
介して画像処理装置１に取込まれる。画像処理装置１
は、傾斜板３の水面境界部を解析して水面位置を特定し
て量水標９の基準目盛を使用して水位を計算する。画像
処理装置１の計測結果は、表示装置１１に出力したり、
モニタＴＶ１０にカメラ画像に重ね表示される。
および水面境界部分を含む画像は、カメラ制御装置６を
介して画像処理装置１に取込まれる。画像処理装置１
は、傾斜板３の水面境界部を解析して水面位置を特定し
て量水標９の基準目盛を使用して水位を計算する。画像
処理装置１の計測結果は、表示装置１１に出力したり、
モニタＴＶ１０にカメラ画像に重ね表示される。
【００１９】画像処理装置１、傾斜板制御装置５、カメ
ラ制御装置６、モニタＴＶ１０および表示装置１１は管
理事務所内に設けられ、また、画像処理装置１、カメラ
制御装置６、モニタＴＶ１０および表示装置１１とで水
位計測装置を構成する。
ラ制御装置６、モニタＴＶ１０および表示装置１１は管
理事務所内に設けられ、また、画像処理装置１、カメラ
制御装置６、モニタＴＶ１０および表示装置１１とで水
位計測装置を構成する。
【００２０】画像処理装置１は、水面位置１４が変動し
てカメラシーン（撮像範囲）から外れるようになると、
カメラ制御装置６を介して雲台７を起動してカメラプリ
セットを変更して適切なカメラシーンに切り替えるとと
もに、傾斜板制御装置５を作動させる。
てカメラシーン（撮像範囲）から外れるようになると、
カメラ制御装置６を介して雲台７を起動してカメラプリ
セットを変更して適切なカメラシーンに切り替えるとと
もに、傾斜板制御装置５を作動させる。
【００２１】図２に画像処理装置１の詳細な一例構成を
示す。
示す。
【００２２】図２において、画像処理装置１は、中央処
理装置（ＣＰＵ）１−１、主メモリ１−２、バス１−
３、画像専用プロセッサ１−４、画像メモリ１−５、外
部インターフェース１−６から構成されている。
理装置（ＣＰＵ）１−１、主メモリ１−２、バス１−
３、画像専用プロセッサ１−４、画像メモリ１−５、外
部インターフェース１−６から構成されている。
【００２３】水位計測手順はプログラムコードの形で主
メモリ１−２に格納されており、ＣＰＵ１−１はこのプ
ログラムに従い水位計測処理を実行する。画像専用プロ
セッサ１−４は、画像処理機能を高速に実行するために
処理アルゴリズムをＬＳＩ、ハードウエア化してある。
メモリ１−２に格納されており、ＣＰＵ１−１はこのプ
ログラムに従い水位計測処理を実行する。画像専用プロ
セッサ１−４は、画像処理機能を高速に実行するために
処理アルゴリズムをＬＳＩ、ハードウエア化してある。
【００２４】カメラ２からの画像や画像処理結果は画像
メモリ１−５に格納される。バス１−３はこれら機器間
の信号の授受に使われる。
メモリ１−５に格納される。バス１−３はこれら機器間
の信号の授受に使われる。
【００２５】図３に傾斜板制御装置５の詳細な一例構成
を示す。
を示す。
【００２６】傾斜板制御装置５は中央処理装置（ＣＰ
Ｕ）５−１、主メモリ５−２、バス５−３、外部インタ
ーフェース５−４，５−５から構成されている。
Ｕ）５−１、主メモリ５−２、バス５−３、外部インタ
ーフェース５−４，５−５から構成されている。
【００２７】画像処理装置１から外部インターフェース
５−４を経由してカメラプリセット番号等の駆動指令を
入力し、主メモリ５−２に記憶する。傾斜板３の制御プ
ログラムは主メモリ５−２に格納されており、ＣＰＵ５
−１はこの制御プログラムに従い駆動処理を実行する。
傾斜板３の制御信号は外部インターフェース５−５を経
由して、傾斜板駆動装置４に出力される。
５−４を経由してカメラプリセット番号等の駆動指令を
入力し、主メモリ５−２に記憶する。傾斜板３の制御プ
ログラムは主メモリ５−２に格納されており、ＣＰＵ５
−１はこの制御プログラムに従い駆動処理を実行する。
傾斜板３の制御信号は外部インターフェース５−５を経
由して、傾斜板駆動装置４に出力される。
【００２８】図４は本発明の理解を容易にするために示
した画像処理装置１の機能ブロック図である。画像処理
装置１の機能は、水位計測部１０１、カメラ姿勢制御部
１０２および傾斜板制御部１０３から構成される。
した画像処理装置１の機能ブロック図である。画像処理
装置１の機能は、水位計測部１０１、カメラ姿勢制御部
１０２および傾斜板制御部１０３から構成される。
【００２９】図５は図４の水位計測部１０１の詳細機能
ブロック図を示す。水位計測部１０１は、画像取り込み
部１０１−４、水面検知部１０１−５、水位計算部１０
１−６、計測結果表示部１０１−７、教示部１０１−１
から構成され、水位テーブル１０１―３を有している。
ブロック図を示す。水位計測部１０１は、画像取り込み
部１０１−４、水面検知部１０１−５、水位計算部１０
１−６、計測結果表示部１０１−７、教示部１０１−１
から構成され、水位テーブル１０１―３を有している。
【００３０】図６はカメラ姿勢制御部１０２の詳細機能
ブロック図を示す。カメラ姿勢制御部１０２は、カメラ
制御部１０２−１、カメラ制御信号出力部１０２−２か
ら構成されている。そして、水位計測結果とカメラプリ
セット番号の対応テーブル１０２―３と現在のプリセッ
ト番号テーブル１０２―４を有している。
ブロック図を示す。カメラ姿勢制御部１０２は、カメラ
制御部１０２−１、カメラ制御信号出力部１０２−２か
ら構成されている。そして、水位計測結果とカメラプリ
セット番号の対応テーブル１０２―３と現在のプリセッ
ト番号テーブル１０２―４を有している。
【００３１】図７は傾斜板制御部１０３の詳細の機能ブ
ロック図を示す。傾斜板制御部１０３は、傾斜板位置制
御部１０３−１、制御信号出力部１０３−２およびプリ
セット番号と傾斜板３の位置対応テーブル１０３−３か
ら構成されている。
ロック図を示す。傾斜板制御部１０３は、傾斜板位置制
御部１０３−１、制御信号出力部１０３−２およびプリ
セット番号と傾斜板３の位置対応テーブル１０３−３か
ら構成されている。
【００３２】次に水位計測の動作を説明する。
【００３３】図８は、画像処理装置１における水位計測
部１０１の処理フローを示す。なお、図８の教示処理部
１０１−１の処理フローについては図９に示す。
部１０１の処理フローを示す。なお、図８の教示処理部
１０１−１の処理フローについては図９に示す。
【００３４】水位計測部１０１のオンライン処理部１０
１−２は、ボックスＢでカメラ２で撮像した画像の取込
み処理を行い、ボックスＣにおいて取込んだ撮影画像を
解析して水面検知処理を実行する。ボックスＤにおいて
水位を計算して、ボックスＥに移行して水位の計測結果
を送信する。
１−２は、ボックスＢでカメラ２で撮像した画像の取込
み処理を行い、ボックスＣにおいて取込んだ撮影画像を
解析して水面検知処理を実行する。ボックスＤにおいて
水位を計算して、ボックスＥに移行して水位の計測結果
を送信する。
【００３５】ボックスＥにおいては水位計測結果に基づ
きカメラ２の姿勢制御の要否を判定する。ボックスＥの
処理では水面１４がカメラシーン（撮像範囲）から外れ
計測に支障がないかを判定する。カメラ姿勢制御が必要
なときは、ボックスＧのカメラ制御処理に移行する。
きカメラ２の姿勢制御の要否を判定する。ボックスＥの
処理では水面１４がカメラシーン（撮像範囲）から外れ
計測に支障がないかを判定する。カメラ姿勢制御が必要
なときは、ボックスＧのカメラ制御処理に移行する。
【００３６】図９に図８の教示処理の詳細を示す。
【００３７】教示処理は最初の立上げ時に行い、プリセ
ットシーン毎に実行する。
ットシーン毎に実行する。
【００３８】まず、最初にボックスＡ−１０でシーン番
号をセットする。次に、ボックスＡ−２０において対象
シーンにカメラ２を合わせ、ボックスＡ−３０に移行し
てプリセット値を設定する。
号をセットする。次に、ボックスＡ−２０において対象
シーンにカメラ２を合わせ、ボックスＡ−３０に移行し
てプリセット値を設定する。
【００３９】ボックスＡ−４０ではカメラ２で撮影した
画像を取り込み、ボックスＡ−５０において図１０に示
す第１の基準点２１（１８）を決定し、同様にボックス
Ａ−６０において第２の基準点２２（１９）を決定す
る。
画像を取り込み、ボックスＡ−５０において図１０に示
す第１の基準点２１（１８）を決定し、同様にボックス
Ａ−６０において第２の基準点２２（１９）を決定す
る。
【００４０】ボックスＡ−７０ではボックスＡ−５０と
ボックスＡ−６０で求めた第１の基準点２１と第２の基
準点２２を用いて後述するようにして画像座標系と世界
座標系の間の座標変換係数計算し記憶する。このように
して座標変換係数計算が終了するとボックスＡ−８０に
おいてカメラシーン番号を更新し、全てのシーンについ
て繰り返し実行する。
ボックスＡ−６０で求めた第１の基準点２１と第２の基
準点２２を用いて後述するようにして画像座標系と世界
座標系の間の座標変換係数計算し記憶する。このように
して座標変換係数計算が終了するとボックスＡ−８０に
おいてカメラシーン番号を更新し、全てのシーンについ
て繰り返し実行する。
【００４１】ボックスＡ−７０では第１の基準点２１と
第２の基準点２２に基づき座標変換係数を式１により求
める。
第２の基準点２２に基づき座標変換係数を式１により求
める。
【００４２】
【数１】
【００４３】このようにして、画像座標系と世界座標系
の距離変換係数εや両原点の関係が得られるので、画像
上で水面位置が決定できると世界座標系での水位が計算
できる。
の距離変換係数εや両原点の関係が得られるので、画像
上で水面位置が決定できると世界座標系での水位が計算
できる。
【００４４】図１１に図８における行うブロックＣの画
像解析による水面検知処理の詳細フローを示す。
像解析による水面検知処理の詳細フローを示す。
【００４５】画像の取り込み後に、まず、ボックスＣ−
１００で入力画像を２値化処理し、ボックスＣ―２００
において図１５に示すように傾斜板３に描いた傾斜帯３
Ａ上の任意の一点Ｐを定める。ボックスC−３００では
点Ｐを傾斜帯３Ａの辺に沿って変曲点Ｑまで下方に移動
し、ボックスＣ−４００において変曲点Ｑを水面位置と
する。画像上で得られた変曲点Ｑの縦軸座標値をｙとす
る。
１００で入力画像を２値化処理し、ボックスＣ―２００
において図１５に示すように傾斜板３に描いた傾斜帯３
Ａ上の任意の一点Ｐを定める。ボックスC−３００では
点Ｐを傾斜帯３Ａの辺に沿って変曲点Ｑまで下方に移動
し、ボックスＣ−４００において変曲点Ｑを水面位置と
する。画像上で得られた変曲点Ｑの縦軸座標値をｙとす
る。
【００４６】ボックスＣの水面検知処理によって得られ
た画像上の水面位置ｙを用いてボックスＤでは次のよう
にして水位を計算する。図１２に水位計算の処理フロー
を示す。
た画像上の水面位置ｙを用いてボックスＤでは次のよう
にして水位を計算する。図１２に水位計算の処理フロー
を示す。
【００４７】ボックスＤ−１００において垂直式量水標
９の教示処理における第１の基準点２１と変曲点Ｑの座
標値ｙの差を式２で計算する。
９の教示処理における第１の基準点２１と変曲点Ｑの座
標値ｙの差を式２で計算する。
【００４８】
【数２】Δｙ＝ｙ−ｙ１ …（式２） ｙ：今回計測した水面（画像座標系） ｙ１：教示時の第１の基準点の座標値（画像座標系） 次に、差ΔｙをボックスＤ-２００において教示処理時
に求めた変換係数εを使用して世界座標系に変換する。
に求めた変換係数εを使用して世界座標系に変換する。
【００４９】
【数３】 ΔY＝Δｙ・ε …（式３） ε：距離変換係数 ボックスD-３００では次式にて水位を計算する。
【００５０】
【数４】Y＝Y1＋ΔY …（式４） Y1：教示時の第１の基準点（世界座標系） 式４で得られた水位Yは、地上の基準点からの標高差で
ありダムの水位を表すものとなる。
ありダムの水位を表すものとなる。
【００５１】このようにしてカメラ２で撮像した画像を
画像処理装置１により画像処理してダムの水位が計測さ
れる。
画像処理装置１により画像処理してダムの水位が計測さ
れる。
【００５２】次にカメラ２の姿勢（角度）制御つまりカ
メラシーンの制御の手順について説明する。
メラシーンの制御の手順について説明する。
【００５３】カメラシーンの制御の要否は画像処理装置
１の水位計測部１０１において、図８に示すボックスＦ
の処理にて判定される。カメラ制御の要否判定は、水位
の範囲とカメラプリセット番号の関係を予め設定してお
くことにより行えるので詳細説明を省略する。
１の水位計測部１０１において、図８に示すボックスＦ
の処理にて判定される。カメラ制御の要否判定は、水位
の範囲とカメラプリセット番号の関係を予め設定してお
くことにより行えるので詳細説明を省略する。
【００５４】ボックスＦでカメラ制御要と判定されたと
きには図８のボックスＧの処理に移行する。ボックスＧ
の処理の詳細を図１３に示す。
きには図８のボックスＧの処理に移行する。ボックスＧ
の処理の詳細を図１３に示す。
【００５５】ボックスＧ１０では、カメラプリセット番
号（カメラシーンに対応し、撮影範囲を意味している）
を水位値により予め決められた表等を参照して決定し更
新する。プリセット番号が決定されると、ボックスＧ２
０においてカメラ２を新しいプリセット番号に制御する
ための制御信号を出力する。
号（カメラシーンに対応し、撮影範囲を意味している）
を水位値により予め決められた表等を参照して決定し更
新する。プリセット番号が決定されると、ボックスＧ２
０においてカメラ２を新しいプリセット番号に制御する
ための制御信号を出力する。
【００５６】また、カメラシーン番号（カメラプリセッ
ト番号）が更新されると傾斜板３を上下移動する必要が
あるので、ボックスＧ３０で傾斜板３の制御プログラム
を起動する。傾斜板３の位置は、図１６に示すようにプ
リセット番号ＰＮＯと傾斜板３（傾斜帯つまり傾斜描画
帯３Ａ）の位置Ｈｋの関係によって予め決められてい
る。カメラシーン番号（カメラプリセット番号）と傾斜
板３（傾斜描画帯３Ａ）の位置関係は、例えば、図１９
のようになる。
ト番号）が更新されると傾斜板３を上下移動する必要が
あるので、ボックスＧ３０で傾斜板３の制御プログラム
を起動する。傾斜板３の位置は、図１６に示すようにプ
リセット番号ＰＮＯと傾斜板３（傾斜帯つまり傾斜描画
帯３Ａ）の位置Ｈｋの関係によって予め決められてい
る。カメラシーン番号（カメラプリセット番号）と傾斜
板３（傾斜描画帯３Ａ）の位置関係は、例えば、図１９
のようになる。
【００５７】このようにボックスG１０で新しく更新さ
れたプリセット番号を使って傾斜板３は適正な位置に制
御される。図１７にカメラ２の撮影角度θ（カメラシー
ン）と量水標９、傾斜板３の関係を示す。
れたプリセット番号を使って傾斜板３は適正な位置に制
御される。図１７にカメラ２の撮影角度θ（カメラシー
ン）と量水標９、傾斜板３の関係を示す。
【００５８】このようなカメラシーンの更新に合わせて
傾斜板３の上下移動も行われる。ただし、カメラ制御の
度に傾斜板３を毎回移動する必要がない場合もあるの
で、その時の装置の条件により決めればよいことであ
る。
傾斜板３の上下移動も行われる。ただし、カメラ制御の
度に傾斜板３を毎回移動する必要がない場合もあるの
で、その時の装置の条件により決めればよいことであ
る。
【００５９】図１８に水位とカメラシーンの関係を示
す。
す。
【００６０】図１８の（イ）は、水位が上昇した時のカ
メラ２で撮像した画像（カメラシーン）の変化を示して
いる。図１８（イ）の（ａ）は通常の時の水面境界が中
央部付近にある状態を示す、（ｂ）は水位が上昇したと
きの状態を示す。（ｂ）の状態になると、本発明ではカ
メラ２と傾斜板３の制御を行い、水面境界部が画面の中
央部に位置するように制御を行い、（ｃ）の状態にす
る。
メラ２で撮像した画像（カメラシーン）の変化を示して
いる。図１８（イ）の（ａ）は通常の時の水面境界が中
央部付近にある状態を示す、（ｂ）は水位が上昇したと
きの状態を示す。（ｂ）の状態になると、本発明ではカ
メラ２と傾斜板３の制御を行い、水面境界部が画面の中
央部に位置するように制御を行い、（ｃ）の状態にす
る。
【００６１】図１８（ロ）の（ａ）〜（ｃ）は、水位が
下降した場合の例を示している。
下降した場合の例を示している。
【００６２】以上のようにして水位計測を行うのである
が、画像処理によって計測した水位に基いて水面位置を
特定する傾斜板を上下移動させているので傾斜板を小型
化してその設置を簡単に行うことができ、画像処理によ
る水位計測を正確に行うことができる。本発明は水深が
深く水位変動の大きい水面の水位を計測する場合にその
効果が顕著になる。
が、画像処理によって計測した水位に基いて水面位置を
特定する傾斜板を上下移動させているので傾斜板を小型
化してその設置を簡単に行うことができ、画像処理によ
る水位計測を正確に行うことができる。本発明は水深が
深く水位変動の大きい水面の水位を計測する場合にその
効果が顕著になる。
【００６３】なお、上述の実施例はダムの水位計測の例
であるが、河川、湖などの水位計測も同様に行えること
は勿論のことである。
であるが、河川、湖などの水位計測も同様に行えること
は勿論のことである。
【００６４】また、カメラの姿勢（角度）制御をしない
場合にも本発明が効果を奏することは明らかなことであ
る。
場合にも本発明が効果を奏することは明らかなことであ
る。
【００６５】
【発明の効果】本発明によれば画像処理によって計測し
た水位に基いて水面位置を特定する傾斜板を上下移動さ
せているので傾斜板を小型化してその設置を簡単に行う
ことができ、画像処理による水位計測を正確に行うこと
ができる。本発明は水深が深く水位変動の大きい水面の
水位を計測する場合にその効果が顕著になる。
た水位に基いて水面位置を特定する傾斜板を上下移動さ
せているので傾斜板を小型化してその設置を簡単に行う
ことができ、画像処理による水位計測を正確に行うこと
ができる。本発明は水深が深く水位変動の大きい水面の
水位を計測する場合にその効果が顕著になる。
【図１】本発明の一実施例を示す構成図である。
【図２】画像処理装置の一例を示す構成図である。
【図３】傾斜板制御装置の一例を示す構成図である。
【図４】画像処理装置の一例を示す機能ブロック図であ
る。
る。
【図５】図４における水位計測部の詳細機能ブロック図
である。
である。
【図６】図４におけるカメラ姿勢制御部の詳細機能ブロ
ック図である。
ック図である。
【図７】図４における傾斜板制御部の詳細機能ブロック
図である。
図である。
【図８】本発明による水位計測の動作説明のためのフロ
ー図である。
ー図である。
【図９】本発明による教示処理の動作説明のためのフロ
ー図である。
ー図である。
【図１０】本発明による教示処理の動作説明図である。
【図１１】本発明による水面検知処理の動作説明のため
のフロー図である。
のフロー図である。
【図１２】本発明による水位計算処理の動作説明のため
のフロー図である。
のフロー図である。
【図１３】本発明によるカメラ制御処理の動作説明のた
めのフロー図である。
めのフロー図である。
【図１４】本発明による傾斜板制御処理の動作説明のた
めのフロー図である。
めのフロー図である。
【図１５】本発明による量水標と傾斜板の説明図であ
る。
る。
【図１６】本発明によるカメラプリセット番号と傾斜板
の説明図である。
の説明図である。
【図１７】本発明によるカメラ、量水標および傾斜板の
幾何学的関係の説明図である。
幾何学的関係の説明図である。
【図１８】本発明による水位変化とカメラシーンの説明
図である。
図である。
【図１９】本発明によるカメラシーンと傾斜板の説明図
である。
である。
１…画像処理手段、２…カメラ、３…傾斜板、３Ａ…傾
斜帯、４…傾斜板駆動装置、５…傾斜板制御装置、６…
カメラ制御手段、７…雲台、８…ロープ、９…垂直式量
水標、１０…モニタＴＶ、１１…水位表示手段、１２…
水位計測装置、１３…ダムコンクリート壁、１４…水
面。
斜帯、４…傾斜板駆動装置、５…傾斜板制御装置、６…
カメラ制御手段、７…雲台、８…ロープ、９…垂直式量
水標、１０…モニタＴＶ、１１…水位表示手段、１２…
水位計測装置、１３…ダムコンクリート壁、１４…水
面。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 米丘 孝幸 茨城県日立市大みか町五丁目２番１号 日 立プロセスコンピュータエンジニアリング 株式会社内 Ｆターム(参考） 2F014 AB01 FA04
Claims (8)
- 【請求項１】水面に対し垂直状に設置されている量水標
と、この量水標の近傍に配置され水面に対して傾斜して
設置されている傾斜板とを撮像した画像を用いて画像処
理して水位を計測するものであって、画像処理によって
計測した水位に基いて前記傾斜板を上下動するようにし
たことを特徴とする水位計測方法。 - 【請求項２】水面に対し垂直状に設置されている量水標
と、この量水標の近傍に配置され水面に対して所定角度
だけ傾斜して設置されている傾斜板とを撮像した画像を
用いて画像処理して水位を計測するものであって、画像
処理によって計測した水位に基いて前記傾斜板の下端が
水面下に位置するように前記傾斜板を上下動するように
したことを特徴とする水位計測方法。 - 【請求項３】水面に対し垂直状に設置されている量水標
と、この量水標の近傍に配置され水面に対して予め定め
た角度だけ傾斜して設置されている傾斜板とを撮像手段
で撮像した画像を用いて画像処理して水位を計測するも
のであって、画像処理によって計測した水位に基いて、
水面位置を特定する前記傾斜板を上下動すると共に前記
撮像手段の撮像角度を調整するようにしたことを特徴と
する水位計測方法。 - 【請求項４】水面に対し垂直状に設置されている量水標
と、この量水標の近傍に配置され水面に対して予め定め
た角度だけ傾斜している傾斜帯を描かれている矩形部材
とをカメラで撮像した画像を用いて画像処理して水位を
計測するものであって、画像処理によって計測した水位
に基いて、水面位置を特定する前記傾斜帯の下端が水面
下に位置するように前記矩形部材を上下動すると共に前
記カメラが水面位置における前記量水標と前記矩形部材
を撮像するように前記カメラの撮像角度を調整するよう
にしたことを特徴とする水位計測方法。 - 【請求項５】水面に対し垂直状に設置されている量水標
と、この量水標の近傍に配置され水面に対して傾斜して
設置されている傾斜板と、前記量水標と前記傾斜板を撮
像する撮像手段と、前記撮像手段で撮像した画像を画像
処理して水位を計測する水位計測手段と、前記水位計測
手段で計測した水位に基いて前記傾斜板を上下動させる
傾斜板制御手段とを具備することを特徴とする水位計測
装置。 - 【請求項６】水面に対し垂直状に設置されている量水標
と、この量水標の近傍に配置され水面に対して所定角度
だけ傾斜して設置されている傾斜板と、前記量水標と前
記傾斜板を撮像する撮像手段と、前記撮像手段で撮像し
た画像を画像処理して水位を計測する水位計測手段と、
前記水位計測手段で計測した水位に基いて前記傾斜板の
下端が水面下に位置するように前記傾斜板を上下動させ
る傾斜板制御手段とを具備することを特徴とする水位計
測装置。 - 【請求項７】水面に対し垂直状に設置されている量水標
と、この量水標の近傍に配置され水面に対して予め定め
た角度だけ傾斜して設置されている傾斜板と、前記量水
標と前記傾斜板を撮像する撮像手段と、前記撮像手段で
撮像した画像を画像処理して水位を計測する画像処理手
段と、前記画像処理手段で計測した水位に基いて、水面
位置を特定する前記傾斜板を上下動させる傾斜板制御手
段と、前記画像処理手段で計測した水位に基いてを前記
撮像手段の撮像角度を調整する撮像制御手段と具備する
ことを特徴とする水位計測装置。 - 【請求項８】水面に対し垂直状に設置されている量水標
と、この量水標の近傍に配置され水面に対して予め定め
た角度だけ傾斜している傾斜帯を描かれている矩形部材
と、前記量水標と前記矩形部材を撮像するカメラと、前
記カメラで撮像した画像を画像処理して水位を計測する
画像処理手段と、前記画像処理手段で計測した水位に基
いて、水面位置を特定する前記傾斜帯の下端が水面下に
位置するように前記矩形部材を上下動させる傾斜板制御
手段と、前記画像処理手段で計測した水位に基いてを前
記カメラの撮像角度を調整するカメラ制御手段と具備す
ることを特徴とする水位計測装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25785499A JP2001082997A (ja) | 1999-09-10 | 1999-09-10 | 水位計測方法および装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25785499A JP2001082997A (ja) | 1999-09-10 | 1999-09-10 | 水位計測方法および装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001082997A true JP2001082997A (ja) | 2001-03-30 |
Family
ID=17312098
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25785499A Pending JP2001082997A (ja) | 1999-09-10 | 1999-09-10 | 水位計測方法および装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001082997A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20100322462A1 (en) * | 2009-06-17 | 2010-12-23 | National Applied Research Laboratories | Liquid Level Detection Method |
| CN102445239A (zh) * | 2010-09-29 | 2012-05-09 | 联宇工程技术(武汉)有限公司 | 基于多点水位的明渠量水新方法 |
| CN102494733A (zh) * | 2011-12-12 | 2012-06-13 | 西安电子科技大学 | 基于图像处理的水位监测系统及方法 |
| CN103852130A (zh) * | 2014-01-15 | 2014-06-11 | 北京艾力泰尔信息技术有限公司 | 基于图像识别的水位采集方法 |
| CN104677458A (zh) * | 2015-03-08 | 2015-06-03 | 无锡桑尼安科技有限公司 | 水位自动检测设备 |
-
1999
- 1999-09-10 JP JP25785499A patent/JP2001082997A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20100322462A1 (en) * | 2009-06-17 | 2010-12-23 | National Applied Research Laboratories | Liquid Level Detection Method |
| US8184848B2 (en) * | 2009-06-17 | 2012-05-22 | National Applied Research Laboratories | Liquid level detection method |
| CN102445239A (zh) * | 2010-09-29 | 2012-05-09 | 联宇工程技术(武汉)有限公司 | 基于多点水位的明渠量水新方法 |
| CN102494733A (zh) * | 2011-12-12 | 2012-06-13 | 西安电子科技大学 | 基于图像处理的水位监测系统及方法 |
| CN103852130A (zh) * | 2014-01-15 | 2014-06-11 | 北京艾力泰尔信息技术有限公司 | 基于图像识别的水位采集方法 |
| CN104677458A (zh) * | 2015-03-08 | 2015-06-03 | 无锡桑尼安科技有限公司 | 水位自动检测设备 |
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