JP2002031562A - 水位計測装置、及び水位計測方法 - Google Patents

水位計測装置、及び水位計測方法

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JP2002031562A
JP2002031562A JP2000214007A JP2000214007A JP2002031562A JP 2002031562 A JP2002031562 A JP 2002031562A JP 2000214007 A JP2000214007 A JP 2000214007A JP 2000214007 A JP2000214007 A JP 2000214007A JP 2002031562 A JP2002031562 A JP 2002031562A
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JP2000214007A
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English (en)
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Futoshi Kuga
太 久賀
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Toshiba Corp
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Toshiba Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 画像解析による精度の高い水位計測を行なう
ことが可能な水位計測装置、及び水位計測方法を提供す
る。 【解決手段】 量水板1は基本単位毎に、2つの領域を
設け、各領域をそれぞれ異なる色とし、2色の組み合わ
せを水位の基本単位毎に変え、2つの領域の水平方向長
さの割合を水位位置に応じて変えたものとする。この量
水板1をカメラ2で撮像した画像を画像認識部4に取り
込み、現在の水位位置を認識し、水位解析部5で、2色
の組み合わせから大まかな位置を判定し、また現在の水
位位置における2つの領域の水平方向長さの割合から、
さらに細かい単位の測定を行なう。これにより、画像解
析による精度の高い水位計測を行なうことができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、量水板を使用し
て、河川等の水位計測を画像解析により行なう水位計測
装置、及び水位計測方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来水位計とTM(テレメータ)設備等
により観測していた河川等の水位観測を、河川等を監視
しているカメラ設備を使用し、最近各所で行われている
画像認識技術を応用して測定しようという需要が高まっ
てきている。
【0003】この際、河川等の水位を画像で認識させる
には、ただ水の映像を捕らえてもその水位は基準がはっ
きりしないめ、従来管理者が現場で水位を観測するため
に橋の欄干等に取り付けられている量水板の画像を捕ら
え、現在の水面の位置とその時の量水板の数値と目盛り
を画像認識して水位を測定しようとしている。
【0004】例えば、図7に示すような数値と目盛りの
付いた量水板を用いて画像認識技術により、水位を測定
しようとする場合、このような量水板の数値と目盛りを
画像認識で読み取り解析することは、現在の画像認識技
術では困難な部分が多く実用的でない。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】上述のように、現在の
画像認識技術は、パターン認識はできても、“数字・文
字”や“目盛り”を認識させるのは非常に難しく、水位
を画像解析により計測して水位データに置換し、各種処
理に使用するには計測精度が悪すぎるという問題があっ
た。
【0006】本発明は、従来のこのような点に鑑み為さ
れたもので、画像解析による精度の高い水位計測を行な
うことが可能な水位計測装置、及び水位計測方法を提供
することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】請求項1に記載の本発明
に係る水位計測装置は、水位位置に応じて水平方向長さ
の割合が変化する少なくとも2つの領域を有する量水板
と、この量水板を撮像した画像を得る手段と、この手段
により得られた画像から水位位置を認識する手段と、画
像の水位位置における少なくとも2つの領域の水平方向
長さの割合から水位値を求める手段とを備えたことを特
徴とする。
【0008】請求項1に記載の本発明によれば、精度の
高い水位計測を行なうことが可能な水位計測装置を実現
することができる。
【0009】請求項2に記載の本発明に係る水位計測装
置は、水位位置に応じて水平方向長さの割合が変化する
とともに、水位位置の基本単位毎に組み合わせの異なる
色が配色された少なくとも2つの領域を有する量水板
と、この量水板を撮像した画像を得る手段と、この手段
により得られた画像から水位位置を認識する手段と、画
像の水位位置における少なくとも2つの領域の色の組み
合わせ及び水平方向長さの割合から水位値を求める手段
とを備えたことを特徴とする。
【0010】請求項2に記載の本発明によれば、精度の
高い水位計測を行なうことが可能な水位計測装置を実現
することができる。
【0011】請求項3に記載の本発明に係る水位計測装
置は、水位位置に応じて水平方向長さの割合が変化する
とともに、水位位置の基本単位毎に組み合わせの異なる
模様が配置された領域を含む少なくとも2つの領域を有
する量水板と、この量水板を撮像した画像を得る手段
と、この手段により得られた画像から水位位置を認識す
る手段と、画像の水位位置における少なくとも2つの領
域の模様の組み合わせ及び水平方向長さの割合から水位
値を求める手段とを備えたことを特徴とする。
【0012】請求項3に記載の本発明によれば、精度の
高い水位計測を行なうことが可能な水位計測装置を実現
することができる。
【0013】請求項4に記載の本発明に係る水位計測方
法は、水位位置に応じて水平方向長さの割合が変化する
とともに、水位位置の基本単位毎に組み合わせの異なる
色が配色された少なくとも2つの領域を有する量水板を
撮像し、撮像された画像から水位位置を認識し、画像の
水位位置における少なくとも2つの領域の色の組み合わ
せ及び水平方向長さの割合から水位値を求めることを特
徴とする。
【0014】請求項4に記載の本発明に係る水位計測方
法によれば、精度の高い水位計測を行なうことができ
る。
【0015】請求項5に記載の本発明に係る水位計測方
法は、水位位置に応じて水平方向長さの割合が変化する
とともに、水位位置の基本単位毎に組み合わせの異なる
模様が配置された領域を含む少なくとも2つの領域を有
する量水板を撮像し、撮像された画像から水位位置を認
識し、画像の水位位置における少なくとも2つの領域の
模様の組み合わせ及び水平方向長さの割合から水位値を
求めることを特徴とする。
【0016】請求項5に記載の本発明に係る水位計測方
法によれば、精度の高い水位計測を行なうことができ
る。
【0017】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施形態について詳細に説明する。
【0018】図1は、本発明の一実施形態に係る水位計
測装置の構成を示すブロック図である。同図において、
1は例えば橋の欄干等に設けられた画像認識専用の量水
板、2は量水板1を撮像するため固定した位置に設けら
れたカメラ、3は処理装置、6は2次処理装置である。
【0019】処理装置3は、カメラ2で撮像された画像
を認識する画像認識部4と、この画像認識部4での認識
結果から水位を解析する水位解析部5からなる。2次処
理装置6は、処理装置3で得られた水位から例えば流量
を求める式を用いて流量の計算を行なう等、処理装置3
で得られた水位データを用いて2次的な処理を行なうも
のである。
【0020】図2は、画像認識専用の量水板1の一例を
示すものである。
【0021】画像認識技術の得意とするところは“パタ
ーン認識”である。このため、水位計測を画像解析で行
う場合、その測定物(画像を解析する対象物)である量
水板が、パターン認識を行ない易いものであれば、画像
認識による水位データの解析精度(計測精度)も向上す
る。従って、この実施形態における量水板1は、図7に
示すような従来の数値表示のある量水板ではなく、図2
に示すように、画像解析に適した量水板である。
【0022】即ち、量水板1は、基本単位毎(例えば1
m単位)に、2つの領域A、Bを設け、各領域A、Bを
それぞれ異なる色とした2色の組み合わせパターンで表
示したものとする。2色の組み合わせを水位の基本単位
毎に変えることにより、画像解析時に、水位が現在大ま
かにどの位置にあるかをまず判断できるようにする。そ
して、さらに細かい単位(例1cm単位等)を測定しや
すくするために、2つの領域A、Bの水平方向長さの割
合を、高さ即ち水位位置に応じて変えることにより、現
在の水位位置Lにおける2つの領域A、Bの水平方向長
さa、bがどのような割合かを解析し、その割合から水
位値を算出できるようにしてある。
【0023】次に、図3を参照して、この実施形態の動
作について説明する。
【0024】処理装置3の画像認識部4は、カメラ2に
より量水板1を撮像した画像を取り込み(ステップS3
1)、現在の水面即ち水位位置Lを認識する(ステップ
S32)。
【0025】認識された現在の水位位置Lのパターンに
ついて、水位解析部5で解析を行なう。この解析におい
ては、まず、2色の組み合わせから、現在の水位位置L
の大まかな位置、即ち基本単位についての判定を行なう
(ステップS33)。例えば、現在の水位位置Lが白黒
のパターンの位置であれば、0〜1mの間の場所、現在
の水位位置Lが白赤のパターンの位置であれば、1〜2
mの間の場所等と判定する。
【0026】次に、現在の水位位置Lにおける2つの領
域A、Bの水平方向長さの割合(aとbとの割合)か
ら、さらに細かい単位(例1cm単位等)の測定を行な
う(ステップS34)。例えば、現在の水位位置Lが領
域A(白領域)の水平方向長さ25%、領域B(赤領
域)の水平方向長さ75%であれば、水位値は1m25
cmとなる。2次処理装置6は、このようにして測定さ
れた水位データを利用して、各種の処理を行なう(ステ
ップS35)。
【0027】なお、上述の説明では、1mを基本単位と
して、量水板1における2つの領域A、Bについての2
色の組み合わせパターンを変えることとしたが、10c
mを基本単位として、2つの領域A、Bについての2色
の組み合わせパターンを変えることとしてもよい。
【0028】また、組み合わせる2つの色としては、色
差(または輝度)が異なりこれを認識できるものであれ
ば、任意の色を用いることが出来る。
【0029】更に、2つの領域A、Bに白と黒の2色を
用いることとし、基本単位毎に、領域A(白領域)は無
模様とし領域B(黒領域)の模様を変えることとしても
よい。この場合の例を図4に示す。同図においては、領
域B(黒領域)の模様は0〜1mの間を格子縞、1〜2
mの間を横縞、2〜3mの間を縦縞としている。このよ
うに、領域Aと領域Bとの境界が判別できるものであれ
ば、領域Aと領域Bとにそれぞれ任意の模様を配置し、
基本単位毎に模様の組み合わせを変えることとすればよ
い。
【0030】また、基本単位毎における2色のパターン
の構成は、図5に示すように、一方の領域Aが2つ即ち
領域A1と領域A2とに分離されているものとしてもよ
い。この場合は、(a1+a2)とbとの割合から、細
かい単位(例1cm単位等)の測定を行なうことができ
る。
【0031】さらに、基本単位毎に3つの領域A、B、
Cを設け、そのパターンの構成を、3色の組み合わせと
し、このパターン配列を基本単位毎に変えることもでき
る。例えば、図6に示す3つの領域A、B、Cの色をそ
れぞれ、例えば、0〜1mの間は赤、黒、白、1〜2m
の間は、赤、白、黒、2〜3mの間は、白、赤、黒とす
ることもできる。
【0032】以上説明したように、上記実施形態におい
ては、測定物(画像を解析する対象物)である量水板1
を、パターン認識を行ない易いものとし、画像認識技術
の得意とする “パターン認識”により水位計測を行な
っている。従って、画像認識による水位データの解析精
度(計測精度)を向上させることができる。
【0033】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
精度の高い水位計測を行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の一実施形態に係る水位計測装置の構
成を示すブロック図。
【図2】 本発明の一実施形態における量水板の一例を
示す図。
【図3】 本発明の一実施形態における処理手順を示す
フローチャート。
【図4】 本発明の一実施形態における量水板の他の例
を示す図。
【図5】 本発明の一実施形態における量水板の更に他
の例を示す図。
【図6】 本発明の一実施形態における量水板の更に他
の例を示す図。
【図7】 従来の量水板の例を示す図。
【符号の説明】
1…量水板 2…カメラ 3…処理装置 4…画像認識部 5…水位解析部 6…2次処理装置

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】水位位置に応じて水平方向長さの割合が変
    化する少なくとも2つの領域を有する量水板と、この量
    水板を撮像した画像を得る手段と、この手段により得ら
    れた前記画像から水位位置を認識する手段と、前記画像
    の前記水位位置における前記少なくとも2つの領域の水
    平方向長さの割合から水位値を求める手段とを備えたこ
    とを特徴とする水位計測装置。
  2. 【請求項2】水位位置に応じて水平方向長さの割合が変
    化するとともに、水位位置の基本単位毎に組み合わせの
    異なる色が配色された少なくとも2つの領域を有する量
    水板と、この量水板を撮像した画像を得る手段と、この
    手段により得られた前記画像から水位位置を認識する手
    段と、前記画像の前記水位位置における前記少なくとも
    2つの領域の色の組み合わせ及び水平方向長さの割合か
    ら水位値を求める手段とを備えたことを特徴とする水位
    計測装置。
  3. 【請求項3】水位位置に応じて水平方向長さの割合が変
    化するとともに、水位位置の基本単位毎に組み合わせの
    異なる模様が配置された領域を含む少なくとも2つの領
    域を有する量水板と、この量水板を撮像した画像を得る
    手段と、この手段により得られた前記画像から水位位置
    を認識する手段と、前記画像の前記水位位置における前
    記少なくとも2つの領域の模様の組み合わせ及び水平方
    向長さの割合から水位値を求める手段とを備えたことを
    特徴とする水位計測装置。
  4. 【請求項4】水位位置に応じて水平方向長さの割合が変
    化するとともに、水位位置の基本単位毎に組み合わせの
    異なる色が配色された少なくとも2つの領域を有する量
    水板を撮像し、撮像された画像から水位位置を認識し、
    前記画像の前記水位位置における前記少なくとも2つの
    領域の色の組み合わせ及び水平方向長さの割合から水位
    値を求めることを特徴とする水位計測方法。
  5. 【請求項5】水位位置に応じて水平方向長さの割合が変
    化するとともに、水位位置の基本単位毎に組み合わせの
    異なる模様が配置された領域を含む少なくとも2つの領
    域を有する量水板を撮像し、撮像された画像から水位位
    置を認識し、前記画像の前記水位位置における前記少な
    くとも2つの領域の模様の組み合わせ及び水平方向長さ
    の割合から水位値を求めることを特徴とする水位計測方
    法。
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