JP2009508108A - オイルおよびガス漏出の検出および定量のための差分吸収lidarにおける性能精度を改善する方法 - Google Patents
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Abstract
Description
Claims (31)
- 差分吸収LIDAR(DIAL)システムにおいて信号対ノイズ比を改善する方法であって、
a)実質的に共直線的に送出されたオンライン・レーザビームおよびオフライン・レーザビームを含むDIALビームが複数個の測定箇所を透過される如く該DIALビームをスキャンする段階と、
b)上記複数個の測定箇所に対応する上記オンライン・レーザビームの複数の送出パルス・エネルギおよび上記オフライン・レーザビームの複数の送出パルス・エネルギを測定する段階と、
c)上記複数個の測定箇所に対応する上記オンライン・レーザビームの複数の受信パルス・エネルギおよび上記オフライン・レーザビームの複数の受信パルス・エネルギを測定する段階と、
d)ひとつの測定箇所を選択する段階と、
e)上記選択されたひとつの測定箇所の回りの関心領域(ROI)内における測定箇所のROI部分集合を選択する段階と、
f)上記選択されたひとつの測定箇所に対し、
上記選択されたROI部分集合の測定箇所に対して送出された上記オンライン・レーザビームのパルス・エネルギに由来する、送出された平均オンライン・パルス・エネルギと、
上記選択されたROI部分集合の測定箇所に対して送出された上記オフライン・レーザビームのパルス・エネルギに由来する、送出された平均オフライン・パルス・エネルギと、
上記選択されたROI部分集合の測定箇所から受信した上記オンライン・レーザビームのパルス・エネルギに由来する、受信された平均オンライン・パルス・エネルギと、
上記選択されたROI部分集合の測定箇所から受信した上記オフライン・レーザビームのパルス・エネルギに由来する、受信された平均オフライン・パルス・エネルギと、
を計算する段階と、
g)上記選択されたひとつの測定箇所に対し、上記送出された平均オンライン・パルス・エネルギと、上記送出された平均オフライン・パルス・エネルギと、上記受信された平均オンライン・パルス・エネルギと、上記受信された平均オフライン・パルス・エネルギとを用いて、上記DIALビームの濃度経路長(CPL)を計算する段階と、
を備えて成る方法。 - 前記段階(a)は、前記DIALビームが透過される前記複数個の測定箇所が均一に分布される如く上記DIALビームをスキャンする段階を含む、請求項1に記載の方法。
- 前記選択されたひとつの測定箇所の回りにおける前記ROIは、該選択されたひとつの測定箇所上に中心合わせされた円であって所定半径を有する円である、請求項2に記載の方法。
- 前記複数個の測定箇所は実質的に密接しており、且つ、
前記ROIの前記所定半径は前記DIALビームのビーム半径の略々5倍である、
請求項3に記載の方法。 - 前記段階(a)は、前記DIALビームが透過される前記複数個の測定箇所の密度が変化する如く上記DIALビームをスキャンする段階を含む、請求項1に記載の方法。
- 前記選択されたひとつの測定箇所の回りにおける前記ROIは、上記選択されたひとつの測定箇所上に中心合わせされた円であり、且つ、
上記円の半径は、上記ROIが所定個数の測定箇所を含む如く選択される、
請求項5に記載の方法。 - 測定箇所の前記所定個数は約25である、請求項6に記載の方法。
- 前記段階(f)は、
f1)前記送出された平均オンライン・パルス・エネルギを、前記選択されたROI部分集合の測定箇所に対して送出された前記オンライン・レーザビームのパルス・エネルギの重み付きなし平均値であるとして計算する段階と、
f2)前記送出された平均オフライン・パルス・エネルギを、上記選択されたROI部分集合の測定箇所に対して送出された前記オフライン・レーザビームのパルス・エネルギの重み付きなし平均値であるとして計算する段階と、
f3)前記受信された平均オンライン・パルス・エネルギを、上記選択されたROI部分集合の測定箇所から受信した上記オンライン・レーザビームのパルス・エネルギの重み付きなし平均値であるとして計算する段階と、
f4)前記受信された平均オフライン・パルス・エネルギを、上記選択されたROI部分集合の測定箇所から受信した上記オフライン・レーザビームのパルス・エネルギの重み付きなし平均値であるとして計算する段階と、
を含む、請求項1に記載の方法。 - 前記段階(f)は、
f1)前記送出された平均オンライン・パルス・エネルギを、前記選択されたROI部分集合の測定箇所に対して送出された前記オンライン・レーザビームのパルス・エネルギの重み付き平均値であるとして計算する段階と、
f2)前記送出された平均オフライン・パルス・エネルギを、上記選択されたROI部分集合の測定箇所に対して送出された前記オフライン・レーザビームのパルス・エネルギの重み付き平均値であるとして計算する段階と、
f3)前記受信された平均オンライン・パルス・エネルギを、上記選択されたROI部分集合の測定箇所から受信した上記オンライン・レーザビームのパルス・エネルギの重み付き平均値であるとして計算する段階と、
f4)前記受信された平均オフライン・パルス・エネルギを、上記選択されたROI部分集合の測定箇所から受信した上記オフライン・レーザビームのパルス・エネルギの重み付き平均値であるとして計算する段階と、
を含む、請求項1に記載の方法。 - 前記段階(f1)、(f2)、(f3)および(f4)の重み付き平均値は円形ガウス核重み付け関数に従い計算される、請求項9に記載の方法。
- h)前記測定箇所の全てが段階(d)において選択されるまで段階(d)、(e)、(f)、(g)および(h)を反復する段階を更に備えて成る、請求項1に記載の方法。
- i)各測定箇所に対し、段階(g)において計算された対応CPLを用いて、該測定箇所がプルーム箇所を表すのか非プルーム箇所を表すのかを決定する段階を更に備えて成る、請求項11に記載の方法。
- 前記平均の非プルームCPLは各測定箇所の局所的非プルーム分布に基づく、請求項13に記載の方法。
- 前記平均の非プルームCPLは、訓練のための一群の非プルーム測定箇所に基づく、請求項13に記載の方法。
- 前記平均の非プルームCPLは各測定箇所の局所的非プルーム分布に基づく、請求項16に記載の方法。
- 前記平均の非プルームCPLは、訓練のための一群の非プルーム測定箇所に基づく、請求項16に記載の方法。
- j)段階(i)において決定された各プルーム箇所に対し、段階(g)において計算されたCPLを用い、該プルーム箇所が偽のプルーム箇所であるか否かを決定する段階、
を更に備えて成る、請求項12に記載の方法。 - 段階(i)において決定されたプルーム箇所の内の第i番目のプルーム箇所に対し、前記段階(j)は、
j1)上記第i番目のプルーム箇所の最近傍部分集合の測定箇所であって、上記プルーム箇所と、所定個数(K−1)の最近傍測定箇所とを含むという最近傍部分集合の測定箇所から、第j番目の測定箇所を選択する段階と、
j2)上記第j番目の測定箇所の回りにおける測定箇所の局所的部分集合のCPLの平均CPLすなわち/CPLij計算する段階と、
j3)一次の誤差伝搬に基づいて、上記局所的部分集合における各測定箇所の標準偏差(CPLsd)jを計算する段階と、
j4)j=1〜Kに対して上記段階(j1)、(j2)および(j3)を反復する段階と、
j5)cplijは段階(g)において計算された第j番目の測定箇所の対応CPLであるとして、第i番目のプルーム箇所のCPL尤度値
j6)Tはスレッショルド標準偏差レベルであるとして、上記第i番目のプルーム箇所の上記CPL尤度値が該第i番目のプルーム箇所のCPLスレッショルド値レベル
を含む、請求項19記載の方法。 - 前記測定箇所の最近傍部分集合の前記所定個数は24である、請求項20に記載の方法。
- 差分吸収LIDAR(DIAL)システムを用いて測定された測定箇所がプルーム箇所を表すのか非プルーム箇所を表すのかを決定する改善された方法であって、
a)複数個の測定箇所に対する濃度経路長(CPL)を決定する段階と、
b)平均の非プルームCPLすなわち/CPLを提供する段階と、
c)各測定箇所に対し、一次の誤差伝搬に基づいて、標準偏差CPLsdを計算する段階と、
d)各測定箇所に対し、cplは上記測定箇所の対応CPLであるとして、CPL尤度値
e)各測定箇所に対し、Tはスレッショルド標準偏差レベルであるとして、上記CPL尤度値がCPLスレッショルド値レベル
を含む方法。 - 前記平均の非プルームCPLは各測定箇所の局所的非プルーム分布に基づく、請求項22に記載の方法。
- 前記平均の非プルームCPLは、訓練のための一群の非プルーム測定箇所に基づく、請求項22記載の方法。
- 差分吸収LIDAR(DIAL)システムを用いて測定された測定箇所がプルーム箇所を表すのか非プルーム箇所を表すのかを決定する改善された方法であって、
a)複数個の測定箇所に対する濃度経路長(CPL)を決定する段階と、
b)平均の非プルームCPLすなわち/CPLを提供する段階と、
c)各測定箇所に対し、一次の誤差伝搬に基づいて、標準偏差CPLsdを計算する段階と、
d)各測定箇所に対し、cplは段階(g)において計算された測定箇所の対応CPLであり且つTはスレッショルド標準偏差レベルであるとして、
を含む方法。 - 前記平均の非プルームCPLは各測定箇所の局所的非プルーム分布に基づく、請求項25に記載の方法。
- 前記平均の非プルームCPLは、訓練のための一群の非プルーム測定箇所に基づく、請求項25記載の方法。
- 差分吸収LIDAR(DIAL)システムを用いて特定された偽のプルーム箇所を発見する改善された方法であって、
a)複数個の測定箇所に対する濃度経路長(CPL)を決定する段階と、
b)各測定箇所に対し、対応CPLを用いて、該測定箇所がプルーム箇所を表すのか非プルーム箇所を表すのかを決定する段階と、
c)上記段階(b)において決定された各プルーム箇所の内のひとつのプルーム箇所の最近傍部分集合の測定箇所であって、上記プルーム箇所と、所定個数(K−1)の最近傍測定箇所とを含むという最近傍部分集合の測定箇所から、第j番目の測定箇所を選択する段階と、
d)上記第j番目の測定箇所の回りにおける測定箇所の局所的部分集合のCPLの平均CPLすなわち/CPLjを計算する段階と、
e)一次の誤差伝搬に基づいて、上記局所的部分集合における各測定箇所の標準偏差(CPLsd)jを計算する段階と、
f)j=1〜Kに対して上記段階(c)、(d)および(e)を反復する段階と、
g)cpljは上記第j番目の測定箇所の対応CPLであるとして、上記ひとつのプルーム箇所のCPL同時尤度値
h)Tはスレッショルド標準偏差レベルであるとして、上記ひとつのプルーム箇所の上記CPL同時尤度値が該ひとつのプルーム箇所のCPLスレッショルド値レベル
i)段階(b)において決定された各プルーム箇所に対し、段階(c)、(d)、(e)、(f)、(g)および(h)を反復する段階と、
を備えて成る方法。 - 前記測定箇所の最近傍部分集合の前記所定個数は約24である、請求項28に記載の方法。
- 差分吸収LIDAR(DIAL)システムを用いて特定された複数個の測定箇所の不確定ラベル付き箇所を分類する改善された方法であって、
a)上記複数個の測定箇所に対する濃度経路長(CPL)を決定する段階と、
b)各測定箇所に対し、対応CPLを用いて、該測定箇所がプルーム箇所を表すのか非プルーム箇所を表すのか不確定ラベル付き箇所を表すのかを決定する段階と、
c)上記段階(b)において決定された複数の不確定ラベル付き箇所の内のひとつの不確定ラベル付き箇所の最近傍部分集合の測定箇所であって、上記不確定ラベル付き箇所と、所定個数(K−1)の最近傍測定箇所とを含むという最近傍部分集合の測定箇所から、第j番目の測定箇所を選択する段階と、
d)上記第j番目の測定箇所の回りにおける測定箇所の局所的部分集合のCPLの平均CPLすなわち/CPLjを計算する段階と、
e)一次の誤差伝搬に基づいて、上記局所的部分集合における各測定箇所の標準偏差(CPLsd)jを計算する段階と、
f)j=1〜Kに対して上記段階(c)、(d)および(e)を反復する段階と、
g)cpljは上記第j番目の測定箇所の対応CPLであるとして、上記ひとつの不確定ラベル付き箇所のCPL同時尤度値
h)Tはスレッショルド標準偏差レベルであるとして、上記ひとつの不確定ラベル付き箇所の上記CPL同時尤度値が該ひとつの不確定ラベル付き箇所のCPLスレッショルド値レベル
上記ひとつの不確定ラベル付き箇所の上記CPL同時尤度値が該ひとつの不確定ラベル付き箇所の上記CPLスレッショルド値レベル未満であるならば、上記ひとつの不確定ラベル付き箇所はプルーム箇所を表すと決定する段階と、
i)段階(b)において決定された不確定ラベル付き箇所の各々に対し、段階(c)、(d)、(e)、(f)、(g)および(h)を反復する段階と、
を備えて成る方法。 - 前記測定箇所の最近傍部分集合の前記所定個数は約24である、請求項30に記載の方法。
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