JP2014222174A - Measuring sensor, measuring system, and measuring method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、計測センサ、計測システムおよび計測方法に関する。 The present invention relates to a measurement sensor, a measurement system, and a measurement method.
近年、多発する異常気象により、防災への意識がますます高まっており、特に、洪水や津波等の水害への対策が求められている。洪水や津波等の水害を防止または軽減するためには、河川および海洋の様々な地点において、水位や水流の状態を測定することが重要である。様々な地点の水位や水流の状態を把握することにより、水害の発生を早期に検知したり、発生した水害に対し適切な対策を実施したりすることができるようになる。 In recent years, due to frequent abnormal weather, awareness of disaster prevention is increasing, and in particular, countermeasures against flood damage such as floods and tsunamis are required. In order to prevent or reduce flood damage such as floods and tsunamis, it is important to measure the water level and water flow conditions at various points in rivers and oceans. By grasping the water level and water flow state at various points, it becomes possible to detect the occurrence of flood damage at an early stage and to take appropriate measures against the flood damage that has occurred.
例えば、水害を早期に検知するためには、水位の変化を把握することが重要である。具体的には、水位の短時間における異常上昇または異常下降を捉えることにより、水害の発生を早期に検知することができる。また、水害が発生した後は、被害を最小限に抑えるために水流の状態を把握することが重要である。具体的には、水流の速度および方向を把握することにより、最適な対策を実施することが可能である。 For example, in order to detect flood damage at an early stage, it is important to grasp the change in the water level. Specifically, the occurrence of flood damage can be detected at an early stage by capturing an abnormal rise or drop in a short time of the water level. In addition, after a flood has occurred, it is important to understand the state of the water flow in order to minimize the damage. Specifically, it is possible to implement optimum measures by grasping the speed and direction of the water flow.
ここで、特許文献1には、加速度センサにより上下移動を検出し、水位に変換する技術が開示されている。また、特許文献2には、浮子を流して水流を測定する技術が開示されている。 Here, Patent Document 1 discloses a technique for detecting vertical movement by an acceleration sensor and converting it into a water level. Patent Document 2 discloses a technique for measuring a water flow by flowing a float.
しかし、引用文献1および2に開示された技術では、水位または水流の一方のみしか計測できない。したがって、水害発生前において重要な水位と、水害発生後において重要な水流とをそれぞれ計測するためには、水位計測装置および水流計測装置の両方を個別に設置しなければならないという問題があった。 However, with the techniques disclosed in the cited references 1 and 2, only one of the water level or the water flow can be measured. Therefore, in order to measure an important water level before the occurrence of flood damage and an important water flow after the occurrence of flood damage, there is a problem that both the water level measurement device and the water flow measurement device must be individually installed.
そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、水位に応じて水位計測装置および水流計測装置として利用することが可能な、新規かつ改良された計測センサ、計測システムおよび計測方法を提供することにある。 Therefore, the present invention has been made in view of the above problems, and the object of the present invention is new and improved which can be used as a water level measuring device and a water flow measuring device according to the water level. A measurement sensor, a measurement system, and a measurement method are provided.
上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、水位に基づき収容装置から流出する計測センサであって、水位に関する情報を取得する水位計測部と、前記計測センサの位置情報を取得する位置情報取得部と、を備える、計測センサが提供される。 In order to solve the above-described problem, according to an aspect of the present invention, a measurement sensor that flows out of a storage device based on a water level, a water level measurement unit that acquires information about the water level, and position information of the measurement sensor is acquired. A position sensor is provided.
前記計測センサは、水位が所定の範囲から外れた場合、前記収容装置から流出してもよい。 The measurement sensor may flow out of the storage device when the water level is out of a predetermined range.
前記計測センサは、センサ送信部をさらに備え、前記計測センサが前記収容装置の内部に存在する場合、前記センサ送信部は、水位に関する情報を送信し、前記計測センサが前記収容装置から流出した場合、前記センサ送信部は、前記計測センサの位置情報を送信してもよい。 The measurement sensor further includes a sensor transmission unit, and when the measurement sensor is present in the storage device, the sensor transmission unit transmits information on a water level, and the measurement sensor flows out of the storage device. The sensor transmission unit may transmit position information of the measurement sensor.
前記計測センサは、前記計測センサの位置情報が変動した場合に、前記収容装置から流出したと判断してもよい。 The measurement sensor may determine that the measurement sensor has flowed out of the storage device when position information of the measurement sensor changes.
前記計測センサは、前記計測センサの向きに関する情報を取得する角速度計測部を備えてもよい。 The measurement sensor may include an angular velocity measurement unit that acquires information regarding the orientation of the measurement sensor.
また、上記課題を解決するために、本発明のさらに別の観点によれば、計測センサと、前記計測センサを収容し、水位に基づいて前記計測センサを流出する収容装置と、を備え、前記計測センサは、水位に関する情報を取得する水位計測部、および前記計測センサの位置情報を取得する位置情報取得部を含む、計測システムが提供される。 In order to solve the above-described problem, according to still another aspect of the present invention, the measurement sensor and a storage device that stores the measurement sensor and flows out the measurement sensor based on a water level are provided. The measurement sensor is provided with a measurement system including a water level measurement unit that acquires information about the water level and a position information acquisition unit that acquires position information of the measurement sensor.
水位が所定の範囲から外れた場合、前記計測センサは前記収容装置から流出してもよい。 When the water level is out of a predetermined range, the measurement sensor may flow out of the storage device.
前記収容装置は、上部に前記計測センサが通過可能な開口を備え、下部の少なくとも一部に水が流入する流入口を備えた柱状容器を有し、前記柱状容器の内部に前記計測センサが収容されてもよい。 The storage device includes a columnar container having an opening through which the measurement sensor can pass and an inflow port through which water flows into at least a part of the lower part, and the measurement sensor is accommodated in the columnar container. May be.
前記計測システムは、水位算出部および水流解析部の少なくともどちらか一方をさらに備え、前記水位算出部は、前記計測センサから取得した水位に関する情報に基づき、水位の算出を行い、前記水流解析部は、前記計測センサの位置情報に基づき、水流状態の解析を行ってもよい。 The measurement system further includes at least one of a water level calculation unit and a water flow analysis unit, the water level calculation unit calculates a water level based on information about the water level acquired from the measurement sensor, and the water flow analysis unit The water flow state may be analyzed based on the position information of the measurement sensor.
前記計測システムは、流出判断部をさらに備え、前記流出判断部は、前記計測センサが前記収容装置から流出したか否かに基づいて、前記水位算出部、および前記水流解析部の動作を制御してもよい。 The measurement system further includes an outflow determination unit, and the outflow determination unit controls operations of the water level calculation unit and the water flow analysis unit based on whether or not the measurement sensor has flowed out of the storage device. May be.
前記流出判断部は、前記計測センサの位置情報が変動した場合に、前記計測センサが流出したと判断してもよい。 The outflow determination unit may determine that the measurement sensor has flowed out when position information of the measurement sensor fluctuates.
前記水位算出部は、前記水位に関する情報として鉛直方向の加速度を取得し、水位の算出を行ってもよい。 The said water level calculation part may acquire the acceleration of a perpendicular direction as information regarding the said water level, and may calculate a water level.
前記水流解析部は、前記計測センサから、さらに前記計測センサの向きに関する情報を取得し、前記水流状態の解析を行ってもよい。 The water flow analysis unit may further acquire information on the direction of the measurement sensor from the measurement sensor and analyze the water flow state.
また、上記課題を解決するために、本発明のさらに別の観点によれば、水位に基づき収容装置から流出する計測センサを用いた計測方法であって、水位に関する情報を取得するステップと、水位に基づき前記計測センサが流出するステップと、前記計測センサの位置情報を取得するステップと、を含む計測方法が提供される。 In order to solve the above problem, according to still another aspect of the present invention, there is provided a measurement method using a measurement sensor that flows out of a storage device based on a water level, the step of acquiring information on the water level, A measurement method is provided that includes the step of causing the measurement sensor to flow out and the step of acquiring position information of the measurement sensor.
以上説明したように本発明によれば、水位に応じて水位計測装置および水流計測装置として利用することが可能な計測センサ、計測システムおよび計測方法が提供される。 As described above, according to the present invention, a measurement sensor, a measurement system, and a measurement method that can be used as a water level measurement device and a water flow measurement device according to the water level are provided.
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。 Exemplary embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings. In addition, in this specification and drawing, about the component which has the substantially same function structure, duplication description is abbreviate | omitted by attaching | subjecting the same code | symbol.
<1.本願発明の実施形態に係る計測システムの概略>
本発明は、以下で一実施形態を挙げて説明するが、多様な形態で実施され得る。本発明の実施形態に係る計測システムが含む計測センサは、水位に関する情報を取得する水位計測部と、該計測センサの位置情報を取得する位置情報取得部とを備え、また、水位に基づき収容装置から流出する。
<1. Outline of Measurement System According to Embodiment of Present Invention>
The present invention will be described below with reference to one embodiment, but can be implemented in various forms. A measurement sensor included in a measurement system according to an embodiment of the present invention includes a water level measurement unit that acquires information about a water level, and a position information acquisition unit that acquires position information of the measurement sensor, and a storage device based on the water level Spill from.
本発明の実施形態に係る計測センサは、水位に関する情報を取得する。したがって、該計測センサが収容装置に収容されている場合、本発明の実施形態に係る計測システムは、水位を算出する水位計測装置として使用することができる。また、該計測センサが収容装置から流出した場合、計測センサは所定のタイミング(例えば、1〜10秒間隔等で)で該計測センサの位置情報を取得する。したがって、本発明の実施形態に係る計測システムは、該計測センサの単位時間当たりの位置情報の変動を解析することにより、水流状態を算出する水流計測装置として使用することができる。 The measurement sensor which concerns on embodiment of this invention acquires the information regarding a water level. Therefore, when the measurement sensor is accommodated in the accommodation device, the measurement system according to the embodiment of the present invention can be used as a water level measurement device that calculates the water level. Further, when the measurement sensor flows out of the storage device, the measurement sensor acquires position information of the measurement sensor at a predetermined timing (for example, at intervals of 1 to 10 seconds). Therefore, the measurement system according to the embodiment of the present invention can be used as a water flow measurement device that calculates a water flow state by analyzing a change in position information per unit time of the measurement sensor.
以上説明したように、本発明の実施形態に係る計測システムは、計測センサが水位に応じて収容装置から流出することにより、水位計測装置および水流計測装置として用いることが可能な計測システムである。以下では、係る計測システムについて、詳細に説明を行う。 As described above, the measurement system according to the embodiment of the present invention is a measurement system that can be used as a water level measurement device and a water flow measurement device when a measurement sensor flows out of a storage device according to a water level. Hereinafter, the measurement system will be described in detail.
まず、図1〜3を参照して、本発明の実施形態に係る計測システムの概略について説明する。図1は、本発明の実施形態に係る計測システムの概略を示した説明図である。また、図2は、本発明の実施形態に係る計測システムの収容装置の構造の具体例を示した説明図であり、図3は、本発明の実施形態に係る計測システムの収容装置から計測センサが流出する場合の具体例を示した説明図である。 First, with reference to FIGS. 1-3, the outline of the measurement system which concerns on embodiment of this invention is demonstrated. FIG. 1 is an explanatory diagram showing an outline of a measurement system according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is an explanatory diagram showing a specific example of the structure of the storage device of the measurement system according to the embodiment of the present invention, and FIG. 3 shows the measurement sensor from the storage device of the measurement system according to the embodiment of the present invention. It is explanatory drawing which showed the specific example in the case of flowing out.
図1に示すように、本発明の実施形態に係る計測システムは、計測センサ1と、計測センサ1を収容する収容装置3と、計測センサ1からの情報を受信する情報解析装置5と、を備える。
As shown in FIG. 1, a measurement system according to an embodiment of the present invention includes a measurement sensor 1, a
ここで、計測センサ1および収容装置3は、例えば、河川および海洋等の水中に設置される。また、情報解析装置5は、例えば、収容装置3が設置された河川沿い、および収容装置3が設置された海洋に面した港湾等に設置される。
Here, the measurement sensor 1 and the
計測センサ1は、例えば、浮力を有し水面に浮遊するブイである。具体的には、計測センサ1は、ポリエチレン等のプラスチックおよびガラスなどで形成され、河川または海洋等を浮遊する球体ブイであってもよい。 The measurement sensor 1 is, for example, a buoy that has buoyancy and floats on the water surface. Specifically, the measurement sensor 1 may be a spherical buoy that is made of plastic such as polyethylene and glass, and that floats in a river or the ocean.
計測センサ1は、水位に関する情報および計測センサ1の位置情報を取得する。具体的には、計測センサ1は、水位に関する情報として鉛直方向の加速度を取得する。計測センサ1は、水面と共に上下するため、加速度センサにより計測センサ1にかかる鉛直方向の加速度を測定することで水位変化の加速度を測定できる。また、計測センサ1は、GPS(Global Positioning System)により該計測センサ1の位置情報を取得する。さらに、計測センサ1は、取得した鉛直方向の加速度、該計測センサ1の位置情報、および該計測センサ1の識別IDを所定のタイミング(例えば、1〜10秒間隔等で)で、無線通信により情報解析装置5に送信する。なお、計測センサ1は、例えば、無線アドホックネットワークによるマルチホップ通信を行い、情報解析装置5へ上記の情報を送信してもよい。
The measurement sensor 1 acquires information on the water level and position information of the measurement sensor 1. Specifically, the measurement sensor 1 acquires acceleration in the vertical direction as information on the water level. Since the measurement sensor 1 moves up and down with the water surface, the acceleration of the water level change can be measured by measuring the acceleration in the vertical direction applied to the measurement sensor 1 by the acceleration sensor. Further, the measurement sensor 1 acquires position information of the measurement sensor 1 by GPS (Global Positioning System). Further, the measurement sensor 1 wirelessly communicates the acquired vertical acceleration, the position information of the measurement sensor 1 and the identification ID of the measurement sensor 1 at a predetermined timing (for example, at intervals of 1 to 10 seconds). It transmits to the
また、計測センサ1は、該計測センサ1の位置情報が変動したか否かに基づいて、該計測センサ1が収容装置3から流出したか否かを判断してもよい。例えば、水害等により水位が上昇した場合、計測センサ1は、収容装置3から流出する。収容装置3から流出した計測センサ1は、該計測センサ1の位置情報および識別IDを情報解析装置5に送信することにより、水流センサとして用いることができるようになる。係る場合、計測センサ1は、水位に関する情報である鉛直方向の加速度を情報解析装置5へ送信することを停止してもよい。
Further, the measurement sensor 1 may determine whether or not the measurement sensor 1 has flowed out of the
なお、計測センサ1は、上述した構成に加えて、該計測センサ1が流出した場合に、さらに多くの情報収集を行うために、例えば、温度計、カメラ等の情報収集装置を備えていてもよい。また、計測センサ1は、該計測センサ1が流出した場合に救助用具として用いることができるように、例えば、マイク、拡声器、および発光装置等を備えていてもよい。さらに、計測センサ1は、該計測センサ1が流出した場合に、被災者が該計測センサ1を浮き輪代わりに用いることができるよう、ロープ等を巻きつけられていてもよい。 In addition to the above-described configuration, the measurement sensor 1 may include an information collection device such as a thermometer or a camera in order to collect more information when the measurement sensor 1 flows out. Good. In addition, the measurement sensor 1 may include, for example, a microphone, a loudspeaker, and a light emitting device so that it can be used as a rescue tool when the measurement sensor 1 flows out. Furthermore, the measurement sensor 1 may be wound with a rope or the like so that a victim can use the measurement sensor 1 instead of a floating ring when the measurement sensor 1 flows out.
収容装置3は、内部に計測センサ1を収容する。また、収容装置3の内部に収容された計測センサ1は、水位が所定の範囲を外れた場合に流出する。具体的には、収容装置3は、ポール等で川底、海底、および岸壁などに固定された柱状容器を有し、該柱状容器の内部に計測センサ1が収容される。
The
ここで、図2および図3を参照して、収容装置3の具体的構造、および計測センサ1が収容装置3から流出する際の様子について、説明を行う。図2に示すように、収容装置3は、柱状容器31と、柱状容器31を保持し、川底、海底、および岸壁等に打ち込まれたポール37から成る。また、柱状容器31の上面は開口33であり、下面には網35が設けられる。
Here, with reference to FIG. 2 and FIG. 3, a specific structure of the
柱状容器31は、例えば、内部が空洞の筒状容器であり、内部に計測センサ1を収容する。柱状容器31の下面からは、水が自由に流出入し、柱状容器31の内部および外部の水位は常に同一に保たれる。
The
図3に示すように、水位が上昇し、柱状容器31の上面まで達した場合、計測センサ1は、開口33を通過して柱状容器31の外部に流出する。一方、水位が低下し、柱状容器31の下面まで達した場合、網35が設けられているため、計測センサ1は柱状容器31の外部へ流出しない。
As shown in FIG. 3, when the water level rises and reaches the upper surface of the
また、計測センサ1が流出する水位は、柱状容器31の上面高さによって設定され、計測センサ1が測定可能な水位の範囲は、柱状容器31の鉛直方向長さによって設定される。これら柱状容器31の大きさは、計測システムを設置する地点ごとに適切に設定することが可能である。具体的には、柱状容器31の上面高さは、該計測システムが設置される河川または海洋の管理者が定めた危険水位に対応する高さであってもよい。また、柱状容器31の長さは、該計測システムが設置される河川または海洋の年間水位変動幅であってもよい。
The water level from which the measurement sensor 1 flows out is set by the height of the upper surface of the
なお、柱状容器31の構造は、上記例示に限定されない。例えば、柱状容器31は、下面に底が設けられて片側が閉じた構造を有し、下部の一部に水が流出入可能な流出入口が設けられた構造であってもよい。係る場合であっても、水は、流出入口を介して流出入するため、該柱状容器31の内部および外部の水位を同一することができる。
Note that the structure of the
さらに、柱状容器31は、網35等が設けられず上下端が開口した円筒構造であってもよい。係る場合、計測センサ1は、水位の上昇または下降により、柱状容器31の上面および下面のどちらからも流出することができる。したがって、係る計測システムでは、津波等の前兆で河川および海洋の水位が急激に低下した場合にも、計測センサ1が収容装置3より流出し、該計測システムを水流計測装置として用いることができるようになる。また、係る場合では、渇水等で水位が低下した場合にも、同様に計測センサ1の流出が発生する。しかしながら、渇水による水位低下は緩やかに発生するため、係る計測システムは、水位変動の経過を参照することにより、渇水による水位低下と、津波等の前兆による河川および海洋の水位低下とを判別することができる。
Furthermore, the
情報解析装置5は、計測センサ1から受信した情報に基づいて、水位および水流状態の少なくともいずれか一方を算出する。具体的には、情報解析装置5は、計測センサ1が測定した鉛直方向の加速度を2回積分することにより水位の変動量を算出し、事前に登録された初期水位に基づいて、現在の水位を算出する。また、情報解析装置5は、所定のタイミング(例えば、1〜10秒間隔等で)で発信される計測センサ1の位置情報および識別IDを受信し、該計測センサ1の単位時間当たりの移動方向および移動量を算出することにより、水流状態である水流の方向および速度を算出する。
The
なお、情報解析装置5は、複数の計測センサ1から情報を受信し、それぞれについて水位および水流状態の少なくともいずれか一方を算出してもよい。特に、複数の計測センサ1を用いて水位および水流状態を測定した場合には、複数の地点での水流の傾向から、津波等を早期に検知することも可能である。
The
また、情報解析装置5は、計測センサ1の位置情報が変動したか否かに基づいて、該計測センサ1が収容装置3から流出したか否かを判断する。ここで、情報解析装置5は、計測センサ1が収容装置3に収容されていると判断した場合、水位の算出を行う。また、計測センサ1が収容装置3から流出したと判断した場合、水流状態の算出を行う。なお、情報解析装置5は、計測センサ1が収容装置3から流出したと判断した場合、水害等が発生したと判断し、非常事態を警告する警報等の発令または発令指示を出してもよい。
Further, the
以上説明したように、本発明の実施形態に係る計測システムは、計測センサ1が収容装置3の柱状容器31に収容されている場合、水位計測装置として用いることができる。また、計測センサ1が収容装置3から流出した場合、水流計測装置として用いることができる。したがって、本発明の実施形態に係る計測システムは、水害発生前においては、水害を早期に検知するために水位の変化を把握する水位計測装置として用いることができる。また、本発明の実施形態に係る計測システムは、水害が発生し、水位が上昇した場合には、被害を最小限に抑えるために水流状態を把握する水流計測装置として用いることができる。
As described above, the measurement system according to the embodiment of the present invention can be used as a water level measurement device when the measurement sensor 1 is accommodated in the
<2.本発明の実施形態に係る計測システムの内部構成>
続いて、図4を参照して本発明の実施形態に係る計測システムの内部構成について、説明を行う。図4は、本発明の実施形態に係る計測システムの内部構成を示したブロック図である。
<2. Internal Configuration of Measurement System According to Embodiment of the Present Invention>
Next, the internal configuration of the measurement system according to the embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a block diagram showing the internal configuration of the measurement system according to the embodiment of the present invention.
図4に示すように、本発明の実施形態に係る計測システムは、計測センサ1と、収容装置3と、情報解析装置5と、を含む。ここで、収容装置3については、上記で説明したとおりであるので、ここでの説明は省略する。
As shown in FIG. 4, the measurement system according to the embodiment of the present invention includes a measurement sensor 1, a
(2.1.計測センサの内部構成)
まず、計測センサ1の内部構成について、説明を行う。図4に示すように、計測センサ1は、センサ通信部100と、水位計測部110と、位置情報取得部120と、角速度計測部130と、を備える。
(2.1. Internal structure of measurement sensor)
First, the internal configuration of the measurement sensor 1 will be described. As shown in FIG. 4, the measurement sensor 1 includes a
センサ通信部100は、水位に関する情報、計測センサ1の位置情報、計測センサ1の向きに関する情報、および該計測センサ1の識別IDを情報解析装置5に送信する。具体的には、センサ通信部100は、水位計測部110が算出した鉛直方向の加速度、位置情報取得部120が取得した計測センサ1の位置情報、角速度計測部130が算出した計測センサ1の向きに関する情報、および該計測センサ1の識別IDを、所定のタイミング(例えば、1〜10秒間隔)で繰り返し情報解析装置5に送信する。ここで、センサ通信部100は、例えば、無線アドホックネットワークによるマルチホップ通信を行い、無線通信を行ってもよい。
The
また、センサ通信部100は、計測センサ1の位置情報が変動したか否かに基づいて、該計測センサ1が収容装置3から流出したか否かを判断し、送信する情報を変更してもよい。例えば、計測センサ1が収容装置3に収容されている場合、センサ通信部100は、水位に関する情報、計測センサ1の位置情報、および該計測センサ1の識別IDを情報解析装置5に送信してもよい。また、計測センサ1が収容装置3から流出した場合、センサ通信部100は、計測センサ1の位置情報、計測センサ1の向きに関する情報、および該計測センサ1の識別IDを情報解析装置5に送信してもよい。
Further, the
水位計測部110は、計測センサ1にかかる鉛直方向の加速度を測定する。具体的には、水位計測部110は、加速度センサを備え、計測センサ1にかかる鉛直方向の加速度を測定する。計測センサ1は、水面に浮遊しているため、計測センサ1の鉛直方向の加速度が水位変化の加速度となる。ここで、水位計測部110は、計測センサ1にかかる鉛直方向の加速度を測定するだけでなく、さらに該鉛直方向の加速度を2回積分することにより、鉛直方向の変動量を算出し、情報解析装置5に送信してもよい。なお、水位計測部110が備える加速度センサとしては、公知の多様な加速度センサを使用することができる。
The water
位置情報取得部120は、GPS衛星から電波を受信することで計測センサ1の位置情報を取得する。具体的には、位置情報取得部120は、複数のGPS衛星から電波を受信し、それぞれのGPS衛星との距離を算出することで計測センサ1の位置情報を取得する。また、位置情報取得部120は、取得した位置情報の精度を向上させるため、例えば、正確な位置座標が判明している固定局からの電波信号をさらに受信するディファレンシャルGPS(Differential GPS)を行ってもよい。
The position
角速度計測部130は、計測センサ1の向きに関する情報を取得する。具体的には、角速度計測部130は、ジャイロセンサを備え、計測センサ1の向きに関する情報として計測センサ1にかかる水平方向の角速度を測定する。
The angular
係る構成により、本発明の実施形態に係る計測システムは、計測センサ1にかかる水平方向の角速度から該計測センサ1の向きを算出することで、該計測センサ1の位置情報から算出した水流状態(特に水流の方向について)を補正することができる。 With such a configuration, the measurement system according to the embodiment of the present invention calculates the direction of the measurement sensor 1 from the horizontal angular velocity applied to the measurement sensor 1, thereby calculating the water flow state calculated from the position information of the measurement sensor 1 ( In particular, the direction of water flow) can be corrected.
なお、角速度計測部130は、計測センサ1にかかる水平方向の角速度を測定するだけでなく、さらに該水平方向の角速度から計測センサ1の向きを算出し、情報解析装置5に送信してもよい。
Note that the angular
ここで、図5Aおよび5Bを参照して、角速度計測部130が有する角速度センサの一種であるジャイロセンサの構造、および角速度の測定方法について説明を行う。図5Aは、ジャイロセンサの構造の具体例を示す説明図である。また、図5Bは、図5Aのジャイロセンサが回転を検知した場合の動作を示す説明図である。
Here, with reference to FIGS. 5A and 5B, a structure of a gyro sensor which is a kind of angular velocity sensor included in the angular
図5Aに示すように、ジャイロセンサは、駆動腕131Aおよび131Bと、連結腕133Aおよび133Bと、検出腕135Aおよび135Bと、固定部137と、を備える。駆動腕131Aおよび131Bは、検出腕135Aおよび135Bに対して線対称で「A」方向に振動しており、検出腕135Aおよび135Bの表面には検出電極が形成される。また、連結腕133Aおよび133B、固定部137は、剛直な構造体で形成される。
As shown in FIG. 5A, the gyro sensor includes drive
図5Bに示すように、例えば、図5Aで示したジャイロセンサに対して、「B」方向の回転が加えられた場合、駆動腕131Aおよび131Bにコリオリの力が働き、駆動腕131Aおよび131Bに「C」方向の振動が発生する。さらに、駆動腕131Aおよび131Bが「C」方向に振動した場合、固定部137が屈曲し、検出腕135Aおよび135Bが「D」方向に運動する。係る検出腕135Aおよび135Bの運動による電位差を検出電極にて検出することで、図5Aで示したジャイロセンサは、回転の角速度を検出することができる。
As shown in FIG. 5B, for example, when rotation in the “B” direction is applied to the gyro sensor shown in FIG. 5A, Coriolis force acts on the
以上にて、角速度計測部130が有するジャイロセンサの具体的構造と角速度の測定方法について説明を行った。しかしながら、本発明は上記例示に限定されず、公知の他の多様な角速度センサを用いることも可能である。
The specific structure of the gyro sensor included in the angular
(2.2.情報解析装置の内部構成)
次に、情報解析装置5の内部構成について、説明を行う。図4に示すように、情報解析装置5は、装置通信部500と、流出判断部510と、水位算出部520と、水流解析部530と、を備える。
(2.2. Internal structure of information analysis device)
Next, the internal configuration of the
装置通信部500は、所定のタイミング(例えば、1〜10秒間隔等で)で発信される計測センサ1からの信号を受信する。例えば、装置通信部500は、計測センサ1からの無線信号を受信するアンテナである。ここで、装置通信部500は、計測センサ1のセンサ通信部100から無線信号を受信できれば、いかなるアンテナの形状であってもよい。
The
流出判断部510は、計測センサ1が収容装置3から流出したか否かを判断し、水位算出部520および水流解析部530の動作を制御する。計測センサ1は、収容装置3の内部に収容されているため、収容装置3から流出しない限り位置情報は変動しない。したがって、流出判断部510は、計測センサ1の位置情報が変動した場合に、該計測センサ1が収容装置3から流出したと判断することができる。
The
具体的には、流出判断部510は、計測センサ1から、該計測センサの位置情報を取得し、該位置情報が変動したか否かに基づいて、計測センサ1が収容装置3から流出したか否かを判断する。また、流出判断部510は、計測センサ1が収容装置3に収容されている場合、水位算出部520に水位を算出させ、計測センサ1が収容装置3から流出した場合、水流解析部530に水流状態を算出させる。
Specifically, the
水位算出部520は、計測センサ1から、鉛直方向の加速度を取得し、水位を算出する。具体的には、水位算出部520は、計測センサ1から、該計測センサ1にかかる鉛直方向の加速度を取得し、該鉛直方向の加速度を2回積分することにより水位の変動量を算出する。さらに、水位算出部520は、算出した水位の変動量と、事前に登録された初期水位とを参照して、現在の水位を算出する。なお、事前に登録される初期水位は、例えば、収容装置3の最下部まで計測センサ1が下がった場合に渇水であると判定できるような値であってもよく、また、前年の平均水位であってもよい。
The water
水流解析部530は、計測センサ1から、該計測センサ1の位置情報、水平方向の角速度を取得し、水流状態を算出する。具体的には、水流解析部530は、計測センサ1から所定のタイミング(例えば、1〜10秒間隔等で)で発信される該計測センサ1の位置情報、および識別IDを取得し、位置情報の変動量から計測センサ1の単位時間当たりの移動方向および移動量を算出する。また、水流解析部530は、算出した計測センサ1の単位時間当たりの移動方向および移動量から、該計測センサ1が存在する位置における水流の方向および速度を算出する。
The water
ここで、水流解析部530は、計測センサ1から該計測センサ1の水平方向の角速度を取得し、該計測センサ1の向きを算出してもよい。係る場合、水流解析部530は、該計測センサ1の向きを用いて、位置情報から算出した計測センサ1の単位時間当たりの移動方向および移動量を補正することで、より精度の高い水流の方向および速度を算出することができる。
Here, the water
なお、上記にて説明した流出判断部510、水位算出部520、および水流解析部530は、例えば、演算処理装置であるCPU(Central Processing Unit)、CPUが使用するプログラムや演算パラメータ等を記憶するROM(Read Only Memory)、CPUの実行において使用するプログラムや、その実行において適宜変化するパラメータ等を一時記憶するRAM(Random Access Memory)などによって実現することができる。
The
<3.本発明の実施形態に係る計測システムの動作>
以上において、本発明の実施形態に係る計測システムの構成について説明を行った。以下では、図6を参照して本発明の実施形態に係る計測システムの動作について、情報解析装置5に着目して説明を行う。図6は、本発明の実施形態に係る計測システムが含む情報解析装置5の動作を示したフローチャート図である。
<3. Operation of Measurement System According to Embodiment of the Present Invention>
The configuration of the measurement system according to the embodiment of the present invention has been described above. Hereinafter, the operation of the measurement system according to the embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 6 is a flowchart showing the operation of the
図6に示すように、まず、水位算出部520は、装置通信部500を介して、計測センサ1より水位に関する情報、識別ID等を取得する(S100)。ここで、水位に関する情報とは、例えば、該計測センサ1の鉛直方向の加速度である。次に、水位算出部520は、取得した鉛直方向の加速度から水位の変動量を算出し、事前に登録された初期水位を参照して水位を算出する(S110)。また、流出判断部510は、装置通信部500を介して、計測センサ1より該計測センサ1の位置情報、識別ID等を取得する(S120)。
As shown in FIG. 6, first, the water
続いて、流出判断部510は、以前に取得した該計測センサ1の位置情報を参照して、計測センサ1の位置情報が変動しているか否かを判断する(S130)。ここで、計測センサ1の位置情報が変動していない場合(S130/No)、流出判断部510は、計測センサ1が収容装置3から流出していないと判断し、情報解析装置5は、S100に戻り、再び水位の算出に係る動作を行う。
Subsequently, the
また、計測センサ1の位置情報が変動している場合(S130/Yes)、流出判断部510は、計測センサ1が収容装置3から流出したと判断する(S140)。係る場合、水流解析部530は、装置通信部500を介して、計測センサ1より、該計測センサ1の位置情報、向きに関する情報、識別ID等を取得する(S150)。ここで、向きに関する情報とは、例えば、該計測センサ1の水平方向の角速度である。
Moreover, when the positional information on the measurement sensor 1 is changing (S130 / Yes), the
次に、水流解析部530は、取得した該計測センサ1の位置情報から、単位時間当たりの計測センサ1の移動方向および移動量を算出する。また、水流解析部530は、取得した水平方向の角速度から該計測センサ1の向きを算出し、該計測センサ1の移動方向を補正して水流状態を算出する(S160)。さらに、水流解析部530は、所定のタイミング(例えば、1〜10秒間隔など)でS150およびS160の動作を繰り返し、水流状態の変化を測定する。
Next, the water
<4.まとめ>
以上にて、本発明の実施形態に係る計測システムについて詳細に説明を行った。本発明の実施形態に係る計測システムによれば、水位に基づき計測センサが収容装置から流出することにより、水位に応じて水位計測装置および水流計測装置として用いることが可能である。
<4. Summary>
The measurement system according to the embodiment of the present invention has been described in detail above. According to the measurement system according to the embodiment of the present invention, the measurement sensor flows out of the storage device based on the water level, so that it can be used as a water level measurement device and a water flow measurement device according to the water level.
ここで、本発明の実施形態に係る計測システムは、計測センサ1および情報解析装置5の数によって、限定されるものではない。例えば、本発明の実施形態に係る計測システムは、計測センサ1および情報解析装置5がそれぞれ一つずつから成る計測システムであってもよいし、複数の計測センサ1と、複数の情報解析装置5とから成る計測システムであってもよい。しかしながら、水害等の早期検知および被害防止のためには、より多くの地点の水位および水流状態を一括して解析することが望ましいため、複数の計測センサ1と、一つの情報解析装置5から成る計測システムが最も好ましい。
Here, the measurement system according to the embodiment of the present invention is not limited by the number of measurement sensors 1 and
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。 The preferred embodiments of the present invention have been described in detail above with reference to the accompanying drawings, but the present invention is not limited to such examples. It is obvious that a person having ordinary knowledge in the technical field to which the present invention pertains can come up with various changes or modifications within the scope of the technical idea described in the claims. Of course, it is understood that these also belong to the technical scope of the present invention.
1 計測センサ1
3 収容装置
5 情報解析装置
31 柱状容器
33 開口
35 網
37 ポール
100 センサ通信部
110 水位計測部
120 位置情報取得部
130 角速度計測部
500 装置通信部
510 流出判断部
520 水位算出部
530 水流解析部
1 Measurement sensor 1
DESCRIPTION OF
Claims (14)
水位に関する情報を取得する水位計測部と、
前記計測センサの位置情報を取得する位置情報取得部と、
を備える、計測センサ。 A measurement sensor that flows out of the containment device based on the water level,
A water level measurement unit that obtains information about the water level;
A position information acquisition unit for acquiring position information of the measurement sensor;
A measurement sensor comprising:
前記計測センサが前記収容装置の内部に存在する場合、前記センサ送信部は、水位に関する情報を送信し、前記計測センサが前記収容装置から流出した場合、前記センサ送信部は、前記計測センサの位置情報を送信する、請求項1または2に記載の計測センサ。 The measurement sensor further includes a sensor transmission unit,
When the measurement sensor is present inside the storage device, the sensor transmission unit transmits information on the water level, and when the measurement sensor flows out of the storage device, the sensor transmission unit detects the position of the measurement sensor. The measurement sensor according to claim 1 or 2, which transmits information.
前記計測センサを収容し、水位に基づいて前記計測センサを流出する収容装置と、を備え、
前記計測センサは、水位に関する情報を取得する水位計測部、および前記計測センサの位置情報を取得する位置情報取得部を含む、計測システム。 A measurement sensor;
A storage device that houses the measurement sensor and flows out the measurement sensor based on a water level;
The measurement sensor includes a water level measurement unit that acquires information about a water level, and a position information acquisition unit that acquires position information of the measurement sensor.
前記水位算出部は、前記計測センサから取得した水位に関する情報に基づき、水位の算出を行い、
前記水流解析部は、前記計測センサの位置情報に基づき、水流状態の解析を行う、請求項6〜8のいずれか一項に記載の計測システム。 The measurement system further includes at least one of a water level calculation unit and a water flow analysis unit,
The water level calculation unit calculates the water level based on the information on the water level acquired from the measurement sensor,
The measurement system according to any one of claims 6 to 8, wherein the water flow analysis unit analyzes a water flow state based on position information of the measurement sensor.
前記流出判断部は、前記計測センサが前記収容装置から流出したか否かに基づいて、前記水位算出部、および前記水流解析部の動作を制御する、請求項9に記載の計測システム。 The measurement system further includes an outflow determination unit,
The measurement system according to claim 9, wherein the outflow determination unit controls operations of the water level calculation unit and the water flow analysis unit based on whether or not the measurement sensor has flowed out of the storage device.
水位に関する情報を取得するステップと、
水位に基づき前記計測センサが流出するステップと、
前記計測センサの位置情報を取得するステップと、
を含む計測方法。
It is a measurement method using a measurement sensor that flows out of the storage device based on the water level,
Obtaining information about the water level;
A step of the measurement sensor flowing out based on a water level;
Obtaining position information of the measurement sensor;
Measuring method including
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