JP2017010307A - Measuring device, measuring system, measuring result collection method, and program - Google Patents

Measuring device, measuring system, measuring result collection method, and program Download PDF

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a remote natural information measuring system making good use of an approximation curve process.SOLUTION: A measuring device comprises: an approximation curve generation unit that obtains an observation result measured by a sensor, and generates information representing an approximation curve that approximates the aggregation of points indicated by the time-series observation result; and a communication unit for transmitting the information representing the approximation curve generated by the approximation curve generation unit.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、測定装置、測定システム、測定結果収集方法およびプログラムに関する。   The present invention relates to a measurement apparatus, a measurement system, a measurement result collection method, and a program.

近年、農業分野において、作物の育成のために測定装置を使って土壌や空気、温度などの作物の育成状況に係わる自然界の情報を集めることで、より効率的に営農活動を行おうという動きがある。例えばグリーンハウス内の空気中に含有される二酸化炭素量を、測定装置を用いて測定し、必要に応じて二酸化炭素を追加するというような場面が考えられる。このような特に農業分野に役立つ自然界の情報を、測定装置を用いて収集する行為のことを「農業向けセンシング」と呼ぶ。   In recent years, in the field of agriculture, there has been a movement to conduct more efficient farming activities by collecting information on the natural world related to the cultivation status of crops such as soil, air, and temperature using a measuring device for growing crops. is there. For example, it is conceivable that the amount of carbon dioxide contained in the air in the green house is measured using a measuring device, and carbon dioxide is added as necessary. Such an act of collecting information in the natural world that is particularly useful in the agricultural field using a measuring device is called “sensing for agriculture”.

農業向けセンシングにより、最終的に利益を享受するのは営農者である。しかし農業向けセンシングにより収集された情報は、それ単体では単なる数値の羅列であり、そのまま営農者が活用することは非常に難しい。従ってこれらの情報を処理するための装置を作製・運用し、農業ICTサービスという形で営農者に提供するサービス事業者も存在する。またセンシングされた情報を元に作物の出来高を予測し、それを取引市場などに農作物の価格決定の際に考慮する情報として提供する事業者も存在する。このように農業向けセンシングによって収集された情報を仲介・間接的に活用する利用者は営農者以外にも幅広く存在する。従って需要についても多岐に渡る。   Farmers ultimately benefit from sensing for agriculture. However, the information collected by sensing for agriculture is simply a list of numerical values, and it is very difficult for farmers to use as it is. Accordingly, there are service providers that produce and operate devices for processing these information and provide them to farmers in the form of agricultural ICT services. There are also businesses that predict crop yields based on sensed information and provide them as information to be considered when determining the price of crops in a trading market. In this way, there are a wide range of users other than farmers who mediate and indirectly use information collected by sensing for agriculture. Therefore, the demand also varies widely.

農業向けセンシングに対する需要は、情報の新鮮さ、つまり情報が測定されてから最終的に営農者に渡るまでかかる時間に注目して、即応性と正確性による現状把握と、蓄積と分析による知見の獲得、の二つに大別できる。まず即応と正確性による現状把握であるが、例えば、現在の室温を常に測定して、室温の急上昇に対する警報を営農者に伝達するというサービスを実現するニーズがある。そのため測定装置は現状を出来るだけ早く利用者に伝える必要がある。また緊急事態における重要な判断に用いられるため、正確性を求められる場合も多い。しかし現状では重要な判断を行うためには情報量が少ない場合も多い。また、蓄積と分析による知見の獲得であるが、例えば、蓄積された過去の気温情報を元に気温の動向を観察し、収穫量予測などの知見を得るというニーズがある。このニーズにおいては全体としての傾向を観察するため、個別の情報の正確性・収集情報の網羅性はそれほど重要ではない。また即時性は求められない。この場合、過去の情報が多いほど、情報の粒度が細かいほど分析が容易になるため、情報量が大きくなる傾向がある。   Demand for sensing for agriculture focuses on the freshness of information, that is, the time it takes for the farmer to finally reach the farmer. It can be divided into two categories: acquisition. First, there is a need to realize a service that constantly measures the current room temperature and communicates a warning to a farmer about a sudden rise in room temperature. Therefore, the measuring device needs to inform the user as soon as possible about the current situation. Also, it is often used for important decisions in emergency situations, so accuracy is often required. However, at present, the amount of information is often small in order to make an important decision. Furthermore, there is a need to acquire knowledge such as yield prediction by observing the trend of temperature based on accumulated past temperature information, for example, to acquire knowledge by accumulation and analysis. In order to observe the overall trend in this need, the accuracy of individual information and the comprehensiveness of collected information are not so important. Immediacy is not required. In this case, the more information in the past, the easier the analysis becomes as the granularity of the information becomes finer, and the amount of information tends to increase.

これらのニーズを満たすための情報は、元々は同じ測定装置で測定されている。従って各々のニーズを満たすための情報の違いは、情報の伝達手段や処理過程で生まれると言える。極端な例で言えば、ある都市の気温について着目した時に、現在の気温を知りたければ、オンラインで接続された測定装置の値をWebページで確認するという手段が考えられる。一方で、通年の気温の推移を知りたければ、気象庁などの機関が提供する気象年鑑のうち、CD等の記憶媒体で発行されているものを購入すればよい。このように、伝達手段や処理過程の構造は情報の特性に大きな影響を与え、目的とするサービスの実現可否を決定づける。   Information to meet these needs is originally measured by the same measuring device. Therefore, it can be said that the difference in information to satisfy each need arises in the information transmission means and the processing process. In an extreme example, if you want to know the current temperature when you focus on the temperature in a certain city, you can check the value of the measurement device connected online on the Web page. On the other hand, if you want to know the change in temperature throughout the year, you can purchase a weather yearbook provided by an organization such as the Japan Meteorological Agency, which is issued on a storage medium such as a CD. As described above, the structure of the transmission means and the processing process has a great influence on the characteristics of information, and determines whether or not the target service can be realized.

注意すべき点は、元となる測定装置からの観測結果はその過程において最高の正確性と粒度を持つという事である。この情報だけを使う限りにおいて、伝達や処理過程で情報の正確性と粒度が上がることはない。いわゆる補正や校正は、以前の観測結果から得られた知見という「外部情報」を利用して行われている。つまり以前の情報という情報を追加することで測定された情報の情報量をかさ上げしている。   It should be noted that the observations from the original measuring device have the highest accuracy and granularity in the process. As long as only this information is used, the accuracy and granularity of the information will not increase during transmission or processing. So-called corrections and calibrations are carried out using “external information” that is knowledge obtained from previous observations. In other words, the information amount of the measured information is increased by adding information called previous information.

また別な観点から考えると、情報活用のための下準備に対するニーズに基づいた分類が考えられる。たとえば統一・整形された形式の情報に対するニーズである。コンピュータ処理によるサービス実行の際に、コンピュータが処理できる形式で情報を収集するのが望ましい。コンピュータによる情報の監視・自動解析の際には、同一のモジュールで反復的に情報を読み込む場合が多いため、情報の形式が統一されていることが必要である。また完全に統一されていなくても、コンピュータで整形できる範囲に元の情報が収まっている必要がある。また、情報を閲覧しようとするユーザのインターフェイスに対するニーズがある。人間による情報分析のため、より簡便な情報の整形と提示に対するニーズ(特に視覚化に関するニーズ)がある。現在、収集された情報からビジネス分野固有の知見を得るために、情報を元に人間がそれを考察するというシーンが多々ある。この場合、情報を閲覧しようとするユーザに対して観測結果がそのまま提示されることは稀である。多くの場合、例えばグラフによる視覚化、表による全体の集約、平均値など特性を示す値の抽出といった形で情報が提示される。これらの提示方法がより洗練されることで、ユーザはより簡便に、より有効な知見を得ることができる。   From another point of view, classification can be based on the need for preparation for information utilization. For example, there is a need for information in a unified and formatted format. When executing a service by computer processing, it is desirable to collect information in a format that can be processed by the computer. When monitoring and automatic analysis of information by a computer, information is often read repeatedly with the same module, so the format of the information needs to be unified. Even if it is not completely unified, the original information must be within the range that can be shaped by a computer. There is also a need for an interface for users who want to view information. There is a need (particularly a need for visualization) for simpler information shaping and presentation for human information analysis. At present, there are many scenes where human beings consider information based on information in order to obtain knowledge specific to the business field from the collected information. In this case, the observation result is rarely presented as it is to the user who wants to browse the information. In many cases, information is presented in the form of, for example, visualization by graphs, total aggregation by tables, and extraction of values indicating characteristics such as average values. By refining these presentation methods, the user can obtain more effective knowledge more easily.

農業向けセンシングに対するニーズやサービスの具体例をいくつか挙げる。一つにはグリーンハウス内部の温度急上昇警報メールサービスである。温度が上昇すると半日程度で作物が葉焼けして駄目になってしまう。これを防ぐため、営農者に対して温度上昇の警報をメールで通知し、営農者による事態の改善を促すというサービス形態である。次に圃場の日照量積算値を知りたいというニーズである。作物の生育の度合は太陽に当たった時間と関係があることが分かっている。従って、ある地点の日照量の積算値を知ることで、作物の完成に必要な残りの日照量を求められる。この情報と過去の通年観測結果を組み合わせ、作物出来高の予測を行うというニーズである。また灌水制御のための湿度測定というニーズもある。自動で灌水を行うための設備は、コンピュータを用いて遠隔操作する。そのために、機器起動のトリガーとなる湿度情報を遠隔地で知りたいというニーズが生まれる。   Here are some examples of needs and services for agricultural sensing. One is an email service that alerts the temperature inside the greenhouse. When the temperature rises, the crops burnt down in about half a day and become useless. In order to prevent this, it is a service form in which the farmer is notified of a temperature rise warning by e-mail and encourages the farmer to improve the situation. Next, there is a need to know the integrated amount of sunlight in the field. It is known that the degree of crop growth is related to the time of sun exposure. Therefore, knowing the integrated value of the amount of sunlight at a certain point, the remaining amount of sunlight necessary for the completion of the crop can be obtained. There is a need to combine this information with past year-round observations to predict crop yield. There is also a need for humidity measurement for irrigation control. Equipment for automatic irrigation is remotely controlled using a computer. This creates a need for remote information on humidity information that triggers device activation.

さて、農業向けセンシングを実施するに当たり、いくつかの本質的な課題がある。まず情報送信のために回線を利用する場合の通信コストの負担回避である。特に測定装置から無線通信で情報通信をする際の送信電力抑制である。次に通信路や処理過程に由来する情報への異常値・不正値の混入への対処である。また情報蓄積量の限界の回避である。特に測定装置側でのバッファリング情報量という問題もある。そしてユーザに対する情報の提示方法の改善についても改善の余地がある。   Now, there are some essential issues in implementing sensing for agriculture. First, communication costs are avoided when a line is used for information transmission. In particular, transmission power is suppressed when information communication is performed by wireless communication from a measuring device. Next, it is a countermeasure for mixing abnormal values and illegal values into information derived from the communication path and processing. It also avoids the limit of the amount of information stored. In particular, there is a problem of the amount of buffering information on the measuring device side. There is also room for improvement in improving the method of presenting information to the user.

通信コストの負担回避については、農業向けセンシングは観測対象となる圃場が屋外に広範囲に広がっている場合がほとんどである。従って携帯電話通信を利用していることが多い。通信網の利用コストが通信量に関する従量課金の場合、通信コスト削減のためには観測結果を間引きして情報の間隔を広げ、送信情報量を減らすなどの処置をとる。一方で情報量を減らすことで情報の正確性が失われることになる。そのため、この場合はサービスを維持できる範囲で通信コストを削減する策が必要である。
この問題に対し、例えば、特許文献1には、太陽光発電システムに設けられた運転データや気象データを送信するデータ送信装置において、それらの送信データに重要度を示す情報を付与し、重要度が高いデータを優先的に送信するデータ送信装置について記載されている。
As for avoidance of communication cost burden, most of the sensings for agriculture have a wide range of fields to be observed outdoors. Therefore, mobile phone communication is often used. When the usage cost of the communication network is a pay-per-use charge related to the communication amount, measures such as reducing the amount of transmission information by thinning the observation results by thinning the observation results to reduce the communication cost. On the other hand, the accuracy of information is lost by reducing the amount of information. Therefore, in this case, it is necessary to take measures to reduce the communication cost as long as the service can be maintained.
For this problem, for example, in Patent Document 1, in a data transmission device that transmits operation data and weather data provided in a photovoltaic power generation system, information indicating importance is given to the transmission data, Describes a data transmission device that preferentially transmits high data.

送信電力抑制についても、同様の理由から農業用測定装置は太陽電池による給電を行っている場合がある。太陽電池は、周囲の情報の測定や内部のコンピュータを動作させるためには十分な電力を供給する。しかし無線通信はコンピュータ動作と比較すると大量の電力を必要とする。特に、屋外で長距離・広範囲な場所で利用する場合に、電波の利得を十分に得るために消費電力が拡大することが多い。
この問題に対し、例えば、特許文献2には、農場などに設けられた多数のセンサのうち、所定の範囲内に設けられた複数のセンサの測定値を比較し、それらの測定値が同一とみなせる場合には、その範囲内における代表センサを選択し、他のセンサを停止させることで省電力効果を得ることができるデータ収集制御方法が記載されている。
Regarding the transmission power suppression, there are cases where the agricultural measurement apparatus is powered by solar cells for the same reason. Solar cells supply enough power to measure ambient information and to operate an internal computer. However, wireless communication requires a large amount of power compared to computer operation. In particular, when used outdoors over a long distance and in a wide area, power consumption often increases in order to obtain a sufficient gain of radio waves.
To deal with this problem, for example, in Patent Document 2, among a large number of sensors provided on a farm or the like, the measured values of a plurality of sensors provided within a predetermined range are compared, and the measured values are the same. When it can be considered, a data collection control method is described in which a representative sensor within the range is selected and the other sensors are stopped to obtain a power saving effect.

情報への不正値・異常値の混入については幾つかの要因が存在する。まずは測定装置の周囲環境の異常である。例えばこれは、農作業のために測定装置が一時的に人の影で隠れて、日照量がその短時間だけ激減してしまうという状態である。これは確かに正確な周囲環境の情報であるが、農業のために有用な情報ではない。次に考えられる要因は、測定装置の測定端子の異常である。測定装置の測定端子は、測定端子の先端にある電子的な構造物の抵抗値・電気容量などのアナログ値の変化を、直接測定装置のアナログデジタル変換回路でコンピュータが扱える数値にしている場合が多い。この場合、測定端子の断線や回路のループ部分が一種のアンテナとして動作してしまうことによる電気的なノイズの混入により、瞬間的に値が変化をしてしまう場合がある。このような情報は大抵、俊急な変化を伴う。これらの情報は農業用途とは全く無関係である。   There are several factors regarding the mixing of illegal values and abnormal values into information. First, there is an abnormality in the surrounding environment of the measuring device. For example, this is a state in which the measuring device is temporarily hidden by a person's shadow for farm work, and the amount of sunlight is drastically reduced for that short time. This is certainly accurate ambient information, but not useful for agriculture. The next possible factor is an abnormality in the measurement terminal of the measurement device. The measurement device's measurement terminal may be set to a value that can be handled by a computer directly in the analog-to-digital conversion circuit of the measurement device, with respect to changes in analog values such as resistance and capacitance of the electronic structure at the tip of the measurement device Many. In this case, the value may change instantaneously due to electrical noise mixed due to disconnection of the measurement terminal or the loop portion of the circuit operating as a kind of antenna. Such information is often accompanied by rapid changes. This information is completely unrelated to agricultural use.

さらに別な要因として、測定装置本体の異常が考えられる。例えば測定装置の電源が一時的に喪失する事態である。これには測定装置が太陽電池などで駆動している際に、太陽電池に落ち葉がかかってしまう等の状況が考えられる。この場合は情報がある時点から突然欠落し、また状況が回復したら何事もなかったかのように情報を送信される。環境の変化は確かに測定装置の置かれた状況の変化ではあるが、このような環境の変化を検出することは目的ではない。また別な要因として電波状況の悪化による情報送信の一時中断がある。これは特に情報送受信を無線に頼っている測定装置に起きうる事態である。電波状況の悪化の要因は多岐に渡り、単純な電波到達性の変化の他に、通信先である移動体通信局への収容端末の超過による通信局の性能低下などが考えられる。
この問題に対する処置には、一般的に閾値による測定値の取捨選択や、ローパスフィルタなどのフィードバック回路による特異点の除去などがある。
Another factor may be an abnormality of the measuring device main body. For example, the power supply of the measuring device is temporarily lost. This can be a situation in which, when the measuring device is driven by a solar cell or the like, a fallen leaf is applied to the solar cell. In this case, the information is suddenly lost from a certain point, and when the situation recovers, the information is transmitted as if nothing happened. Although the change in the environment is certainly a change in the situation where the measuring device is placed, it is not the purpose to detect such a change in the environment. Another factor is temporary suspension of information transmission due to deterioration of radio wave conditions. This is a situation that can occur particularly in measuring devices that rely on radio for information transmission and reception. There are various causes of the deterioration of radio wave conditions, and in addition to simple changes in radio wave reachability, it is conceivable that the performance of communication stations deteriorates due to excess of terminals accommodated in mobile communication stations as communication destinations.
In general, measures for this problem include selection of measured values based on threshold values and removal of singularities by a feedback circuit such as a low-pass filter.

測定装置側における情報蓄積量の問題については、先に挙げたアナログからデジタルに値を変換するという近年の測定装置の特性から、測定装置側では最低限、1回分のデジタル情報がバッファリングされることになる。実際には無線送信の通信を効率化するために、これを複数個バッファリングして送信する。情報の送信には、例えば通信セッション構築のための予備通信が必要になる。このような予備通信はオーバーヘッドとして1回毎の通信量を増加させる。通信情報が微量である場合、このオーバーヘッドによる通信量増加が無視できない値となる。従って大抵の測定装置では、サービスに影響がない範囲で、なるべく多くの情報をバッファリングして、一度にそれらの情報を送信する。当然このためには多くの情報を一時的に蓄積するためのメモリが必要である。メモリの増加は測定装置の製造コストの増加につながる。メモリ駆動のために電源が必要な構成の場合には、次の送信が成功するまでメモリの内容を維持しなければならないし、その間にも次々と入力されてくる情報を蓄積し続けなければならない。先に挙げた電波状況の悪化などによる通信路の遮断など、復旧の見込みが測定装置側で立たないような事態の場合、測定装置は自身が保持できる最大容量まで情報を蓄積したのち、それらのどれかを破棄しなければならないため、情報の損失が生じる。この問題に対しては、不可逆圧縮による情報量そのものの削減というアプローチが主流である。例えば、不可逆圧縮のパターンをいくつか用意し、情報の特性に合ったものを適用するという方法がしばしば用いられる。   Regarding the problem of the amount of information stored on the measuring device side, at least one piece of digital information is buffered on the measuring device side because of the recent characteristics of measuring devices that convert values from analog to digital. It will be. Actually, in order to improve the efficiency of wireless transmission, a plurality of these are buffered and transmitted. For the transmission of information, for example, preliminary communication for establishing a communication session is required. Such spare communication increases the amount of communication per time as overhead. When the amount of communication information is very small, an increase in communication amount due to this overhead is a value that cannot be ignored. Therefore, in most measuring apparatuses, as much information as possible is buffered within a range that does not affect the service, and the information is transmitted at a time. Naturally, this requires a memory for temporarily storing a large amount of information. An increase in memory leads to an increase in manufacturing cost of the measuring device. In the case of a configuration that requires power to drive the memory, the contents of the memory must be maintained until the next transmission is successful, and information that is input one after another must be accumulated during that time. . In cases where the measurement device is unlikely to be restored, such as when the communication path is interrupted due to the deterioration of the radio wave conditions mentioned above, the measurement device accumulates information up to the maximum capacity it can hold, and then Because one has to be destroyed, information loss occurs. The mainstream approach to this problem is to reduce the amount of information itself by lossy compression. For example, a method is often used in which several irreversible compression patterns are prepared and a pattern suitable for information characteristics is applied.

ユーザに対する情報の提示方法については、情報から何らかの知見を得る方法は多岐に渡る。まず、第一に代表値を見つけるという方法である。これについては統計学など体系的な学問がある。一方近年では情報をそのままグラフやビットマップに可視化して提示することで、ユーザによる情報から知見の獲得を支援する方法がある。後者に関しては、特にグラフをディスプレイ装置などに表示して用いられることが多い。グラフの形状に関しては一長一短があり、目的に応じて使い分けられている。農業分野の自然環境情報の表示によく使われているグラフは折れ線グラフであり、これは自然環境が連続で推移するという特徴に合致する。ユーザに対する情報の提示方法は多数提案されており、時系列情報においても例えば折れ線グラフや、ろうそくチャートなどが考案されている。また近年のコンピュータの発達により対話的なインターフェイスも多数考案されている。   Regarding the method of presenting information to the user, there are various methods for obtaining some knowledge from the information. First, a method of finding a representative value. There are systematic studies such as statistics. On the other hand, in recent years, there is a method for assisting a user in acquiring knowledge from information by visualizing and presenting information as it is in a graph or bitmap. In particular, the latter is often used by displaying a graph on a display device or the like. There are advantages and disadvantages regarding the shape of the graph, and they are used according to the purpose. A graph often used for displaying natural environment information in the agricultural field is a line graph, which matches the feature that the natural environment continuously changes. Many methods of presenting information to the user have been proposed, and for example, a line graph or a candle chart has been devised for time series information. Many interactive interfaces have also been devised due to the recent development of computers.

特許第5554399号公報Japanese Patent No. 5554399 特許第5365587号公報Japanese Patent No. 5365587

また、上述のような課題の他にも以下のような課題が存在する。例えば農業という分野における圃場監視という業務において、測定装置は屋外の圃場に設置され、容易に故障ないしは破壊される可能性がある。そのため測定装置の価格はできるだけ抑制される必要がある。測定装置の価格抑制のための有効な方法は測定装置を構成する部材の価格を下げることである。例えば観測結果を中央制御装置に情報送信する前に一時的に観測結果を記録する記録部品の数量を減らすことである。また例えば測定装置に設けられた独立電源の容量や電気特性などの品質を下げることで独立電源の価格を抑制することができる。しかしながら、これらの方法を選択すると、測定装置がより頻繁に観測結果を中央制御装置に送信する必要が生じるという課題がある。
また別な課題として観測結果の高精細化が難しいという点が挙げられる。遠隔型自然情報測定装置群において測定装置と中央制御装置を接続する情報伝送路は、第三者により有料で提供されることも多い。そのような情報伝送路には、例えば、携帯電話事業者による携帯電話通信網がある。大抵の場合、情報送信の対価は送信した情報の量で決定される。観測結果を高精細にするということは、より短い時間間隔で観測をすることで実現される。その結果、観測結果の記録量は増えることになる。結果、増加した観測結果を送信するためには、より多い情報送信の対価が必要となる。これらの課題への対策としては、ハフマン符号などによる情報圧縮技術を用いた記録量削減がある。しかしながらこれらの圧縮においても観測結果の構造によっては期待した記録量削減効果が得られないことがある。
In addition to the problems described above, there are the following problems. For example, in the field of field monitoring in the field of agriculture, the measuring device is installed in an outdoor field and may easily break down or be destroyed. Therefore, the price of the measuring device needs to be suppressed as much as possible. An effective method for controlling the price of the measuring device is to reduce the price of the members constituting the measuring device. For example, the number of recording parts for temporarily recording observation results before the information is transmitted to the central control unit is reduced. Further, for example, the price of the independent power source can be reduced by reducing the quality of the capacity and electrical characteristics of the independent power source provided in the measuring apparatus. However, when these methods are selected, there is a problem that the measurement apparatus needs to transmit observation results to the central control apparatus more frequently.
Another issue is that it is difficult to improve the observation results. An information transmission path that connects the measuring device and the central control device in the remote natural information measuring device group is often provided by a third party for a fee. An example of such an information transmission path is a cellular phone communication network by a cellular phone operator. In most cases, the price for transmitting information is determined by the amount of information transmitted. High-definition observation results can be realized by observing at shorter time intervals. As a result, the amount of recorded observation results increases. As a result, in order to transmit the increased observation results, more information transmission is required. As measures against these problems, there is a reduction in recording amount using an information compression technique such as a Huffman code. However, even in such compression, the expected recording amount reduction effect may not be obtained depending on the structure of the observation result.

そこでこの発明は、上述の課題を解決することのできる測定装置、測定システム、測定結果収集方法およびプログラムを提供することを目的としている。   Therefore, an object of the present invention is to provide a measurement apparatus, a measurement system, a measurement result collection method, and a program that can solve the above-described problems.

本発明は、上述の課題を解決すべくなされたもので、センサが測定した観測結果を取得し、時系列の前記観測結果が示す点の集合に近似する曲線である近似曲線を表す情報を生成する近似曲線生成部と、前記近似曲線生成部が生成した近似曲線を表す情報を送信する通信部と、を備える測定装置である。   The present invention has been made to solve the above-described problems, obtains observation results measured by a sensor, and generates information representing an approximate curve that is a curve that approximates a set of points indicated by the time-series observation results. And a communication unit that transmits information representing the approximate curve generated by the approximate curve generation unit.

また本発明は、1つまたは複数の上述した測定装置と、前記測定装置から受信した前記近似曲線を表す情報に基づいて近似曲線のグラフを生成する画像生成部、を備える中央制御装置と、を備える測定システムである。   The present invention also includes a central control device including one or a plurality of the above-described measurement devices and an image generation unit that generates a graph of an approximate curve based on information representing the approximate curve received from the measurement device. It is a measurement system provided.

また本発明は、センサが測定した観測結果を取得し、時系列の前記観測結果が示す点の集合に近似する曲線である近似曲線を表す情報を生成し、前記生成した近似曲線を表す情報を送信する測定結果収集方法である。   Further, the present invention acquires observation results measured by the sensor, generates information representing an approximate curve that is a curve that approximates a set of points indicated by the time-series observation results, and generates information representing the generated approximate curve. This is a method for collecting measurement results to be transmitted.

また本発明は、測定装置のコンピュータを、センサが測定した観測結果を取得し、時系列の前記観測結果が示す点の集合に近似する曲線である近似曲線を表す情報を生成する手段、前記生成した近似曲線を表す情報を送信する手段、として機能させるためのプログラムである。   According to another aspect of the present invention, the computer of the measuring device acquires the observation result measured by the sensor, and generates information representing an approximate curve that is a curve that approximates a set of points indicated by the observation result in time series, the generation It is a program for functioning as means for transmitting information representing the approximated curve.

本発明によれば、測定装置が送信する観測結果の通信量を抑制し、測定の高精細化にも対応することができる。特に情報通信の際の電文について、電文に含まれるデータの削減を行いつつ、一部の異常値に関しては正確で高精細な情報をユーザに提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the communication amount of the observation result which a measuring apparatus transmits can be suppressed, and it can respond also to high definition of a measurement. In particular, with regard to telegrams during information communication, accurate and high-definition information can be provided to the user regarding some abnormal values while reducing data included in the telegram.

本発明の一実施形態による測定装置の最小構成を示す図である。It is a figure which shows the minimum structure of the measuring apparatus by one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態による遠隔型自然情報測定システムの概略ブロック図である。1 is a schematic block diagram of a remote natural information measurement system according to an embodiment of the present invention. 本発明の一実施形態による遠隔型自然情報測定システムを示す図である。1 is a diagram illustrating a remote natural information measurement system according to an embodiment of the present invention. 本発明の一実施形態による遠隔型自然情報測定システムのブロック図である。1 is a block diagram of a remote natural information measurement system according to an embodiment of the present invention. 本発明の一実施形態による測定装置の一例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows an example of the measuring apparatus by one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態による測定装置の実装例を示す図である。It is a figure which shows the example of mounting of the measuring apparatus by one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態による測定装置が備えるCU部のブロック図である。It is a block diagram of the CU part with which the measuring device by one embodiment of the present invention is provided. 本発明の一実施形態による中央制御装置の一例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows an example of the central control apparatus by one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態による観測結果の間引き処理の説明を行う第一の図である。It is a 1st figure explaining the thinning-out process of the observation result by one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態による観測結果の間引き処理の説明を行う第二の図である。It is a 2nd figure explaining the thinning-out process of the observation result by one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態による観測結果の間引き処理のフローチャートの一例である。It is an example of the flowchart of the thinning-out process of the observation result by one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態による観測結果の間引き処理の影響を説明する図である。It is a figure explaining the influence of the thinning-out process of the observation result by one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態による用語を説明する第一の図である。It is a 1st figure explaining the term by one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態による用語を説明する第二の図である。It is a 2nd figure explaining the term by one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態による用語を説明する第三の図である。It is a 3rd figure explaining the term by one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態による用語を説明する第四の図である。It is a 4th figure explaining the term by one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態による用語を説明する第五の図である。It is a 5th figure explaining the term by one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態による用語を説明する第六の図である。It is a 6th figure explaining the term by one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態による用語を説明する第七の図である。It is a 7th figure explaining the term by one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態による近似曲線計算処理の第一のフローチャートである。It is a 1st flowchart of the approximate curve calculation process by one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態による近似曲線計算処理の第二のフローチャートである。It is a 2nd flowchart of the approximate curve calculation process by one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態による画面画像の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the screen image by one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態による情報欠損の確認処理を説明する図である。It is a figure explaining the information loss confirmation processing by one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態による情報欠損の確認処理のフローチャートである。It is a flowchart of the confirmation process of the information defect by one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態によるスパイク除去処理のフローチャートである。It is a flowchart of the spike removal process by one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態によるスパイク及びテーブルの違いの例を説明する図である。It is a figure explaining the example of the difference of the spike and table by one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態によるエッジ前後の分割を説明する図である。It is a figure explaining division | segmentation before and behind the edge by one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態によるテーブルの分割処理のフローチャートである。It is a flowchart of the division process of the table by one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態によるテーブル発見処理を説明する第一の図である。It is a 1st figure explaining the table discovery process by one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態によるテーブル発見処理を説明する第二の図である。It is a 2nd figure explaining the table discovery process by one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態による区間近似処理のフローチャートである。It is a flowchart of the section approximation process by one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態によるパターンマッチングのフローチャートである。5 is a flowchart of pattern matching according to an embodiment of the present invention. 本発明の一実施形態によるパターンマッチングにおける圧縮処理を説明する図である。It is a figure explaining the compression process in the pattern matching by one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態による近似曲線の発見処理を説明する図である。It is a figure explaining the discovery process of the approximated curve by one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態によるパターンファイルを説明する第一の図である。It is a 1st figure explaining the pattern file by one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態によるパターンファイルを説明する第二の図である。It is a 2nd figure explaining the pattern file by one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態によるパターンファイルの種類を説明する第一の図である。It is a 1st figure explaining the kind of pattern file by one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態によるパターンファイルの種類を説明する第二の図である。It is a 2nd figure explaining the kind of pattern file by one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態によるパターンファイルの種類を説明する第三の図である。It is a 3rd figure explaining the kind of pattern file by one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態によるパターンファイルの種類を説明する第四の図である。It is a 4th figure explaining the kind of pattern file by one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態による点の特徴量の計算を説明する第一の図である。It is a 1st figure explaining calculation of the feature-value of the point by one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態による点の特徴量の計算を説明する第二の図である。It is a 2nd figure explaining calculation of the feature-value of the point by one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態による点の特徴量の計算を説明する第三の図である。It is a 3rd figure explaining calculation of the feature-value of the point by one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態による点の特徴量計算の第一のフローチャートである。It is a 1st flowchart of the feature-value calculation of the point by one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態による点の特徴量計算の第一のフローチャートである。It is a 1st flowchart of the feature-value calculation of the point by one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態による点のプローブを説明する第一の図である。It is a first diagram illustrating a point probe according to an embodiment of the present invention. 本発明の一実施形態による点のプローブを説明する第二の図である。It is a 2nd figure explaining the probe of the point by one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態による異常点列の処理のフローチャートである。It is a flowchart of the process of the abnormal point sequence by one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態による異常点列の処理を説明する第一の図である。It is a 1st figure explaining the process of the abnormal point sequence by one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態による異常点列の処理を説明する第二の図である。It is a 2nd figure explaining the process of the abnormal point sequence by one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態による異常点列の処理を説明する第三の図である。It is a 3rd figure explaining the process of the abnormal point sequence by one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態による異常点列の処理を説明する第四の図である。It is a 4th figure explaining the process of the abnormal point sequence by one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態による観測結果の表示例を示す図である。It is a figure which shows the example of a display of the observation result by one Embodiment of this invention.

<一実施形態>
以下、本発明の一実施形態による遠隔型自然情報測定システムを図1〜図53を参照して説明する。
図1は、本発明の一実施形態による測定装置の最小構成を示す図である。
図1に示す通り、測定装置10は、近似曲線生成部104と、通信部107とを少なくとも備えている。
近似曲線生成部104は、時間経過とともにセンサが測定した観測結果を取得し、当該時系列の観測結果が示すグラフに近似する曲線を表す情報を生成する。
通信部107は、近似曲線生成部104が生成した曲線を表す情報を送信する。
<One Embodiment>
Hereinafter, a remote natural information measuring system according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
FIG. 1 is a diagram showing a minimum configuration of a measuring apparatus according to an embodiment of the present invention.
As shown in FIG. 1, the measuring apparatus 10 includes at least an approximate curve generation unit 104 and a communication unit 107.
The approximate curve generation unit 104 acquires observation results measured by the sensor over time, and generates information representing a curve that approximates a graph indicated by the time-series observation results.
The communication unit 107 transmits information representing the curve generated by the approximate curve generation unit 104.

図2は、本発明の一実施形態による遠隔型自然情報測定システム1の概略ブロック図である。
図2が示すように自然情報測定システム1は、測定装置10と中央制御装置20とを含む。なお、図2では、1台の測定装置10しか記載されていないが、通常、中央制御装置20には、複数の測定装置10がネットワークを介して接続されている。
図2が示すように測定装置10は、センサ101と、センサ情報取得部102と、即時送信判定部103と、近似曲線生成部104と、指示情報解析部105と、異常値送信制御部106と、通信部107と、タイマ108と、記憶部109と、を備えている。
センサ101は、測定装置10の周囲の環境の情報を測定する1つまたは複数のセンサである。
センサ情報取得部102は、センサ101が測定した観測結果をセンサ101から取得し、デジタル値に変換する等の処理を行う。
即時送信判定部103は、センサ情報取得部102が取得した観測結果について、直ちに中央制御装置20へ送信する必要があるかどうかを判定する。
近似曲線生成部104は、センサ情報取得部102が取得した観測結果を取得して、時系列の観測結果が示すグラフ情報に近似する曲線を計算する。また、近似曲線生成部104は、観測結果に異常値が含まれる区間が存在する場合、その区間に含まれる異常値を包摂する曲線を計算する。
指示情報解析部105は、中央制御装置20が送信した指示情報を解析する。例えば、指示情報解析部105は、中央制御装置20が送信した指示情報を解析して異常値の送信を要求する情報を抽出する。
異常値送信制御部106は、指示情報解析部105が指示情報から異常値の送信要求を抽出した場合、その送信要求において指示された区間の異常値の真の観測結果を中央制御装置20へ送信するよう制御する。
通信部107は、中央制御装置20との情報の送受信を行う。例えば、指示情報解析部105は、通信部107を介して中央制御装置20から指示情報を取得する。また、異常値送信制御部106は、通信部107を介して中央制御装置20に異常値の真の観測結果を送信する。また、近似曲線生成部104は、通信部107を介して中央制御装置20に近似曲線を表す情報を送信する。また、即時送信判定部103は、通信部107を介して中央制御装置20に緊急を要する観測結果を送信する。
タイマ108は、時間を計時する。
記憶部109は、センサ情報取得部102が取得した観測結果、近似曲線生成部104が生成した近似曲線を表す情報、など様々な情報を記憶する。
FIG. 2 is a schematic block diagram of the remote natural information measurement system 1 according to an embodiment of the present invention.
As shown in FIG. 2, the natural information measuring system 1 includes a measuring device 10 and a central control device 20. In FIG. 2, only one measuring device 10 is shown, but normally, a plurality of measuring devices 10 are connected to the central control device 20 via a network.
As shown in FIG. 2, the measuring apparatus 10 includes a sensor 101, a sensor information acquisition unit 102, an immediate transmission determination unit 103, an approximate curve generation unit 104, an instruction information analysis unit 105, and an abnormal value transmission control unit 106. , A communication unit 107, a timer 108, and a storage unit 109.
The sensor 101 is one or more sensors that measure information about the environment around the measurement apparatus 10.
The sensor information acquisition unit 102 performs processing such as acquiring the observation result measured by the sensor 101 from the sensor 101 and converting it to a digital value.
The immediate transmission determination unit 103 determines whether the observation result acquired by the sensor information acquisition unit 102 needs to be immediately transmitted to the central control device 20.
The approximate curve generation unit 104 acquires the observation result acquired by the sensor information acquisition unit 102, and calculates a curve that approximates the graph information indicated by the time-series observation result. In addition, when there is a section including an abnormal value in the observation result, the approximate curve generation unit 104 calculates a curve that includes the abnormal value included in the section.
The instruction information analysis unit 105 analyzes the instruction information transmitted by the central controller 20. For example, the instruction information analysis unit 105 analyzes the instruction information transmitted by the central control device 20 and extracts information that requests transmission of an abnormal value.
When the instruction information analysis unit 105 extracts an abnormal value transmission request from the instruction information, the abnormal value transmission control unit 106 transmits the true observation result of the abnormal value in the section indicated in the transmission request to the central controller 20. Control to do.
The communication unit 107 transmits / receives information to / from the central control device 20. For example, the instruction information analysis unit 105 acquires instruction information from the central control device 20 via the communication unit 107. Further, the abnormal value transmission control unit 106 transmits the true observation result of the abnormal value to the central control device 20 via the communication unit 107. Further, the approximate curve generation unit 104 transmits information representing the approximate curve to the central control device 20 via the communication unit 107. In addition, the immediate transmission determination unit 103 transmits an urgent observation result to the central control device 20 via the communication unit 107.
The timer 108 measures time.
The storage unit 109 stores various information such as observation results acquired by the sensor information acquisition unit 102 and information representing the approximate curve generated by the approximate curve generation unit 104.

図2が示すように中央制御装置20は、入力受付部201と、取得情報識別部202と、画像生成部203と、指示情報生成部204と、記憶部205と、通信部206と、を備えている。
入力受付部201は、ユーザからの指示情報の入力を受け付ける。
取得情報識別部202は、測定装置10が送信した情報を通信部206を介して取得し、例えば、それが観測結果であるか、近似曲線を表す情報であるか、異常値の真の観測結果であるかを識別し、識別した情報をその種類ごとに記憶部205に格納する。
画像生成部203は、ユーザが閲覧する様々な画像を生成し、中央制御装置20に接続されたディスプレイ装置に表示する。
指示情報生成部204は、入力受付部201がユーザから受け付けた指示操作に基づいて、測定装置10に対する指示情報を含む電文を生成する。
記憶部205は、測定装置10から受信した情報などを記憶する。
通信部206は、1つまたは複数の測定装置10との通信を行う。
以下、図面を用いて本実施形態のさらに詳細な構成や動作について説明する。
As shown in FIG. 2, the central control device 20 includes an input receiving unit 201, an acquisition information identification unit 202, an image generation unit 203, an instruction information generation unit 204, a storage unit 205, and a communication unit 206. ing.
The input receiving unit 201 receives input of instruction information from the user.
The acquisition information identification unit 202 acquires the information transmitted by the measurement device 10 via the communication unit 206. For example, whether the information is an observation result, information indicating an approximate curve, or a true observation result of an abnormal value And the identified information is stored in the storage unit 205 for each type.
The image generation unit 203 generates various images to be browsed by the user and displays them on a display device connected to the central control device 20.
The instruction information generation unit 204 generates a message including instruction information for the measurement apparatus 10 based on an instruction operation received from the user by the input reception unit 201.
The storage unit 205 stores information received from the measurement apparatus 10.
The communication unit 206 communicates with one or a plurality of measurement devices 10.
Hereinafter, a more detailed configuration and operation of the present embodiment will be described with reference to the drawings.

図3は、本発明の一実施形態による遠隔型自然情報測定システムを示す図である。
この図において、自然情報測定システム1は、測定装置10A〜10F、ネットワーク3、中央制御装置20を含んで構成される。測定装置10A〜10Fを総称して測定装置10と称する。
測定装置10は、近似曲線計算処理部品を内包した遠隔型の自然情報測定装置である。測定装置10は、農業における圃場に設置されている。複数の測定装置10は、ネットワーク3を介して中央制御装置20と接続されている。ネットワーク3は、例えば、携帯電話会社の提供する携帯電話網である。また、中央制御装置20とネットワーク3とは、無線通信やインターネットを介して接続されている。測定装置10は、センサが測定した観測結果を送信する装置である。測定装置10は、マイクロコンピュータと例えば電気抵抗やキャパシタを接続した測定端子とを備えている。中央制御装置20は汎用コンピュータを用いたサーバ端末装置である。中央制御装置20は、例えば遠隔地のデータセンターに格納されていてもよい。
FIG. 3 is a diagram illustrating a remote natural information measurement system according to an embodiment of the present invention.
In this figure, the natural information measuring system 1 includes measuring devices 10A to 10F, a network 3, and a central control device 20. The measuring devices 10A to 10F are collectively referred to as the measuring device 10.
The measuring device 10 is a remote-type natural information measuring device including an approximate curve calculation processing component. The measuring apparatus 10 is installed in a farm field in agriculture. The plurality of measuring devices 10 are connected to the central control device 20 via the network 3. The network 3 is, for example, a mobile phone network provided by a mobile phone company. Further, the central control device 20 and the network 3 are connected via wireless communication or the Internet. The measuring device 10 is a device that transmits an observation result measured by a sensor. The measurement apparatus 10 includes a microcomputer and a measurement terminal connected to, for example, an electric resistance or a capacitor. The central controller 20 is a server terminal device using a general-purpose computer. The central controller 20 may be stored, for example, in a remote data center.

図4は、本発明の一実施形態による遠隔型自然情報測定システムのブロック図である。
図4が示すように測定装置10は、少なくとも1つの測定端子11(11a、11b、11c)と、測定端子毎にインターフェイスPr12(12a、12b、12c)とを備えている。Pr12は、1組以上の電線や結線であり、測定装置10が備えるADコンバータに接続される。また、測定装置10は、インターフェイスSr31を介してネットワーク3に接続する。測定装置10は、測定した情報を中央制御装置20へ送信するために、例えばURL(Uniform Resource Locator)などで表現される中央制御装置20の識別子を保持している。中央制御装置20は、ネットワーク3とインターフェイスSw32で接続している。Sw32は、例えばデータセンターに敷設されている専用回線である。中央制御装置20は測定装置10より受信したデータをGUI(graphical user interface)でユーザに提供する。ユーザへの提供形態の一つはWebブラウザによるサイト上へのグラフ表示である。
FIG. 4 is a block diagram of a remote natural information measurement system according to an embodiment of the present invention.
As shown in FIG. 4, the measurement apparatus 10 includes at least one measurement terminal 11 (11a, 11b, 11c) and an interface Pr12 (12a, 12b, 12c) for each measurement terminal. Pr12 is one or more sets of electric wires and connections, and is connected to an AD converter included in the measuring apparatus 10. Further, the measuring apparatus 10 is connected to the network 3 via the interface Sr31. In order to transmit the measured information to the central control device 20, the measurement device 10 holds an identifier of the central control device 20 expressed by, for example, a URL (Uniform Resource Locator). The central controller 20 is connected to the network 3 through an interface Sw32. Sw32 is, for example, a dedicated line laid in the data center. The central control device 20 provides data received from the measurement device 10 to the user through a GUI (graphical user interface). One form of provision to the user is a graph display on a site by a Web browser.

図5は、本発明の一実施形態による測定装置の一例を示すブロック図である。
図5が示すように測定装置10は、測定端子11(11a、11b、11c)、インターフェイスPr12(12a、12b、12c)、AD_CONV部13(13a、13b、13c)、インターフェイスDi14(14a、14b、14c)、TIMING部15、インターフェイスTm151、CU部16(16a、16b、16c)、インターフェイスDo161(161a、161b、161c)、MESSAGE_AGGREGATOR部17、インターフェイスAm171a、RU部18、インターフェイスMc181、CP部19、インターフェイスCm191を備えている。
FIG. 5 is a block diagram showing an example of a measuring apparatus according to an embodiment of the present invention.
As shown in FIG. 5, the measuring apparatus 10 includes a measurement terminal 11 (11a, 11b, 11c), an interface Pr12 (12a, 12b, 12c), an AD_CONV unit 13 (13a, 13b, 13c), and an interface Di14 (14a, 14b, 14c), TIMING section 15, interface Tm151, CU section 16 (16a, 16b, 16c), interface Do161 (161a, 161b, 161c), MESSAGE_AGGREGATOR section 17, interface Am171a, RU section 18, interface Mc181, CP section 19, interface Cm191 is provided.

また、測定装置10は、Pr12より入力された観測結果を定期的にSrDT31経由で中央制御装置20に送信する機能と、SrCM31経由で受信した中央制御装置20からの観測結果中の異常値の送信要求に応答して、観測結果中の異常値の真の値を送信する機能を有している。なお上述のSr31は、測定装置10への入力インターフェイスであるSrCM31aと、観測結果及び真の観測結果中の異常値を中央制御装置20へ送信するためのインターフェイスであるSrDT31bを備えている。
なお、インターフェイスPr12をPr12と表記する。他のインターフェイスDi14、Tm151、Do161、Am171a、Mc181、Cm191、SrCM31、SrCM31a、SrDT31bについても同様である。
In addition, the measurement apparatus 10 periodically transmits the observation result input from the Pr 12 to the central control apparatus 20 via the SrDT 31, and transmits the abnormal value in the observation result received from the central control apparatus 20 via the SrCM 31. In response to the request, it has a function of transmitting the true value of the abnormal value in the observation result. The Sr31 described above includes an SrCM 31a that is an input interface to the measuring apparatus 10 and an SrDT 31b that is an interface for transmitting the observation result and the abnormal value in the true observation result to the central control apparatus 20.
The interface Pr12 is expressed as Pr12. The same applies to the other interfaces Di14, Tm151, Do161, Am171a, Mc181, Cm191, SrCM31, SrCM31a, and SrDT31b.

測定装置10の各部品について説明する。測定端子11、Pr12については図3を用いて説明したとおりである。
AD_CONV部13は、アナログ−デジタルコンバータである。AD_CONV部13は、測定端子11が出力する電気信号をPr12経由で取得し、観測結果として意味のある形式に変換する。例えば測定端子11が温度計として機能している電気抵抗である場合、AD_CONV部13は、取得した電気抵抗値を絶対温度に読み替える。AD_CONV部13は、ハードウェアとソフトウェアが混然一体となっている部品で、測定端子11側の信号を終端するPr12は物理的な装置、CU部16側へ信号を伝える際には、コンバータから情報を得るための電子機器としての側面を持つ。AD_CONV部13は、例えばワンチップのチップセットとして実装されており、そのチップセットのドライバが、測定装置10のマイクロコンピュータを動作させる組み込みOS(operating system)内部で動作して、OS上のソフトウェアに測定端子11からの観測結果を提供する。AD_CONV部13が実装されたチップセットを構成する集積回路は、多数の製品が提供されている。このような集積回路は、ビット列を出力するが、ビット列は最低限の情報しか含まれないため、これを有意な観測データとするためには、ビット列の情報を、観測結果へ読み替えたり、単位の変換を行ったり、また観測成功/失敗などの付加情報を付与したりすることが必要である。AD_CONV部13は、これらの処理も行う。
Di14は、AD_CONV部13からCU部16へのインターフェイスである。Di14は、OS上のソフトウェアが動作することによって実現される。
Each component of the measuring apparatus 10 will be described. The measurement terminals 11 and Pr12 are as described with reference to FIG.
The AD_CONV unit 13 is an analog-digital converter. The AD_CONV unit 13 acquires the electrical signal output from the measurement terminal 11 via Pr12 and converts it into a meaningful format as an observation result. For example, when the measurement terminal 11 is an electrical resistance functioning as a thermometer, the AD_CONV unit 13 replaces the acquired electrical resistance value with an absolute temperature. The AD_CONV unit 13 is a component in which hardware and software are mixed together. The Pr 12 that terminates the signal on the measurement terminal 11 side is a physical device. When the signal is transmitted to the CU unit 16 side, the converter 12 It has an aspect as an electronic device for obtaining information. The AD_CONV unit 13 is mounted, for example, as a one-chip chip set, and a driver of the chip set operates inside an embedded OS (operating system) that operates the microcomputer of the measurement apparatus 10, and is installed in software on the OS. An observation result from the measurement terminal 11 is provided. Many products are provided as integrated circuits constituting a chip set on which the AD_CONV unit 13 is mounted. Such an integrated circuit outputs a bit string, but since the bit string contains only a minimum amount of information, in order to make this significant observation data, the bit string information can be read into observation results, It is necessary to perform conversion and to add additional information such as observation success / failure. The AD_CONV unit 13 also performs these processes.
Di 14 is an interface from the AD_CONV unit 13 to the CU unit 16. Di14 is realized by operating software on the OS.

TIMING部15は、タイマである。TIMING部15は、時間を計時し、定期的な情報の送信のための時刻情報をTm151経由でCU部16へ出力する。測定装置10がLinux(登録商標)等の高度なOSにより動作するマイコンボードで実現される場合、OSでは時間を取得する関数が提供することが多い。TIMING部15は、例えばこのような関数によって実現される。CU部16はこの時刻情報を元に観測結果を定期的に中央制御装置20へ送信する。Tm151は、TIMING部15とCU部16間のインターフェイスである。Tm151は、単なる時刻情報をCU16へ出力してもよいし、CU部16が動作する時刻に実行を指示する指示情報を出力してもよい。後述するようにCU部16は、送信タイミングを判断するため、Tm151は、現在時刻を常に出力するものとする。   The TIMING unit 15 is a timer. The TIMING unit 15 measures time, and outputs time information for periodic information transmission to the CU unit 16 via the Tm 151. When the measurement apparatus 10 is realized by a microcomputer board that operates on an advanced OS such as Linux (registered trademark), the OS often provides a function for obtaining time. The TIMING unit 15 is realized by such a function, for example. The CU unit 16 periodically transmits the observation result to the central control device 20 based on this time information. Tm 151 is an interface between the TIMING unit 15 and the CU unit 16. The Tm 151 may output simple time information to the CU 16 or may output instruction information instructing execution at the time when the CU unit 16 operates. As will be described later, in order to determine the transmission timing, the CU unit 16 always outputs the current time.

CU部16は、AD_CONV部13が変換した観測結果を中央制御装置20に送信するよう制御する。CU部16は、まず観測結果のうち、直ちに送信すべき情報を選別して中央制御装置20への送信制御を行う。また、CU部16は、観測結果を一定期間、図示しない記憶部に一時的に蓄積した後、そこから近似曲線を生成する。また、CU部16は、最後に近似できなかった観測結果中の異常値を図示しない記憶部に蓄積して、中央制御装置20からの指示に応じてそれを送信するよう制御する。CU部16は、本実施形態の中心的な機能を有している。CU部16については、後に図7を用いてさらに詳しく説明する。CU部16は、Do161経由で観測結果をMESSAGE_AGGREGATOR部17へ出力する。Do161は、CU部16とMESSAGE_AGGREGATOR部17間のインターフェイスである。   The CU unit 16 controls to transmit the observation result converted by the AD_CONV unit 13 to the central control device 20. The CU unit 16 first selects information to be transmitted immediately from the observation results and performs transmission control to the central control device 20. Further, the CU unit 16 temporarily accumulates observation results in a storage unit (not shown) for a certain period, and then generates an approximate curve therefrom. Further, the CU unit 16 controls to store an abnormal value in the observation result that could not be approximated last in a storage unit (not shown) and to transmit it according to an instruction from the central control device 20. The CU unit 16 has a central function of the present embodiment. The CU unit 16 will be described in more detail later with reference to FIG. The CU unit 16 outputs the observation result to the MESSAGE_AGGREGATOR unit 17 via the Do 161. The Do 161 is an interface between the CU unit 16 and the MESSAGE_AGGREGATOR unit 17.

MESSAGE_AGGREGATOR部17は、インターフェイスDo161経由で中央制御装置20に送信するための観測結果を取得し、それらをまとめて一組の送信用電文を生成する。これにより、測定端子11の種類毎に設けられた各CU部16が出力した複数の観測結果や、各測定端子11から出力された観測結果の時刻が重なった場合などの複数の観測結果を1つの電文にまとめることができるので効率よく情報を送信することができる。MESSAGE_AGGREGATOR部17は、インターフェイスAm171経由で生成した電文をRU部18に出力する。MESSAGE_AGGREGATOR部17は、各CU部16から送信すべき情報を取得し、一つの電文に集約する際、Do161経由で取得した情報に加え、測定装置10の識別子や測定端子11の種類を示す情報の追加や、集約された電文へ格納する情報の書式の統一、文字列の2進数信号化、電文送信の際に電文が規定された情報量に達しない場合に不足する情報量を予め定められた意味の無い値を付加して電文の情報量を規定された情報量に調整する処理、電文の圧縮、送信形式への変換などを行う。   The MESSAGE_AGGREGATOR unit 17 obtains observation results for transmission to the central control device 20 via the interface Do161, and generates a set of transmission messages together. Thereby, a plurality of observation results output by each CU unit 16 provided for each type of measurement terminal 11 and a plurality of observation results when the times of the observation results output from each measurement terminal 11 overlap are 1 Information can be transmitted efficiently because it can be combined into one message. The MESSAGE_AGGREGATOR unit 17 outputs a message generated via the interface Am 171 to the RU unit 18. When the MESSAGE_AGGREGATOR unit 17 acquires information to be transmitted from each CU unit 16 and aggregates the information into one electronic message, in addition to the information acquired via the Do 161, information indicating the identifier of the measurement device 10 and the type of the measurement terminal 11 The amount of information to be insufficient when a message does not reach the specified amount of information when adding, unifying the format of information to be stored in an aggregated message, converting a character string into a binary signal, or sending a message is predetermined. Processing that adjusts the amount of information in a message to a specified amount of information by adding a meaningless value, compression of the message, conversion to a transmission format, and the like are performed.

RU部18は、ネットワーク3へのデータ送受信を行う部品である。RU部18は、電文を直接送受信するためのハードウェアと、それを動作させるためのドライバプログラムを含む。RU部18は、マイコンボードにPCI−eバスで接続された3G通信モジュールなどによって実現される。RU部18は、受信した情報をインターフェイスMc181経由でCP部19へ出力する。   The RU unit 18 is a component that transmits and receives data to and from the network 3. The RU unit 18 includes hardware for directly transmitting / receiving a message and a driver program for operating the hardware. The RU unit 18 is realized by a 3G communication module connected to a microcomputer board via a PCI-e bus. The RU unit 18 outputs the received information to the CP unit 19 via the interface Mc181.

CP部19は、RU部18が中央制御装置20から受信した情報を解釈して異常値送信要求情報を抽出する。CP部19は、異常値送信要求情報をインターフェイスCm191経由でCU部16に出力する。異常値送信要求情報とは、観測結果中の異常値について真の測定値の送信を要求する指示情報である。CP部19は、観測結果中の異常値の真の測定値の送信をCU部16に命じる。CP部19は、異常値送信要求を含む情報を取得してすぐにCU部16に対して命令を出力するのではなく、測定装置10の状態に応じて命令を出力するタイミングを決定する。例えば、CP19は、測定装置10が備える図示しない独立電源の残容量を監視し、電文を送信するのに十分な電力が残されていないと判定した場合には、独立電源の残容量が十分に回復するまで命令の出力を保留する。他の例としては、CP部19は、例えば図示しない独立電源として太陽電池が備えられている場合、その発電量が送信電力を賄えるか否か、電波状況は送信に適しているか否か、送信予定の電文の情報量は送信可能な大きさに収まっているか否か、図示しない独立電源の残電力量は送信処理後の測定装置の継続動作に十分であるか否か、図示しない記憶部の空き領域に余裕はあるか否か、などである。送信可能な条件を満たすと判定すると、CP部19は、該当する観測結果中の異常値の真の観測結果を持つCU部16に対して、観測結果中の異常値の真の測定値の送信を指示する。   The CP unit 19 interprets the information received from the central controller 20 by the RU unit 18 and extracts abnormal value transmission request information. The CP unit 19 outputs abnormal value transmission request information to the CU unit 16 via the interface Cm191. The abnormal value transmission request information is instruction information for requesting transmission of a true measured value for an abnormal value in an observation result. The CP unit 19 instructs the CU unit 16 to transmit a true measurement value of an abnormal value in the observation result. The CP unit 19 does not output an instruction to the CU unit 16 immediately after acquiring information including an abnormal value transmission request, but determines the timing of outputting the instruction according to the state of the measuring apparatus 10. For example, the CP 19 monitors the remaining capacity of an independent power source (not shown) included in the measurement apparatus 10 and determines that there is not enough power left to transmit a message. Holds output of instructions until recovery. As another example, when the solar cell is provided as an independent power source (not shown), for example, the CP unit 19 determines whether the power generation amount can cover transmission power, whether the radio wave condition is suitable for transmission, transmission Whether the information amount of the scheduled message is within the size that can be transmitted, whether the remaining power amount of the independent power source (not shown) is sufficient for the continuous operation of the measuring device after the transmission process, whether the storage unit (not shown) Whether there is room in the free area or not. If it is determined that the transmission possible condition is satisfied, the CP unit 19 transmits the true measurement value of the abnormal value in the observation result to the CU unit 16 having the true observation result of the abnormal value in the corresponding observation result. Instruct.

図6は、本発明の一実施形態による測定装置の実装例を示す図である。
図6が示すように測定装置10は、一例としてFPGA(field-programmable gate array)30と3G通信モジュール31を備える。FPGA30と3G通信モジュール31は、PCI−eバス32で接続されている。また、3G通信モジュール31は、同軸ケーブル33を介してアンテナ34と接続されている。3G通信モジュール31は、アンテナ34を用いてネットワーク3と無線通信を行う。図4で説明したAD_CONV部13、Di14、TIMING部15、Tm151、CU部16、Do161、MESSAGE_AGGREGATOR部17、Am171a、CP部19、Cm191は、FPGA30が動作することによって実現される。また、CP19部、Mc181は、3G通信モジュール31によって実現される。
FIG. 6 is a diagram illustrating an implementation example of a measurement apparatus according to an embodiment of the present invention.
As shown in FIG. 6, the measurement apparatus 10 includes an FPGA (field-programmable gate array) 30 and a 3G communication module 31 as an example. The FPGA 30 and the 3G communication module 31 are connected by a PCI-e bus 32. The 3G communication module 31 is connected to the antenna 34 via the coaxial cable 33. The 3G communication module 31 performs wireless communication with the network 3 using the antenna 34. The AD_CONV unit 13, Di14, TIMING unit 15, Tm151, CU unit 16, Do161, MESSAGE_AGGRREGATOR unit 17, Am171a, CP unit 19, and Cm191 described with reference to FIG. 4 are realized by the FPGA 30 operating. Further, the CP 19 unit and the Mc 181 are realized by the 3G communication module 31.

図7は、本発明の一実施形態による測定装置が備えるCU部のブロック図である。
図が示すようにCU部16は、SELECTOR部600、BUFFER部601、CREATE_MESSAGE部602、APF部603、APF_POOL部604、DET_LOG部605、DETAIL_SENDER部606、インターフェイスDd611、インターフェイスDi612、インターフェイスAs613、インターフェイスAp614、インターフェイスAs615、インターフェイスAp616、インターフェイスAs617の各部品を備えている。
なお、インターフェイスDd611をDd611と表記する。他のインターフェイスDd611、Di612、As613、Ap614、As615、Ap616、As617についても同様である。
FIG. 7 is a block diagram of a CU unit included in the measurement apparatus according to the embodiment of the present invention.
As shown in the figure, the CU unit 16 includes a SELECTOR unit 600, a BUFFER unit 601, a CREATE_MESSAGE unit 602, an APF unit 603, an APF_POOL unit 604, a DET_LOG unit 605, a DETAIL_SENDER unit 606, an interface Dd611, an interface As 613, an interface As 613, and an interface As 613. Each component includes an interface As615, an interface Ap616, and an interface As617.
The interface Dd611 is expressed as Dd611. The same applies to the other interfaces Dd611, Di612, As613, Ap614, As615, Ap616, As617.

SELECTOR部600は、Di14から観測結果を取得し、Tm151から取得した時刻情報及び予め定められた信号形状情報に基づいて、観測結果を直ちに中央制御装置に送信するか否かを決定する。送信すると決定した場合、SELECTOR部600は、インターフェイスDd611経由で、観測結果をCREATE_MESSAGE部602に出力する。予め定められた信号形状情報とは、温度の異常上昇などの、緊急を要する事態を識別するための信号の形を判別するための情報である。これは例えば値の閾値や変化率などで与えられ、図示しない記憶部に記録されている。Dd611経由でCREATE_MESSAGE部602に送られた観測結果は、直ちに中央制御装置20へ送信するための電文に変換されてインターフェイスDo161よりMESSAGE_AGGREGATOR部17に出力される。   The SELECTOR unit 600 acquires the observation result from Di14, and determines whether or not to immediately transmit the observation result to the central controller based on the time information acquired from Tm151 and the predetermined signal shape information. When it is determined to transmit, the SELECTOR unit 600 outputs the observation result to the CREATE_MESSAGE unit 602 via the interface Dd611. The predetermined signal shape information is information for determining the shape of a signal for identifying an emergency situation such as an abnormal rise in temperature. This is given by, for example, a threshold value or rate of change, and is recorded in a storage unit (not shown). The observation result sent to the CREATE_MESSAGE unit 602 via the Dd 611 is immediately converted into a message for transmission to the central controller 20 and output from the interface Do 161 to the MESSAGE_AGGREGATOR unit 17.

BUFFER部601は、Di14から観測結果を取得してその情報を蓄積し、APF部603で実行される処理を待つ。APF部603が処理を実行している間はAPF部603が情報を受け取れないので、BUFFER部601は、観測結果の情報をバッファする。また、APF部603での処理が常に次の情報を中央制御装置20へ送信する予定時刻に間に合うとは限らないため、BUFFER部601は、その間、観測結果の情報をバッファする。例えば予定時刻の間隔が一定でない場合に、短い時刻間隔の区間でAPF部603の処理が間に合わなくとも、次の予定時間までに処理が完了して、処理結果である近似曲線を表す情報を送信できる可能性がある。BUFFER部601は、そのような場合に備えてDi14から取得した観測結果を一時的に蓄積する。   The BUFFER unit 601 acquires observation results from the Di 14 and accumulates the information, and waits for processing to be executed by the APF unit 603. Since the APF unit 603 cannot receive information while the APF unit 603 is executing processing, the BUFFER unit 601 buffers the observation result information. In addition, since the process in the APF unit 603 does not always meet the scheduled time for transmitting the next information to the central controller 20, the BUFFER unit 601 buffers observation result information during that time. For example, when the interval of the scheduled time is not constant, even if the process of the APF unit 603 is not in time for the interval of the short time interval, the process is completed by the next scheduled time and information representing the approximate curve as the processing result is transmitted. There is a possibility. The BUFFER unit 601 temporarily accumulates observation results acquired from the Di 14 in preparation for such a case.

CREATE_MESSAGE部602は、CU部16から情報を出力する際に電文を整形し送信電文を生成する。送信電文作成の際に、もし同時に近似曲線を表す情報を送信できるようであればCREATE_MESSAGE部602は、近似曲線を表す情報をAPF_POOL部604から読み出して、近似曲線を表す情報も送信電文に含める。   The CREATE_MESSAGE unit 602 shapes a message when generating information from the CU unit 16 and generates a transmission message. When creating the transmission message, if the information representing the approximate curve can be transmitted at the same time, the CREATE_MESSAGE unit 602 reads the information representing the approximate curve from the APF_POOL unit 604 and includes the information representing the approximate curve in the transmission message.

APF部603は、時間経過に伴う観測結果から近似曲線を生成する。APF部603は、BUFFER部601が記憶する観測結果を一定区間分だけ読み出して、その観測結果を近似曲線に変換する。変換に成功した場合、APF部603は、近似曲線に対応する観測結果の情報をBUFFER部601から削除し、変換した近似曲線を表す情報をAPF_POOL部604に記録する。変換に失敗した場合、APF部603は、観測結果中の異常値として、変換に失敗した区間の観測結果をDET_LOG部605に記録し、一方変換に失敗した区間の観測結果の情報をBUFFER部601から削除する。   The APF unit 603 generates an approximate curve from the observation result with time. The APF unit 603 reads the observation results stored in the BUFFER unit 601 for a certain interval, and converts the observation results into an approximate curve. When the conversion is successful, the APF unit 603 deletes the observation result information corresponding to the approximate curve from the BUFFER unit 601, and records information representing the converted approximate curve in the APF_POOL unit 604. When the conversion fails, the APF unit 603 records the observation result of the section in which the conversion has failed as the abnormal value in the observation result in the DET_LOG unit 605, while the information on the observation result of the section in which the conversion has failed is the BUFFER unit 601. Delete from.

APF_POOL部604は、APF部603が生成した近似曲線を表す情報を記憶する。
DET_LOG部605は、近似曲線の変換に失敗した区間の観測結果(異常値)を記憶する。
DETAIL_SENDER部606は、Cm191経由で中央制御装置20からの異常値送信要求情報を取得して、中央制御装置20に観測結果中の異常値の真の測定値を送信するための準備を行う。DETAIL_SENDER部606は、As615経由でDET_LOG部605より観測結果中の異常値の真の測定値を読み出し、CREATE_MESSAGE部602に異常値の真の測定値の送信を指示する。
The APF_POOL unit 604 stores information representing the approximate curve generated by the APF unit 603.
The DET_LOG unit 605 stores the observation result (abnormal value) of the section in which the conversion of the approximate curve has failed.
The DETAIL_SENDER unit 606 acquires the abnormal value transmission request information from the central control device 20 via the Cm 191 and makes preparations for transmitting the true measured value of the abnormal value in the observation result to the central control device 20. The DETAIL_SENDER unit 606 reads the true measured value of the abnormal value in the observation result from the DET_LOG unit 605 via the As 615 and instructs the CREATE_MESSAGE unit 602 to transmit the true measured value of the abnormal value.

Dd611は、SELECTOR部600とCREATE_MESSAGE部602の間のインターフェイスである。Di612は、BUFFER部601、APF部603の間のインターフェイスである。As613は、APF部603とDET_LOG部605の間のインターフェイスである。Ap614は、APF部603とAPF_POOL部604の間のインターフェイスである。As615は、DET_LOG部605とDETAIL_SENDER部606の間のインターフェイスである。Ap616は、APF_POOL部604とCREATE_MESSAGE部602の間のインターフェイスである。As617は、DETAIL_SENDER部606とCREATE_MESSAGE部602の間のインターフェイスである。
なお、BUFFER部601、APF_POOL部604、DET_LOG部605は、コンピュータ用メモリや、ハードディスクなどで実現できる。
Dd611 is an interface between the SELECTOR unit 600 and the CREATE_MESSAGE unit 602. Di 612 is an interface between the BUFFER unit 601 and the APF unit 603. As 613 is an interface between the APF unit 603 and the DET_LOG unit 605. Ap 614 is an interface between the APF unit 603 and the APF_POOL unit 604. As 615 is an interface between the DET_LOG unit 605 and the DETAIL_SENDER unit 606. Ap 616 is an interface between the APF_POOL unit 604 and the CREATE_MESSAGE unit 602. As 617 is an interface between the DETAIL_SENDER unit 606 and the CREATE_MESSAGE unit 602.
Note that the BUFFER unit 601, the APF_POOL unit 604, and the DET_LOG unit 605 can be realized by a computer memory, a hard disk, or the like.

図8は、本発明の一実施形態による中央制御装置の一例を示すブロック図である。
図が示すように中央制御装置20は、MESSAGE_RECOGNIZER部21、APF_POOL部22、DET_LOG部23、GG部24、COMMAND_GENERATOR部25、インターフェイスAp211、インターフェイスAs212、インターフェイスAp213、インターフェイスAs214、インターフェイスMc215、インターフェイスUi216の各部品を備えている。
FIG. 8 is a block diagram illustrating an example of a central control device according to an embodiment of the present invention.
As shown in the figure, the central control unit 20 includes a MESSAGE_RECOGNIZER unit 21, an APF_POOL unit 22, a DET_LOG unit 23, a GG unit 24, a COMMAND_GENEATOR unit 25, an interface Ap211, an interface As212, an interface Ap213, an interface As214, an interface Mc215, and an interface Ui216. It has parts.

測定装置10と同様の理由から、インターフェイスSw32はインターフェイスSwCM32a、インターフェイスSwDT32bを備えている。
なお、インターフェイスAp211をAp211と表記する。他のインターフェイスAs212、Ap213、As214、Mc215、Ui216、Sr32、SwCM32a、SwDT32bについても同様である。
中央制御装置20は、測定装置10から受信した近似曲線などの情報を蓄積してGUIで表示する。また、中央制御装置20は、GUI経由でユーザが指定した異常値の範囲について、その部分の真の観測結果を測定装置10から収集する。
For the same reason as the measurement apparatus 10, the interface Sw32 includes an interface SwCM32a and an interface SwDT32b.
The interface Ap211 is referred to as Ap211. The same applies to the other interfaces As212, Ap213, As214, Mc215, Ui216, Sr32, SwCM32a, and SwDT32b.
The central controller 20 accumulates information such as the approximate curve received from the measuring apparatus 10 and displays it on the GUI. In addition, the central control device 20 collects the true observation results of the portion of the abnormal value range designated by the user via the GUI from the measurement device 10.

MESSAGE_RECOGNIZER部21は、SwDT32b経由で直ちに送信された観測結果と近似曲線及び異常値の真の測定値を取得する。MESSAGE_RECOGNIZER部21は、Ap211経由で近似曲線を表す情報をAPF_POOL部22に出力する。MESSAGE_RECOGNIZER部21は、As212経由で異常値の真の測定値をDET_LOG部23に出力する。
APF_POOL部22は、近似曲線を表す情報を記憶する。
DET_LOG部23は、APF部603が近似曲線の変換に失敗した区間の異常値の真の観測結果を記憶する。
The MESSAGE_RECOGNIZER unit 21 acquires the observation result, the approximate curve, and the true measurement value of the abnormal value immediately transmitted via the SwDT 32b. The MESSAGE_RECOGNIZER unit 21 outputs information representing the approximate curve to the APF_POOL unit 22 via the Ap 211. The MESSAGE_RECOGNIZER unit 21 outputs the true measured value of the abnormal value to the DET_LOG unit 23 via the As 212.
The APF_POOL unit 22 stores information representing an approximate curve.
The DET_LOG unit 23 stores the true observation result of the abnormal value in the section in which the APF unit 603 failed to convert the approximate curve.

GG部24は、APF_POOL部22が記憶する近似曲線を表す情報やDET_LOG部23が記憶する異常値の真の測定値を読み出して、これらの情報を用いてグラフ等を生成し、Ui216を介してGUIで表示する。当初、グラフには観測結果中の異常値の範囲だけが表示されている。ユーザは、GUI上で任意の範囲を指定する。するとGG部24はMc215経由でCOMMAND_GENERATOR部25に対して真の測定値の要求を行う。
COMMAND_GENERATOR部25は、GG部24を介してユーザにより指定された測定装置10に対して、SwCM32a経由で異常値の真の測定値の送信要求情報を送信する。測定装置10を指定する必要があるため、中央制御装置20は各測定装置10の識別子を記憶している。測定装置10の識別子は例えば、URLのリストなどである。
Ap211は、MESSAGE_RECOGNIZER部21とAPF_POOL部22の間のインターフェイスである。As212は、MESSAGE_RECOGNIZER部21とDET_LOG部23の間のインターフェイスである。Ap213は、APF_POOL部22とGG部24の間のインターフェイスである。As214は、DET_LOG部23とGG部24の間のインターフェイスである。Mc215は、GG部24とCOMMAND_GENERATOR部25の間のインターフェイスである。
The GG unit 24 reads the information representing the approximate curve stored in the APF_POOL unit 22 and the true measured value of the abnormal value stored in the DET_LOG unit 23, generates a graph or the like using the information, and sends the information via the Ui 216. Display with GUI. Initially, the graph shows only the range of outliers in the observation results. The user designates an arbitrary range on the GUI. Then, the GG unit 24 requests a true measurement value to the COMMAND_GENEATOR unit 25 via the Mc 215.
The COMMAND_GENEATOR unit 25 transmits the transmission request information of the true measurement value of the abnormal value to the measurement device 10 specified by the user via the GG unit 24 via the SwCM 32a. Since it is necessary to designate the measuring device 10, the central control device 20 stores the identifier of each measuring device 10. The identifier of the measuring device 10 is, for example, a URL list.
Ap 211 is an interface between the MESSAGE_RECOGNIZer unit 21 and the APF_POOL unit 22. As 212 is an interface between the MESSAGE_RECOGNIZer unit 21 and the DET_LOG unit 23. Ap 213 is an interface between the APF_POOL unit 22 and the GG unit 24. As 214 is an interface between the DET_LOG unit 23 and the GG unit 24. Mc 215 is an interface between the GG unit 24 and the COMMAND_GENEATOR unit 25.

次に本実施形態の自然情報測定システム1の動作説明を行う。上述のとおりCU部16は、本実施形態の中心的な機能を有している。以下でCU部16の動作を中心にさらに詳しく説明を行う。
CU部16は、2種類の異なるタイミングで始動する。1つ目のタイミングは、CU部16がDi14から収集された観測結果を取得した場合である。2つ目のタイミングは、CU部16がCm191から観測結果中の異常値の真の観測結果の送信要求情報を取得した場合である。Di14から情報を取得して始動する場合(1つ目のタイミング)は、CU部16は、即時観測結果(直ちに送信しなければならない観測結果)と、さらに現時点までに計算完了している未送信分の近似曲線をインターフェイスDo161から出力する。Cm191から情報を取得し始動する場合(2つ目のタイミング)、CU部16は、内部の記憶部(DET_LOG部605)に蓄積されている観測結果中の異常値の真の測定値のうち、指定された範囲の観測結果をDo161から出力する。
Next, the operation of the natural information measuring system 1 of the present embodiment will be described. As described above, the CU unit 16 has a central function of the present embodiment. Hereinafter, the operation of the CU unit 16 will be described in more detail.
The CU unit 16 is started at two different timings. The first timing is when the CU unit 16 acquires the observation result collected from Di14. The second timing is when the CU unit 16 acquires transmission request information of the true observation result of the abnormal value in the observation result from Cm191. When the information is acquired from the Di 14 and started (first timing), the CU unit 16 performs the immediate observation result (the observation result that should be transmitted immediately) and the untransmitted calculation that has been completed up to the present time. The approximate curve for the minute is output from the interface Do161. When the information is acquired from the Cm 191 and started (second timing), the CU unit 16 includes the true measurement value of the abnormal value in the observation result accumulated in the internal storage unit (DET_LOG unit 605). The observation results in the specified range are output from Do 161.

本実施形態においては、測定装置10における自然情報の測定の間隔は、中央制御装置20に即時観測結果を送信する間隔よりも、非常に短いことを想定している。例えば、毎秒1回の観測結果を収集して1時間に1回、近似曲線に圧縮された観測結果を送信する。そのためAPF部603は、1つ目のタイミングで始動する度に、インターフェイスTm151から時刻情報を取得して、それらの観測結果または圧縮された観測結果を中央制御装置20に送信すべきか否か判断している。送信すべきでない観測結果または圧縮された観測結果の場合にはDo161からの電文送信を行わず、APF部603の内部の未送信の観測結果のために用意された記録部品(APF_POOL部604)に保管する。
また、APF部603は、所定の条件に合致した場合に、内部のBUFFER部601に格納されている未処理分の観測結果と未送信の圧縮済み観測結果と観測結果中の異常値の真の観測結果を削除する。そのような条件を一つ挙げると、近似曲線計算処理が時間的に不可能であった場合の観測結果の消去である。これは内部での近似曲線計算による観測結果の圧縮処理が、次の電文送信時点までに間に合わないという状況が連続で起きた場合に行われる。これにより、消去対象の観測結果に対しては近似曲線計算処理を行わず、改めて以降に収集された観測結果の近似曲線計算処理を試行する。この場合の処理について図9を用いて説明する。
In the present embodiment, it is assumed that the natural information measurement interval in the measurement device 10 is much shorter than the interval at which the immediate observation result is transmitted to the central control device 20. For example, the observation results collected once per second are transmitted once per hour, and the observation results compressed into an approximate curve are transmitted. Therefore, every time the APF unit 603 is started at the first timing, the APF unit 603 obtains time information from the interface Tm 151 and determines whether or not those observation results or compressed observation results should be transmitted to the central controller 20. ing. In the case of an observation result that should not be transmitted or a compressed observation result, message transmission from the Do 161 is not performed, and a recording component (APF_POOL unit 604) prepared for an untransmitted observation result inside the APF unit 603 is used. store.
In addition, when the APF unit 603 matches a predetermined condition, the unprocessed observation result stored in the internal BUFFER unit 601, the untransmitted compressed observation result, and the true value of the abnormal value in the observation result Delete observation results. One such condition is the elimination of observation results when approximate curve calculation processing is not possible in time. This is performed when the situation in which the compression of the observation result by the internal approximate curve calculation is not in time until the next message transmission occurs continuously. As a result, the approximate curve calculation process is not performed on the observation result to be erased, but the approximate curve calculation process of the observation results collected after that is tried again. Processing in this case will be described with reference to FIG.

図9は、本発明の一実施形態による観測結果の間引き処理の説明を行う第一の図である。
図9は、近似曲線の計算に時間がかかり観測結果の取得タイミングに対して近似曲線の計算タイミングが遅れる場合の動作例を示している。時刻T1は、観測結果区間1において観測された観測結果を中央制御装置20へ送信するタイミングである。時刻T2は、観測結果区間2において観測された観測結果を中央制御装置20へ送信するタイミングである。時刻T3、T4、T5、T6、T7についても同様である。つまり、時刻T1〜T7において、CU部16は、観測結果だけではなく、その時点で送信できる近似曲線を表す情報があれば近似曲線を表す情報も共に出力する。なお、この図の例の場合、近似曲線の計算処理は、現在観測している区間より2つ前の区間において観測された観測結果を対象に処理を行うものとする。例えば、CU部16は、観測結果区間1の近似計算を、観測結果区間3の開始と同時に開始する。ここで観測結果区間1に対する近似曲線の計算が観測結果区間3以内に完了すれば、CU部16は、時刻T3に次の観測結果区間2に対する近似計算を開始することができる。また、CU部16は、観測結果区間1に対する近似曲線の計算結果を時刻T3にMESSAGE_AGGREGATOR部17へ出力し、RU部18などを介して観測結果と近似曲線を表す情報を中央制御装置20へ送信することができる。しかし、図示するように観測結果区間1に対する近似曲線の計算に要する時間(近似曲線計算区間1)が観測結果区間3より長くかかる場合、観測結果区間2に対する近似曲線の計算の開始は遅れることになる。また、観測結果区間1に対する近似曲線を表す情報を時刻T3に送信することもできなくなる。このような場合、CU部16は、BUFFER部601の情報を削除する。
FIG. 9 is a first diagram illustrating the thinning-out process of observation results according to an embodiment of the present invention.
FIG. 9 shows an operation example when the approximate curve calculation takes time and the approximate curve calculation timing is delayed with respect to the observation result acquisition timing. Time T1 is a timing at which the observation result observed in the observation result section 1 is transmitted to the central controller 20. Time T2 is a timing at which the observation result observed in the observation result section 2 is transmitted to the central controller 20. The same applies to times T3, T4, T5, T6, and T7. That is, at time T1 to T7, the CU unit 16 outputs not only the observation result but also information representing the approximate curve if there is information representing the approximate curve that can be transmitted at that time. In the case of the example in this figure, the approximate curve calculation processing is performed on the observation result observed in the section two before the currently observed section. For example, the CU unit 16 starts the approximate calculation of the observation result section 1 simultaneously with the start of the observation result section 3. If the calculation of the approximate curve for the observation result section 1 is completed within the observation result section 3, the CU unit 16 can start the approximate calculation for the next observation result section 2 at time T3. Further, the CU unit 16 outputs the calculation result of the approximate curve for the observation result section 1 to the MESSAGE_AGGREGATOR unit 17 at time T3, and transmits the information representing the observation result and the approximate curve to the central controller 20 via the RU unit 18 and the like. can do. However, if the time required for calculating the approximate curve for the observation result section 1 (approximate curve calculation section 1) is longer than the observation result section 3, as shown in the figure, the start of the calculation of the approximate curve for the observation result section 2 is delayed. Become. Also, information representing an approximate curve for the observation result section 1 cannot be transmitted at time T3. In such a case, the CU unit 16 deletes the information in the BUFFER unit 601.

このように処理が遅れがちになる場合としては、例えば、測定装置10の情報処理能力の設計に問題があり、送信のタイミングを調整しても近似曲線計算処理が間に合わず、連続して送信タイミングの調整処理が必要となる場合がある。このような場合に対処するため、本実施形態では送信タイミング調整後の近似曲線計算処理の再開の前に、観測結果の間引きを行って全体としての計算量を減らす。この場合、BUFFER部601に格納されている観測結果は時間間隔を指標として均等に間引かれる。例えば、1秒間隔で観測結果が収集されており、その全観測結果が近似曲線計算処理の対象であった場合に計算処理が間に合わなかったとする。そのような場合に本実施形態では、例えば後は5秒間隔の観測結果のみを計算対象とするように間引きを行う。この間引きを高速で実行するためには、BUFFER部601がコンピュータ用のメモリで構成されている場合、観測結果をメモリ上に保存する際に連続したメモリ空間を利用するか、リングバッファを作製する。リングバッファの一例を図10に示す。   As a case where the processing tends to be delayed in this way, for example, there is a problem in the design of the information processing capability of the measuring apparatus 10, and even if the transmission timing is adjusted, the approximate curve calculation processing is not in time, and the transmission timing continues. Adjustment processing may be required. In order to deal with such a case, in the present embodiment, before resuming the approximate curve calculation process after adjusting the transmission timing, the observation result is thinned to reduce the overall calculation amount. In this case, the observation results stored in the BUFFER unit 601 are evenly thinned using the time interval as an index. For example, when observation results are collected at intervals of one second and all the observation results are objects of approximate curve calculation processing, the calculation processing is not in time. In such a case, in the present embodiment, for example, after that, thinning is performed so that only the observation results at intervals of 5 seconds are targeted for calculation. In order to execute this thinning out at high speed, when the BUFFER unit 601 is configured with a computer memory, a continuous memory space is used when the observation result is stored in the memory, or a ring buffer is produced. . An example of the ring buffer is shown in FIG.

図10は、本発明の一実施形態による観測結果の間引き処理の説明を行う第二の図である。
図10は、本実施形態で用いる特殊な形状のリングバッファの一例を示している。
図10の例の場合、12個のリングバッファ領域B1〜B12が記憶領域に設けられている。各リングバッファ領域B1〜B12には、通常のリング形式のポインタの他に、間引き時に使う系列用のポインタを張っておく。通常のリング形式のポインタは、図の縦方向、かつ左の列から右の列に向かってポインタを張る。これにより、通常の処理の際には、リングバッファ領域B1→B2→B3→B4→B5→B6→B7→B8→B9→B10→B11→B12の順にデータが処理される。一方、間引き時に使うポインタは系列ごとに張り、現在処理していた観測結果が存在する系列が存在する方向に処理する。例えば、系列1に対応するポインタは、リングバッファ領域B1についてはB5、領域B5についてはB9となるように張っておく。これにより、現在処理しているのがリングバッファ領域B1であれば、間引き処理時には、リングバッファ領域B1→B5→B9の順でデータ処理を行う。
FIG. 10 is a second diagram illustrating the thinning-out process of observation results according to an embodiment of the present invention.
FIG. 10 shows an example of a ring buffer having a special shape used in this embodiment.
In the example of FIG. 10, twelve ring buffer areas B1 to B12 are provided in the storage area. In each of the ring buffer areas B1 to B12, in addition to a normal ring pointer, a series pointer used for thinning is provided. A normal ring-shaped pointer extends in the vertical direction in the figure and from the left column to the right column. As a result, during normal processing, data is processed in the order of the ring buffer areas B1, B2, B3, B4, B5, B6, B7, B8, B9, B10, B11, and B12. On the other hand, the pointer used at the time of thinning is extended for each series, and is processed in the direction in which the series in which the observation result currently processed exists exists. For example, the pointer corresponding to the series 1 is set to be B5 for the ring buffer area B1 and B9 for the area B5. As a result, if the current processing is the ring buffer area B1, the data processing is performed in the order of the ring buffer area B1 → B5 → B9 during the thinning process.

図11は、本発明の一実施形態による観測結果の間引き処理のフローチャートの一例である。
図11を用いて間引き処理を行うか否かの判定処理について説明する。
前提として、間引き処理を行うか否かを示す間引き処理フラグ、送信時刻に近似曲線の計算処理が完了した回数を記憶する成功数フラグ、送信時刻に近似曲線の計算処理が完了していない回数を記憶する失敗数フラグが設けられ、間引き処理フラグの初期値がFalse、成功数フラグおよび失敗数フラグの初期値が0であるとする。
まず、APF部603は、観測結果を取得する(ステップS1)。次に、APF部603は、間引き処理を行うか否かを間引き処理フラグに基づいて判定する(ステップS2)。間引き処理フラグの値がFalseであれば、APF部603は、間引き処理を行わず通常処理を行うと判定する。間引き処理フラグの値がTrueであれば、APF部603は、間引き処理を行うと判定する。通常処理を行うと判定と判定した場合、APF部603は、通常処理を行う(ステップS3)。つまり、APF部603は、全ての観測結果について近似曲線の計算を行う。間引き処理を行うと判定と判定した場合、APF部603は、間引き処理を行う(ステップS4)。例えば、APF部603は、図10で説明したリングバッファにおいてある系列のリングバッファに格納されたデータだけ近似曲線計算を行う。次にAPF部603は、近似曲線計算処理が成功したかどうかを判定する(ステップS5)。近似曲線計算処理に遅延が生じず、近似曲線計算結果を送信することができる場合、APF部603は近似曲線計算処理が成功したと判定する。近似曲線計算処理に遅延が生じ近似曲線計算結果を送信できなかった場合、APF部603は近似曲線計算処理が失敗したと判定する。
FIG. 11 is an example of a flowchart of the thinning process of observation results according to an embodiment of the present invention.
A determination process for determining whether or not to perform the thinning process will be described with reference to FIG.
As a premise, a decimation process flag indicating whether or not to perform a decimation process, a success number flag that stores the number of times the approximate curve calculation process has been completed at the transmission time, and a number of times that the approximate curve calculation process has not been completed at the transmission time It is assumed that a failure number flag to be stored is provided, the initial value of the thinning-out processing flag is False, and the initial value of the success number flag and the failure number flag is 0.
First, the APF unit 603 acquires an observation result (step S1). Next, the APF unit 603 determines whether or not to perform the thinning process based on the thinning process flag (step S2). If the value of the thinning process flag is False, the APF unit 603 determines that the normal process is performed without performing the thinning process. If the value of the thinning process flag is True, the APF unit 603 determines to perform the thinning process. When it is determined that the normal process is performed, the APF unit 603 performs the normal process (step S3). That is, the APF unit 603 calculates approximate curves for all observation results. When it is determined that the thinning process is performed, the APF unit 603 performs the thinning process (step S4). For example, the APF unit 603 performs approximate curve calculation for only the data stored in a certain series of ring buffers in the ring buffer described with reference to FIG. Next, the APF unit 603 determines whether or not the approximate curve calculation process is successful (step S5). When the approximate curve calculation process is not delayed and the approximate curve calculation result can be transmitted, the APF unit 603 determines that the approximate curve calculation process is successful. When the approximate curve calculation process is delayed and the approximate curve calculation result cannot be transmitted, the APF unit 603 determines that the approximate curve calculation process has failed.

近似曲線計算が成功したと判定した場合、APF部603は、失敗数フラグの値が0より大きいか否かを判定する(ステップS6)。失敗数フラグの値が0の場合、ステップS1からの処理を繰り返す。一方、失敗数フラグの値が0より大きい場合、APF部603は、成功数フラグの値を1カウントアップする(ステップS7)。続いてAPF部603は、成功数フラグの値と所定の閾値との値を比較する(ステップS8)。成功数フラグの値が所定の閾値より小さい場合、ステップS1からの処理を繰り返す。成功数フラグの値が所定の閾値以上の場合、APF部603は、間引き処理フラグの値にFalseを設定し(ステップS9)、ステップS1からの処理を繰り返す。   When it is determined that the approximate curve calculation is successful, the APF unit 603 determines whether or not the value of the failure number flag is greater than 0 (step S6). If the value of the failure count flag is 0, the processing from step S1 is repeated. On the other hand, when the value of the failure number flag is greater than 0, the APF unit 603 increments the value of the success number flag by 1 (step S7). Subsequently, the APF unit 603 compares the value of the success number flag with a predetermined threshold value (step S8). If the value of the success number flag is smaller than the predetermined threshold value, the processing from step S1 is repeated. If the value of the success number flag is equal to or greater than the predetermined threshold, the APF unit 603 sets False to the value of the thinning process flag (step S9), and repeats the process from step S1.

近似曲線計算が失敗したと判定した場合、CU部16は、失敗数フラグの値を1カウントアップする(ステップS10)。続いてCU部16は、失敗数フラグの値と所定の閾値との値を比較する(ステップS11)。失敗数フラグの値が所定の閾値より小さい場合、ステップS1からの処理を繰り返す。失敗数フラグの値が所定の閾値以上の場合、CU部16は、間引き処理フラグの値にTrueを設定し(ステップS12)、ステップS1からの処理を繰り返す。   When it is determined that the approximate curve calculation has failed, the CU unit 16 increments the value of the failure number flag by 1 (step S10). Subsequently, the CU unit 16 compares the value of the failure count flag with a predetermined threshold value (step S11). If the value of the failure number flag is smaller than the predetermined threshold value, the processing from step S1 is repeated. If the value of the failure count flag is equal to or greater than the predetermined threshold, the CU unit 16 sets True to the value of the thinning process flag (step S12), and repeats the processing from step S1.

次にCU部16が備える内部の機能の動作について説明する。
SELECTOR部600は、Di14から取得した観測結果が、中央制御装置20にすぐ送信する即時観測結果か否かを判断する。即時観測結果は、直ちに送信することを要する観測結果のことをいう。例えば、SELECTOR部600は、観測結果と所定の閾値(例えば温度など)とを比較し、例えば観測結果がその閾値を上回れば、即時観測結果であると判定する。また、SELECTOR部600は、取得した観測結果が観測された時刻とTm151から取得した時刻情報とを比較する。そして、SELECTOR部600は、Tm151から取得した現在時刻が観測時刻より所定の時間以上経過していれば、即時観測結果であると判定する。
SELECTOR部600は、即時観測結果であると判定するとその観測結果の情報をDd611経由でCREATE_MESSAGE部602へ出力する。CREATE_MESSAGE部602は観測結果を送信する電文を生成し、MESSAGE_AGGREGATOR部17がその電文を他の電文と共にRU部18経由で中央制御装置20へ送信する。これにより、即時観測結果と判定された観測結果の情報は、直ちに中央制御装置20へ送信される。
SELECTOR部600の実装形態の一つとして、SELECTOR部600が起動時に緊急情報と判断する閾値を記録した外部情報を読み込む形態が考えられる。この実装形態を用いると、外部情報をコンピュータ上のファイルなどで実現して、それの内容を書き換えてSELECTOR部600を再起動すれば、測定装置10を構築後にも別な閾値を用いることが可能となる。
Next, operation of internal functions provided in the CU unit 16 will be described.
The SELECTOR unit 600 determines whether or not the observation result acquired from the Di 14 is an immediate observation result that is immediately transmitted to the central controller 20. Immediate observation results are observation results that require immediate transmission. For example, the SELECTOR unit 600 compares the observation result with a predetermined threshold (such as temperature), and determines that the observation result is an immediate observation result, for example, if the observation result exceeds the threshold. The SELECTOR unit 600 compares the time when the acquired observation result is observed with the time information acquired from the Tm 151. Then, if the current time acquired from Tm 151 has passed a predetermined time or more from the observation time, the SELECTOR unit 600 determines that the result is an immediate observation result.
If the SELECTOR unit 600 determines that the result is an immediate observation result, the SELECTOR unit 600 outputs information on the observation result to the CREATE_MESSAGE unit 602 via the Dd 611. The CREATE_MESSAGE unit 602 generates a message for transmitting the observation result, and the MESSAGE_AGGREGATOR unit 17 transmits the message together with other messages to the central control device 20 via the RU unit 18. Thereby, the information of the observation result determined as the immediate observation result is immediately transmitted to the central control device 20.
As one of the implementation forms of the SELECTOR unit 600, a form of reading external information in which a threshold value that the SELECTOR unit 600 determines to be emergency information at the time of activation is read. With this implementation, if the external information is realized by a file on a computer, the contents are rewritten, and the SELECTOR unit 600 is restarted, another threshold can be used even after the measurement apparatus 10 is constructed. It becomes.

BUFFER部601は、Di14より取得した測定端子11の測定した観測結果を、時系列順にそのままの形で格納するキューと呼ばれるデータ構造を持つ。BUFFER部601は、APF部603での近似曲線計算処理が完了するまでこれらの観測結果を保存する。上述のとおり、APF部603が取得して近似曲線計算処理に成功した観測結果はBUFFER部601から削除される。BUFFER部601は、例えば、図10で例示した構造をしており、BUFFER部601が記憶する情報量が記憶容量を超過すると、ある系列のデータだけを残して他の系列の観測結果を破棄してもよい。これにより時系列順の観測結果を間引いて保存することができ、記憶容量の超過による情報の損失を最低限に抑えることができる。BUFFER部601が保存する観測結果をある系列だけにする間引き処理を行った場合の影響について図12を用いて説明する。   The BUFFER unit 601 has a data structure called a queue that stores observation results measured by the measurement terminal 11 acquired from the Di 14 as they are in chronological order. The BUFFER unit 601 stores these observation results until the approximate curve calculation processing in the APF unit 603 is completed. As described above, the observation result acquired by the APF unit 603 and succeeded in the approximate curve calculation process is deleted from the BUFFER unit 601. The BUFFER unit 601 has the structure illustrated in FIG. 10, for example. If the amount of information stored in the BUFFER unit 601 exceeds the storage capacity, the observation results of other sequences are discarded, leaving only one series of data. May be. As a result, observation results in chronological order can be thinned out and stored, and information loss due to excess storage capacity can be minimized. The influence of the thinning process in which the observation result stored in the BUFFER unit 601 is limited to a certain series will be described with reference to FIG.

図12は、本発明の一実施形態による観測結果の間引き処理の影響を説明する図である。
図12において、時刻Tαまでは全ての系列(系列1〜4)のバッファに格納された観測結果の値が近似曲線に反映されている。時刻Tα以降は、系列1の観測結果のみが近似曲線に反映されている。このように観測結果の値が分散されるように系列をうまく選択すれば、一部の系列のデータだけを用いても近似曲線の外形をある程度保持できることが分かる。
FIG. 12 is a diagram for explaining the influence of thinning processing of observation results according to an embodiment of the present invention.
In FIG. 12, the values of the observation results stored in the buffers of all series (series 1 to 4) are reflected in the approximate curve until time Tα. After time Tα, only the observation result of series 1 is reflected in the approximate curve. It can be seen that the outline of the approximate curve can be maintained to some extent even if only a part of the data of the series is used if the series is selected well so that the values of the observation results are dispersed.

APF部603は、近似曲線を生成する。APF部603は、Tm151から取得した時刻情報を起点として動作する。動作開始するタイミングは、予め定められているものとする。例えば、動作開始タイミングは、時刻毎秒0.5秒目などと指定されている。この動作開始タイミングは、あくまでもAPF部603が動作を開始するタイミングであり、Ap614やAs613から結果が出力されるタイミングとは異なる場合がある。APF部603の動作の詳細な説明に入る前に、観測結果を処理する過程を説明するために必要となる用語について説明する。   The APF unit 603 generates an approximate curve. The APF unit 603 operates using the time information acquired from the Tm 151 as a starting point. It is assumed that the operation start timing is determined in advance. For example, the operation start timing is designated as 0.5 second per second. This operation start timing is just the timing at which the APF unit 603 starts to operate, and may be different from the timing at which the result is output from the Ap 614 or the As 613. Before entering into a detailed description of the operation of the APF unit 603, terms necessary for describing the process of processing the observation result will be described.

「点」:点とは一つの観測結果に相当する。点が保持する情報は観測された時刻、観測結果、本装置群の内部処理のために追加される情報を持つ。   “Point”: A point corresponds to one observation result. The information held by the point has information that is added for the internal processing of this device group, the observation time, the observation result, and the observation result.

「点群」:点群とは、1つ以上の点の集合である。なんらかの異常事態が無い限り、同時刻に測定される観測結果は存在しないため、点群に属する点は全て一意に識別できる。従って点群に属する点には識別のために一意の点番号を与えることができる。   “Point cloud”: A point cloud is a set of one or more points. Unless there is any abnormal situation, there are no observation results measured at the same time, so all points belonging to the point cloud can be uniquely identified. Therefore, a unique point number can be given to a point belonging to the point group for identification.

「点列」:点列とは、点が保有する任意の情報を基準として点を整列させたものである。点は一意であるから、点列に属するすべての点の間には順序関係がある。   “Point sequence”: A point sequence is a sequence of points based on arbitrary information held by the points. Since the points are unique, there is an order relationship between all the points belonging to the point sequence.

「区間」:本実施形態においては、特に時刻によって整列された、ある点列における、その中の任意の連続した一部分を区間と呼ぶ。点の順序関係を考慮すれば、区間を表現するためには、その開始点と終了点だけを指定すればよい。   “Section”: In the present embodiment, any continuous part of a sequence of points arranged in particular by time is called a section. If the order relation of points is taken into consideration, only the start point and end point need be specified in order to represent a section.

「フレーム」:十分に長い、ある期間の観測結果を点として持つ点列(観測点列と呼ぶ)において、観測点列の部分区間であり、1回の近似曲線計算処理の際に計算対象となる点列である。ある観測点列に含まれるフレームは複数あってもよいが、その要素は互いに重複しない。すなわち観測点列は、隣り合うフレームの連続で構成出来る。すなわち、複数回の近似曲線計算処理にて観測結果が処理されていくが、その際には必ず隣り合ったフレームを順番に処理していくことになる。フレームを通じた処理の順番の例を図12を用いて説明する。
図13は、本発明の一実施形態による用語を説明する第一の図である。
図13の一連の区間において、フレームK1〜K6を示す。APF部603は、左から順に、フレームK1、フレームK2、といった順番で近似曲線計算を行う。なお、図に示す通り、即時観測結果は直ちに中央制御装置20へ送信され、近似曲線計算は、2フレーム遅れて中央制御装置20へ送信される。
“Frame”: A sufficiently long point sequence (referred to as an observation point sequence) having observation results for a certain period as a point. It is a partial section of the observation point sequence and is subject to calculation during one approximate curve calculation process. This is a sequence of points. There may be a plurality of frames included in a certain observation point sequence, but the elements do not overlap each other. That is, the observation point sequence can be composed of a series of adjacent frames. That is, the observation result is processed by a plurality of approximate curve calculation processes, but in this case, adjacent frames are always processed in order. An example of the order of processing through frames will be described with reference to FIG.
FIG. 13 is a first diagram illustrating terms according to an embodiment of the present invention.
Frames K1 to K6 are shown in a series of sections in FIG. The APF unit 603 calculates approximate curves in the order of the frame K1 and the frame K2 in order from the left. As shown in the figure, the immediate observation result is immediately transmitted to the central controller 20, and the approximate curve calculation is transmitted to the central controller 20 with a delay of two frames.

「ターゲットフレーム」:ターゲットフレームとは、現在、近似曲線計算の対象になっているフレームを指す。
「ペリフェリアルファクター」:近似曲線計算処理の詳細については後述するが、近似曲線計算処理のためにはターゲットフレームの他に、その周囲の点が必要になる。これらの点は近似曲線計算における中間処理のためだけに使われる。これらの点の集合を本実施形態では、ペリフェリアルファクターと呼ぶ。ペリフェリアルファクターは、ターゲットフレームの左右に分かれて存在することになる。ペリフェリアルファクターとターゲットフレームの関係を、図14を用いて説明する。
“Target frame”: A target frame refers to a frame that is currently the target of approximate curve calculation.
“Peripheral factor”: Although the details of the approximate curve calculation process will be described later, in addition to the target frame, the surrounding points are required for the approximate curve calculation process. These points are used only for intermediate processing in the approximate curve calculation. In this embodiment, a set of these points is called a peripheral factor. Peripheral factors exist separately on the left and right sides of the target frame. The relationship between the peripheral factor and the target frame will be described with reference to FIG.

図14は、本発明の一実施形態による用語を説明する第二の図である。
図中、「ターゲットフレーム」と記載された区間の点列がターゲットフレームである。また、図中、「ターゲットフレーム+ペリフェリアルファクター」と記載された区間のうち、ターゲットフレームを除いた点列がペリフェリアルファクターである。図が示すようにペリフェリアルファクターは、ターゲットフレームの左右にそれぞれ存在する。なお、図中の直線計算レンジについては、後に説明を行う。
FIG. 14 is a second diagram illustrating terms according to an embodiment of the present invention.
In the figure, the point sequence in the section described as “target frame” is the target frame. In the drawing, the point sequence excluding the target frame in the section described as “target frame + peripheral factor” is the peripheral factor. As shown in the figure, the peripheral factors exist on the left and right of the target frame, respectively. The linear calculation range in the figure will be described later.

「近似曲線」:近似曲線とは、ターゲットフレームの点の並び方の傾向、つまり時刻と観測結果の2つを基底ベクトルとして考えた時の2次元空間に写像される点の形状を、もっともよく表現した比較的低次元の関数で表される線分である。もっともよい表現とは、近似曲線がターゲットフレーム中のなるべく多くの点の近傍を、できるだけ近距離で通過する、なるべく低い次元で表現される線分のことを指す。近似曲線の生成例を図15で示す。   “Approximate curve”: Approximate curve best represents the tendency of the arrangement of points in the target frame, that is, the shape of a point mapped to a two-dimensional space when the time and observation results are considered as basis vectors. It is a line segment represented by a relatively low-dimensional function. The best expression refers to a line segment expressed in as low a dimension as possible so that the approximate curve passes as close as possible to as many points in the target frame as possible. An example of generating an approximate curve is shown in FIG.

図15は、本発明の一実施形態による用語を説明する第三の図である。
図15(a)は、あるターゲットフレームを示している。図15(b)のグラフValは、APF部603が計算した当該ターゲットフレームの近似曲線を示している。図15(c)は、測定装置10から中央制御装置20へ送信する近似曲線を表す情報の一例である。
中央制御装置20へ送信する近似曲線を表す情報には、近似曲線を示す関数、その近似曲線が有効な時間範囲を規定する情報などが含まれている。
FIG. 15 is a third diagram illustrating terms according to an embodiment of the present invention.
FIG. 15A shows a target frame. A graph Val in FIG. 15B shows an approximate curve of the target frame calculated by the APF unit 603. FIG. 15C is an example of information representing an approximate curve transmitted from the measurement apparatus 10 to the central control apparatus 20.
The information representing the approximate curve transmitted to the central controller 20 includes a function indicating the approximate curve, information defining a time range in which the approximate curve is effective, and the like.

「角度変化率」:角度変化率とは、元のデータの点群が無限に細かく連続した線分と見ることが出来る場合の、ある点における二階微分導関数の値である。実際には点群は離散的であるため、ここでは前後の差分を用いて、ある点の角度変化率を定義する。   “Angle change rate”: The angle change rate is the value of the second derivative at a certain point when the point group of the original data can be viewed as an infinitely fine continuous line segment. Actually, the point group is discrete, and here, the angle change rate of a certain point is defined using the difference between the front and rear.

図16は、本発明の一実施形態による用語を説明する第四の図である。
図16は、時刻と観測結果を含むある点におけるグラフの角度、ある点における角度変化率を説明する図である。時刻tに対応する点におけるグラフの角度Degは、時刻tにおける観測結果Valと時刻t−1における観測結果Valt−1の差で表すことができる。また、時刻tに対応する点における角度変化率Diffはグラフの角度Degとグラフの角度Degt−1の差で表すことができる。角度変化率Diffは、以下の式で表すことができる。
Diff = Deg−Degt−1
(Val−Valt−1)−(Valt−1−Valt−2
FIG. 16 is a fourth diagram illustrating terms according to an embodiment of the present invention.
FIG. 16 is a diagram for explaining the angle of the graph at a certain point including the time and the observation result, and the angle change rate at the certain point. The angle Deg t of the graph at the point corresponding to time t can be expressed by the difference between the observation result Val t at time t and the observation result Val t−1 at time t−1. Further, the angle change rate Diff t at the point corresponding to the time t can be expressed by the difference between the graph angle Deg t and the graph angle Deg t−1 . The angle change rate Diff t can be expressed by the following equation.
Diff t = Deg t -Deg t-1 =
(Val t -Val t-1 )-(Val t-1 -Val t-2 )

「特徴点」:特徴点とは、近似曲線の形状を決定するのに大きな影響力を持つ点を指す。特徴点はターゲットフレーム中に複数あってもよい。二次関数に近似されるターゲットフレームと、その中の特徴的な点について図17を用いて説明する。
「点の特徴量」:点の特徴量とは、近似曲線の形状を決定する点が与える影響力を数値化したものである。本実施形態では、点の特徴量を近似直線の計算を介して求める。
“Feature point”: A feature point refers to a point having a great influence on the shape of an approximate curve. There may be a plurality of feature points in the target frame. A target frame approximated to a quadratic function and characteristic points therein will be described with reference to FIG.
“Point feature value”: The point feature value is a numerical value of the influence exerted by a point that determines the shape of the approximate curve. In this embodiment, the feature amount of a point is obtained through calculation of an approximate line.

図17は、本発明の一実施形態による用語を説明する第五の図である。
図17を用いて特徴点および点の特徴量について説明する。
図17(a)は、二次関数に近似されるターゲットフレーム(点1〜点10)とその近似曲線を示すグラフである。図17(b)は、点1〜点10の特徴量を示した図である。図が示すように点1〜点10の特徴量のうち、点1〜点6、点10は、閾値V1を上回っている。しかし、点7〜点9は、点6と点10によって補間することができるので、近似曲線の形状を決定するのに大きな影響力を持たず、特徴量が低くなる。例えば、特徴量が閾値V1を上回る点を特徴点とすることができる。点の特徴量の計算については後述する。
FIG. 17 is a fifth diagram illustrating terms according to an embodiment of the present invention.
The feature points and the feature amounts of the points will be described with reference to FIG.
FIG. 17A is a graph showing a target frame (points 1 to 10) approximated by a quadratic function and an approximate curve thereof. FIG. 17B is a diagram illustrating feature amounts of points 1 to 10. As shown in the figure, among the feature quantities of points 1 to 10, points 1 to 6 and 10 exceed the threshold value V1. However, since the points 7 to 9 can be interpolated by the points 6 and 10, they do not have a great influence on determining the shape of the approximate curve, and the feature amount is low. For example, a point where the feature amount exceeds the threshold value V1 can be set as the feature point. The calculation of the point feature amount will be described later.

「近似直線」:ターゲットフレームの各点の特徴量を算出するために必要な線である。これは本装置の内部処理のためだけに使われる一時的な情報である。
「直線計算レンジ」:ある点の近似直線を計算する際に必要な周囲の時間の幅である。この時間の幅に含まれる点が計算の際に利用される。直線計算レンジを上述の図13に示す。図13中、「左側端の直線計算レンジ」、「右側端の直線計算レンジ」と記載された区間が直線計算レンジである。例えば、左側端の直線計算レンジは、ターゲットフレームにおける左端の点について近似直線を計算する際に必要な時間幅である。
“Approximate line”: A line necessary for calculating the feature amount of each point of the target frame. This is temporary information used only for internal processing of the apparatus.
“Straight line calculation range”: a range of time required for calculating an approximate straight line at a certain point. Points included in this time width are used in the calculation. The straight line calculation range is shown in FIG. In FIG. 13, the sections described as “the straight line calculation range at the left end” and “the straight line calculation range at the right end” are the straight line calculation ranges. For example, the straight line calculation range at the left end is a time width necessary for calculating an approximate straight line for the left end point in the target frame.

「エッジ」:エッジとは、ある点列において、前後どちらかの点と比較して、観測結果の値が急激に変わる点である。値の変化には、高い値から低い値とその逆がある。これをエッジの方向と呼ぶ。高い値から低い値を右側エッジ、低い値から高い値を左側エッジと呼ぶ。
「テーブル」:テーブルとは、方向の異なる2つのエッジに囲まれた、ある点列中の部分点列。このような部分点列は、観測結果を可視化した際に、テーブル状に突出する。左側エッジから始まり右側エッジで終わるテーブルを上に凸のテーブル、逆を下に凸のテーブルと呼ぶ。
「スパイク」:スパイクとは、テーブルを構成する点の個数が非常に少ないテーブルの事。単一の点で構成される場合もある。
“Edge”: An edge is a point where the value of an observation result changes abruptly in a given point sequence as compared to either the previous or next point. The change in value ranges from a high value to a low value and vice versa. This is called the edge direction. A high value to a low value is called a right edge, and a low value to a high value is called a left edge.
“Table”: A table is a partial point sequence in a point sequence surrounded by two edges having different directions. Such a partial point sequence protrudes like a table when the observation result is visualized. A table starting from the left edge and ending at the right edge is called an upward convex table, and the opposite is called a downward convex table.
“Spike”: A spike is a table with very few points. Sometimes it consists of a single point.

図18は、本発明の一実施形態による用語を説明する第六の図である。
図18を用いてエッジ、テーブル、スパイクについて説明する。
図18において点P1は、スパイクである。また、点P2、P3は、エッジである。点P2は、低い値から高い値へ変化する点なので左側エッジである。また、P3は、高い値から低い値へ変化する点なので右側エッジである。また、点P2、P3に囲まれた部分点列はテーブルである。この例の場合、左側エッジで始まり、右側エッジで終わるので上に凸のテーブルである。
FIG. 18 is a sixth diagram illustrating terms according to an embodiment of the present invention.
Edges, tables, and spikes will be described with reference to FIG.
In FIG. 18, a point P1 is a spike. Points P2 and P3 are edges. The point P2 is a left edge because it changes from a low value to a high value. P3 is a right edge because it changes from a high value to a low value. Further, the partial point sequence surrounded by the points P2 and P3 is a table. In this example, the table is convex upward because it starts at the left edge and ends at the right edge.

「パターンファイル」:パターンファイルとは、特徴点の配置のうち、代表的な配置を記録したものである。
「Uiグラフ」:Uiグラフとは、時刻と観測結果の2つを基底ベクトルとして考えた時の2次元空間に写像される点の形状である。本装置群の情報表示部品においては、例えばディスプレイ装置上に表示された波形に近い形で表現される。
“Pattern file”: A pattern file is a recording of representative arrangements among arrangements of feature points.
“Ui graph”: A Ui graph is a shape of a point mapped to a two-dimensional space when two of time and observation result are considered as basis vectors. In the information display component of this device group, for example, it is expressed in a form close to the waveform displayed on the display device.

図19は、本発明の一実施形態による用語を説明する第七の図である。
図19(a)は、観測結果の点列を示している。図19(b)は、図19(a)の点列に対応するUiグラフを示している。ユーザは、Uiグラフを見て観測結果の推移を知ることができる。図19(b)で例示したUiグラフにおいて点線で囲った表示は、その範囲の観測結果が異常値を含んでいることを示す強調表示である。この強調表示によりユーザは、異常値が含まれている区間を把握することができる。点線で囲った範囲のUiグラフには凸包の近似曲線上・下が表示されている。凸包の近似曲線上・下は、凸包の近似曲線上・下で囲まれた範囲に異常値が存在することを示している。上述のとおり、測定装置10は、近似曲線を表す情報とともに観測結果中の異常値の真の観測結果を中央制御装置20へ送信する。ユーザが、例えば、この点線で囲った位置をクリックするなどの操作を行うと、中央制御装置20は、測定装置10から受信した観測結果中の異常値の真の値を表示する。ユーザは、異常値が含まれる区間の実際の観測結果を把握することができる。
FIG. 19 is a seventh diagram illustrating terms according to an embodiment of the present invention.
FIG. 19A shows a point sequence of observation results. FIG. 19B shows a Ui graph corresponding to the point sequence of FIG. The user can know the transition of the observation result by looking at the Ui graph. The display surrounded by the dotted line in the Ui graph illustrated in FIG. 19B is a highlighted display indicating that the observation result in the range includes an abnormal value. By this highlighting, the user can grasp a section in which an abnormal value is included. The upper and lower approximate curves of the convex hull are displayed on the Ui graph surrounded by the dotted line. The upper and lower convex hull approximate curves indicate that there are abnormal values in the range enclosed by the upper and lower convex hull approximate curves. As described above, the measuring apparatus 10 transmits the true observation result of the abnormal value in the observation result to the central control apparatus 20 together with the information representing the approximate curve. For example, when the user performs an operation such as clicking on the position surrounded by the dotted line, the central control device 20 displays the true value of the abnormal value in the observation result received from the measurement device 10. The user can grasp the actual observation result of the section including the abnormal value.

「プローブ」:点の特徴量を算出する際に用いられる計算方法に関連する概念。点列を走査し、最終的に特徴量を決定する。点の特徴量の算出、プローブについて後に詳しく説明する。
以上が用語の説明である。
“Probe”: A concept related to a calculation method used when calculating a feature amount of a point. The point sequence is scanned, and the feature amount is finally determined. The calculation of the point feature value and the probe will be described in detail later.
The above is an explanation of terms.

次にAPF部603の近似曲線圧縮計算処理の流れについて図20、図21を用いて説明を行う。
図20は、本発明の一実施形態による近似曲線計算処理の第一のフローチャートである。図21は、本発明の一実施形態による近似曲線計算処理の第二のフローチャートである。
APF部603は、Tm151から取得した時刻情報に基づいて例えば所定の時間間隔で起動する(ステップS20)。APF部603は、まずDi612を介してBUFFER部601より観測結果の情報を読み出して、処理対象となる区間であるターゲットフレームの読み込み(ステップS21)、ペリフェリアルファクターの読み込み(ステップS22)を行う。近似曲線計算処理に必要となるため、APF部603は、今回ターゲットとなる情報(ターゲットフレーム)の他に前後の情報(ペリフェリアルファクター)も読み込む。ペリフェリアルファクターは、ターゲットフレーム両端の点の近似直線の計算に用いる。APF部603は、観測結果の情報から所定の時間区間の観測結果情報を読み込んでターゲットフレームとし、ターゲットフレームの左右端のそれぞれを中心とする所定の時間区間の観測結果情報を読み込んでそれぞれペリフェリアルファクターとする。次に、APF部603は、情報欠損の確認を行う(ステップS23)。情報欠損の確認とは、ターゲットフレームおよびペリフェリアルファクターに近似曲線計算処理に必要な情報が含まれているかどうかを確認する処理である。「情報欠損の確認」処理については、後に図24を用いて詳しく説明する。
Next, the flow of the approximate curve compression calculation process of the APF unit 603 will be described with reference to FIGS.
FIG. 20 is a first flowchart of approximate curve calculation processing according to an embodiment of the present invention. FIG. 21 is a second flowchart of approximate curve calculation processing according to an embodiment of the present invention.
The APF unit 603 is activated, for example, at a predetermined time interval based on the time information acquired from the Tm 151 (step S20). First, the APF unit 603 reads the observation result information from the BUFFER unit 601 via the Di 612, reads the target frame that is the section to be processed (step S21), and reads the peripheral factor (step S22). Since it is necessary for the approximate curve calculation process, the APF unit 603 reads information before and after (peripheral factor) in addition to the information (target frame) to be targeted this time. The peripheral factor is used to calculate an approximate straight line between points at both ends of the target frame. The APF unit 603 reads the observation result information of a predetermined time interval from the observation result information as a target frame, and reads the observation result information of the predetermined time interval centered on the left and right ends of the target frame, respectively. Factor. Next, the APF unit 603 confirms information loss (step S23). The information deficiency confirmation is a process for confirming whether the target frame and the peripheral factor include information necessary for the approximate curve calculation process. The “information deficiency confirmation” process will be described in detail later with reference to FIG.

次に、APF部603は、データ欠損の確認処理後のターゲットフレームおよびペリフェリアルファクターについてスパイクを除去するスパイク除去を行う(ステップS24)。「スパイク除去」処理については、後に図25を用いて詳しく説明する。また、APF部603は、データ欠損確認後のターゲットフレームについて極端な点の選別を行う(ステップS25)。極端な点とは、例えば、値が最大、最小となる点や変曲点である。APF部603は、これらの点をそれぞれに対して定められた閾値に基づいて極端な点の選別を行う。
次に、APF部603は、スパイク除去後のターゲットフレームおよびペリフェリアルファクターについてエッジ発見を行い(ステップS26)、エッジ点群を抽出する。「エッジ発見」処理については、後に図26を用いて詳しく説明する。次に、APF部603は、抽出したエッジ点群に含まれる要素数が後述する「区間近似処理」の実行に可能な個数に収まっているかどうかを判定する(ステップS27)。例えば、APF部603は、要素数と閾値(第三閾値)とを比較して、要素数が閾値以上であれば、要素数が「区間近似処理」の実行に可能な個数に収まっていないと判定する。要素数が「区間近似処理」の実行に可能な個数に収まっていると判定した場合、APF部603は、スパイク除去後のターゲットフレームおよびペリフェリアルファクターについてテーブル分割を行う(ステップS28)。「テーブル分割」処理については、後に図28を用いて詳しく説明する。次に、APF部603は、テーブル分割後のターゲットフレームおよびペリフェリアルファクターについて区間近似処理を行う(ステップS29)。区間近似処理とは、ターゲットフレームを分割した区間に含まれる点列について近似曲線を計算する処理である。「区間近似処理」については、後に図31を用いて詳しく説明する。
一方、ステップS27で要素数が「区間近似処理」の実行に可能な個数に収まっていないと判定した場合、APF部603は、スパイク除去後のターゲットフレームおよびペリフェリアルファクターについて異常点列の処理を行う(ステップS291)。APF部603は、異常点列の処理によって異常区間の両側に存在する点群に対する近似曲線2本を組にした情報、異常値の存在範囲を示す異常範囲の要約情報、異常点列の情報を生成する。「異常点列の処理」については、後に図48を用いて詳しく説明する。
Next, the APF unit 603 performs spike removal for removing spikes from the target frame and the peripheral factor after the data loss confirmation process (step S24). The “spike removal” process will be described in detail later with reference to FIG. In addition, the APF unit 603 selects extreme points for the target frame after confirming the data loss (step S25). An extreme point is, for example, a point or an inflection point where the value is maximum or minimum. The APF unit 603 selects extreme points based on thresholds determined for these points.
Next, the APF unit 603 performs edge discovery for the target frame and the peripheral factor after spike removal (step S26), and extracts an edge point group. The “edge discovery” process will be described in detail later with reference to FIG. Next, the APF unit 603 determines whether or not the number of elements included in the extracted edge point group is within the number that can be executed in the “section approximation process” described later (step S27). For example, the APF unit 603 compares the number of elements with a threshold (third threshold), and if the number of elements is equal to or greater than the threshold, the number of elements does not fall within the number that can be used to execute the “section approximation process”. judge. If the APF unit 603 determines that the number of elements is within the number that can be used to execute the “section approximation process”, the APF unit 603 performs table division on the target frame and peripheral factor after spike removal (step S28). The “table division” process will be described in detail later with reference to FIG. Next, the APF unit 603 performs section approximation processing on the target frame and peripheral factor after table division (step S29). The section approximation process is a process for calculating an approximate curve for a point sequence included in a section obtained by dividing the target frame. The “section approximation process” will be described in detail later with reference to FIG.
On the other hand, if it is determined in step S27 that the number of elements does not fall within the number that can be executed for the “section approximation process”, the APF unit 603 performs the processing of the abnormal point sequence for the target frame and peripheral factor after spike removal. This is performed (step S291). The APF unit 603 obtains information obtained by combining two approximate curves for point groups existing on both sides of the abnormal section by processing of the abnormal point sequence, summary information of the abnormal range indicating the existence range of abnormal values, and information of the abnormal point sequence. Generate. The “abnormal point sequence processing” will be described in detail later with reference to FIG.

次に、APF部603は、ステップS29で生成した近似曲線の組の情報、または、ステップS291で生成した近似曲線の組および異常範囲の要約情報を所定のApフォーマットに設定してAplファイルを生成する(ステップS292)。また、APF部603は、ステップS25で選別した極端な点の情報を生成したApl情報に設定する。APF部603は、生成したApl情報をAp614経由でAPF_POOL部604へ出力する。また、APF部603は、異常点列の情報をAs613経由でDET_LOG部605へ出力する。以上が近似曲線計算処理の大まかな流れである。各部品の処理の説明に戻る。   Next, the APF unit 603 sets the approximate curve set information generated in step S29 or the approximate curve set generated in step S291 and the summary information of the abnormal range in a predetermined Ap format to generate an Apl file. (Step S292). In addition, the APF unit 603 sets the information on the extreme points selected in step S25 to the generated ApI information. The APF unit 603 outputs the generated ApI information to the APF_POOL unit 604 via the Ap 614. In addition, the APF unit 603 outputs abnormal point sequence information to the DET_LOG unit 605 via As 613. The above is a rough flow of the approximate curve calculation process. Returning to the description of the processing of each component.

APF部603からの出力結果は、Ap614(近似曲線もしくは異常値の存在範囲を示すデータ)と、As613(近似に失敗時のその部分の観測結果中の異常値)の2種類のインターフェイスから出力される。Ap614への情報は常に出力され、As613へは近似曲線計算処理が失敗した場合にだけ出力される。Ap614の出力電文を本実施形態ではApl情報と呼ぶ。Apl情報の記述形式を本実施形態ではApフォーマットと呼ぶ。中央制御装置20に情報が送信される際、並びに中央制御装置20に蓄積される際には情報はApフォーマットで蓄積される。   The output result from the APF unit 603 is output from two types of interfaces, Ap 614 (approximation curve or data indicating the existence range of an abnormal value) and As 613 (abnormal value in the observation result of that part when approximation fails). The Information to Ap 614 is always output, and to As 613 is output only when the approximate curve calculation process has failed. The output message of Ap 614 is referred to as Ap1 information in this embodiment. In this embodiment, the description format of Ap1 information is called an Ap format. When information is transmitted to the central control device 20 and stored in the central control device 20, the information is stored in the Ap format.

APF_POOL部604は、APF部603から出力されるApl情報をキュー型で蓄積する。CREATE_MESSAGE部602がSELECTOR部600からの指示に基づいて送信電文作成をする段階で、APF_POOL部604を確認し、必要があれば即時観測結果の電文にAPF_POOL部604が記憶するApl情報を追加して送信する。どの時点でApl情報を送信するかはCREATE_MESSAGE部602が決定する。APF_POOL部604への観測結果の蓄積は測定が行われる限り継続する。   The APF_POOL unit 604 accumulates the ApI information output from the APF unit 603 in a queue type. When the CREATE_MESSAGE unit 602 creates a transmission message based on an instruction from the SELECTOR unit 600, the APF_POOL unit 604 is confirmed, and if necessary, the Apl information stored in the APF_POOL unit 604 is added to the message of the immediate observation result. Send. The CREATE_MESSAGE unit 602 determines at what point the ApI information is transmitted. Accumulation of observation results in the APF_POOL unit 604 continues as long as measurement is performed.

DET_LOG部605は、異常点列と判定された観測結果中の異常値の真の値を記憶する。それらの値がDET_LOG部605に記録される際には、観測結果中の異常値が発生した時刻と終了した時刻が、検索用の指標値として付加される。DETAIL_SENDER部606は、中央制御装置20から観測結果中の異常値の真の値の要求があった際に、指定されている時間を付加された指標値と比較することで、対象となる観測結果中の異常値の真の値を取得できる。DET_LOG部605は、自身の空き記憶容量が所定の閾値よりも少なくなった場合に、比較的不要と判断される観測結果中の異常値の真の値を自動的に消去する機能を持つ。判断の条件は、観測結果の発生時刻や観測結果中の異常値の統計的な指標、たとえば分散度が小さいものを優先して破棄するなどの方法が考えられる。   The DET_LOG unit 605 stores the true value of the abnormal value in the observation result determined as the abnormal point sequence. When these values are recorded in the DET_LOG unit 605, the time when the abnormal value in the observation result occurs and the time when it ends are added as index values for search. The DETAIL_SENDER unit 606 compares the specified time with the added index value when a request for the true value of the abnormal value in the observation result is received from the central controller 20, and the target observation result You can get the true value of the outlier. The DET_LOG unit 605 has a function of automatically deleting the true value of the abnormal value in the observation result judged to be relatively unnecessary when the free storage capacity of the DET_LOG unit 605 is smaller than a predetermined threshold value. As a condition for the determination, a method of giving priority to discarding a statistical index of an occurrence value of an observation result or a statistical index of an abnormal value in the observation result, for example, one having a low degree of dispersion may be considered.

CREATE_MESSAGE部602は、Do161経由で中央制御装置20へ即時観測結果、近似曲線情報、観測結果中の異常値の要約情報を送信するための送信電文を生成する。CREATE_MESSAGE部602は、Dd611もしくはAs617の情報送信要求の時点で動作する。CREATE_MESSAGE部602は、即時観測結果、Apl情報に含まれる近似曲線情報、観測結果中の異常値の真の観測結果という3種の異なる情報を送信する。そのためCREATE_MESSAGE部602は、これらの情報を同一の電文形式に変換して電文として成形して、測定端子の種別と測定端子の識別子を各測定端子11から取得する観測結果に対応付けて付加してDo161から出力する。CREATE_MESSAGE部602は、各時点でAPF_POOL部604を参照して、送信可能な最大量の情報を読み出して送信する。これは、本来送信すべき情報がごく少量で、通信の負荷にならない場合に行われる制御方法である。特に即時観測結果の送付の際にApl情報を出来る限り付加して送信する。これにより中央制御装置20との情報通信量を最小限にしつつ、なるべく多くのAPF_POOL部604が記憶するApl情報を中央制御装置20に送信することができる。また、CREATE_MESSAGE部602は、APF_POOL部604が記憶する情報量が増加して記憶容量が不足すると判断された場合、特別にApl情報専用の電文を生成して中央制御装置20に送信する機能も有している。   The CREATE_MESSAGE unit 602 generates a transmission message for transmitting the immediate observation result, approximate curve information, and summary information of abnormal values in the observation result to the central control device 20 via the Do 161. The CREATE_MESSAGE unit 602 operates at the time of the information transmission request of Dd611 or As617. The CREATE_MESSAGE unit 602 transmits three types of different information: an immediate observation result, approximate curve information included in ApI information, and a true observation result of an abnormal value in the observation result. Therefore, the CREATE_MESSAGE unit 602 converts these pieces of information into the same message format, forms the message, and adds the type of measurement terminal and the identifier of the measurement terminal in association with the observation result obtained from each measurement terminal 11. Output from Do161. The CREATE_MESSAGE unit 602 refers to the APF_POOL unit 604 at each time point to read and transmit the maximum amount of information that can be transmitted. This is a control method performed when there is very little information to be transmitted and it does not cause a communication load. In particular, when sending the immediate observation result, ApI information is added as much as possible and transmitted. As a result, it is possible to transmit the ApI information stored in as many APF_POOL units 604 as possible to the central control device 20 while minimizing the amount of information communication with the central control device 20. Also, the CREATE_MESSAGE unit 602 has a function of generating a message specifically for ApI information and transmitting it to the central controller 20 when it is determined that the amount of information stored in the APF_POOL unit 604 increases and the storage capacity is insufficient. doing.

DETAIL_SENDER部606は、Cm191経由で中央制御装置20からの要求を受け付ける。DETAIL_SENDER部606は、この要求に対する返信を直接は行わず、インターフェイスAs617経由で送信指示を出力し、CREATE_MESSAGE部602に返信を行わせる。また、DETAIL_SENDER部606は、As615経由で、ユーザが閲覧したい観測結果中の異常値の区間を指定するための情報と、この要求の固有識別子に基づいて異常値の真の値を取得する。固有識別子に利用できる情報の例としては、観測結果中の異常値区間の発生時刻などが考えられる。また同時に測定端子11の種別も固有識別子となりうる。このようにすると、測定端子11毎に観測結果中の異常値の時刻は異なるため、中央制御装置20に返信する情報量を最小に抑えるために特定の測定端子11の情報だけを送信することができる。場合によっては、DET_LOG部605により、該当する観測結果中の異常値の真の値が既に破棄されていることもある。この場合にはDETAIL_SENDER部606は、情報が回収不能である旨の情報をCREATE_MESSAGE部602に出力する。DETAIL_SENDER部606は、観測結果中の異常値の真の値をCREATE_MESSAGE部602が送信可能な形式に変換する処理も行う。また、中央制御装置20は、観測結果中の異常値の真の値の解像度を指定する情報を送信する。解像度とはある観測結果の異常値の真の値の集合がある場合に、その中のどれだけの部分を送信するかという、その割合のことである。解像度が高いと中央制御装置20は、それだけ正確な情報を受信できる。これは通信量削減のための方法の一例である。DETAIL_SENDER部606は、解像度に応じて情報を間引いた情報を出力する。情報の間引き方は単純に時間間隔をあけることで間引いてもよいし、観測結果の統計的な特徴を計算して、特徴量の多い情報だけを送信してもよい。特徴量計算は、APF部603の近似曲線計算の際に用いる処理(後述する図44〜図45の処理)と同じものが利用できる。   The DETAIL_SENDER unit 606 receives a request from the central control device 20 via the Cm 191. The DETAIL_SENDER unit 606 does not directly reply to this request but outputs a transmission instruction via the interface As 617 and causes the CREATE_MESSAGE unit 602 to reply. Further, the DETAIL_SENDER unit 606 acquires the true value of the abnormal value based on information for designating the section of the abnormal value in the observation result that the user wants to browse and the unique identifier of the request via the As 615. As an example of information that can be used for the unique identifier, the occurrence time of an abnormal value section in the observation result can be considered. At the same time, the type of the measurement terminal 11 can also be a unique identifier. In this case, since the time of the abnormal value in the observation result is different for each measurement terminal 11, only the information of the specific measurement terminal 11 may be transmitted in order to minimize the amount of information returned to the central controller 20. it can. In some cases, the true value of the abnormal value in the corresponding observation result may be already discarded by the DET_LOG unit 605. In this case, the DETAIL_SENDER unit 606 outputs information indicating that the information cannot be collected to the CREATE_MESSAGE unit 602. The DETAIL_SENDER unit 606 also performs processing for converting the true value of the abnormal value in the observation result into a format that can be transmitted by the CREATE_MESSAGE unit 602. In addition, the central controller 20 transmits information specifying the resolution of the true value of the abnormal value in the observation result. The resolution is the ratio of how many of the abnormal values of a certain observation result are transmitted when there is a set of true values. If the resolution is high, the central controller 20 can receive more accurate information. This is an example of a method for reducing the traffic. The DETAIL_SENDER unit 606 outputs information obtained by thinning out information according to the resolution. The method of thinning out information may be thinned out simply by leaving a time interval, or statistical characteristics of observation results may be calculated and only information with a large amount of features may be transmitted. For the feature amount calculation, the same processing as that used when calculating the approximate curve of the APF unit 603 (the processing in FIGS. 44 to 45 described later) can be used.

以上の処理により、CU部16は、即時観測結果や近似曲線情報を含むApl情報や観測結果中の異常値の真の値を中央制御装置20へ送信する。次にこれらの情報を受信した中央制御装置20の各部品の動作について説明する。   Through the above processing, the CU unit 16 transmits the ApI information including the immediate observation result and the approximate curve information and the true value of the abnormal value in the observation result to the central control device 20. Next, the operation of each component of the central controller 20 that has received these pieces of information will be described.

MESSAGE_RECOGNIZER部21は、SwDT32b経由で送信された各測定装置10からの情報を受信し、それを解析し、即時送信情報または近似曲線または観測結果中の異常値の真の観測結果に分割して、分割した情報をAPF_POOL部22またはDET_LOG部23などの所定の記憶部に蓄積する。MESSAGE_RECOGNIZER部21は、即時送信情報と近似曲線情報をAp211経由でAPF_POOL部22に、観測結果中の異常値の真の観測結果はAs212経由でDET_LOG部23に蓄積する。GG部24にて複数の測定装置10からの情報を並べて可視化して表示するために、各情報には測定装置10の識別子が付与される。中央制御装置20が汎用コンピュータの上に実装される都合上、MESSAGE_RECOGNIZER部21の基本的な機能である情報伝送路の物理的な終端処理や、情報送受信のための合意形成、符号誤り訂正、悪意のある第3者による本装置群への不正な攻撃への対策などは、下位の汎用コンピュータ及びその上のOSの機能を利用することを想定している。このような機能は一般的なものを利用できる。その他にも、MESSAGE_RECOGNIZER部21に必要な機能には、各測定装置10からの情報を受信する際の認証がある。例えば屋外へ設置された測定装置10が悪意のある第三者により破壊され不正な改造を施されるような場合に備え、測定装置10の正常性確認を行ってもよい。この場合、測定装置10のRU部18との間で正常性確認処理を行う仕組みが必要となる。この正常性確認を行う仕組みについても一般的な技術を用いることができる。   The MESSAGE_RECOGNIZer unit 21 receives information from each measuring device 10 transmitted via the SwDT 32b, analyzes it, divides it into immediate transmission information or an approximate curve or a true observation result of an abnormal value in the observation result, The divided information is accumulated in a predetermined storage unit such as the APF_POOL unit 22 or the DET_LOG unit 23. The MESSAGE_RECOGNIZer unit 21 stores the immediate transmission information and the approximate curve information in the APF_POOL unit 22 via Ap211 and the true observation result of the abnormal value in the observation result in the DET_LOG unit 23 via As212. In order for the GG unit 24 to visualize and display information from a plurality of measurement devices 10 side by side, each information is given an identifier of the measurement device 10. Due to the fact that the central controller 20 is mounted on a general-purpose computer, the physical termination processing of the information transmission path, which is the basic function of the MESSAGE_RECOGNIZER unit 21, consensus formation for information transmission / reception, code error correction, malice A countermeasure against an unauthorized attack on the present device group by a third party is assumed to use the functions of a lower-level general-purpose computer and the OS thereon. Such functions can use general ones. In addition, a function necessary for the MESSAGE_RECOGNIZer unit 21 includes authentication when receiving information from each measurement device 10. For example, the normality of the measuring device 10 may be checked in preparation for the case where the measuring device 10 installed outdoors is destroyed by a malicious third party and illegally modified. In this case, a mechanism for performing normality confirmation processing with the RU unit 18 of the measurement apparatus 10 is required. A general technique can also be used for the mechanism for checking the normality.

APF_POOL部22は、測定装置10と同様にApフォーマット形式で情報を記憶する。但し、APF_POOL部22は、当該中央制御装置20に接続されている全ての観測装置ごとに記憶領域が設けられている。情報を閲覧しようとするユーザは、GG部24経由で測定装置10と、その測定端子11を指定することで、所定の測定装置のCU部16のAPF_POOL部604に蓄積されていた情報を閲覧することができる。
DET_LOG部23の情報格納形式は測定装置10と同様である。DET_LOG部23においても、測定装置10ごとに記憶領域が設けられている。
The APF_POOL unit 22 stores information in the Ap format similar to the measurement apparatus 10. However, the APF_POOL unit 22 is provided with a storage area for every observation device connected to the central control device 20. A user who wants to browse information browses information stored in the APF_POOL section 604 of the CU section 16 of the predetermined measuring apparatus by designating the measuring apparatus 10 and its measuring terminal 11 via the GG section 24. be able to.
The information storage format of the DET_LOG unit 23 is the same as that of the measuring apparatus 10. Also in the DET_LOG unit 23, a storage area is provided for each measuring apparatus 10.

GG部24は、情報を閲覧しようとするユーザへ観測結果を可視化して提供する。GG部24の実装例を図21に示す。
図22は、本発明の一実施形態による画面画像の一例を示す図である。
図22は、この実装の一例として情報を閲覧しようとするユーザに対して情報をWebブラウザへ時系列順に可視化して表示している例を示している。図21において画像121は、中央制御装置20に接続されたディスプレイ装置の画面に表示された画像である。画像121には、ブラウザ122が表示され、ブラウザ122には、中央制御装置20と通信可能に接続された複数の測定装置10のうち「センサ#01」、センサ#01が備える複数の測定端子11のうち「温度センサ」で測定された温度の観測結果についてのUiグラフが表示されている。
図22で例示した観測結果は、例えば、ユーザが測定装置10について「センサ#01」、測定端子の種別について「温度センサ」を指定する操作を行うとGG部24が、APF_POOL部22が記憶するApl情報の中から該当する情報を読み出してUiグラフを生成し表示する。
GG部24は、ユーザが直接操作を行う画像を生成するため、そのユーザが正当であるかどうかの認証を行う機能が必要である。このような機能は、例えば、下位のOSによって提供されるものとする。また、ディスプレイ装置の種別によってはディスプレイ表示信号の生成が必要であるが、これについても既存の技術を活用するものとしてここでは省略する。またUiグラフを可視化するためのソフトウェアについて、ブラウザは一例であり、他の一般的な技術による方法で表示されていてもよい。
The GG unit 24 visualizes and provides observation results to a user who wants to browse information. An example of mounting the GG unit 24 is shown in FIG.
FIG. 22 is a diagram showing an example of a screen image according to an embodiment of the present invention.
FIG. 22 shows an example in which information is visualized and displayed on a Web browser in chronological order for a user who wants to browse information as an example of this implementation. In FIG. 21, an image 121 is an image displayed on the screen of a display device connected to the central control device 20. A browser 122 is displayed in the image 121, and among the plurality of measurement devices 10 connected to the central control device 20 so as to be communicable with each other, the “sensor # 01” and the plurality of measurement terminals 11 included in the sensor # 01 are displayed on the browser 122. Among these, the Ui graph about the observation result of the temperature measured by the “temperature sensor” is displayed.
The observation results illustrated in FIG. 22 are stored in the GG unit 24 and the APF_POOL unit 22 when the user performs an operation to specify “sensor # 01” for the measurement apparatus 10 and “temperature sensor” for the type of measurement terminal, for example. Applicable information is read from the Ap1 information, and a Ui graph is generated and displayed.
Since the GG unit 24 generates an image that is directly operated by the user, the GG unit 24 needs a function of authenticating whether or not the user is valid. Such a function is provided by, for example, a lower OS. Moreover, although it is necessary to generate a display display signal depending on the type of the display device, this is also omitted here because it uses existing technology. In addition, a browser is an example of software for visualizing the Ui graph, and may be displayed by a method using another general technique.

COMMAND_GENERATOR部25は、GG部24が生成した情報を閲覧したユーザによる異常値の真の観測結果の送信要求情報をMc215経由で取得して動作する。COMMAND_GENERATOR部25は、指定範囲を持つ測定装置10がすぐに応答可能か、応答可能でなければいつ応答可能か、またどのような条件により応答可能かといった情報を保持し、この情報に基づいて異常値の真の観測結果の送信要求情報を実際に測定装置10に送信する時点を決定する。すなわち、GG部24が出力してから異常値の真の観測結果の送信要求情報が直ちに測定装置10に送られて、その後すぐに測定装置10からの応答が返ってくるわけでは無い。COMMAND_GENERATOR部25は、自身が決定したタイミングで異常値の真の観測結果の送信要求情報をSwCM32a経由で、測定装置10へ送信する。測定装置10では、Cm191経由でDETAIL_SENDER部606がこの要求を受け付け、上述の処理により、CREATE_MESSAGE部602に観測結果中の異常値の真の値を送信するよう指示を行う。CREATE_MESSAGE部602は、この指示に基づいて異常値の真の値をDo161経由でMESSAGE_AGGREGATOR部17に出力する。MESSAGE_AGGREGATOR部17は、異常値の真の値を含んだ電文を生成し、RU部18は、この電文をSrDT31b経由で中央制御装置20へ送信する。中央制御装置20では、MESSAGE_RECOGNIZER部21がSwDT32b経由でこの電文を受信し、ユーザが要求した異常値の真の値をAs212経由でDET_LOG部23へ出力する。GG部24は、As214経由でDET_LOG部23からユーザが要求した異常値の真の値を読み出し、異常値の真の値をディスプレイ装置に表示する。これにより、ユーザは、異常値の真の値を閲覧することができる。   The COMMAND_GENEATOR section 25 operates by acquiring transmission request information of the true observation result of the abnormal value by the user who has browsed the information generated by the GG section 24 via the Mc215. The COMMAND_GENEATOR section 25 holds information such as whether the measuring device 10 having the specified range can respond immediately, when it is not possible to respond, and under what conditions it can respond, and based on this information, an abnormality The time point at which the transmission request information of the true observation result of the value is actually transmitted to the measuring apparatus 10 is determined. That is, the transmission request information of the true observation result of the abnormal value is immediately sent to the measuring apparatus 10 after the output of the GG unit 24, and the response from the measuring apparatus 10 does not return immediately thereafter. The COMMAND_GENEATOR unit 25 transmits the transmission request information of the true observation result of the abnormal value to the measuring apparatus 10 via the SwCM 32a at the timing determined by itself. In the measuring apparatus 10, the DETAIL_SENDER unit 606 receives this request via the Cm 191, and instructs the CREATE_MESSAGE unit 602 to transmit the true value of the abnormal value in the observation result by the above-described processing. The CREATE_MESSAGE unit 602 outputs the true value of the abnormal value to the MESSAGE_AGGREGATOR unit 17 via the Do 161 based on this instruction. The MESSAGE_AGGREGATOR unit 17 generates a message including the true value of the abnormal value, and the RU unit 18 transmits this message to the central control device 20 via the SrDT 31b. In the central controller 20, the MESSAGE_RECOGNIZer unit 21 receives this message via the SwDT 32b, and outputs the true value of the abnormal value requested by the user to the DET_LOG unit 23 via the As 212. The GG unit 24 reads the true value of the abnormal value requested by the user from the DET_LOG unit 23 via the As 214, and displays the true value of the abnormal value on the display device. Thereby, the user can browse the true value of the abnormal value.

以降では、図20、21において詳細な説明を省略した処理を中心に説明を行う。本実施形態を実現する手段のうち特に特徴的な手段は、大きく分けて5種類ある。1つ目は、観測結果がそもそも本実施形態の処理によって処理可能か否かを判定する「情報欠損の確認」である。2つ目は、観測結果について近似曲線計算処理が可能であるか否かを判定するための「エッジ発見」である。3つ目は、観測結果を近似曲線化するための「区間近似処理」である。4つ目は、観測結果が近似曲線計算不可能な観測結果中の異常値である場合に、それらの観測結果を異常値として取り扱い、それの概要を観測結果の異常値要約情報に変換するための「異常値点列の処理」である。5つ目は、近似曲線や異常値を含む情報を、情報を閲覧しようとするユーザに対して簡便に提供するための「対話的な情報表示」である。   Hereinafter, the description will be focused on the processing in which detailed description is omitted in FIGS. Of the means for realizing the present embodiment, there are five types of particularly characteristic means. The first is “confirmation of information loss” for determining whether or not the observation result can be processed by the processing of the present embodiment. The second is “edge discovery” for determining whether approximate curve calculation processing is possible for the observation result. The third is “section approximation processing” for converting the observation result into an approximate curve. Fourth, when the observation results are outliers in the observation results that cannot be approximated curve calculation, to treat the observation results as outliers and convert the summary to the outlier summary information of the observation results Is “Abnormal Value Point Sequence Processing”. The fifth is “interactive information display” for easily providing information including approximate curves and abnormal values to a user who wants to browse the information.

まず、「情報欠損の確認」処理について説明する。情報欠損とは、例えば測定装置の起動時や測定装置の故障などで長期間に渡り観測結果を収集できないことがある場合の、その間の観測結果情報の欠落のことである。この場合、APF部603は、この区間の情報を、情報が何もない異常値として取り扱う。
図23は、本発明の一実施形態による情報欠損の確認処理を説明する図である。
図23は、情報が欠損した区間を含む観測結果の一例である。図23が示す情報が欠損した区間(観測結果欠損区間123)に隣接する区間を隣接区間124、さらに隣接区間124に隣接する区間を準隣接区間125とする。本実施形態の近似曲線の計算の際には、計算対象の区間に含まれる点群の前後2区間の情報が必要である。しかし隣接区間124の左側の区間は観測結果欠損区間123であり、この計算ができない。従って本実施形態では隣接区間124についても異常値区間として取り扱う。近似曲線の計算は次の準隣接区間125から再開する。「情報欠損の確認」処理では、異常値区間として取り扱う区間と正常区間を区別する処理を行う。
First, the “information deficiency confirmation” process will be described. An information loss is a lack of observation result information during a case where the observation results may not be collected over a long period of time due to, for example, the start-up of the measurement device or a failure of the measurement device. In this case, the APF unit 603 handles the information of this section as an abnormal value with no information.
FIG. 23 is a diagram for explaining information loss confirmation processing according to an embodiment of the present invention.
FIG. 23 is an example of an observation result including a section in which information is missing. A section adjacent to the section in which the information shown in FIG. When calculating the approximate curve of this embodiment, information on two sections before and after the point group included in the section to be calculated is necessary. However, the section on the left side of the adjacent section 124 is the observation result missing section 123, and this calculation cannot be performed. Therefore, in this embodiment, the adjacent section 124 is also handled as an abnormal value section. The calculation of the approximate curve resumes from the next quasi-adjacent section 125. In the “confirmation of information loss” process, a process for distinguishing a section treated as an abnormal value section from a normal section is performed.

図24は、本発明の一実施形態による情報欠損の確認処理のフローチャートである。
まず、APF部603は、図20のフローチャートのステップS21で読み込んだターゲットフレームについて、そのターゲットフレームの要素数は、区間近似処理などのAPF部603における処理に十分な量が含まれているかどうかを、例えば、必要量の基準となる所定の閾値(第一閾値)と比較して判定する(ステップS30)。例えば、図23の観測結果欠損区間123について、APF部603は、その区間の要素数は十分な量ではないと判定する。また、隣接区間124や準隣接区間125について、APF部603は、その区間の要素数は十分な量であると判定する。要素数が必要量以上存在すると判定した場合、APF部603は、ステップS22で読み込んだペリフェリアルファクターについて、区間近似処理などのAPF部603における処理に必要なペリフェリアルファクターは存在するかどうかを判定する(ステップS31)。例えば、ターゲットフレームが隣接区間124の場合、APF部603は、隣接区間124の左側の区間が観測結果欠損区間123であることに基づいて、隣接区間124には、必要なペリフェリアルファクターが存在しないと判定する。また、例えば、準隣接区間125について、APF部603は、準隣接区間125の両側の隣接区間には要素数が十分な量存在することに基づいて、準隣接区間125には、必要なペリフェリアルファクターが存在すると判定する。必要なペリフェリアルファクターが存在すると判定した場合、APF部603は、当該ターゲットフレームを正常区間であると見做し、現在読み込んだターゲットフレームとペリフェリアルファクターについて、ステップS23以降の処理を行う。一方、ステップS30で要素数は十分な量ではないと判定した場合およびステップS31で必要なペリフェリアルファクターが存在しないと判定した場合、APF部603は、現在読み込んだターゲットフレームを異常区間として取り扱うと決定する(ステップS32)。具体的には、APF部603は、異常区間の各要素(異常点列)をAs613経由でDET_LOG部605に出力する。また、APF部603は、異常区間の範囲の要約情報をApフォーマットに設定してApl情報を生成し(ステップS33)、Ap614経由でAPF_POOL部604へ出力する。これにより、APF部603は、観測結果を異常値区間と正常区間に分けることができる。
FIG. 24 is a flowchart of information loss confirmation processing according to an embodiment of the present invention.
First, the APF unit 603 determines whether or not the number of elements of the target frame for the target frame read in step S21 in the flowchart of FIG. 20 includes a sufficient amount for processing in the APF unit 603 such as interval approximation processing. For example, the determination is made by comparing with a predetermined threshold value (first threshold value) serving as a reference for the required amount (step S30). For example, for the observation result deficient section 123 in FIG. 23, the APF unit 603 determines that the number of elements in the section is not a sufficient amount. For the adjacent section 124 and the semi-adjacent section 125, the APF unit 603 determines that the number of elements in the section is a sufficient amount. When it is determined that the number of elements exceeds the required amount, the APF unit 603 determines whether there is a peripheral factor necessary for processing in the APF unit 603 such as interval approximation processing for the peripheral factor read in step S22. (Step S31). For example, when the target frame is the adjacent section 124, the APF unit 603 does not have a necessary peripheral factor in the adjacent section 124 based on the fact that the left section of the adjacent section 124 is the observation result missing section 123. Is determined. Further, for example, for the semi-adjacent section 125, the APF unit 603 determines that the necessary peripherals are included in the semi-adjacent section 125 based on the fact that there are a sufficient number of elements in the adjacent sections on both sides of the semi-adjacent section 125. It is determined that the factor exists. If it is determined that the necessary peripheral factor exists, the APF unit 603 considers the target frame as a normal section, and performs the processing from step S23 onward for the currently read target frame and peripheral factor. On the other hand, if it is determined in step S30 that the number of elements is not a sufficient amount and if it is determined in step S31 that the necessary peripheral factor does not exist, the APF unit 603 treats the currently read target frame as an abnormal section. Determine (step S32). Specifically, the APF unit 603 outputs each element (abnormal point sequence) of the abnormal section to the DET_LOG unit 605 via As 613. In addition, the APF unit 603 sets the summary information of the abnormal section range in the Ap format to generate ApI information (step S33), and outputs it to the APF_POOL unit 604 via Ap614. Thereby, the APF unit 603 can divide the observation result into an abnormal value section and a normal section.

次に、「スパイク除去」処理について説明する。この処理は、図20のステップS24に該当する。例えば、農業分野の情報は、自然界の変化を示した情報である。農業に関する気温や湿度など自然情報に関して言えば、それらの測定値ではない真の値は、連続値である。また各真の値について秒単位での急激な変化はない。また、これらの真の値の推移に関しては基本的な傾向がある。例えば気温は殆どの場合、夜より昼のほうが高く、気温を1日における時間の経過に伴ってグラフ化すれば山なりのカーブを描く。本実施形態では、このような経験則的な知見を元に異常値・不正値を定義して、それらの値を機械的に観測結果から除去する方法を用いる。   Next, the “spike removal” process will be described. This process corresponds to step S24 in FIG. For example, information on the agricultural field is information indicating changes in the natural world. Speaking of natural information such as temperature and humidity related to agriculture, true values that are not measured values are continuous values. There is no abrupt change in seconds for each true value. There is also a basic trend with respect to the transition of these true values. For example, in most cases, the temperature is higher in the daytime than in the night, and if the temperature is graphed over time in a day, a mountainous curve is drawn. In the present embodiment, an abnormal value / incorrect value is defined based on such empirical knowledge, and a method of mechanically removing those values from the observation result is used.

図25は、本発明の一実施形態によるスパイク除去処理のフローチャートである。
まず、APF部603は、角度変化率の計算を行う(ステップS40)。角度変化率については図16を用いて説明した。次に、APF部603は、角度変化率の計算によって得た角度変化列数列の各要素についてスパイクかどうかの判定を繰り返す(ステップS41)。具体的には、APF部603は、角度変化列数列の各要素について、前の点との角度変化率の差の絶対値が予め与えられている閾値より大きいかどうかの判定を行う(ステップS42)。閾値より大きい場合、APF部603は、その要素(点)をスパイク点群
に加える(ステップS43)。閾値以下の場合、APF部603は、その要素について何もしない。APF部603は、この判定処理を全要素について繰り返し行い、スパイク点群を生成する。次にAPF部603は、ターゲットフレームからスパイク点群に含まれる要素を取り除くスパイク除去を行い(ステップS45)、スパイク除去後のターゲットフレームを生成する。
FIG. 25 is a flowchart of spike removal processing according to an embodiment of the present invention.
First, the APF unit 603 calculates the angle change rate (step S40). The angle change rate has been described with reference to FIG. Next, the APF unit 603 repeats the determination of whether or not each element of the sequence of angle change sequences obtained by calculating the angle change rate is a spike (step S41). Specifically, the APF unit 603 determines whether or not the absolute value of the difference in angle change rate from the previous point is greater than a predetermined threshold for each element of the angle change sequence number sequence (step S42). ). When larger than the threshold value, the APF unit 603 adds the element (point) to the spike point group (step S43). When the value is equal to or smaller than the threshold value, the APF unit 603 does nothing for the element. The APF unit 603 repeats this determination process for all elements to generate a spike point group. Next, the APF unit 603 performs spike removal for removing elements included in the spike point group from the target frame (step S45), and generates a target frame after the spike removal.

角度変化列数列は、その点における角度の変化を示しているため、角度の変化が俊急であればあるほど高い値になる。すなわちスパイクのような周囲から突出ないしは陥没している場合に絶対値が多い値を示す。スパイクとエッジの顕著な違いは、スパイクはその一点だけが突出しているために、その点の手前では角度変化率が上に高くなり、その後方では下に低くなるが、一方エッジの場合は、どちらか一方のみが発生することである。従ってエッジとスパイクの検出は容易である。また、スパイクとテーブルの識別においても、スパイクは非常に瞬急に角度変化率が変化するためテーブルとの識別は容易である。   Since the angle change sequence number sequence indicates the change in angle at that point, the higher the change in angle, the higher the value. In other words, a value having a large absolute value is shown when protruding or depressed from the periphery such as a spike. The notable difference between a spike and an edge is that since only one point of the spike protrudes, the rate of change in angle is high at the front of that point, and it is low at the back of that point. Only one of them will occur. Therefore, detection of edges and spikes is easy. In addition, spikes can be easily distinguished from tables because spikes change the angle change rate very quickly.

図26は、本発明の一実施形態によるスパイク及びテーブルの違いの例を説明する図である。
図26(a)は、スパイクの一例を示しているグラフである。図26(b)は、図26(a)のグラフの角度変化率を示している。スパイク部分に対応する角度変化率は、短時間の間に急激に上下に変化していることがわかる。図26(c)は、テーブルの一例を示しているグラフである。図26(d)は、図26(c)のグラフの角度変化率を示している。テーブル部分に対応する角度変化率では、上下の変動がある程度の間隔を持って生じることがわかる。
スパイクは常に1点のみで発生するとは限らず、微小なテーブルとしても存在する。よって本発明では、ヒューリスティックな閾値を与えテーブルとスパイクを区別する。スパイクとして検出された点に関しては、元の点群から除去される。ただしスパイクが連続で発生しているような場合には近似曲線のパターンにマッチしない特殊形式として、後で示す異常点列の処理に移行する。また、スパイク部分の情報を除去したのち、代替情報を内挿してもよい。これは測定時間間隔が一定の場合などに、スパイク部分の情報が消えてしまうと間隔がずれてしまう際の対策となる。
FIG. 26 is a diagram illustrating an example of a difference between a spike and a table according to an embodiment of the present invention.
FIG. 26A is a graph showing an example of spikes. FIG.26 (b) has shown the angle change rate of the graph of Fig.26 (a). It can be seen that the angle change rate corresponding to the spike part changes rapidly up and down in a short time. FIG. 26C is a graph showing an example of a table. FIG.26 (d) has shown the angle change rate of the graph of FIG.26 (c). In the angle change rate corresponding to the table portion, it can be seen that the vertical fluctuation occurs with a certain interval.
Spikes do not always occur at only one point, and exist as a minute table. Therefore, in the present invention, a heuristic threshold is given to distinguish between the table and the spike. The points detected as spikes are removed from the original point group. However, when spikes are continuously generated, the processing shifts to the abnormal point sequence processing described later as a special format that does not match the approximate curve pattern. Further, after the information on the spike portion is removed, alternative information may be interpolated. This is a measure against the deviation of the spike information if the measurement time interval is constant.

次にテーブルを見つける際に用いる前段階の「エッジ発見」処理について説明する。この処理は、図21のステップS26に該当する。エッジとはスパイクが上下(または下上)に変化するのに対しその変化の片側のようなものであり、これは角度変化率が俊急に変化する点の事を指す。角度変化率の求め方に関しては上述した。エッジ点の集合であるエッジ点群とは、角度変化率が周囲に比べて極端に高い点の集合である。これは角度変化率を順番に比較していくだけでよい。例えば、隣接する点の変化率の差が閾値(第二閾値)より大きければエッジであると判定する。
次に「テーブル処理」について説明する。テーブルとは図26(c)に示したような形状を持つ点群の情報である。このような点群が生じる要因として考えられるのは、測定対象の局地的な変化である。例えばハウスへの二酸化炭素散布などで一時的に濃度を上げ、一定時間経過後に天窓を開けてハウス内部の空気を放出するような場合である。この場合、二酸化炭素がハウス内に封入されている前後は外部の大気に沿った推移をする。しかし二酸化炭素が散布されている間はハウスが外気と遮断されて内部に独自の系が生まれる。このような場合、局地的・部分的な変化がその前後とはっきり区別されないと、その区間を除く全体としての傾向が見えづらくなる。また近似曲線を生成する際に、このようなテーブルは二次関数と誤解しやすく、測定情報の精度低下の一因となる。従って本実施形態では、エッジ発見の一環としてテーブルの検出を行う。具体的には、テーブルを構成するエッジを検出して、エッジ点の前後で点群を分割して別な区間とする方法を採る。
Next, the “edge discovery” process at the previous stage used when finding the table will be described. This process corresponds to step S26 in FIG. An edge is like one side of a spike that changes up and down (or down and up), and this refers to the point at which the rate of change in angle changes rapidly. The method for obtaining the angle change rate has been described above. An edge point group, which is a set of edge points, is a set of points whose angle change rate is extremely higher than the surroundings. It is only necessary to compare the angle change rates in order. For example, if the difference between the change rates of adjacent points is larger than a threshold (second threshold), it is determined that the edge.
Next, “table processing” will be described. The table is information of a point group having a shape as shown in FIG. A possible cause of such a point cloud is a local change in the measurement target. For example, the concentration is temporarily increased by, for example, carbon dioxide spraying in a house, and after a certain period of time, the skylight is opened to release the air inside the house. In this case, before and after the carbon dioxide is enclosed in the house, the transition follows the external atmosphere. However, while carbon dioxide is being sprayed, the house is cut off from the outside air, creating a unique system inside. In such a case, if local and partial changes are not clearly distinguished from before and after, it becomes difficult to see the trend as a whole excluding the section. Further, when generating an approximate curve, such a table is easily misunderstood as a quadratic function, which causes a decrease in the accuracy of measurement information. Therefore, in this embodiment, the table is detected as part of the edge discovery. Specifically, a method is adopted in which the edges constituting the table are detected and the point cloud is divided before and after the edge points to form separate sections.

図27は、本発明の一実施形態によるエッジ前後の分割を説明する図である。
図27は、方向の違うエッジ点に囲まれたテーブルを元に、元のターゲットフレームを3分割している例を示している。本実施形態では、エッジ前後で区間を分割し、この各々の区間を新たなターゲットフレームとして区間近似処理を行う。
FIG. 27 is a diagram illustrating division before and after an edge according to an embodiment of the present invention.
FIG. 27 shows an example in which the original target frame is divided into three based on a table surrounded by edge points in different directions. In the present embodiment, sections are divided before and after the edge, and section approximation processing is performed using each section as a new target frame.

図28は、本発明の一実施形態によるテーブルの分割処理のフローチャートである。
前提として、APF部603は、処理対象とするターゲットフレームについてのエッジ発見を行い、その結果のエッジ点群の集合を生成しているものとする(図21ステップS26)。この処理は、図21のステップS28の処理である。
まず、APF部603は、分割処理における変数の初期化を行う(ステップS50)。具体的には、AP603は、現在の処理対象の点を示す変数p_now、現在の点のエッジを示す変数E_now、最新のエッジを示す変数E_lastを初期化する。次にAPF部603は、スパイク除去後のターゲットフレームおよびペリフェリアルファクターについて時刻の要素を比較した場合の最大点、最小点を見つける(ステップS51)。APF部603は、最大点の座標情報(x軸:時間。y軸:観測結果)をp_maxに、最小点の座標情報をp_minに格納する。次にAPF部603は、p_minをp_nowに設定する(ステップS52)。次にAPF部603は、p_nowがエッジ点かどうかを判定する(ステップS53)。p_nowがエッジ点の場合、APF部603は、p_nowをE_nowに設定する(ステップS54)。次にAPF部603は、E_nowの角度変化率の方向をE_lastの角度変化率と比較し、E_nowの角度変化率の方向がE_lastの角度変化率と違うか、これはつまり符号が異なるか否か判定する(ステップS55)。
FIG. 28 is a flowchart of table division processing according to an embodiment of the present invention.
As a premise, it is assumed that the APF unit 603 performs edge discovery for the target frame to be processed and generates a set of edge point groups as a result (step S26 in FIG. 21). This process is the process of step S28 in FIG.
First, the APF unit 603 initializes variables in the division process (step S50). Specifically, the AP 603 initializes a variable p_now indicating the current processing target point, a variable E_now indicating the edge of the current point, and a variable E_last indicating the latest edge. Next, the APF unit 603 finds the maximum point and the minimum point when the time elements are compared for the target frame and the peripheral factor after spike removal (step S51). The APF unit 603 stores the coordinate information of the maximum point (x axis: time, y axis: observation result) in p_max and the coordinate information of the minimum point in p_min. Next, the APF unit 603 sets p_min to p_now (step S52). Next, the APF unit 603 determines whether p_now is an edge point (step S53). When p_now is an edge point, the APF unit 603 sets p_now to E_now (step S54). Next, the APF unit 603 compares the direction of the angle change rate of E_now with the angle change rate of E_last, and whether the direction of the angle change rate of E_now is different from the angle change rate of E_last, that is, whether the sign is different. Determination is made (step S55).

E_nowの角度変化率の方向がE_lastと異なる場合、APF部603は、E_sartとp_nowを組にしてテーブルの情報を格納するリスト変数Table_Listに追加する。また、APF部603は、p_nowをE_nowに設定する(ステップS56)。
E_nowの角度変化率の方向がE_lastと等しい場合、APF部603は、p_nowをエッジ(非テーブル)の情報を格納するリスト変数Edge_Listに追加する。また、APF部603は、p_nowをE_nowに設定する(ステップS57)。
When the direction of the angle change rate of E_now is different from E_last, the APF unit 603 adds E_start and p_now to a list variable Table_List that stores table information. Further, the APF unit 603 sets p_now to E_now (step S56).
When the direction of the angle change rate of E_now is equal to E_last, the APF unit 603 adds p_now to the list variable Edge_List that stores edge (non-table) information. Further, the APF unit 603 sets p_now to E_now (step S57).

次にAPF部603は、p_nowとp_maxが等しいかどうかを判定する(ステップS58)。p_nowとp_maxが等しい場合、APF部603は、Table_ListおよびEdge_Listに従って、ターゲットフレームを分割し(ステップS59)、分割されたターゲットフレームを生成する。
一方、p_nowとp_maxが等しくない場合およびステップS53でp_nowがエッジ点ではないと判定した場合、p_nowに次の点を設定して(ステップS591)、ステップS53からの処理を繰り返す。
これにより、エッジ点群を用いて、ターゲットフレームからテーブルを見つけ、テーブル部分と他の部分を分割することができる。
Next, the APF unit 603 determines whether p_now and p_max are equal (step S58). When p_now is equal to p_max, the APF unit 603 divides the target frame according to Table_List and Edge_List (step S59), and generates a divided target frame.
On the other hand, if p_now is not equal to p_max and if it is determined in step S53 that p_now is not an edge point, the next point is set in p_now (step S591), and the processing from step S53 is repeated.
Thereby, the table can be found from the target frame using the edge point group, and the table portion and other portions can be divided.

なお、テーブル発見処理の別な方法としてクラスタリングを利用する方法もある。図29、図30を用いてクラスタリングを利用する方法を説明する。
図29は、本発明の一実施形態によるテーブル発見処理を説明する第一の図である。
図30は、本発明の一実施形態によるテーブル発見処理を説明する第二の図である。
一般的なクラスタリングとは複数の要素を持つ群を、幾つかの部分群に分割する行為を指す。クラスタリング可能な群の上では、その要素の間に距離を定義できる。例えば、ある点を時刻と特徴量の2次元空間内にマッピングすることで距離を定義できる。この場合、距離は2点間のユークリッドノルムである。時刻t方向の単位ベクトルは、観測値valの差diffの最大値と最小値の差に合わせて正規化される。これはがdiffが最大でマイナス無限大からプラス無限大という大きな値を取る可能性があるのに対して、tは時刻の差分なので有限な範囲に留まるからである。以降の説明では、点の位置と距離は正規化された後の値であるものとして取り扱う。正規化処理の例を図29に示した。正規化処理後の点群に対してクラスタリングを適用した例を図30に示した。
Note that clustering is another method for the table discovery process. A method of using clustering will be described with reference to FIGS.
FIG. 29 is a first diagram illustrating a table finding process according to an embodiment of the present invention.
FIG. 30 is a second diagram illustrating the table finding process according to an embodiment of the present invention.
General clustering refers to an act of dividing a group having a plurality of elements into several subgroups. On a clusterable group, a distance can be defined between the elements. For example, the distance can be defined by mapping a point in a two-dimensional space of time and feature amount. In this case, the distance is the Euclidean norm between the two points. The unit vector in the time t direction is normalized according to the difference between the maximum value and the minimum value of the difference diff of the observed values val. This is because diff is a maximum and can take a large value from minus infinity to plus infinity, whereas t is a time difference and remains in a finite range. In the following description, the positions and distances of points are treated as values after normalization. An example of normalization processing is shown in FIG. An example in which clustering is applied to the point group after normalization processing is shown in FIG.

次に「区間近似処理」について図31を用いて説明する。この処理は、図21のステップS29に該当する。
図31は、本発明の一実施形態による区間近似処理のフローチャートである。
まず、APF部603は、ターゲットフレーム内の各点について点の特徴量計算を行う(ステップS60)。「点の特徴量計算」については後述する。ターゲットフレーム内各点の特徴量の集合を求めると、次にAPF部603は、それらの点に関してサブブロック「パターンマッチング」を適用する(ステップS61)。「パターンマッチング」については後述する。APF部603は、パターンマッチングにより最適な形状である、ターゲットフレームに最も近い形を持つ線の形状を得る。
また、「パターンマッチング」と並行してAPF部603は、近似パラメータ計算のための候補点の選択を行う(ステップS62)。例えば、APF部603は、ターゲットフレーム内各点の特徴量の集合の中から最大値、最小値、その他の特徴量が特に大きい値に対応する点、両端に対応する点などを選択する。これらの点を特徴点という。
次にAPF部603は、パターンマッチングにより得た最適な形状に対して近似パラメータ計算を行う(ステップS63)。近似パラメータ計算では、近似曲線の最適な形状を元にして、ステップS62で選択した具体的な特徴点を代入して具体的な近似曲線を表す関数式の各係数や定数などのパラメータの値を求める。例えば、APF部603は、特徴点の中でも特に特徴量が高い点を近似曲線の式に代入して、近似曲線のパラメータを得る。近似曲線の完全な形状が求まったら、APF部603は、それらと、幾つかの特徴的な点を用いて近似曲線を示す数式へ表現形式を変換し(ステップS64)、その数式を出力する。
Next, the “section approximation process” will be described with reference to FIG. This process corresponds to step S29 in FIG.
FIG. 31 is a flowchart of section approximation processing according to an embodiment of the present invention.
First, the APF unit 603 calculates a point feature amount for each point in the target frame (step S60). “Point feature amount calculation” will be described later. After obtaining a set of feature values of each point in the target frame, the APF unit 603 applies a sub-block “pattern matching” with respect to those points (step S61). “Pattern matching” will be described later. The APF unit 603 obtains a line shape having a shape closest to the target frame, which is an optimum shape by pattern matching.
In parallel with the “pattern matching”, the APF unit 603 selects candidate points for calculating approximate parameters (step S62). For example, the APF unit 603 selects a point corresponding to a maximum value, a minimum value, a value having a particularly large other feature value, a point corresponding to both ends, or the like from a set of feature values of each point in the target frame. These points are called feature points.
Next, the APF unit 603 calculates approximate parameters for the optimum shape obtained by pattern matching (step S63). In the approximate parameter calculation, based on the optimum shape of the approximate curve, the specific feature points selected in step S62 are substituted, and the values of parameters such as coefficients and constants of the functional expression representing the specific approximate curve are obtained. Ask. For example, the APF unit 603 obtains parameters of the approximate curve by substituting a point having a particularly high feature amount among the feature points into the approximate curve formula. When the complete shape of the approximate curve is obtained, the APF unit 603 converts the expression form into an equation representing the approximate curve using them and some characteristic points (step S64), and outputs the equation.

次に「パターンマッチング」について説明する。本実施形態では、観測結果を近似曲線に変換して、その数式のパラメータと、最大値・極大値など特徴的な点の値を中央制御装置20に送信する。農業に関する自然情報は連続した曲線に近似できる。ある時間の区間において、農業分野では情報がそれほど急激に変化しないため曲線は低い次元で済む。従って情報であるセンシング結果の点列の近似曲線を作成する際には、それらを時間に基づいた区間に分割して、概ね4次元以下の曲線に近似する。   Next, “pattern matching” will be described. In the present embodiment, the observation result is converted into an approximate curve, and the parameters of the mathematical formula and the values of characteristic points such as the maximum value and the maximum value are transmitted to the central controller 20. Natural information about agriculture can be approximated by a continuous curve. In a certain section of time, the information does not change so rapidly in the agricultural field, so the curve can have a low dimension. Therefore, when creating an approximate curve of a point sequence of sensing results, which is information, it is divided into sections based on time and approximated to a curve of approximately four dimensions or less.

図32は、本発明の一実施形態によるパターンマッチングのフローチャートである。
図33は、本発明の一実施形態によるパターンマッチングにおける圧縮処理を説明する図である。
図34は、本発明の一実施形態による近似曲線の発見処理を説明する図である。
まずFPについて説明する。FPとは、特徴点群をパターンにマッチ可能な形式にしたものである。FPを導出する処理を説明する。時刻tについて同じ値を持つ点は無いため同一の位置にある点は存在せず、となりあう二つの点の間には方向をつけることができる。例えば元の特徴点群をcp=[p、p、・・・、p]とした時に、点間の方向を表現するベクトルをcv=pi+1−pとし、その列を[cv、cv、・・・、cvn−1]とする。次に特徴点群のうちの最大(pmax)・最小(pmin)の点を見つけ出し、この列の元の位置に挿入する。最終的には[cv、cv、cv、pmax、cvr+1、・・・、cv、pmin、cvs+1、・・・、cvn−1]のような情報列を得る。これをFPとする。
FIG. 32 is a flowchart of pattern matching according to an embodiment of the present invention.
FIG. 33 is a diagram illustrating compression processing in pattern matching according to an embodiment of the present invention.
FIG. 34 is a diagram for explaining approximate curve finding processing according to an embodiment of the present invention.
First, FP will be described. The FP is a format in which a feature point group can be matched with a pattern. A process for deriving the FP will be described. Since there is no point having the same value at time t, there is no point at the same position, and a direction can be set between two adjacent points. For example the original feature point group cp = [p 1, p 2 , ···, p n] when a, the vector representing the direction between the points and cv i = p i + 1 -p i, the column [ cv 1, cv 2, ···, and cv n-1]. Next, the maximum (p max ) / minimum (p min ) point of the feature point group is found and inserted into the original position of this column. Finally, an information string such as [cv 1 , cv 2 , cv r , p max , cv r + 1 ,..., Cv s , p min , cv s + 1 ,..., Cv n−1 ] is obtained. This is called FP.

パターンマッチングの処理の流れを説明する。まず、APF603部は、パターンファイルを読み込み、全パターンのうち、要素の個数の最大値(ステップS70)と要素の個数の最小値(ステップS71)を見つける。最大の要素の個数を特定すると、それを変数nに設定する(ステップS72)。このnは、マッチング対象と比較されるパターンの長さを表している。
FPの長さがn以上の場合、パターンファイルと比較処理をするためにFPを長さnに調整する(圧縮処理)(ステップS73)。圧縮は、隣り合うFPの要素を結合する処理を繰り返すことで行う。処理の内容としては、まず全cvを確認し隣り合うcvのうち値がもっとも近い2つを選ぶ。この2つを(cv,cv)とする。次にこれらの値から中間値を生成する。中間値を(cvi´=(cv+cv)/2)とする。最後に、先ほどの(cv,cv)をFPから除去し、そこにcvi´を挿入する。これをFPの長さがnになるまで繰り返す。これらの処理のイメージを図33に示す。図33の点1〜点10は、FPである。
A flow of pattern matching processing will be described. First, the APF 603 reads the pattern file and finds the maximum number of elements (step S70) and the minimum number of elements (step S71) among all patterns. When the maximum number of elements is specified, it is set to the variable n (step S72). This n represents the length of the pattern to be compared with the matching target.
If the length of the FP is greater than or equal to n, the FP is adjusted to the length n in order to perform a comparison process with the pattern file (compression process) (step S73). Compression is performed by repeating the process of combining adjacent FP elements. As the contents of processing, first, all cv i are confirmed, and two nearest cv i are selected. Let these two be (cv j , cv k ). Next, an intermediate value is generated from these values. The intermediate value is (cv i ′ = (cv j + cv k ) / 2). Finally, (cv j , cv k ) is removed from the FP, and cv i ′ is inserted therein. This is repeated until the length of FP becomes n. An image of these processes is shown in FIG. Points 1 to 10 in FIG. 33 are FPs.

次にAPF部603は、必要に応じて圧縮処理したFPとパターン長nのパターンファイルを読み込み比較処理(マッチング)する(ステップS74)。パターンファイルの構成方法と準備するパターンに関しては後述する。マッチングの際には、まずパターンファイルと形状の一致を確認する。近似曲線の形状が仮決定されたら次に特徴点の中でも特に特徴量が高い点を近似曲線の式に代入して、近似曲線のパラメータを得る。近似曲線のパラメータが仮決定されたら、今度はこの近似曲線と残りの特徴点の距離の合計を求める。これの逆数を一致度とする(一致度の範囲を0〜1の範囲に落とすため)。一致度が大きい程よりよく近似していると言える。パターンには似通った形状のものがあるため、あるnについて同時に複数のパターンがマッチする。従って一致度を記録していき、全パターン中から尤も高い一致度を持つ曲線を探し出す。近似曲線の発見処理の例を図34に示す。図34において、点128と曲線126の距離はd、点128と曲線127の距離はd´、点129と曲線126の距離はd、点129と曲線127の距離はd´である。このときAPF部603は、特徴点と曲線126との一致度(1/(d+d))、特徴点と曲線127との一致度(1/(d´+d´))を比較して、曲線126をよりマッチした曲線と判定する。
次にAPF部603は、これまでに計算した既存の一致度と今回のパターン長=nのパターンファイルについて計算した一致度とを比較し、今回計算した一致度が、既存の一致度を超えるかどうかを判定する(ステップS75)。既存の一致度を超えない場合、APF部603は、既存の一致度に対応するパターンを最適なパターンとして決定する。既存の一致度を超えた場合、APF部603は、nにn−1を設定する(ステップS76)。次にAPF部603は、新たに設定したnがステップS71で求めた要素の個数の最小値と一致するかどうかを判定する(ステップS77)。一致する場合、今回計算した最高の一致度に対応するパターンを最適なパターンとして決定する。一致しない場合、APF部603は、新たに設定したnについてステップS73からの処理を繰り返す。
Next, the APF unit 603 reads and compares (matches) the FP compressed as necessary and the pattern file of the pattern length n (step S74). A pattern file configuration method and a pattern to be prepared will be described later. At the time of matching, first, the pattern file and the shape match are confirmed. When the shape of the approximate curve is provisionally determined, a point having a particularly high feature amount among the feature points is substituted into the approximate curve formula to obtain approximate curve parameters. When the parameters of the approximate curve are provisionally determined, the total distance between the approximate curve and the remaining feature points is obtained next time. The reciprocal of this is used as the degree of coincidence (in order to reduce the range of coincidence to a range of 0 to 1). It can be said that the closer the degree of coincidence, the better the approximation. Since some patterns have similar shapes, a plurality of patterns are simultaneously matched for a certain n. Accordingly, the degree of coincidence is recorded, and a curve having the highest degree of coincidence is searched from all patterns. An example of the approximation curve finding process is shown in FIG. In Figure 34, the distance d 1 of the point 128 and the curve 126, the distance between the point 128 and the curve 127 d'1, the distance between the point 129 and the curve 126 is d 2, the distance between the point 129 and the curve 127 with d'2 is there. APF 603 this time, the matching degree between the feature point and the curve 126 (1 / (d 1 + d 2)), compare match degree between the feature point and the curve 127 (1 / (d'1 + d' 2)) Thus, the curve 126 is determined as a more matched curve.
Next, the APF unit 603 compares the existing degree of coincidence calculated so far with the degree of coincidence calculated for the pattern file of the current pattern length = n, and whether the degree of coincidence calculated this time exceeds the existing degree of coincidence. It is determined whether or not (step S75). When the existing matching degree is not exceeded, the APF unit 603 determines a pattern corresponding to the existing matching degree as an optimum pattern. When the existing matching degree is exceeded, the APF unit 603 sets n−1 to n (step S76). Next, the APF unit 603 determines whether or not the newly set n matches the minimum value of the number of elements obtained in step S71 (step S77). If they match, the pattern corresponding to the highest matching degree calculated this time is determined as the optimum pattern. If they do not match, the APF unit 603 repeats the processing from step S73 for the newly set n.

図35は、本発明の一実施形態によるパターンファイルを説明する第一の図である。
図36は、本発明の一実施形態によるパターンファイルを説明する第二の図である。
パターンファイルの構成方法であるが、既知の点の配置を記したファイルをパターンファイルと呼ぶ。パターンファイルは曲線の形状毎に準備されている。具体的な曲線の形状の例については後述する。パターンファイルには次の情報が記載されている。まずは突入角・射出角の許容範囲である。次に線分の変化方向である。最後に最大/最小値・極値・変曲点・変化の順序である。図35に三次曲線のパターンを例にパターンファイルに記載される情報について示す。また、図36にパターンファイルのファイルレイアウトの一例を示す。この例では、5行目から13行目に渡って、全部で9個の要素が記載されている。
FIG. 35 is a first diagram illustrating a pattern file according to an embodiment of the present invention.
FIG. 36 is a second diagram illustrating a pattern file according to an embodiment of the present invention.
This is a pattern file configuration method, and a file describing the arrangement of known points is called a pattern file. A pattern file is prepared for each curve shape. Examples of specific curve shapes will be described later. The pattern file contains the following information. The first is the allowable range of the entry angle / injection angle. Next, the change direction of the line segment. Finally, the maximum / minimum value, extreme value, inflection point, and change order. FIG. 35 shows information described in the pattern file by taking a cubic curve pattern as an example. FIG. 36 shows an example of the file layout of the pattern file. In this example, a total of 9 elements are described from the 5th line to the 13th line.

図37は、本発明の一実施形態によるパターンファイルの種類を説明する第一の図である。
図38は、本発明の一実施形態によるパターンファイルの種類を説明する第二の図である。
図39は、本発明の一実施形態によるパターンファイルの種類を説明する第三の図である。
図40は、本発明の一実施形態によるパターンファイルの種類を説明する第四の図である。
図37(a)、図37(b)は、一次関数で表される関数のパターンを示している。図38(c)〜図38(h)は、二次関数で表される関数を示している。図39(i)〜図39(n)は、三次関数で表される関数のパターンを示している。図40(o)、図40(p)、図40(q)、図40(r)、図40(t)、図40(u)は、四次関数で表される関数を示している。これらのパターンは予め用意され、APF部603は、これらのパターンが示す近似曲線とFPとの比較を行う。つまり本実施形態では、近似曲線はこれらのいずれかに分類されることになる。図37〜図40に示した各関数パターンにおいて、黒点は極値、白点は変曲点、矢印は突入角、射出角である。本実施形態では、これらのパターンファイルが図示しない記憶部に格納されている。
FIG. 37 is a first diagram illustrating the types of pattern files according to an embodiment of the present invention.
FIG. 38 is a second diagram for explaining the types of pattern files according to an embodiment of the present invention.
FIG. 39 is a third diagram for explaining the types of pattern files according to an embodiment of the present invention.
FIG. 40 is a fourth diagram illustrating the types of pattern files according to an embodiment of the present invention.
FIG. 37A and FIG. 37B show function patterns represented by linear functions. FIG. 38C to FIG. 38H show functions represented by quadratic functions. FIG. 39 (i) to FIG. 39 (n) show function patterns represented by cubic functions. 40 (o), FIG. 40 (p), FIG. 40 (q), FIG. 40 (r), FIG. 40 (t), and FIG. 40 (u) show functions represented by a quartic function. These patterns are prepared in advance, and the APF unit 603 compares the approximate curve indicated by these patterns with the FP. That is, in this embodiment, the approximate curve is classified into any one of these. In each function pattern shown in FIGS. 37 to 40, the black point is an extreme value, the white point is an inflection point, and the arrows are an entry angle and an exit angle. In the present embodiment, these pattern files are stored in a storage unit (not shown).

次に「点の特徴量の計算」について説明する。まずは本実施形態における点の特徴量の考え方について説明する。
はじめに最終的に求める近似曲線と元々の点群の関係を説明する。本実装で最終的に求める近似曲線は、その区間を構成する各点の位置の近傍を尤も通過するように引かれている。逆に言えば、各点は近似曲線を描く際に、近似曲線の決定に少しずつ影響を与えている。ここで例えば近似曲線Cを与える点群Pのうち、点aと点bがあるとする。このとき、点群Pからaを除いた点群P´から計算した近似曲線C´と、同様にbを除いた点群P´から求めた近似曲線C´´を考える。ここで、もしC´よりC´´のほうが元のCの形状に近いとすると、これはC´´を求めたほうがよりよくCを再現していると言える。つまり点群P´より点群P´´のほうが、元の点群Pの特徴をよく残している。翻って言えば、取り除かれた情報である点bより点aのほうが、それが持っている情報量が多かったため、多くの情報が失われたと考えられる。以降、この相対的な情報量を点の特徴量と呼ぶ。ここで点の特徴量の差を与えている要因を考える。ここで近似曲線は時間軸と測定数値軸から成る2次元空間に描かれた線である。さて、もし全観測結果がこの空間上で一直線上に並んでいる場合、この直線を再現するためには2つの点の情報があれば十分である。この観測結果からどれか一つ点を取り除いても最終的に完成する直線は同じである。この取り除かれた点は特徴量が少ないと言える。一方で、全観測結果がスパイク上に並んでいる場合、その俊急なスパイクの先端の点が失われると、最終的に作られる近似曲線の形状に大きな差が出ることになる。この点は非常に特徴量が多い。このように点の特徴量に大きな影響を与えているのは、基本的には点の近傍の値の変化である。これは点の接線の傾きとその変化率で表される。
Next, “calculation of point feature value” will be described. First, the concept of the point feature amount in this embodiment will be described.
First, the relationship between the approximate curve finally obtained and the original point group will be described. The approximate curve finally obtained in this implementation is drawn so as to pass through the vicinity of the position of each point constituting the section. In other words, each point slightly affects the determination of the approximate curve when drawing the approximate curve. Here, for example, it is assumed that there are a point a and a point b in the point group P giving the approximate curve C. At this time, the approximate curve C ′ calculated from the point group P ′ obtained by removing a from the point group P and the approximate curve C ″ obtained from the point group P ′ obtained by removing b similarly are considered. Here, if C ″ is closer to the original shape of C than C ′, it can be said that C is better reproduced when C ″ is obtained. That is, the point group P ″ retains the characteristics of the original point group P better than the point group P ′. In other words, it can be considered that a lot of information has been lost because the point a has a larger amount of information than the point b which is the removed information. Hereinafter, this relative information amount is referred to as a point feature amount. Here, consider the factors that give the difference in the feature quantity of points. Here, the approximate curve is a line drawn in a two-dimensional space consisting of a time axis and a measurement value axis. Now, if all the observation results are arranged in a straight line in this space, it is sufficient to have information on two points in order to reproduce this straight line. Even if one point is removed from this observation result, the straight line finally completed is the same. It can be said that this removed point has a small feature amount. On the other hand, when all the observation results are arranged on the spike, if the point at the tip of the rapid spike is lost, there will be a large difference in the shape of the approximate curve that is finally created. This point has very many features. In this way, it is the change of the value in the vicinity of the point that has a great influence on the feature amount of the point. This is expressed by the slope of the tangent of the point and its rate of change.

図41は、本発明の一実施形態による点の特徴量の計算を説明する第一の図である。
図42は、本発明の一実施形態による点の特徴量の計算を説明する第二の図である。
図43は、本発明の一実施形態による点の特徴量の計算を説明する第三の図である。
一方で単に傾きと変化率だけでは区別がつかない場合もある。例えば図41の例では点40と点41は単なる拡大・縮小の関係にあり、全く同一の傾きと変化率を持つ。この点40、点41を含む区間全体で見た時に区間の大枠の形状を決定しているのは点41である。この場合、二つの点の、全体の形状における影響力の差をもたらした要因は、その点が特徴的であると言えるその範囲の大きさである。すなわちその点の左右に存在するであろう同等に特徴的な他の点までの距離の長さである。この距離を周囲のサイズと呼ぶ。周囲のサイズが大きい場合、点の近傍の近似曲線の形状にその点は大きな影響を与えていると言える。なぜなら、その点の周囲には他の特徴的な点が存在しないからである。
以上の事から点の特徴量を与える要因は、点における傾きと変化率及び周囲のサイズである。そこで本実装では、式(1)のScoretargetがとりうる範囲のうち最小の値min(Scoretarget)を選ぶ。
Scoretarget= a×(norm+norm−1)+
×(norm+norm−2)+ ・・・+
×(norm+norm−3)・・・・(1)
ここで、式(1)のa、normなどについて図42に示す。また、以下が成り立つようにパラメータa〜a、pを設定する。ここでfは直線を示す。
2×a+2×a+2×a+・・・+2×a = 1
≧a≧a≧・・・≧a = 0
norm= ((点mの値)−f(t))
m = {p|p=±1、±2、・・・、±n、an=0
FIG. 41 is a first diagram illustrating calculation of a point feature amount according to an embodiment of the present invention.
FIG. 42 is a second diagram illustrating calculation of a point feature amount according to an embodiment of the present invention.
FIG. 43 is a third diagram illustrating calculation of a point feature amount according to an embodiment of the present invention.
On the other hand, there are cases where it is not possible to distinguish between the slope and the rate of change. For example, in the example of FIG. 41, the points 40 and 41 have a simple enlargement / reduction relationship, and have exactly the same inclination and rate of change. It is the point 41 that determines the shape of the large frame of the section when viewed in the entire section including the points 40 and 41. In this case, the factor causing the difference in influence of the two points in the overall shape is the size of the range in which the point can be said to be characteristic. That is, the length of the distance to other equally characteristic points that would exist to the left and right of that point. This distance is called the surrounding size. If the surrounding size is large, it can be said that the point has a great influence on the shape of the approximate curve near the point. This is because there are no other characteristic points around the point.
From the above, the factors that give the feature amount of the point are the slope and change rate at the point and the size of the surrounding area. Therefore, in this implementation, the minimum value min (Score target ) is selected from the range that can be taken by the Score target of Expression (1).
Score target = a 1 × (norm 1 + norm −1 ) +
a 2 × (norm 2 + norm −2 ) +.
a 3 × (norm 3 + norm −3 ) (1)
Here, FIG. 42 shows a 1 , norm 1 and the like of the formula (1). Also, set the parameters a 1 ~a n, p to following holds. Here, f represents a straight line.
2 × a 1 + 2 × a 2 + 2 × a 3 +... + 2 × a n = 1
a 1 ≧ a 2 ≧ a 3 ≧ ··· ≧ a n = 0
norm m = ((value of point m) −f (t m )) 2
m = {p | p = ± 1, ± 2,..., ± n, a n = 0 }

本実施形態では、ターゲットフレーム内部での、ある点の特徴量を次のように導く。まずある点を中心とした直線計算レンジにおいて、その点を通過する直線が図42の式を最小にする際の、直線の傾きを計算する。この傾き点のスロープと呼ぶ。ターゲットフレームのすべての点のスロープを計算したら、それらを時間軸基準で整列する。この点列内部では、もし隣り合った3点のスロープがほとんど変わらない場合、その中央の点が無くとも、中央の点のスロープは両端のスロープから推測できる。このような点を情報量が少ない点と呼ぶ。周囲から容易に推測できる情報量の少ない点の例を図43に示した。図43において中央の点131の値は、点130、点132から推定可能である。このように情報の少ない点131は、点群から除去される。点131は、情報の少ないスロープである。   In the present embodiment, a feature amount at a certain point in the target frame is derived as follows. First, in the straight line calculation range centered on a certain point, the inclination of the straight line when the straight line passing through the point minimizes the equation of FIG. 42 is calculated. This is called the slope of the tilt point. After calculating the slopes of all points in the target frame, align them with respect to the time axis. In this point sequence, if the slopes of three adjacent points are almost unchanged, the slope of the center point can be inferred from the slopes of both ends even if there is no center point. Such a point is called a point with a small amount of information. An example of a small amount of information that can be easily estimated from the surroundings is shown in FIG. In FIG. 43, the value of the central point 131 can be estimated from the points 130 and 132. Thus, the point 131 with less information is removed from the point group. Point 131 is a slope with little information.

式(1)の最小の値min(Scoretarget)を計算する方法を示す。ある時刻をtと記す。また測定値はVと記す。今回扱う情報(観測結果)や計算処理はこのふたつのパラメータで構成される二次元空間に対してのものである。近似直線はNtarget(t)=at+bと表現できる。この直線の切片aがScoretargetそのものである。
近似直線を求めるために必要な観測結果を含む時間の区間を「スコア算出区間」と呼ぶ。スコア算出区間のどこかにtargetが存在する。従ってスコア算出区間は、targetを含むように二つの時刻を選ぶことで定まる。ここではスコア算出区間を[tstart、tend]と表す。tstart≦ttarget≦tendである。
A method for calculating the minimum value min (Score target ) of Expression (1) will be described. A certain time is denoted as t i . The measurement value is referred to as V i. The information (observation results) and calculation processing handled this time are for a two-dimensional space consisting of these two parameters. The approximate straight line can be expressed as N target (t i ) = at i + b. This straight line segment a is the Score target itself.
A time interval including observation results necessary for obtaining an approximate straight line is referred to as a “score calculation interval”. There is a target somewhere in the score calculation section. Therefore, the score calculation interval is determined by selecting two times so as to include target. Here, the score calculation section is represented as [t start , t end ]. t start ≤ t target ≤ t end .

観測結果は時刻により一意に定まる時刻と測定値の組である(p=(t、V))。従って観測結果の集合の要素は順序関係を持ち、添え字をつけることで関係を表現できる。添え字のつけ方として、ここではtargetをゼロとして時刻が増える方向に隣り合っているものには加算、減る方向のものには減算をしていく。例えばあるスコア算出区間において、targetより前の時刻に2個、後の時刻に3個の観測結果がある場合、p−2、p−1、ptarget、p、p、pのように表現できる。
観測結果は離散的であるため、観測結果はスコア算出区間に有限個含まれる。ここではそれらをスコア算出用点群TCtargetと表す。TCtargetには、targetを除くスコア算出区間の範囲内の観測結果が全て入る。
TCtarget={p|tstart≦ttarget≦tend
要素を並べて書けば次のようになる。rはマイナス側の観測結果の個数、sはプラス側の観測結果の個数である。注意すべき点は、これらの観測結果の時刻間隔は一定ではない点である。
TCtarget=[p−r、p−r+1、p−r+2、・・・、p−r+(r−2)、p−r+(r−1)、p、p、p、・・・、ps−1、p
次にある時刻tにおける、近似直線Ntarget(t)と実際の観測結果Vの値の剥離具合をnormとして以下のように定義する。:
norm = ( V − Ntarget(t))
点targetから遠く離れた点がtargetの特徴量に影響を与えないようにするために、normに対して重みづけをする。ある点に対する重みをα、その算出式をW(t)とする。この重みづけは環境によって微調整が必要であるため、ここでは一例として以下のような式W(t)を定義した。
The observation result is a set of a time and a measured value that is uniquely determined by the time (p i = (t i , V i )). Therefore, the elements of the observation result set have an order relationship, and the relationship can be expressed by adding a subscript. As a way of attaching a subscript, here, the target is set to zero and addition is performed for those adjacent in the direction of increasing time, and subtraction is performed for the direction of decreasing. For example, in certain score calculation interval, two at a time prior to target, if there is a time three observations to post, p -2, p -1, p target, as p 1, p 2, p 3 Can be expressed.
Since the observation results are discrete, a finite number of observation results are included in the score calculation section. Here, they are represented as a score calculation point group TC target . All observation results within the range of the score calculation section excluding target are entered in TC target .
TC target = {p i | t start ≦ t target ≦ t end }
If the elements are written side by side, it will be as follows. r is the number of observations on the negative side, and s is the number of observations on the positive side. It should be noted that the time interval between these observations is not constant.
TC target = [p− r , p− r + 1 , p− r + 2 ,..., P− r + (r−2) , p− r + (r−1) , p 1 , p 2 , p 3 ,. , P s−1 , p s ]
Next, the degree of peeling between the value of the approximate straight line N target (t i ) and the actual observation result V i at a certain time t i is defined as “norm i” as follows. :
normi i = (V i -N target (t i )) 2
In order to prevent a point far from the point target from affecting the feature quantity of the target, the norm i is weighted. The weight for a certain point is α i , and the calculation formula is W (t i ). Since this weighting needs to be finely adjusted depending on the environment, the following formula W (t i ) is defined here as an example.

Figure 2017010307
Figure 2017010307

これらを踏まえてScoretargetは次のように表せる。 Based on these, the Score target can be expressed as follows.

Figure 2017010307
Figure 2017010307

これは以下のようにして整理すると未知数(a、b)を持つ二次式であることが分かる。 It can be understood that this is a quadratic expression having unknown numbers (a, b) when arranged as follows.

Figure 2017010307
Figure 2017010307

上の式(4)に置いてα、t、Vは事前に与えられているため、それらは定数である。これらの定数項を、 Since α j , t j , and V j are given in advance in the above equation (4), they are constants. These constant terms are

Figure 2017010307
Figure 2017010307

Figure 2017010307
Figure 2017010307

Figure 2017010307
Figure 2017010307

Figure 2017010307
Figure 2017010307

Figure 2017010307
Figure 2017010307

Figure 2017010307
Figure 2017010307

とすると、
Scoretarget=A+Ba+Cb−2bD−2aE+2abF
となり、Scoretargetは、a、bの二次式となる。関数の設定よりα≧0かつ時刻はかならず正であるからt≧0より、B、C≧0であるから、Scoretargetはa、bについて各々唯一の最小点を持つ。
Scoretargetをa、bそれぞれについて偏微分すると、未知数a、bについての連立方程式を得られる。最小点ではゼロであるので、
Then,
Score target = A + Ba 2 + Cb 2 −2bD−2aE + 2abF
Thus, Score target is a quadratic expression of a and b. Since α j ≧ 0 and the time is always positive according to the setting of the function, since t j ≧ 0 and B and C ≧ 0, Score target has only one minimum point for a and b.
If the Score target is partially differentiated for a and b, simultaneous equations for the unknowns a and b can be obtained. Since the minimum point is zero,

Figure 2017010307
Figure 2017010307

これを解いて、所望のaを得る。 Solve this to get the desired a.

Figure 2017010307
Figure 2017010307

本実施形態では、特徴量を各観測結果が示す点を通り、当該点を中心とした所定の範囲に存在する他の点との距離が最小となる直線の傾き(min(Scoretarget)=a)を用いて計算する。次に特徴量計算について説明する。 In this embodiment, the slope of a straight line (min (Score target ) = a through which the feature amount passes through the point indicated by each observation result and the distance from the other point existing in a predetermined range centered on the point is minimized. ) To calculate. Next, the feature amount calculation will be described.

図44は、本発明の一実施形態による点の特徴量計算の第一のフローチャートである。
図45は、本発明の一実施形態による点の特徴量計算の第二のフローチャートである。
図46は、本発明の一実施形態による点のプローブを説明する第一の図である。
図47は、本発明の一実施形態による点のプローブを説明する第二の図である。
まず、APF部603は、Di612経由でターゲットフレームのペリフェリアルファクターを取得する(ステップS80)。次に、APF部603は、スパイク除去済みのターゲットフレームについて以下の処理を繰り返す(ステップS81)。まず、ペリフェリアルファクターからターゲットフレームの中の処理対象の点についての直線計算レンジを取得する(ステップS82)。次に、APF部603は、直線計算レンジを用いて、処理対象点の近似直線の傾き計算を行う(ステップS83)。APF部603は、ある処理対象の点の最も近似度が高かった近似直線の傾きを算出する。APF部603は、この処理を繰り返し、ターゲットフレームの全の点について、近似直線の傾きを求め、近似直線の傾きの集合を生成する。次にAPF部603は、近似直線の傾きの集合について、起点とプローブを生成し、全プローブの動作を開始する(ステップS84)。APF部603は、各点の近似直線を求めるとプローブを準備して、プローブが全て停止するまでプローブを動作させて、すべての点に対して特徴量を算出する。
FIG. 44 is a first flowchart of point feature value calculation according to an embodiment of the present invention.
FIG. 45 is a second flowchart of point feature value calculation according to an embodiment of the present invention.
FIG. 46 is a first diagram illustrating a point probe according to an embodiment of the present invention.
FIG. 47 is a second diagram illustrating a point probe according to an embodiment of the present invention.
First, the APF unit 603 acquires the peripheral factor of the target frame via the Di 612 (Step S80). Next, the APF unit 603 repeats the following process for the target frame from which the spike has been removed (step S81). First, the straight line calculation range for the processing target point in the target frame is acquired from the peripheral factor (step S82). Next, the APF unit 603 calculates the inclination of the approximate straight line of the processing target point using the straight line calculation range (step S83). The APF unit 603 calculates the inclination of the approximate straight line having the highest degree of approximation of a certain processing target point. The APF unit 603 repeats this processing, obtains the slope of the approximate line for all points of the target frame, and generates a set of slopes of the approximate line. Next, the APF unit 603 generates a starting point and a probe for the set of inclinations of the approximate straight lines, and starts the operation of all the probes (step S84). When the APF unit 603 obtains an approximate straight line for each point, the APF unit 603 prepares the probe, operates the probe until all the probes stop, and calculates the feature amount for all the points.

ここで、プローブについて説明する。上述のとおり、本実施形態における特徴点は、近似曲線を決定するにあたり形状に大きく影響を与える点のことを指す。従ってある点に対する特徴量は、その点が条件を満たすほど大きい必要がある。また近似曲線のパターンマッチングの際に使用する点は、極力少ないほうがよい。従って点のごく一部に大きな特徴量を与えるような定義が必要である。従って本実施形態では次のようなアイディアで特徴量を算出する。   Here, the probe will be described. As described above, the feature point in the present embodiment refers to a point that greatly affects the shape in determining the approximate curve. Therefore, the feature amount for a certain point needs to be large so that the point satisfies the condition. Also, the number of points used for pattern matching of approximate curves should be as small as possible. Therefore, a definition that gives a large feature amount to a very small part of the point is necessary. Therefore, in this embodiment, the feature amount is calculated using the following idea.

第一に、特徴量の基準となる起点を選択する。これは形状を決定するうえで必要不可欠な点であろうと推定されるものである。ある点群の各点の特徴量は、この点を基準として大小が決定される。例えば両端の点や、最大・最小値、極値、変曲点などである。後述する計算方法の関係から、この点が多数あれば全体を計算するまでの時間が速くなるが、あくまでも推定で選択された点であるため、結果である近似の精度に影響が出る。従って点の数は測定対象の情報を考慮して適切に決定する必要がある。   First, a starting point serving as a reference for the feature amount is selected. This is presumed to be an indispensable point in determining the shape. The feature amount of each point in a certain point group is determined based on this point. For example, points at both ends, maximum / minimum values, extreme values, inflection points, etc. From the relation of the calculation method described later, if there are a large number of points, the time required to calculate the whole will be faster. However, since it is a point selected by estimation, the accuracy of the resulting approximation is affected. Therefore, it is necessary to appropriately determine the number of points in consideration of information to be measured.

次に各起点に対して特徴量の参考値tdiff=(setdiff、tempdiff、degree)をパラメータとして与える。setdiffはその起点に与えられた特徴量、tempdiffは走査中に変化していくプローブの特徴量、degreeはプローブが特徴量計算の際に参考とする切片(傾き)である。tempdiffを高くすると後に起点が特徴量に選択される可能性が上がる。しかし、これを上げすぎると今度は真の特徴が値に埋もれてしまい発見されづらくなるので、適切な初期値を設定する必要がある。 Next, a reference value tdiff k = (setdiff k , tempdiff k , degree k ) of the feature amount is given as a parameter to each starting point. setdiff k is a feature amount given to the starting point, tempdiff k is a feature amount of the probe that changes during scanning, and degree k is an intercept (slope) that the probe refers to when calculating the feature amount. Increasing tempdiff k increases the possibility that the starting point will be selected as a feature amount later. However, if this is raised too much, the true feature will be buried in the value and it will be difficult to find it, so it is necessary to set an appropriate initial value.

次に起点からプローブprを作製する。pr点群の列[・・・、pi+1、p、pi+1、pi+2、・・・、pj−1、p、pj+1、・・・]を走査するためのポインタlocと、進行方向vecおよびprの特徴量の参考値tdiffからなる。以降ではこれらをprのパラメータと呼ぶ。prは、例えば点pが起点に選ばれたとすると、その両側に作られる。プローブの構成例を図45に示す。
プローブprは処理のループ毎に、進行方向vecに、ある時間分だけ一定量進む。これを仮にds_minとする。ds_minの決定方法は後述する。ds_minの単位は時間である。点の列は時間軸に対して等間隔ではないため、1回のループでds_min分だけプローブprが移動したとしても、隣の点に届くとは限らない。一定量ずつ進むプローブが現在の位置から隣の点を乗り越えることを、ここでは衝突と呼ぶ。点とプローブの衝突は互いの位置関係とプローブの進行方向から容易に算出可能である。衝突が起きた場合には、プローブのパラメータと点のmin(Scoretarget)を元に点の特徴量diffを計算する。
Next, the probe pr k is produced from the starting point. Pointer loc k for scanning a row of pr k point groups [..., p i + 1 , p i , p i + 1 , p i + 2 ,..., p j−1 , p j , p j + 1 ,. And a reference value tdiff k of the feature quantity of the traveling direction vec k and pr k . These are hereinafter referred to as pr k parameters. pr k is, for example, the points p i is the chosen starting point, made on both sides. A configuration example of the probe is shown in FIG.
The probe pr k advances a certain amount for a certain time in the traveling direction vec k for each processing loop. Let this be ds_min. A method for determining ds_min will be described later. The unit of ds_min is time. Since the sequence of points is not equally spaced with respect to the time axis, even if the probe pr k moves by ds_min in one loop, it does not necessarily reach the adjacent point. A probe that moves a certain amount over the next point from the current position is called a collision here. The collision between the point and the probe can be easily calculated from the mutual positional relationship and the traveling direction of the probe. When a collision occurs, the point feature quantity diff i is calculated based on the probe parameters and the point min (Score target ).

区間の両端の点は、片方向のプローブしか作成されない。従って、全てのプローブは進行方向に、こちらに向かってくるもう一つのプローブが存在する。これを隣り合う二つのプローブと呼ぶ。隣り合う二つのプローブは、処理が進むにつれて、ある段階で必ずぶつかる(2つのプローブが同じ点を乗り越える)。これをプローブの衝突と呼ぶ。この状態になった時、この二つのプローブが、起点間の点群を全て走査したことになる。従ってこれらのプローブがこれ以上進むことが無いように、これらのプローブを停止する。すべてのプローブが停止したら特徴量の割り当て処理を終了する。   Only one-way probes are created for points at both ends of the section. Therefore, there is another probe coming in the direction of travel of all the probes. This is called two adjacent probes. Two adjacent probes always collide at some stage as the process proceeds (two probes get over the same point). This is called probe collision. When this state is reached, the two probes have scanned all the points between the starting points. Therefore, these probes are stopped so that they do not advance any further. When all the probes are stopped, the feature amount assignment process is terminated.

次に最適なds_minの求め方について説明する。ds_minはプローブが1回につき進む距離であるから、全区間を走査するためにかかる時間は(tend−tstart)×プローブ数/ds_minとなる。従って点を二つ同時に乗り越えないような最大のdsminとして、ここでは点列の各間隔の長さのうち最小のものをds_minとする。点p=(t、val)、点列の区間を[tstart、tend]として以下の式で表すことができる。
ds_min=min({|pi+1−p||tstart≦tei<tend})
Next, how to obtain the optimum ds_min will be described. Since ds_min is the distance that the probe travels once, the time taken to scan the entire section is (t end −t start ) × number of probes / ds_min. Therefore, the maximum ds min that does not get over two points at the same time is set as the maximum ds_min among the lengths of the intervals of the point sequence. The point p i = (t i , val i ) and the interval of the point sequence can be expressed by the following formula as [t start , t end ]
ds_min = min ({| p i + 1 −p i || t start ≦ t ei <t end })

次にプローブのパラメータtdiff=(setdiff、tempdiff、degree)と点の切片degree=min(Scoretarget)を元に点の特徴量diffを計算する方法を説明する。degreeはプローブが保有している現段階の切片である。この値は、これまでにこのプローブで処理されてきた点の切片を元に計算されている。これを点の切片であるdegreeと比較する。もしこれらの値が似通ったものであるならば、この点の切片は、プローブが今まで処理してきた点とあまり差異が無いことになる。tempdiffはプローブが現在保持する特徴量の参考値である。tempdiffはプローブが最近処理した点の特徴量の最大値を持っている。従って、現在処理している点が前と似通った切片をもつ場合には、前に処理した点(これは特徴量の最大値を与えた点)が、今処理している点の特徴を代理できると考えられる。そこで、現在処理している点の特徴量を低くする。一方、大きく異なる場合には、プローブに対して初期に与えられた特徴量を再度与え、同時にプローブの特徴量も初期化する。同様にしてprのパラメータを変更する処理も行う。現在処理している点が以前処理した点と大きく異なる切片を持つ場合には、その点の切片の情報を取り込む。点の特徴量の計算処理とプローブのパラメータ変更を同時に行う処理は図47のようになる。詳細について述べる。 Next, a method of calculating the point feature quantity diff i based on the probe parameters tdiff k = (setdiff k , tempdiff k , degree k ) and the point intercept degree i = min (Score target ) will be described. Degree k is the current stage section held by the probe. This value is calculated based on the intercept of the points that have been processed with this probe so far. Compare this with degree i , which is the intercept of the point. If these values are similar, the intercept of this point will not differ much from the point that the probe has processed so far. tempdiff k is a reference value of the feature value currently held by the probe. tempdiff k has the maximum value of the feature value of the point that the probe has recently processed. Therefore, if the currently processed point has an intercept similar to the previous one, the previously processed point (this is the point that gave the maximum feature value) represents the feature of the currently processed point. It is considered possible. Therefore, the feature amount of the point currently being processed is lowered. On the other hand, if they differ greatly, the feature amount initially given to the probe is given again, and at the same time, the feature amount of the probe is initialized. Similarly, the process of changing the parameter of pr k is also performed. If the currently processed point has a significantly different intercept from the previously processed point, information on the intercept of that point is captured. FIG. 47 shows a process for simultaneously calculating the point feature value and changing the probe parameters. Details will be described.

まず、プローブの切片と現在の点の切片がどれだけ似通っているか判定するのに、その差分の絶対値がある閾値αより小さいかどうかを用いている。この閾値αは定数であり装置作動前にあらかじめ与えられる。αが小さい程ある点が特徴的であると判定される可能性が高くなるため、特徴点の個数が増えて後処理のパターンマッチング処理の負荷が上がる。以前の観測結果の変化量の平均値からαの値を決定するのが望ましい。βは特徴量の減衰を示す。これは例えば十分に離れた2点が互いに同じような値を示しても、それらは無関係であるということを示す。関係性の減衰がβの減算に該当する。   First, to determine how similar the intercept of the probe and the intercept of the current point is, whether or not the absolute value of the difference is smaller than a certain threshold value α is used. This threshold value α is a constant and is given in advance before the operation of the apparatus. Since the possibility that a certain point is determined to be characteristic increases as α decreases, the number of feature points increases, increasing the load of post-processing pattern matching processing. It is desirable to determine the value of α from the average value of changes in previous observations. β represents the attenuation of the feature value. This indicates that, for example, two points that are sufficiently distant from each other show similar values, but they are irrelevant. The attenuation of the relationship corresponds to the subtraction of β.

具体的な処理としては、min(Scoretarget)とdegreeの差の絶対値がα以下の場合、APF部603は、(min(Scoretarget)−degree)/2をdegreeに代入する。また、APF部603は、(degree×tempdiff)/2をdiffに代入する。また、APF部603は、tempdiff−βをtempdiffに代入する。
また、min(Scoretarget)とdegreeの差の絶対値がαより大きい場合、APF部603は、min(Scoretarget)をdegreeに代入する。また、APF部603は、setdiffをdiffに代入する。また、APF部603は、setdiffをtempdiffに代入する。
As a specific process, when the absolute value of the difference between min (Score target ) and degree k is less than or equal to α, the APF unit 603 substitutes (min (Score target ) −degree k ) / 2 for degree k . Also, the APF unit 603 substitutes (degree k × tempdiff k ) / 2 for diff i . Also, the APF unit 603 substitutes tempdiff k −β for tempdiff k .
If the absolute value of the difference between min (Score target ) and degree k is greater than α, the APF unit 603 substitutes min (Score target ) for degree k . Also, the APF unit 603 substitutes setdiff k for diff i . Also, the APF unit 603 substitutes setdiff k for tempdiff k .

フローチャートの説明に戻る。APF部603は、プローブの集合に含まれる各プローブについて以下のステップS86〜ステップS894の処理を繰り返す(ステップS85)。まず、あるプローブpについてprが動作しているかどうか判定する(ステップS86)。動作していないと判定した場合、この処理ループを抜ける(ステップS87)。動作している場合、prをds_minだけ移動する(ステップS88)。次に、APF部603は、prが隣接するプローブと衝突したかどうかを判定する(ステップS89)。衝突した場合、prを停止する(ステップS891)。そして、APF部603は、prに衝突した点があるかどうかを判定する(ステップS892)。衝突しなかった場合、ステップS892の処理を行う。ステップS892で衝突した点が無いと判定した場合、この処理ループを抜ける(ステップS893)。ステップS892でprに衝突した点があると判定した場合、APF部603は、pprと衝突した点pのパラメータより、点pの特徴量を求める(ステップS894)。以上の処理を全プローブに対して行うと全てのプローブを動作させた結果の各点における現段階での特徴量が生成される。全てのプローブが停止すると(ステップS895)、APF部603は、各点の最終的な特徴量diffを算出する。 Return to the description of the flowchart. The APF unit 603 repeats the following processing from step S86 to step S894 for each probe included in the set of probes (step S85). First, it is determined whether for a probe p r pr is operating (step S86). If it is determined that it is not operating, the process loop is exited (step S87). When operating, pr is moved by ds_min (step S88). Next, the APF unit 603 determines whether pr collides with an adjacent probe (step S89). If there is a collision, pr is stopped (step S891). Then, the APF unit 603 determines whether there is a point that has collided with pr (step S892). If there is no collision, the process of step S892 is performed. If it is determined in step S892 that there is no collision point, the process loop is exited (step S893). If it is determined in step S892 that there is a point colliding with pr, the APF unit 603 obtains a feature amount of the point p from the parameter of the point p colliding with ppr (step S894). When the above processing is performed for all the probes, feature quantities at the current stage are generated at each point as a result of operating all the probes. When all the probes are stopped (step S895), the APF unit 603 calculates the final feature value diff i of each point.

次に異常点列の処理について説明する。この処理は、図21のステップS291に該当する。測定値の中に異常値が検出された場合には観測結果を元にその異常値が本当に単なる測定ミスなのか、それとも有意な情報なのかを検証可能にしておくことが望ましい。そのための最も有効な策は、観測結果をそのまま蓄積しておくことである。検証作業の特性として、観測結果はある程度蓄積されたから、それについて検証が行われるため、対象となる観測結果に関して、即時性は求められない点である。
本実施形態の構成で観測結果を蓄積できる装置は測定装置10と中央制御装置20である。しかしながら、送信情報量の削減を鑑みると、中央制御装置20に蓄積することは理想的ではない。なぜなら観測結果を中央制御装置20に蓄積するためには、その情報をそのまま即時に中央制御装置20へ伝えねばならないからである。そのため通信量が削減されない。もう一つのアプローチは測定装置10に蓄積することである。もちろん測定装置10から情報を取り出す方法が必要であるが、この場合、蓄積された観測結果を即時に送信する必要性は薄いため、都合の良い任意の時点で送信すればよい。
本実施形態では観測結果のうち、異常値であると測定装置10で推定された場合に、その周囲だけを切り出して測定装置10に保存するという方法をとる。これにより後の検証作業を可能とする。異常点列の処理のフローチャートを図48に示す。
Next, the processing of the abnormal point sequence will be described. This process corresponds to step S291 in FIG. When an abnormal value is detected in the measured value, it is desirable to be able to verify whether the abnormal value is really just a measurement error or significant information based on the observation result. The most effective way to do this is to accumulate observation results as they are. Since the observation results have been accumulated to some extent as a characteristic of the verification work, verification is performed on the observation results, so that the immediacy of the target observation results is not required.
Devices that can accumulate observation results in the configuration of this embodiment are the measurement device 10 and the central control device 20. However, in view of the reduction in the amount of transmission information, it is not ideal to store in the central controller 20. This is because in order to accumulate observation results in the central controller 20, the information must be immediately transmitted to the central controller 20 as it is. Therefore, the communication amount is not reduced. Another approach is to accumulate in the measuring device 10. Of course, a method for extracting information from the measuring apparatus 10 is necessary, but in this case, the accumulated observation results need not be transmitted immediately, and may be transmitted at any convenient time.
In the present embodiment, when the measurement apparatus 10 estimates that the observation result is an abnormal value, only the periphery is cut out and stored in the measurement apparatus 10. This allows later verification work. FIG. 48 shows a flowchart of abnormal point sequence processing.

図48は、本発明の一実施形態による異常点列の処理のフローチャートである。
まず、APF部603は、上述の点の特徴量計算を行う(ステップS90)。APF部603は、ターゲットフレーム内の各点の特徴量の集合を生成する。次に、APF部603は、各点のうち、時刻が最大・最小の値を持つ点を探索する(ステップS91)。APF部603は、時刻毎の最大値・最小値の点とその特徴量を生成する。次に、APF部603は、ターゲットフレームを分割する(ステップS92)。具体的には、異常値を含む区間(中央)とそれ以外の区間(左右の区間)に分割する。
次に、APF部603は、分割後のターゲットフレームそのそれぞれについて処理を行う。処理対象となる分割後のターゲットフレームが分割後の中央のターゲットフレームの場合、APF部603は、中央のターゲットフレームについて上側、下側の凸包に属する点を発見する(ステップS94)。上側、下側の凸包に属する点については後述する。次に、APF部603は、上側、下側の凸包に属する点に対して区間近似処理を行う(ステップS95)。区間近似処理については説明したとおりである。区間近似処理によってAPF部603は、上側、下側の凸包の近似曲線を求める。この上側、下側の凸包の近似曲線が異常点列の存在する範囲を示す情報である。次に、APF部603は、異常点列の存在範囲を示す情報(異常範囲の要約情報)を生成する(ステップS96)。異常範囲の要約情報とは、上側、下側の凸包の近似曲線の関数、中央のターゲットフレームの開始および終了時刻、中央のターゲットフレームにおける観測結果の最大値および最小値である。
一方、処理対象となる分割後のターゲットフレームが分割後の中央のターゲットフレーム以外の場合、つまり両端のターゲットフレームの場合、APF部603は、区間近似処理を行う(ステップS97)。
FIG. 48 is a flowchart of abnormal point sequence processing according to an embodiment of the present invention.
First, the APF unit 603 performs the feature amount calculation of the above-described points (step S90). The APF unit 603 generates a set of feature quantities for each point in the target frame. Next, the APF unit 603 searches for a point having a maximum / minimum value among the points (step S91). The APF unit 603 generates a maximum / minimum point and a feature amount for each time. Next, the APF unit 603 divides the target frame (step S92). Specifically, it is divided into a section including the abnormal value (center) and other sections (left and right sections).
Next, the APF unit 603 performs processing on each of the divided target frames. When the divided target frame to be processed is the central target frame after the division, the APF unit 603 finds a point belonging to the upper and lower convex hulls for the central target frame (step S94). The points belonging to the upper and lower convex hulls will be described later. Next, the APF unit 603 performs interval approximation processing on points belonging to the upper and lower convex hulls (step S95). The interval approximation process is as described above. Through the interval approximation process, the APF unit 603 obtains approximate curves of the upper and lower convex hulls. The approximate curves of the upper and lower convex hulls are information indicating the range where the abnormal point sequence exists. Next, the APF unit 603 generates information (abnormal range summary information) indicating the existence range of the abnormal point sequence (step S96). The summary information of the abnormal range is an approximate curve function of the upper and lower convex hulls, the start and end times of the center target frame, and the maximum and minimum values of the observation result in the center target frame.
On the other hand, when the divided target frame to be processed is other than the divided target frame, that is, the target frames at both ends, the APF unit 603 performs section approximation processing (step S97).

図49は、本発明の一実施形態による異常点列の処理を説明する第一の図である。
農業分野のセンシングに起こる異常の例として、台風などに天候の急激な変化がある。例えば台風通過中は日照量の変動が非常に激しいことが分かっている。台風通過時の日照量のパターンの例を図49に示す。この場合、大枠では山なりになっているが、細かい部分では谷状になっている部分もあり、単純に山なりの情報であるとは言い切れない。このような情報を安易に近似処理してしまうと、後日発見された知見を元に過去の情報を分析する場合に、本質的な情報を失うことになりかねない。また例え近似曲線を生成したとしても、その曲線の確からしさは非常に低いものとなる。
従って本実装形態の測定装置ではこのような複雑な形状の点列は近似処理せず、代わりに形状の概要を一時報告として中央制御装置に送信する。そして一時報告部分の情報については観測結果を測定装置側に蓄積する。他方、近似曲線にされたフレームの観測結果については破棄される。蓄積された観測結果は、情報を閲覧しようとする者からのリクエストがあった段階で中央制御装置経由にて測定装置より取り出される。送信される形状の概要は、ターゲットフレームの上下の凸包を曲線に近似したものと最大最小値となる。凸包の近似曲線のイメージを図50に示す。
FIG. 49 is a first diagram for explaining the processing of the abnormal point sequence according to the embodiment of the present invention.
An example of an abnormality that occurs in sensing in the agricultural field is a sudden change in weather such as a typhoon. For example, it has been found that the amount of sunshine varies greatly during the typhoon. FIG. 49 shows an example of the pattern of the amount of sunlight when the typhoon passes. In this case, although the outline is a mountain, there is a valley in the fine part, and it cannot be said that the information is simply a mountain. If such information is easily approximated, essential information may be lost when analyzing past information based on knowledge discovered at a later date. Even if an approximate curve is generated, the accuracy of the curve is very low.
Therefore, the measuring device of this embodiment does not approximate such a complex shape point sequence, but instead transmits the outline of the shape as a temporary report to the central control device. As for the information of the temporary report part, the observation result is accumulated on the measuring device side. On the other hand, the observation result of the frame made into the approximate curve is discarded. The accumulated observation results are taken out from the measuring device via the central control device when a request is received from a person who wants to browse the information. The outline of the transmitted shape is the maximum and minimum values obtained by approximating the upper and lower convex hulls of the target frame to a curve. An image of the approximate curve of the convex hull is shown in FIG.

図50は、本発明の一実施形態による異常点列の処理を説明する第二の図である。
図50において、曲線140は、凸包の近似曲線(上側)である。曲線141は、上方向からの凸包(上側凸包)である。曲線142は、下方向からの凸包(下側凸包)である。曲線143は、凸包の近似曲線(下側)である。
凸包とは本来ある図形を包む直線集合のことを指す。凸包を求めるアルゴリズムは多種ある。(詳しくは、例えば、Luc Devroye , Godfried Toussaint.,"A note on linear expected time algorithms for finding convex hulls",1981,P361-P366,Computing,vol26)。ここでは凸包の概念を時間軸と並行して用いている。異常な点群に含まれるすべての点は、少なくとも凸包の近似曲線で包まれる領域に含まれることが分かる。凸包の最悪値は矩形を成す。
図50の白点が上側凸包を構成する点群、黒点が下側凸包を構成する点群である。値軸方向から元の点群を見た場合の凸包であるため、上下の凸包を構成する各点を結んだ直線群の間に元の点群全体が必ず入る。また凸包の特徴として凸包を構成する点群を結んだ各直線は、必ず上もしくは下に凸な単調増加になる。従って凸包の近似曲線は必ず2次曲線、もしくは両端を結ぶ直線に近似できる。ただし近似曲線の最大・最小値は点群の最大・最小値を超えることがある。図51に例を示す。
FIG. 50 is a second diagram for explaining the processing of the abnormal point sequence according to the embodiment of the present invention.
In FIG. 50, a curve 140 is an approximate curve (upper side) of a convex hull. A curve 141 is a convex hull (upper convex hull) from above. A curved line 142 is a convex hull from below (lower convex hull). A curve 143 is an approximate curve (lower side) of the convex hull.
A convex hull refers to a set of straight lines that wraps a figure. There are various algorithms for obtaining the convex hull. (For example, Luc Devroye, Godfried Toussaint., “A note on linear expected time algorithms for finding convex hulls”, 1981, P361-P366, Computing, vol26). Here, the concept of convex hull is used in parallel with the time axis. It can be seen that all the points included in the abnormal point group are included in at least the region surrounded by the approximate curve of the convex hull. The worst value of the convex hull is a rectangle.
The white dots in FIG. 50 are point groups that constitute the upper convex hull, and the black dots are point groups that constitute the lower convex hull. Since this is a convex hull when the original point cloud is viewed from the direction of the value axis, the entire original point cloud always enters between the straight line groups connecting the upper and lower convex hulls. Each straight line connecting the points constituting the convex hull as a characteristic of the convex hull always increases monotonously upward or downward. Therefore, the approximate curve of the convex hull can be approximated to a quadratic curve or a straight line connecting both ends. However, the maximum and minimum values of the approximate curve may exceed the maximum and minimum values of the point group. An example is shown in FIG.

図51は、本発明の一実施形態による異常点列の処理を説明する第三の図である。
図51(a)は、全ての点が下側凸包の構成要素になる場合の例である。図51(b)は、上側凸包と下側凸包とが矩形を形成する場合の例である。この場合、凸包を構成する点が最小個数になる。特に図51(b)のような、凸包がほぼ矩形になる場合に、最大・最小値の値の剥離が大きくなる。従って本実施形態では異常点列として、凸包の近似曲線と、元の点群の最大・最小値を両方算出して最終的にGG部24で表示する。これにより情報を閲覧しようとするユーザは、異常点列の存在範囲の概形をより正確につかむことが出来る。
FIG. 51 is a third diagram for explaining the processing of the abnormal point sequence according to the embodiment of the present invention.
FIG. 51A shows an example in which all points are constituent elements of the lower convex hull. FIG. 51B shows an example where the upper convex hull and the lower convex hull form a rectangle. In this case, the number of points constituting the convex hull is the minimum number. In particular, when the convex hull has a substantially rectangular shape as shown in FIG. 51 (b), the separation between the maximum and minimum values increases. Therefore, in this embodiment, both the approximate curve of the convex hull and the maximum / minimum value of the original point group are calculated as the abnormal point sequence and finally displayed on the GG unit 24. As a result, a user who wants to browse information can grasp the outline of the existence range of the abnormal point sequence more accurately.

図52は、本発明の一実施形態による異常点列の処理を説明する第四の図である。
本実施形態の異常点列の処理では、ターゲットフレーム中に異常値を多数含む区間が1つだけあるとしている。これは以下のような状態を示している。本実装ではターゲットフレーム中に多数のスパイク・エッジがある場合に、異常値を含む区間であると判定している。つまり本実施形態においてターゲットフレームが異常値点群であると判定された場合、ターゲットフレームの構造は通常、図52(a)の例のようになっていると考えられる。従ってこのターゲットフレームを両端の滑らかな部分(区間144、区間146)と、中央の真に異常値の連続した区間145に3分割することで、異常区間をより小さな範囲に抑えられる。この3区間のうち、区間144、区間146に関しては通常どおりの区間近似処理を適用して、区間146に当たる異常値が連続する区間にだけ、凸包近似曲線を用いた異常点列の処理を行う。なお、図52(b)のように、ターゲットフレームを両端の滑らかな部分(区間147、区間149)の他に異常区間148内の2つ以上の異常値の連続した区間の間になめらかな区間148aが挟まれることも考えられる。この場合あまり細分化すると近似曲線の本数が増えてしまうことになるため、本実施形態の説明では3分割以上の細分化はしないこととした。しかし、この分割方法は一例であってこれに限定されない。
FIG. 52 is a fourth diagram illustrating the processing of the abnormal point sequence according to the embodiment of the present invention.
In the processing of the abnormal point sequence of the present embodiment, it is assumed that there is only one section including many abnormal values in the target frame. This indicates the following state. In this implementation, when there are many spike edges in the target frame, it is determined that the section includes an abnormal value. That is, in the present embodiment, when it is determined that the target frame is an abnormal value point group, it is considered that the structure of the target frame is usually as shown in the example of FIG. Therefore, by dividing this target frame into three parts, ie, smooth portions (section 144, section 146) at both ends and a section 145 having a continuous truly abnormal value at the center, the abnormal section can be suppressed to a smaller range. Of these three sections, with respect to the sections 144 and 146, the normal section approximation processing is applied, and the abnormal point sequence processing using the convex hull approximation curve is performed only in the section where the abnormal values corresponding to the section 146 are continuous. . As shown in FIG. 52 (b), the target frame is a smooth section between two or more consecutive abnormal values in the abnormal section 148 in addition to the smooth portions (section 147, section 149) at both ends. It is also conceivable that 148a is sandwiched. In this case, if the number of subdivisions is too much, the number of approximate curves will increase. Therefore, in the description of this embodiment, the subdivision of three or more divisions is not performed. However, this division method is an example and is not limited to this.

最後に「対話的な情報表示」について説明する。発明では情報を観測時刻順に並べた時系列の数列として利用することを想定している。従ってこれらを可視化するために2次元のグラフを利用する。これは例えば折れ線グラフなどを表示するGUIを持つプログラムで実現する。
図53は、本発明の一実施形態による観測結果の表示例を示す図である。
図53(a)は、通常表示されるUiグラフの一例である。凸包近似曲線150(上側および下側)は、この時間帯の観測結果に異常値が存在することを示している。ユーザが凸包近似曲線150で囲まれた部分をクリックすると図53(b)の表示に切り替わる。図53(b)のUiグラフには、異常値の真の値が表示されている。
図53(a)、図53(b)で例示したように本実施形態では、観測結果が極端な異常値を示した場合に、Uiグラフ中のその部分について、特徴的な値を元に推定された情報の存在範囲を1組の近似曲線を用いた閉領域を表示することと、情報を閲覧しようとするユーザがその部分の詳細な値を要求した場合には、それを表示するために、ユーザが要求を出した後に観測結果を測定装置10から送信してUiグラフ中に情報を内挿することである。ユーザは、全ての異常範囲の情報が必要とは限らないため、必要な部分だけを送信することで通信量を抑えることができる。また異常値の送信をユーザからの要求があった段階ですぐに行うのではなく送信予約という形にして、各測定装置10の電力や通信帯域の状況を監視して、それらの資源に余裕があるときに送信させるようにしてもよい。
Finally, “interactive information display” will be described. In the invention, it is assumed that the information is used as a time series of numbers arranged in order of observation time. Therefore, a two-dimensional graph is used to visualize them. This is realized by a program having a GUI for displaying a line graph or the like, for example.
FIG. 53 is a diagram showing a display example of observation results according to an embodiment of the present invention.
FIG. 53A is an example of a normally displayed Ui graph. The convex hull approximation curve 150 (upper side and lower side) indicates that an abnormal value exists in the observation result in this time zone. When the user clicks a portion surrounded by the convex hull approximate curve 150, the display is switched to the display of FIG. The true value of the abnormal value is displayed in the Ui graph of FIG. 53 (b).
As illustrated in FIGS. 53A and 53B, in this embodiment, when the observation result shows an extreme abnormal value, the portion in the Ui graph is estimated based on a characteristic value. To display a closed area using a set of approximate curves, and to display the information if the user who wants to view the information requests a detailed value of that part. Then, after the user issues a request, the observation result is transmitted from the measuring apparatus 10 and the information is interpolated in the Ui graph. Since the user does not always need information on all the abnormal ranges, the amount of communication can be reduced by transmitting only necessary portions. In addition, transmission of abnormal values is not performed immediately when a request is received from the user, but in the form of a transmission reservation, the status of the power and communication bandwidth of each measuring device 10 is monitored, and there is a margin for those resources You may make it transmit at a certain time.

本実施形態では、遠隔地にて測定装置により得られた自然情報、特に農業用途の観測結果を、近似曲線計算処理を活用して、遠隔地からの情報送信時の情報の圧縮や、情報を閲覧しようとする者に対する情報表示を行い、対話的な方法で必要に応じて観測結果中の異常値を含む部分の正確な観測結果を参照できる。   In this embodiment, natural information obtained by a measurement device at a remote location, particularly observation results for agricultural applications, is used to compress information when transmitting information from a remote location, using approximate curve calculation processing, Information can be displayed to the person who wants to browse, and the accurate observation result of the part including the abnormal value in the observation result can be referred to by an interactive method if necessary.

本実施形態によれば、測定装置10は、時系列に測定された観測結果を表す近似曲線を表す情報に変換して中央制御装置20へ送信する。従って、測定装置10は、頻繁に観測結果を送信する必要が無く、通信量を削減することができる。例えば、価格を抑制するために測定装置10の部品点数を減らしたり部品の品質を下げたりしても、より頻繁に観測結果を中央制御装置に送信する必要がない。また、近似曲線に変換できた場合は、その区間の観測結果を削除するので記憶容量も少なくて良い。また、観測値をより情報量の少ない近似曲線を表す情報に圧縮して送信することができるので、より短い時間間隔で測定をして観測結果を高精細にしても送信する情報量が増えることがない。つまり、観測結果を高精細に対応することができる。   According to the present embodiment, the measuring apparatus 10 converts the information into an approximate curve representing observation results measured in time series and transmits the information to the central control apparatus 20. Therefore, the measuring apparatus 10 does not need to frequently transmit observation results, and can reduce the amount of communication. For example, even if the number of parts of the measuring apparatus 10 is reduced or the quality of the parts is lowered in order to suppress the price, it is not necessary to transmit the observation results to the central control apparatus more frequently. In addition, if it can be converted into an approximate curve, the observation result in that section is deleted, so the storage capacity may be small. In addition, since the observation values can be compressed and transmitted into information that represents an approximate curve with a smaller amount of information, the amount of information to be transmitted increases even if the observation results are measured with a shorter time interval and the observation results are high-definition. There is no. That is, the observation result can be handled with high definition.

農業向けセンシングにおける課題として測定装置10の故障がある。測定装置10の故障の種類としては、完全に機能停止してしまう場合の他に、測定端子11の劣化などで、自然情報の真の値は同一であるにも関わらず、異なる観測結果を測定する場合がある。対策としては中央制御装置20での観測結果の補正がある。この場合、中央制御装置20側でそのような事情を加味して自動的に観測結果に補正をかけることになる。しかしながら、これらの方法を選択すると、本来修理可能な測定装置についても不要に交換することによる余計な費用の出費や、補正を行う場合には自然情報の真の値と測定端子の劣化の特性に対する深い知見が必要となる。
本実施形態では、異常値が発生した区間を凸包近似曲線で表示することができるので、観測結果への補正のための深い知見が必要ない。また、ユーザの要求操作によって、必要に応じて異常値の真の値を表示することができる。
There is a failure of the measuring apparatus 10 as a problem in sensing for agriculture. As a type of failure of the measuring apparatus 10, in addition to the case where the function is completely stopped, due to deterioration of the measuring terminal 11 or the like, the true value of natural information is the same, but different observation results are measured. There is a case. As a countermeasure, there is correction of the observation result in the central controller 20. In this case, the observation result is automatically corrected on the central controller 20 side in consideration of such circumstances. However, when these methods are selected, there is an extra expense due to unnecessary replacement of the measuring device that can be originally repaired, and when correction is performed, the true value of natural information and the characteristics of deterioration of the measuring terminal are affected. Deep knowledge is required.
In the present embodiment, since the section where the abnormal value has occurred can be displayed as a convex hull approximation curve, deep knowledge for correction to the observation result is not necessary. Further, the true value of the abnormal value can be displayed as required by the user's requested operation.

なお、上述の測定装置10は内部にコンピュータを有している。そして、上述した測定装置10の各処理の過程は、プログラムの形式でコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記憶されており、このプログラムをコンピュータが読み出して実行することによって、上記処理が行われる。ここでコンピュータ読み取り可能な記録媒体とは、磁気ディスク、光磁気ディスク、CD−ROM、DVD−ROM、半導体メモリ等をいう。また、このコンピュータプログラムを通信回線によってコンピュータに配信し、この配信を受けたコンピュータが当該プログラムを実行するようにしてもよい。   The above-described measuring apparatus 10 has a computer inside. Each process of the measurement apparatus 10 described above is stored in a computer-readable recording medium in the form of a program, and the above process is performed by the computer reading and executing the program. Here, the computer-readable recording medium means a magnetic disk, a magneto-optical disk, a CD-ROM, a DVD-ROM, a semiconductor memory, or the like. Alternatively, the computer program may be distributed to the computer via a communication line, and the computer that has received the distribution may execute the program.

また、上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであってもよい。さらに、前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイル(差分プログラム)であってもよい。   The program may be for realizing a part of the functions described above. Furthermore, what can implement | achieve the function mentioned above in combination with the program already recorded on the computer system, what is called a difference file (difference program) may be sufficient.

その他、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、上記した実施の形態における構成要素を周知の構成要素に置き換えることは適宜可能である。また、この発明の技術範囲は上記の実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。例えば、農業、牧畜、水産、漁業などの自然環境と密接にかかわる商業・工業において、リモートセンシングによる自然情報の観測を行う需要がある分野の観測システムに適用できる。また、コンビニエンスストア、レストランなどの自然環境が売り上げに影響を与えるサービス業において、自然情報の動向を把握する需要がある分野で本実施形態の遠隔型自然情報測定システムを利用することが考えられる。   In addition, it is possible to appropriately replace the components in the above-described embodiments with known components without departing from the spirit of the present invention. The technical scope of the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention. For example, the present invention can be applied to an observation system in a field where there is a demand for observing natural information by remote sensing in commercial / industrial areas closely related to the natural environment such as agriculture, livestock, fisheries, and fishery. Further, in the service industry where the natural environment affects sales, such as convenience stores and restaurants, it is conceivable to use the remote natural information measurement system of this embodiment in a field where there is a demand for grasping the trend of natural information.

なお、測定端子11はセンサ101に対応し、AD_CONV部13はセンサ情報取得部102に対応し、CU部16(SELECTOR部600)は即時送信判定部103に対応する。また、CU部16(APF部603)は近似曲線生成部104に対応し、CU部16(DETAIL_SENDER部606)は異常値送信制御部106に対応する。また、CP部19は指示情報解析部105に対応し、RU部18は通信部107に対応し、TIMING部15はタイマ108に対応し、BUFFER部601とAPF_POOL部604とDET_LOG部605は記憶部109に対応する。
また、MESSAGE_RECOGNIZER部21は取得情報識別部202に対応し、GG部24は画像生成部203に対応し、COMMAND_GENERATOR部25は指示情報生成部204に対応し、APF_POOL部22とDET_LOG部23は記憶部205に対応する。
The measurement terminal 11 corresponds to the sensor 101, the AD_CONV unit 13 corresponds to the sensor information acquisition unit 102, and the CU unit 16 (SELECTOR unit 600) corresponds to the immediate transmission determination unit 103. The CU unit 16 (APF unit 603) corresponds to the approximate curve generation unit 104, and the CU unit 16 (DETAIL_SENDER unit 606) corresponds to the abnormal value transmission control unit 106. The CP unit 19 corresponds to the instruction information analysis unit 105, the RU unit 18 corresponds to the communication unit 107, the TIMING unit 15 corresponds to the timer 108, the BUFFER unit 601, the APF_POOL unit 604, and the DET_LOG unit 605 are storage units. 109.
The MESSAGE_RECOGNIZer unit 21 corresponds to the acquired information identification unit 202, the GG unit 24 corresponds to the image generation unit 203, the COMMAND_GENETOROR unit 25 corresponds to the instruction information generation unit 204, and the APF_POOL unit 22 and the DET_LOG unit 23 are storage units. This corresponds to 205.

1・・・自然情報測定システム、3・・・ネットワーク、10・・・測定装置、101・・・センサ、102・・・センサ情報取得部、103・・・即時送信判定部、104・・・近似曲線生成部、105・・・指示情報解析部、106・・・異常値送信制御部、107・・・通信部、108・・・タイマ、109・・・記憶部、11・・・測定端子、12・・・インターフェイスPr、13・・・AD_CONV部、14・・・インターフェイスDi、15・・・TIMING部、151・・・インターフェイスTm151、16・・・CU部、161・・・インターフェイスDo、17・・・MESSAGE_AGGREGATOR部、171a・・・インターフェイスAm、18・・・RU部、181・・・インターフェイスMc、19・・・CP部、191・・・インターフェイスCm、20・・・中央制御装置、201・・・入力受付部、202・・・取得情報識別部、203・・・画像生成部、204・・・指示情報生成部、205・・・記憶部、206・・・通信部、21・・・MESSAGE_RECOGNIZER部、211・・・インターフェイスAp、212・・・インターフェイスAs、213・・・インターフェイスAp、214・・・インターフェイスAs、215・・・インターフェイスMc、216・・・インターフェイスUi、22・・・APF_POOL部、23・・・DET_LOG部、24・・・GG部、25・・・COMMAND_GENERATOR部、600・・・SELECTOR部、601・・・BUFFER部、602・・・CREATE_MESSAGE部、603・・・APF部、604・・・APF_POOL部、605・・・DET_LOG部、606・・・DETAIL_SENDER部、611・・・インターフェイスDd、612・・・インターフェイスDi、613・・・インターフェイスAs、614・・・インターフェイスAp、615・・・インターフェイスAs、616・・・インターフェイスAp、617・・・インターフェイスAs DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Natural information measurement system, 3 ... Network, 10 ... Measuring apparatus, 101 ... Sensor, 102 ... Sensor information acquisition part, 103 ... Immediate transmission determination part, 104 ... Approximate curve generation unit, 105 ... Instruction information analysis unit, 106 ... Abnormal value transmission control unit, 107 ... Communication unit, 108 ... Timer, 109 ... Storage unit, 11 ... Measurement terminal , 12 ... Interface Pr, 13 ... AD_CONV part, 14 ... Interface Di, 15 ... TIMING part, 151 ... Interface Tm151, 16 ... CU part, 161 ... Interface Do, 17 ... MESSAGE_AGGREGATOR part, 171a ... Interface Am, 18 ... RU part, 181 ... Interface Mc, 1 ... CP part, 191 ... interface Cm, 20 ... central control unit, 201 ... input receiving part, 202 ... acquisition information identifying part, 203 ... image generating part, 204 ... Instruction information generation unit, 205 ... storage unit, 206 ... communication unit, 21 ... MESSAGE_RECOGNIZer unit, 211 ... interface Ap, 212 ... interface As, 213 ... interface Ap, 214 ... Interface As, 215 ... Interface Mc, 216 ... Interface Ui, 22 ... APF_POOL section, 23 ... DET_LOG section, 24 ... GG section, 25 ... COMMAND_GENETOROR section, 600 ... SELECTOR part, 601... BUFFER part, 602. CREATE_MESSAGE section, 603... APF section, 604... APF_POOL section, 605... DET_LOG section, 606... DETAIL_SENDER section, 611... Interface Dd, 612. As, 614 ... interface Ap, 615 ... interface As, 616 ... interface Ap, 617 ... interface As

Claims (10)

センサが測定した観測結果を取得し、時系列の前記観測結果が示す点の集合に近似する曲線である近似曲線を表す情報を生成する近似曲線生成部と、
前記近似曲線生成部が生成した近似曲線を表す情報を送信する通信部と、
を備える測定装置。
An approximate curve generation unit that acquires observation results measured by the sensor and generates information representing an approximate curve that is a curve that approximates a set of points indicated by the observation results in time series;
A communication unit that transmits information representing the approximate curve generated by the approximate curve generation unit;
A measuring apparatus comprising:
前記近似曲線生成部は、前記時系列の観測結果に含まれるそれぞれの時刻における観測結果に対応する特徴量を、その観測結果が示す点を通り、当該点を中心とした所定の範囲に存在する他の点との距離が最小となる直線の傾きを用いて計算し、前記特徴量の集合に基づいて近似曲線を表す情報を生成する、
請求項1に記載の測定装置。
The approximate curve generation unit exists in a predetermined range centered on the point through the point indicated by the observation result of the feature amount corresponding to the observation result at each time included in the time-series observation result. Calculate using the slope of the straight line that minimizes the distance to other points, and generate information representing an approximate curve based on the set of features.
The measuring apparatus according to claim 1.
前記近似曲線生成部は、前記観測結果が示す点の集合における各点の変化率を、その点に対応する観測結果とその前後の点に対応する観測結果とに基づいて計算し、前記変化率の変化の方向が異なる2つの点に囲まれた点の集合が存在する場合、当該2つの点で前記点の集合を分割し、分割されてできたそれぞれの点の集合について近似曲線を表す情報を生成する、
請求項2に記載の測定装置。
The approximate curve generation unit calculates a change rate of each point in a set of points indicated by the observation result based on an observation result corresponding to the point and observation results corresponding to points before and after the point, and the change rate When there is a set of points surrounded by two points with different directions of change of the information, the point set is divided by the two points, and information representing an approximated curve for each of the divided point sets Generate
The measuring apparatus according to claim 2.
前記近似曲線生成部は、前記時系列の観測結果における近似曲線を表す情報を生成する対象とする区間に含まれる観測結果の数が所定の第一閾値以下の場合、または、前記観測結果が示す点の集合における各点に対応する観測結果とその前後の点に対応する観測結果とに基づいて計算した変化率が所定の第二閾値以上となる観測結果が前記対象とする区間に所定の第三閾値以上含まれる場合、当該区間に異常値が含まれていると判定する、
請求項2または請求項3に記載の測定装置。
The approximate curve generation unit is configured when the number of observation results included in a target section for generating information representing an approximate curve in the time-series observation results is equal to or less than a predetermined first threshold, or indicated by the observation results An observation result in which the rate of change calculated based on the observation result corresponding to each point in the set of points and the observation result corresponding to the points before and after the point is equal to or greater than a predetermined second threshold is set in the target section When three or more thresholds are included, it is determined that an abnormal value is included in the section.
The measuring device according to claim 2 or claim 3.
前記近似曲線生成部は、前記区間を異常値が含まれていると判定した場合、前記区間における前記異常値を包摂する曲線を表す情報とを生成し、
前記通信部は、当該区間について近似曲線を表す情報に代えて前記異常値を凸包する曲線の情報を送信する、
請求項4に記載の測定装置。
When the approximate curve generation unit determines that the section includes an abnormal value, the approximate curve generation unit generates information representing a curve that includes the abnormal value in the section,
The communication unit transmits information of a curve that convexly envelops the abnormal value instead of information representing an approximate curve for the section.
The measuring apparatus according to claim 4.
前記観測結果に含まれる異常値の送信の要求に基づいて、前記異常値が含まれていると判定した区間に含まれる観測結果を送信する制御を行う異常値送信制御部、
をさらに備える請求項4または請求項5に記載の測定装置。
Based on a request for transmission of an abnormal value included in the observation result, an abnormal value transmission control unit that performs control to transmit the observation result included in the section determined to include the abnormal value,
The measuring apparatus according to claim 4 or 5, further comprising:
前記観測結果を所定の閾値と比較して直ちに送信する必要があるかどうかを判定する即時送信判定部、をさらに備え、
前記通信部は、前記即時送信判定部が直ちに送信する必要があると判定した観測結果を、前記近似曲線生成部が生成し終えた近似曲線を表す情報とともに直ちに送信する、
請求項1から請求項6の何れか一項に記載の測定装置。
An immediate transmission determination unit that determines whether it is necessary to immediately transmit the observation result by comparing with a predetermined threshold;
The communication unit immediately transmits an observation result determined by the immediate transmission determination unit to be immediately transmitted together with information indicating the approximate curve that has been generated by the approximate curve generation unit,
The measuring apparatus according to any one of claims 1 to 6.
請求項1から請求項7の何れか一項に記載の1つまたは複数の測定装置と、
前記測定装置から受信した前記近似曲線を表す情報に基づいて近似曲線のグラフを生成する画像生成部、を備える中央制御装置と、
を備える測定システム。
One or more measuring devices according to any one of claims 1 to 7;
A central control device comprising: an image generation unit that generates a graph of an approximate curve based on information representing the approximate curve received from the measurement device;
Measuring system.
センサが測定した観測結果を取得し、時系列の前記観測結果が示す点の集合に近似する曲線である近似曲線を表す情報を生成し、
前記生成した近似曲線を表す情報を送信する
測定結果収集方法。
Obtaining observation results measured by the sensor, generating information representing an approximate curve that is a curve that approximates a set of points indicated by the observation results in time series,
A measurement result collecting method for transmitting information representing the generated approximate curve.
測定装置のコンピュータを、
センサが測定した観測結果を取得し、時系列の前記観測結果が示す点の集合に近似する曲線である近似曲線を表す情報を生成する手段、
前記生成した近似曲線を表す情報を送信する手段、
として機能させるためのプログラム。
Measuring device computer,
Means for acquiring observation results measured by a sensor and generating information representing an approximate curve that is a curve that approximates a set of points indicated by the observation results in time series;
Means for transmitting information representing the generated approximate curve;
Program to function as.
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