JP2019113318A - データ収録量を最適化する方法 - Google Patents

Abstract

【課題】データ収録量を最適化できるシステムや方法を提供する。【解決手段】測定データを受信する受信部３と、データ記憶部５と、サンプリング間隔が異なる複数のサンプリングモードについて、サンプリング周波数と、サンプリング周波数を変化させるためのサンプリング条件とを記憶するサンプリング条件記憶部７と、測定データを解析し、サンプリング条件と比較することで、測定データに対するサンプリング間隔を制御するサンプリング間隔制御部９と、サンプリング間隔制御部９によって制御されたサンプリング間隔で、測定データに対するサンプリングデータを得るサンプリングデータ取得部１１と、サンプリングデータ記憶部１３とを有する測定データサンプリングシステム。【選択図】図１

Description

本発明は測定データを記憶する際に必要な部分を残し，必定出ない部分の情報量を軽減できる，データ収録量を最適化するためのシステムや，方法に関する。

特許第５０２３４３４号公報には，サンプリング周波数変換装置が記載されている。

特許第５０２３４３４号公報

上記のようにサンプリングする周波数を変化させる装置は，知られている。一方，例えば，ひずみゲージのように必要な情報を観測した時間が極めて短く，残りの時間の測定データはほぼ意味がないものがある。そのような場合に，測定した全ての時間のデータを同じ時間間隔で記憶し続けることは，記憶容量の無駄である。このため，不要なデータを減らし，データの収録量を最適化することが望ましい。

本発明は，データ収録量を最適化できるシステムや方法を提供することを目的とする。

上記の課題は，基本的には，あらかじめサンプリング条件を記憶させておき，測定データが記憶されたサンプリング条件と一致した場合に，サンプリング周波数を変化させることでサンプリング間隔を最適化することにより解決される。

本発明は，測定データサンプリングシステムに関する。
この測定データサンプリングシステムは，受信部３と，データ記憶部５と，サンプリング条件記憶部７と，サンプリング間隔制御部９と，サンプリングデータ取得部１１と，サンプリングデータ記憶部１３とを有する。

受信部３は，測定データを受信する要素である。
データ記憶部５は，受信部３が受信した測定データを記憶する要素である。
サンプリング条件記憶部７は，サンプリング間隔が異なる複数のサンプリングモードについて，サンプリング周波数と，サンプリング周波数を変化させるためのサンプリング条件とを記憶するための要素である。
サンプリング間隔制御部９は，測定データを解析し，サンプリング条件と比較することで，測定データに対するサンプリング間隔を制御するための要素である。
サンプリングデータ取得部１１は，サンプリング間隔制御部９によって制御されたサンプリング間隔で，測定データに対するサンプリングデータを得るための要素である。
サンプリングデータ記憶部１３は，サンプリングデータ取得部１１が得たサンプリングデータを記憶する要素である。
この測定データサンプリングシステムは，以下のように動作する。
受信部３が受信した測定データをデータ記憶部５に記憶する。サンプリング間隔制御部９が，サンプリング条件に基づいて測定データを解析して，サンプリング間隔を制御する。
サンプリングデータ取得部１１が，サンプリング間隔にて測定データをサンプリングしてサンプリングデータを得る。
そして，サンプリングデータ記憶部１３が得られたサンプリングデータを記録する。

この測定データサンプリングシステムの好ましいものは，以下のとおりである。
つまり，複数のサンプリングモードは，第１のサンプリングモード及び第２のサンプリングモードを含む。
そして，サンプリング条件は，第１のサンプリングモードから第２のサンプリングモードへと変化させるための条件であるＭ_１→２条件を含む。
Ｍ_１→２条件は，測定データの振幅又は振幅変動に関する第１の振幅閾値を超えることに関する第１の頻度閾値を含む。
この測定データサンプリングシステムは，所定の閾値を超えた場合にサンプリング間隔を変えるものに関する。

この測定データサンプリングシステムの好ましいものは，以下のとおりである。
サンプリング条件は，第２のサンプリングモードから第１のサンプリングモードへと変化させるための条件であるＭ_２→１条件を含む。
そして，Ｍ_２→１条件は，第１のサンプリングモードから第２のサンプリングモードへと変化した後所定時間を経過したことである。
サンプリングデータ取得部１１は，第１のサンプリングモードから第２のサンプリングモードへと変化した後所定時間が経過した後に，第１のサンプリングモードでの測定データに対するサンプリングデータを得る。
この測定データサンプリングシステムは，時間が経過した場合にサンプリング間隔を変えるものに関する。

この測定データサンプリングシステムの好ましいものは，以下のとおりである。
サンプリング条件は，第２のサンプリングモードから第３のサンプリングモードへと変化させるための条件であるＭ_２→３条件を含む。
そして，Ｍ_２→３条件は，第２のサンプリングモードの状態において，測定データの振幅又は振幅変動に関する第２の振幅閾値を超えることに関する第２の頻度閾値を含む。

この測定データサンプリングシステムの好ましいものは，以下のとおりである。
受信部３は，第２の測定データをさらに受信する。
データ記憶部５は，第２の測定データをさらに記憶する。
サンプリング条件は，第１のサンプリングモードから第２のサンプリングモードへと変化させるための条件である第２のＭ_１→２条件を含む。
第２のＭ_１→２条件は，第２の測定データの振幅又は振幅変動に関する第３の閾値を含む。
第２の測定データが第２のＭ_１→２条件を満たした場合に，測定データのサンプリング条件を，第１のサンプリングモードから第２のサンプリングモードへと変化させる。
このシステムは，特に測定点が複数存在し，複数の測定点からの測定データが所定の場合に，測定周波数を変化させるものに関する。

本発明は，データ収録が必要な測定データを効率的に収録することで，データ収録量を最適化できるシステムや方法を提供できる。

図１は，測定データサンプリングシステムのブロック図である。 図２は，測定データ及びサンプリング周波数の例を示す概念図である。 図３は，測定データ，サンプリング周波数，測定データのサンプリング周波数及び収録データの例を示す概念図である。 図４は，複数の測定データに基づいてサンプリングを行う例に関し，測定データ，サンプリング周波数，測定データのサンプリング周波数及び収録データの例を示す概念図である。

以下，図面を用いて本発明を実施するための形態について説明する。本発明は，以下に説明する形態に限定されるものではなく，以下の形態から当業者が自明な範囲で適宜修正したものも含む。

図１は，測定データサンプリングシステムのブロック図である。図１に示されるように，この測定データサンプリングシステムは，受信部３と，データ記憶部５と，サンプリング条件記憶部７と，サンプリング間隔制御部９と，サンプリングデータ取得部１１と，サンプリングデータ記憶部１３とを有する。測定データサンプリングシステムは，１又は複数の測定機器と接続されている。そして，測定データサンプリングシステムは，測定機器から受け取った測定データを適切にサンプリングして記憶するためのシステムである。この測定データサンプリングシステムは，通常のコンピュータと同様に，入力部，出力部，演算部，制御部及び記憶部を有していてもよい。そして，各要素は，情報の授受を行うことができるようにバスなどで接続されている。制御部は，記憶部に記憶された制御プログラムの制御指令に基づき，入力部から入力されたデータや記憶部に記憶されたデータを読み出し，演算部に各種演算を行わせる。そして，演算部は，各種演算により求めた情報を記憶部に記憶させる。制御部は，記憶部に記憶した情報を出力部から出力する。このようにして，各種処理を行うことができるようにされていればよい。

受信部３は，測定データを受信する要素である。受信部３は，１又は複数の測定機器２１と接続されている。測定機器の例は，各種センサである。センサの例は，ひずみゲージである。ひずみゲージは，観測期間に対し，一般的にひずみによる測定データが生ずる時間が極めて短い場合がある。このため，本発明は，１又は複数のひずみゲージから測定データを受け取り，サンプリングして収録するために効果的に用いることができる。受信部３は，無線により測定データを受け取るものであってもよいし，有線により測定データを受け取るものであってもよい。無線により測定データを受け取る場合の受信部３の例はアンテナである。

データ記憶部５は，受信部３が受信した測定データを記憶する要素である。データ記憶部５は，受信部３から情報を受け取ることができるようにバス２３などの配線により接続されていればよい。データ記憶部５の例は，コンピュータにおける記憶装置であり，具体的な例は，ハードディスクやメモリである。

サンプリング条件記憶部７は，サンプリング間隔が異なる複数のサンプリングモードについて，サンプリング周波数と，サンプリング周波数を変化させるためのサンプリング条件とを記憶するための要素である。サンプリング条件記憶部７は，上記したコンピュータにおける記憶装置において，サンプリング条件を読み出すことができるように記憶されていればよい。

サンプリング周波数は，測定データを記憶する時間間隔である。サンプリング周波数の例は，１／１００秒，1／６０秒，１／３０秒，１／１０秒，１秒，１分，及び１０分である。サンプリング条件は，測定データを各サンプリング周波数で格納するように変化させるための条件である。サンプリング条件の例については，後述する。

サンプリング間隔制御部９は，測定データを解析し，サンプリング条件と比較することで，測定データに対するサンプリング間隔を制御するための要素である。サンプリング間隔制御部９は，測定データをデータ記憶部５から読み出すとともに，サンプリング条件記憶部７からサンプリング条件を読み出して，サンプリング条件に合致したサンプリング周波数を求める。そして，サンプリング間隔制御部９は，求めたサンプリング周波数を適宜記憶部に記憶すればよい。

サンプリングデータ取得部１１は，サンプリング間隔制御部９によって制御されたサンプリング間隔で，測定データに対するサンプリングデータを得るための要素である。サンプリングデータ取得部１１は，記憶部に記憶されたサンプリング周波数を読み出し，測定データの内，所定の領域（時間領域やサンプリング条件を満たした領域）について，読み出したサンプリング周波数で，データをサンプリング（量子化）する。このようにすることで，連続的な測定データの記憶量を軽減できる。

サンプリングデータ記憶部１３は，サンプリングデータ取得部１１が得たサンプリングデータを記憶する要素である。例えば，測定データの変動が少ない領域については，小さいサンプリング周波数で，測定データをサンプリングすることで，格納データ量を大幅に軽減できる。また，例えば，ひずみが生じたといった観測したい部分を示す測定データについては，高いサンプリング周波数で測定データをサンプリングすることで，比較的精度高く，測定データをサンプリングできる。なお，測定データをサンプリングした後は，サンプリングした部分に対応するデータ記憶部５に記憶されたデータを削除すればよい。そのようにすることで，記憶装置におけるデータ容量を軽減できる。

この測定データサンプリングシステムは，以下のように動作する。受信部３が測定データを受信する。受信部３が，受信した測定データをデータ記憶部５に記憶する。サンプリング間隔制御部９が，データ記憶部５に記憶された測定データや，サンプリング条件記憶部７に記憶されたサンプリング条件を読み出す。サンプリング間隔制御部９が，サンプリング条件に基づいて測定データを解析して，サンプリング間隔を制御する。サンプリングデータ取得部１１が，サンプリング間隔制御部９が求めたサンプリング間隔にて測定データをサンプリングしてサンプリングデータを得る。そして，サンプリングデータ記憶部１３が，得られたサンプリングデータを記録する。

この測定データサンプリングシステムの好ましいものは，以下のとおりである。
つまり，複数のサンプリングモードは，第１のサンプリングモード及び第２のサンプリングモードを含む。そして，サンプリング条件は，第１のサンプリングモードから第２のサンプリングモードへと変化させるための条件であるＭ_１→２条件を含む。Ｍ_１→２条件は，測定データの振幅又は振幅変動に関する第１の振幅閾値を超えることに関する第１の頻度閾値を含む。この測定データサンプリングシステムは，所定の閾値を超えた場合にサンプリング間隔を変えるものに関する。閾値は，ユーザが適宜設定したものを記憶すればよい。また，閾値は，測定対象となるデータに関連するデータ（例えば従前のデータ）から予測したものや，関連するデータから閾値を求め，サンプリング条件記憶部７などの記憶部に記憶させればよい。

図２に基づいてこのサンプリング条件について説明する。図２は，測定データ及びサンプリング周波数の例を示す概念図である。この測定データは，連続的である。図２の横軸は時間を示し，縦軸は振幅を示す。つまり，対象の挙動は，測定データの振幅として表れている。図２に示される例では，第１のサンプリングモードのサンプリング周波数は，第２のサンプリングモードのサンプリング周波数に比べて小さい。つまり，振幅変動が大きい部分について，短い時間間隔で，測定データを残すものに関する。サンプリング条件記憶部７は，Ｍ_１→２条件と，第１のサンプリングモードのサンプリング周波数や，第２のサンプリングモードのサンプリング周波数，及び第２のサンプリングモードの継続時間を記憶している。そして，サンプリング間隔制御部９は，測定データを解析し，測定データとＭ_１→２条件とを比較する。図２の例では，Ｍ_１→２条件は，振幅又は振幅変動（所定時間内における振幅の変化の量）が，所定の値（閾値）を超えたことである。所定の時間や継続時間は，データの種類により適切な値が異なるので，ユーザが入力したものを記憶してもよいし，関連するデータを分析し，あらかじめ適切な時間を求めておいて，サンプリング条件記憶部７などの記憶部に記憶させればよい。そのような時間の例は，サンプリング周波数の例と同様である。

サンプリング条件は，第２のサンプリングモードから第１のサンプリングモードへと変化させるための条件であるＭ_２→１条件を含む。そして，Ｍ_２→１条件は，第１のサンプリングモードから第２のサンプリングモードへと変化した後所定時間を経過したことである。サンプリングデータ取得部１１は，第１のサンプリングモードから第２のサンプリングモードへと変化した後所定時間が経過した後に，第１のサンプリングモードで測定データに対するサンプリングデータを得る。図２の例では，Ｍ_１→２条件を満たした際に，サンプリング周波数が，第１のサンプリングモードのサンプリング周波数から，第２のサンプリングモードのサンプリング周波数へと切り替えられ，あらかじめ記憶しておいた継続時間分，第２のサンプリングモードが続いている。なお，サンプリング間隔制御部９は，Ｍ_１→２条件を満たし続ける間，測定データを第２のサンプリングモードのサンプリング周波数でサンプリングしてもよい。

この測定データサンプリングシステムの好ましいものは，以下のとおりである。
サンプリング条件は，第２のサンプリングモードから第３のサンプリングモードへと変化させるための条件であるＭ_２→３条件を含む。そして，Ｍ_２→３条件は，第２のサンプリングモードの状態において，測定データの振幅又は振幅変動に関する第２の振幅閾値を超えることに関する第２の頻度閾値を含む。

図３に基づいてこのサンプリング条件について説明する。図３は，測定データ，サンプリング周波数，測定データのサンプリング周波数及び収録データの例を示す概念図である。この測定データは，連続的である。図３の横軸は時間を示し，縦軸は振幅を示す。つまり，対象の挙動は，測定データの振幅として表れている。図３に示される例では，第１のサンプリングモードのサンプリング周波数は，第２のサンプリングモードのサンプリング周波数に比べて小さい。そして，第３のサンプリングモードのサンプリング周波数は，第１及び第２のサンプリングモードの周波数の中間の値である。図３の例では，測定データが，正に第１の閾値（Ｍ_１→２条件）を超えた際に，第１のサンプリングモードから第２のサンプリングモードへ変化する。そして，第２のサンプリングモードの期間中に，振幅の減少が第２の閾値（Ｍ_２→３条件）を超えた際に，第２のサンプリングモードから第３のサンプリングモードへ変化する。なお，図３に示される例では，第３のサンプリングモードにおいて，振幅変動が所定の閾値より小さくなった場合に，第１のサンプリングモードへと変化している。図３には，測定データのサンプリング周波数，各モードのサンプリング周波数，各モードにてサンプリングを行ったサンプリングデータ記憶部１３への収録データが記載されている。

この測定データサンプリングシステムの好ましいものは，以下のとおりである。
受信部３は，第１の測定データのみならず，第２の測定データを受信する。データ記憶部５は，第１の測定データのみならず，第２の測定データをさらに記憶する。
サンプリング条件は，第１のサンプリングモードから第２のサンプリングモードへと変化させるための条件である第２のＭ_１→２条件を含む。サンプリング条件は，第２のサンプリングモードから第１のサンプリングモードへと変化させるための条件である第２のＭ_２→１条件をさらに含んでもよい。
第２のＭ_１→２条件は，第２の測定データの振幅又は振幅変動に関する第３の閾値を含む。
サンプリング間隔制御部９は，測定データをデータ記憶部５から読み出すとともに，サンプリング条件記憶部７からサンプリング条件を読み出して，サンプリング条件に合致したサンプリング周波数を求める。具体的に説明すると，サンプリング間隔制御部９は，データ記憶部５から測定データを読み出すとともに，サンプリング条件記憶部７から第２のＭ_１→２条件及び第２のＭ_２→１条件を読み出す。そして，サンプリング間隔制御部９は，測定データを解析し，第２のＭ_１→２条件及び第２のＭ_２→１条件と比較する。このようにして，測定データに対するサンプリングモードを決定し，サンプリング間隔を制御すればよい。例えば，第２の測定データが第２のＭ_１→２条件を満たした場合に，第１の測定データのサンプリング条件を，第１のサンプリングモードから第２のサンプリングモードへと変化させる。そして，サンプリング間隔制御部９は，求めたサンプリング周波数を適宜記憶部に記憶すればよい。このシステムは，特に測定点が複数存在し，複数の測定点からの測定データが所定の場合に，測定周波数を変化させるものに関する。

図４に基づいてこのサンプリング条件について説明する。図４は，複数の測定データに基づいてサンプリングを行う例に関し，測定データ，サンプリング周波数，測定データのサンプリング周波数及び収録データの例を示す概念図である。この測定データは，連続的である。図４の横軸は時間を示し，縦軸は振幅を示す。つまり，対象の挙動は，測定データの振幅として表れている。図４に示される例では，入力１が第２の測定データ，入力２が測定データに対応する。そして，第１のサンプリングモードのサンプリング周波数は，第２のサンプリングモードのサンプリング周波数に比べて小さい。入力１（第２の測定データ）の振幅又は振幅変動が正に所定の閾値を超えた場合に，入力２（第１の測定データ）のサンプリングモードが第１のサンプリングモードから第２のサンプリングモードへと変化する。一方，第２のサンプリングモード中に，入力１の振幅又は振幅変動が負に所定の閾値以上変動した場合，入力２（第１の測定データ）のサンプリングモードが第２から第１へと変化する。図４には，上記のようにサンプリング周波数を制御した際の，入力２の収録データも記載されている。図４に示されるように，感度の高い測定データ（入力１）に基づいて，感度の低い測定データ（入力２）のサンプリング周波数を制御することで，振幅が小さい変動の測定データに関しても，最適なサンプリングを行うことができることとなる。

本発明は，測定機器の分野にて利用されうる。

３ 受信部
５ データ記憶部
７ サンプリング条件記憶部
９ サンプリング間隔制御部
１１ サンプリングデータ取得部
１３ サンプリングデータ記憶部
２１ 測定機器
２３ バス

Claims (6)

1. 測定データを受信する受信部（３）と，
   前記受信部（３）が受信した測定データを記憶するデータ記憶部（５）と，
   サンプリング間隔が異なる複数のサンプリングモードについて，サンプリング周波数と，サンプリング周波数を変化させるためのサンプリング条件とを記憶するサンプリング条件記憶部（７）と，
   前記測定データを解析し，前記サンプリング条件と比較することで，前記測定データに対するサンプリング間隔を制御するサンプリング間隔制御部（９）と，
   前記サンプリング間隔制御部（９）によって制御されたサンプリング間隔で，前記測定データに対するサンプリングデータを得るサンプリングデータ取得部（１１）と，
   前記サンプリングデータ取得部（１１）が得たサンプリングデータを記憶するサンプリングデータ記憶部（１３）と，
   を有し，
   前記受信部（３）が受信した測定データを前記データ記憶部（５）に記憶し，前記サンプリング間隔制御部（９）がサンプリング条件に基づいて前記測定データを解析して，サンプリング間隔を制御し，サンプリングデータ取得部（１１）が，前記サンプリング間隔にて前記測定データをサンプリングしてサンプリングデータを得て，前記サンプリングデータ記憶部（１３）が得られた前記サンプリングデータを記録する，
   測定データサンプリングシステム。
2. 請求項1に記載の測定データサンプリングシステムであって，
   前記複数のサンプリングモードは，第１のサンプリングモード及び第２のサンプリングモードを含み，
   前記サンプリング条件は，第１のサンプリングモードから第２のサンプリングモードへと変化させるための条件であるＭ_１→２条件を含み，
   Ｍ_１→２条件は，前記測定データの振幅又は振幅変動に関する第１の振幅閾値を超えることに関する第１の頻度閾値を含む，システム。
3. 請求項２に記載の測定データサンプリングシステムであって，
   前記サンプリング条件は，第２のサンプリングモードから第１のサンプリングモードへと変化させるための条件であるＭ_２→１条件を含み，
   Ｍ_２→１条件は，第１のサンプリングモードから第２のサンプリングモードへと変化した後所定時間を経過したことであり，
   サンプリングデータ取得部（１１）は，第１のサンプリングモードから第２のサンプリングモードへと変化した後所定時間が経過した後に，第１のサンプリングモードで前記測定データに対するサンプリングデータを得る，システム。
4. 請求項２に記載の測定データサンプリングシステムであって，
   前記サンプリング条件は，第２のサンプリングモードから第３のサンプリングモードへと変化させるための条件であるＭ_２→３条件を含み，
   Ｍ_２→３条件は，第２のサンプリングモードの状態において，前記測定データの振幅又は振幅変動に関する第２の振幅閾値を超えることに関する第２の頻度閾値を含む，システム。
5. 請求項２に記載の測定データサンプリングシステムであって，
   前記受信部（３）は，第２の測定データをさらに受信し，
   前記データ記憶部（５）は，第２の測定データをさらに記憶し，
   前記サンプリング条件は，第１のサンプリングモードから第２のサンプリングモードへと変化させるための条件である第２のＭ_１→２条件を含み，
   第２のＭ_１→２条件は，前記第２の測定データの振幅又は振幅変動に関する第３の閾値を含み，
   第２の測定データが前記第２のＭ_１→２条件を満たした場合に，前記測定データのサンプリング条件を，第１のサンプリングモードから第２のサンプリングモードへと変化させる，
   システム。
6. 受信した測定データをデータ記憶部（５）が記憶し，
   サンプリング間隔制御部（９）が，サンプリング条件に基づいて前記測定データを解析して，サンプリング間隔を制御し，
   サンプリングデータ取得部（１１）が，前記サンプリング間隔にて前記測定データをサンプリングしてサンプリングデータを得て，
   サンプリングデータ記憶部（１３）が得られた前記サンプリングデータを記録する，
   測定データサンプリング方法。

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