JP4845186B2

JP4845186B2 - 観測データ伝送方法および装置

Info

Publication number: JP4845186B2
Application number: JP2006006030A
Authority: JP
Inventors: 定晴橋本
Original assignee: Japan Radio Co Ltd
Current assignee: Japan Radio Co Ltd
Priority date: 2006-01-13
Filing date: 2006-01-13
Publication date: 2011-12-28
Anticipated expiration: 2026-01-13
Also published as: JP2007188303A

Description

本発明は、河川の水位等の遠隔地で得た観測データを伝送する方法および装置に関するものである。

河川の水位の観測データを収集するために、従来では、当該河川に設置した水位センサにより取得した観測データを無線電波や有線で伝送していた。図７はその観測点の装置構成を示す図であり、１０は水位センサ、２０’は水位センサ１０の設置場所近辺に設置される観測局舎である。この観測局舎２０’には、水位センサ１０で検出した電気信号を実際の観測データに変換する変換部２１、その観測データの保存（定期的に回収される）のために定期記録する自記記録部２２、および得られた観測データを無線電波や有線（電線あるいは光ファイバ）による伝送路を使用して事務所あるいは収集センタに送る観測部２５が設置されている。無線電波によりリアルタイムで観測データを伝送する方式を採用するものとして、特許文献１に記載がある。
特開２００１−１４５７９号公報

ところが、観測データの伝送路として無線電波を使用する方式は、電波資源の枯渇により周波数の新規割り当てが困難になってきていて、採用が難しい。また、有線を使用する方式は、その布線の際に土木工事などの付帯の作業コストがかかる問題の他、中州などのように河川の中には布線することが出来ない場合があり、また長距離伝送が困難である。また、特に電線の場合は雷対策も必要であり、光ファイバの場合は電線に比べ材料コストが高くなる問題があった。

本発明の目的は、観測点のセンサで取得した観測データを赤外線により伝送させるようにして、上記した無線電波方式あるいは導線や光ファイバを使用した有線方式による問題を一挙に解決した観測データ伝送方法および装置を提供することである。

上記目的を達成するために、請求項１にかかる発明の観測データ伝送方法は、観測点のセンサで検出した観測データに基づいて所定の表示パターンを作成し、該表示パターンに応じて赤外線発光部を点灯表示させ、前記観測地点から離れた位置に設置したカメラにより前記赤外線発光部で表示された赤外線画像を撮像して前記表示パターンを解析し、前記観測データを復元することを特徴とする。
請求項２にかかる発明の観測データ伝送装置は、観測点に設置されたセンサで検出した観測データに基づいて所定の表示パターンを作成する伝送処理部と、該伝送処理部で作成された前記表示パターンに応じて赤外線画像を表示する赤外線発光部と、該赤外線発光部で表示された該赤外線画像を撮像するカメラと、該カメラで撮像した該赤外線画像に基づき前記観測データを復元する画像解析部と、を備えることを特徴とする。
請求項３にかかる発明は、請求項２に記載の発明において、前記センサは、水位センサ、雨量センサ、風速センサ、水質センサ、又は道路の交通量センサであることを特徴とする。
請求項４にかかる発明は、請求項２又は３に記載の発明において、前記表示パターンは、前記赤外線発光部に２種類の表示を時間軸に沿って変化させるパターン、あるいは文字パターンあることを特徴とする。

本発明によれば、赤外線を使用して観測データを伝送するので、無線電波や有線を使用する場合の問題を完全に回避することができ、また通常の監視カメラを使用する手法に比べて昼夜関係なく観測データ伝送が可能であり、さらに現在使用されているＣＣＤ式の監視カメラを共用できるので設置コスト面でも有利である。

以下、本発明を河川の水位を観測して伝送する水位観測データ伝送装置に適用した実施例について説明する。図１はその水位観測データ伝送装置の全体構成を示すブロック図である。

１０Ａ，１０Ｂは河川の水位をレーダ式、浮子式、水圧式等で検出する水位センサであり、異なる河川に設置されている。２０Ａ，２０Ｂは水位センサ１０Ａ，１０Ｂで検出された電気信号を取り込み、赤外線表示パターンとしての画像を外部に表示する観測局舎であり、検出電気信号からオフセットを除去する等の前処理を行って観測データに変換する変換部２１、得られた観測データを保存（定期的に回収される）のために定期的に記録する自記記録部２２、得られた観測データから赤外線表示パターンを作成する伝送処理部２３、および伝送処理部２３で作成された表示パターンに従って赤外線画像を表示する赤外線発光部２４を備える。この赤外線発光部２４は、面発光の表示器を持つ。

３０は観測データを採取して収集センタに送る中継基地としての事務所であり、２個の観測局舎２０Ａ，２０Ｂの赤外線発光部２４に向けてそれぞれ設置した２個の監視カメラ３１Ａ，３１Ｂが備えられている。この監視カメラ３１Ａ，３１ＢはＣＣＤを使用した赤外線に大きな感度持つ空間ビデオカメラである。３２は画像解析部であり、上記２個の監視カメラ３１Ａ，３１Ｂで撮像した画像から赤外線画像のパターンを抽出し解析して、水位センサ１０Ａ，１０Ｂでそれぞれ検出された観測データを復元する。

図２は観測局舎２０Ａ、２０Ｂ内の伝送処理部２３および赤外線発光部２４の詳細な構成を示すブロック図である。伝送処理部２３において、２３１は入力インターフェース部であり、変換部２１から入力した観測データ（電流信号）を処理用信号として扱いやすいデータ信号に変換する。２３２は検定処理部であり、入力インターフェース部２３１から出力するデータ信号の内から、極端に小さいデータあるいは極端に大きなデータ等の異常値や有効範囲外のデータを除去する。２３３は平滑化処理部であり、得られた観測データ信号は波の影響を受けて変動しているので、ここで平均化する等の平滑化処理を行う。２３４は符号化処理部であり、平滑化された観測データに基づいて、標本化処理部２３５で発生する標本化間隔により表示パターンを作成する。

赤外線発光部２４において、２４１は赤外線ＬＥＤ駆動部であり、符号化処理部２３４で作成した表示パターンにより赤外線表示器２４２の表示を駆動する。この赤外線表示器２４２は、赤外線ＬＥＤが２次元状に複数個配置された発光面を備える。そして、時間軸に沿って観測データを伝送できるよう、その表示する赤外線画像が経時的に変化するパターンとする。例えば、図３の(a)に示すようなパターンで表示するときを「１」、(b)に示すようなパターンで表示するときを「０」とし、これを組み合わせた複数ビットにより１つの観測データを伝送する。

図４は事務所３０内の画像解析部３２の詳細な構成を示すブロック図である。３２１はビデオスイッチャであり、２台の監視カメラ３１Ａ，３１Ｂの一方の撮像映像データを選択する。３２２は画像入力部であり、ここで映像データを取り込む。３２３は赤外線画像切り出し処理部であり、取り込んだ映像信号中から赤外線表示器２４２で表示される赤外線画像を、その特徴点（例えば、赤外線映像であって且つ予め決められた複数のパターンの内の１つか否か）に注目して切り出す。３２４は復号処理部であり、赤外線画像切り出し処理部３２３で切り出した赤外線画像のパターン（図３の(a)又は(b)）から数値情報（「１」あるいは「０」）を識別して観測データを作成する。このときは、時間軸上で連続する複数の切り出し赤外線画像から複数の数値情報（「１」あるいは「０」）を識別して観測データを作成するのであるが、誤り検出訂正処理部３２５においてその観測データに誤りがないかを検定し、誤りがあるときはこれを訂正する。これは、通常の誤り訂正で行われるように、予め伝送処理部２３の側で誤り訂正符号を観測データ内に挿入しておくことにより、行う。３２６は観測データ変換部であり、復号処理部３２４で得られた観測データを共通の単位に変換したり、有効小数点以下を切り捨てたり、警戒レベルか否かを判定してその警戒情報を付加させたり、それらのための必要な計算を加える等の処理を行う。３２７は観測データを外部出力する観測データ出力部である。

以上のように、本実施例では、水位センサ１０で観測した水位の観測データを観測局舎２０の赤外線発光部２４において赤外線表示させ、これを事務所３０において赤外線に感度をもつ監視カメラで撮像してその赤外線画像のパターンを解析し観測データを復元しているので、観測データの伝送に無線電波や有線を必要とせず、無線電波や有線を使用する場合の問題点を完全に回避できる。また、夜間において可視光を照射すれば近隣迷惑になるが、赤外線を使用することから、これもなく、昼夜を問わずその観測データの伝送が可能である。また、その監視カメラは通常の河川監視カメラを定期的に観測データ受信に借用することで済ませることができるので、設備投資に必要な費用を抑制できる。また、観測局舎２０に必要な電源を太陽光発電設備に任せれば、観測局舎２０を完全に独立化できる。

なお、赤外線表示器２４２で赤外線表示させるパターンとしては、前記の図３で説明したパターンの他に、図５(a)に示すようにその赤外線表示器２４２の全面表示を「１」とし、(b)で示すような全面消灯を「０」とするような表示の組み合わせで観測データを伝送することもできる。ただし、このときは、全面消灯「０」を通常消灯と区別するために、全面表示の「１」で始まり全面表示「１」で終わるように表示パターンとすることが好ましい。一方、赤外線表示器２４２の表示画像を文字パターンとして、観測データを直接水位を表す文字、例えば図６に示す「５６ＣＭ」のように表示させるようにしても良い。このような文字パターンを使用するときは、赤外線画像切り出し処理部３２３で切り出した画像中の文字パターンについて、文字認識を行うようにすればよい。

また、以上では河川の水位センサで得られた水位の観測データを伝送する場合について説明したが、本発明の適用範囲はこれに限られるものではない。雨量センサ、風速センサ、水質（ＰＨその他）センサ、道路の交通量センサ等から得られた観測データの伝送にも適用できる。また、これらのセンサは特定の観測点に固定的に設置されたセンサに限られず、観測気球に設置されているセンサで得られた観測データの伝送にも、監視カメラがその観測気球を捕らえられるようにすれば、適用できる。

また、以上では観測局舎は２個とし、監視カメラも２台としたが、観測局舎が増大すれば、それに応じて監視カメラも増大させ、特定の観測局舎とこれに対応した監視カメラとの間の赤外線通信は、他の観測局舎とそれに対応した監視カメラとの間の赤外線通信と時差を持たせて行わせればよい。

本発明の実施例の水位観測データ伝送装置の構成を示すブロック図である。観測局舎内の伝送処理部と赤外線発光部の詳細な構成を示すブロック図である。赤外線表示器による表示パターンの説明図である。事務所の画像解析部の詳細な構成を示すブロック図である。赤外線表示器による別の例の表示パターンの説明図である。赤外線表示器による別の例の表示パターンの説明図である。従来の水位観測データ伝送装置の構成を示すブロック図である。

符号の説明

１０Ａ，１０Ｂ，１０：水位センサ
２０Ａ，２０Ｂ、２０’：観測局舎、２１：変換部、２２：自記記録部、２３：伝送処理部、２３１：入力インターフェース部、２３２：検定処理部、２３３：平滑化処理部、２３４：符号化処理部、２３５：標本化処理部、２４：赤外線発光部、２４１：赤外線ＬＥＤ駆動部、２４２：赤外線表示器、２５：観測部
３０：事務所、３１Ａ，３１Ｂ：監視カメラ、３２：画像解析部、３２１：ビデオスイッチャ、３２２：画像入力部、３２３：赤外線画像切り出し処理部、３２４：復号処理部、３２５：誤り検出訂正処理部、３２６：観測データ変換部、３２７：観測データ出力部

Claims

観測点のセンサで検出した観測データに基づいて所定の表示パターンを作成し、該表示パターンに応じて赤外線発光部を点灯表示させ、前記観測地点から離れた位置に設置したカメラにより前記赤外線発光部で表示された赤外線画像を撮像して前記表示パターンを解析し、前記観測データを復元することを特徴とする観測データ伝送方法。
観測点に設置されたセンサで検出した観測データに基づいて所定の表示パターンを作成する伝送処理部と、該伝送処理部で作成された前記表示パターンに応じて赤外線画像を表示する赤外線発光部と、該赤外線発光部で表示された該赤外線画像を撮像するカメラと、該カメラで撮像した該赤外線画像に基づき前記観測データを復元する画像解析部と、を備えることを特徴とする観測データ伝送装置。
請求項２に記載の観測データ伝送装置において、
前記センサは、水位センサ、雨量センサ、風速センサ、水質センサ、又は道路の交通量センサであることを特徴とする観測データ伝送装置。
請求項２又は３に記載の観測データ伝送装置において、
前記表示パターンは、前記赤外線発光部に２種類の表示を時間軸に沿って変化させるパターン、あるいは文字パターンあることを特徴とする観測データ伝送装置。