JP7314444B2

JP7314444B2 - 降水情報処理システム、降水情報処理方法、降水情報処理プログラム、及び無人航空機

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Publication number: JP7314444B2
Application number: JP2019186398A
Authority: JP
Inventors: 史穂小野村; 信人仲吉
Original assignee: Tokyo University of Science
Current assignee: Tokyo University of Science
Priority date: 2019-10-09
Filing date: 2019-10-09
Publication date: 2023-07-26
Anticipated expiration: 2039-10-09
Also published as: JP2021060376A

Description

本発明の技術は、降水情報処理システム、降水情報処理方法、降水情報処理プログラム、及び無人航空機に関する。

従来、画像処理装置が知られている（例えば、特許文献１を参照。）。この画像処理装置は、ガラス上の雨滴を除去するワイパーと、ワイパーの駆動を制御するワイパー制御部とを備え、撮像部は、ワイパーの駆動に同期して雨滴の撮像を行う。

また、車両などのウィンドウガラスに付着した異物を検出できる画像処理システムが知られている（例えば、特許文献２を参照。）。この画像処理システムでは、ガラスの外側に雨滴が付着している場合は雨滴で反射した光がガラスの表面で反射して画像処理装置のレンズ及び所定の光学特性を有する光学フィルタを通って撮像素子に入る。なお、この画像処理システムは、雨滴の粒径を計測する。

また、傘を人体などの移動対象物に装着しなくても、雨、雪、雹、日光、紫外線などの外乱から人物などの移動対象物を防御することを可能にした防御装置が知られている（例えば、特許文献３を参照。）。この防御装置は、移動対象物の上空を覆うことにより、移動対象物を所定の外乱から防御するための傘部と、傘部を空中移動させるようにするための空中移動機構とを備えている。

また、霧、雨、雪等の種々の現象を良好に識別できる方法および装置が知られている（例えば、特許文献４を参照。）。この方法は、視距離、降水量、降水の種類を決定する方法であって、波長を選定し且つ所定の空間領域において強度を整合させた送光器を用いて共通の測定体積を照射し、エアロゾルおよび場合によっては測定体積内の個別粒子によって散乱した光を、２つまたはそれ以上の異なる角度から狭帯域で且つ整合感度で受光し、評価する。

また、降水強度を推定するための気象レーダが知られている（例えば、非特許文献１を参照。）。また、カメラによって雨滴の形状を計測する技術が知られている（例えば、特許文献２，３，４を参照。）

特開2014-170014号公報特開2005-195566号公報特開2018-76059号公報特開2003-35670号公報

国土交通省報道発表資料、「国総研で開発した技術により「ＸＲＡＩＮ」の配信エリアが拡大」、＜http://www.nilim.go.jp/lab/bcg/kisya/journal/kisya20160629.pdf.＞高野保英、竹原幸生、江藤剛治、「雨滴の超高速動画撮影による落下速度・形状の計測」、土木学会論文集B，Vol. 65，No. 4，pp. 332 - 340，2009. Testik, F.Y., Barros, A. P. and Bliven, L. F.: Field Observations of Multimode Raindrop Oscillations by High-Speed Imaging. J. Atmos. Sci., Vol. 63, pp. 2663 - 2668. Kruger, A. and Krajewski, W.F:Two-dimensional Video Disdrometer: A Description. J. Atmospheric. Ocean Technol., Vol. 19, pp. 602 - 617.

降水の情報は水文学的に重要な情報である。このため、気象庁及び国土交通省等の国の機関、並びに各種交通機関及び民間の気象会社等は、地上に雨量計を設置し、降水量を観測している。この雨量計は、日本国内において数～数十kmの間隔で設置されている。しかし、地上に設置されている雨量計によって得られる降水の観測値は空間的に離散である。

一方、局地的大雨による被害が発生する中、地上に設置されている雨量計により得られる空間的に粗な降水の情報を補うために、面的に密な降水強度を観測する気象レーダの需要が高まっている。例えば、上記非特許文献１に開示されている国土交通省の気象レーダによって得られた雨量の情報は、インターネットを介して随時配信されている。

しかし、気象レーダによって得られる降水の情報を、地上において観測される降水の情報の代替として精度よく活用するためには、正解データとなる地上における降水量及び降水の粒径の分布に関する情報が必要である。

例えば、図１１に示されるように、気象レーダ１によって電波２の反射強度が計測される場合、反射強度と地上において観測された降水量及び降水の粒径とを用いて、より正確な降水量が推定される。例えば、地上において観測された降水量の情報及び降水の粒径の情報は、より正確な降水量を推定するための補正情報として用いられる。しかし、現在、地上に設置されている雨量計３は、降水の粒径を計測することはできない。

このため、地上において精度良く降水の粒径を計測することが望まれている。この点、降水の粒径を測定するレーザー式雨滴観測装置が知られているが、繊細かつ高価であり、実用的に用いるには展開性が乏しい、という課題がある。

このような背景において、雨量及び雨滴に関する情報を取得するための新たな手法の検討がなされている。例えば、上記非特許文献２，３の技術は、超高速ビデオカメラを使用している。また、上記非特許文献４は、ラインスキャンカメラを用いて、二次元において雨滴の落下速度と形状とを計測している。

しかし、上記非特許文献２，３，４に開示されているカメラは、レーザー式雨滴観測装置と同程度に繊細かつ高価であり、実用的に用いるには展開性が乏しい、という課題がある。

このため、従来技術は、簡易かつ精度良く降水の粒径を得ることができない、という課題がある。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、簡易かつ精度良く降水の粒径を得ることを目的とする。

本開示の第１態様は、空からの降水に対向して設置されたカメラにより撮像された、第１時刻の画像と第２時刻の画像とを取得する画像取得部と、前記画像取得部により取得された、第１時刻の画像と第２時刻の画像との間の差異に応じて、第１時刻と第２時刻との間の降水を検出する降水検出部と、第１時刻と第２時刻との間の降水に対応する降水粒子の体積を算出し、降水粒子の体積に対応する球体の直径を、前記降水粒子の粒径として算出する降水算出部と、を有する降水情報処理システムである。

本開示の第２態様は、コンピュータを、空からの降水に対向して設置されたカメラにより撮像された、第１時刻の画像と第２時刻の画像とを取得する画像取得部、前記画像取得部により取得された、第１時刻の画像と第２時刻の画像との間の差異に応じて、第１時刻と第２時刻との間の降水を検出する降水検出部、及び第１時刻と第２時刻との間の降水に対応する降水粒子の体積を算出し、降水粒子の体積に対応する球体の直径を、前記降水粒子の粒径として算出する降水算出部として機能させるためのプログラムである。

本開示の第３態様は、空からの降水に対向して設置されたカメラにより撮像された、第１時刻の画像と第２時刻の画像とを取得し、取得された、第１時刻の画像と第２時刻の画像との間の差異に応じて、第１時刻と第２時刻との間の降水を検出し、第１時刻と第２時刻との間の降水に対応する降水粒子の体積を算出し、降水粒子の体積に対応する球体の直径を、前記降水粒子の粒径として算出する、処理をコンピュータが実行する降水情報処理方法である。

本発明によれば、簡易かつ精度良く降水の粒径を得ることができる、という効果が得られる。

本実施形態に係る降水情報処理システムの概略構成を示す図である。本実施形態に係る降水情報処理システムの概略構成を示す図である。本実施形態に係る情報処理装置のハードウェア構成を示す図である。本実施形態に係る情報処理装置の機能構成図である。本実施形態に係る画像処理を説明するための図である。室内実験において求めた係数βを説明するための図である。本実施形態に係る降水情報処理ルーチンの一例である。本実施形態に係る降水情報処理システムの変形例の一例を示す図である。本実施形態に係る降水情報処理システムの変形例の一例を示す図である。本実施形態に係る降水情報処理システムの変形例の一例を示す図である。従来技術を説明するための図である。

以下、本発明の実施形態の一例を、図面を参照しつつ説明する。なお、各図面において同一又は等価な構成要素及び部分には同一の参照符号を付与している。また、図面の寸法比率は、説明の都合上誇張されており、実際の比率とは異なる場合がある。

［降水情報処理システムの構成］

図１は、本発明の実施形態に係る降水情報処理システムの概略構成を示す図である。

図１に示されるように、本実施形態の降水情報処理システム１０は、開口部を有する筐体１２と、アクリル板１４と、ワイパー１６と、カメラ１８とを有している。筐体１２、アクリル板１４、ワイパー１６、及びカメラ１８は、本発明の測定機器の一例である。また、降水情報処理システム１０は、カメラ１８と電気的に接続された情報処理装置２０を有している。

図１に示されるように、筐体１２は開口部を有しており、筐体１２の内部にはカメラ１８と情報処理装置２０とが設置されている。筐体１２は、例えば、プラスチック製のボックス等により実現される。情報処理装置２０は、カメラ１８によって撮像された画像を逐次取得する。

アクリル板１４は、筐体１２の開口部に設置されている。なお、アクリル板１４は、本発明の透明部材の一例である。

ワイパー１６は、アクリル板１４に付着した降水粒子を除去する。ワイパー１６は、本発明の降水除去器の一例である。

カメラ１８は、図１に示されるように、筐体１２の内部から筐体１２の外部を撮像するように筐体１２内に設置されている。

図２は、降水情報処理システム１０の断面図である。図２に示されるように、カメラ１８は、空からの降水に対向して設置するように筐体１２内に設置される。

図３は、実施形態の情報処理装置２０のハードウェア構成を示すブロック図である。図３に示されるように、実施形態の情報処理装置２０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）２１、ＲＯＭ（Read Only Memory）２２、ＲＡＭ（Random Access Memory）２３、ストレージ２４、入力部２５、表示部２６及び通信インタフェース（Ｉ／Ｆ）２７を有する。各構成は、バス２９を介して相互に通信可能に接続されている。

ＣＰＵ２１は、中央演算処理ユニットであり、各種プログラムを実行したり、各部を制御したりする。すなわち、ＣＰＵ２１は、ＲＯＭ２２又はストレージ２４からプログラムを読み出し、ＲＡＭ２３を作業領域としてプログラムを実行する。ＣＰＵ２１は、ＲＯＭ２２又はストレージ２４に記憶されているプログラムに従って、上記各構成の制御及び各種の演算処理を行う。本実施形態では、ＲＯＭ２２又はストレージ２４には、入力装置より入力された情報を処理する各種プログラムが格納されている。

ＲＯＭ２２は、各種プログラム及び各種データを格納する。ＲＡＭ２３は、作業領域として一時的にプログラム又はデータを記憶する。ストレージ２４は、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）又はＳＳＤ（Solid State Drive）等により構成され、オペレーティングシステムを含む各種プログラム、及び各種データを格納する。

入力部２５は、マウス等のポインティングデバイス、及びキーボードを含み、各種の入力を行うために使用される。

表示部２６は、例えば、液晶ディスプレイであり、各種の情報を表示する。表示部２６は、タッチパネル方式を採用して、入力部２５として機能しても良い。

通信Ｉ／Ｆ２７は、入力装置等の他の機器と通信するためのインタフェースであり、例えば、イーサネット（登録商標）、ＦＤＤＩ、Ｗｉ－Ｆｉ（登録商標）等の規格が用いられる。

次に、情報処理装置２０の機能構成について説明する。

図４に示されるように、情報処理装置２０は、機能的には、画像記憶部３０と、画像取得部３２と、降水検出部３４と、降水算出部３６と、出力部３８とを有している。

画像記憶部３０には、カメラ１８により撮像された各時刻の画像が格納される。例えば、ワイパー１６によってアクリル板１４に付着した降水粒子が除去されたときにカメラ１８により撮像された画像が、ある時刻である第１時刻ｔ_１に撮像された画像Ｉ_１として画像記憶部３０へ格納される。また、例えば、第１時刻ｔ_１から所定時間経過後の第２時刻ｔ_２に撮像された画像Ｉ_２が画像記憶部３０へ格納される。この場合には、カメラ１８による撮像処理とワイパー１６による降水粒子の除去処理とが同期されていることになる。

画像取得部３２は、画像記憶部３０に格納された各時刻の画像を取得する。例えば、画像取得部３２は、ある時刻である第１時刻ｔ_１に撮像された画像Ｉ_１と、第１時刻ｔ_１よりも遅い時刻である第２時刻ｔ_２に撮像された画像Ｉ_２とを取得する。

降水検出部３４は、画像取得部３２により取得された各画像を、グレースケール画像へ変換する。そして、降水検出部３４は、各時刻に撮像された画像間の差異に基づいて、ある時間帯に降った降水を検出する。

例えば、降水検出部３４は、第１時刻ｔ_１の画像Ｉ_１と第２時刻ｔ_２の画像Ｉ_２との間の差異に応じて、第１時刻ｔ_１と第２時刻ｔ_２との間の降水を検出する。図５に、ある時間帯に降った降水の検出を説明するための図を示す。図５に示されるように、第１の時刻ｔ_１に撮像された画像Ｉ_１と第２の時刻ｔ_２に撮像された画像Ｉ_２とが存在しているとする。この場合、降水検出部３４は、第２時刻ｔ_２に撮像された画像Ｉ_２から第１時刻ｔ_１に撮像された画像Ｉ_１を差し引く。これにより、第１時刻ｔ_１と第２時刻ｔ_２との間にアクリル板１４に付着した降水の画像Ｉ’が得られる。

十分に短い時間間隔の２枚の画像Ｉ_１と画像Ｉ_２との差分は、アクリル板１４に付着した降水粒子に対応する雨滴の部分を除いて、輝度値がほぼゼロとなる。このため、降水検出部３４は、降水粒子に対応する部分を白画素とし、それ以外を黒画素として、画像を二値化することにより降水粒子を抽出する。画像Ｉ’における降水粒子は、後述する降水算出部３６において用いられ、各降水粒子の粒径が算出される。

降水算出部３６は、第１時刻ｔ_１と第２時刻ｔ_２との間の降水に対応する降水粒子の体積を算出し、降水粒子の体積に対応する球体の直径を、降水粒子の粒径として算出する。

具体的には、まず、降水算出部３６は、降水粒子の粒径を算出する際に、第１時刻ｔ_１と第２時刻ｔ_２との間に降った降水粒子の各々について、降水粒子に対応する最小外接円の半径ｒを算出する。より詳細には、降水算出部３６は、降水粒子の部分に円を最小外接円となるようにフィッティングさせ、当該最小外接円の半径ｒを算出する。

次に、降水算出部３６は、降水粒子の各々について、以下の式（１）に従って、半径ｒに応じた降水粒子の体積Ｖを算出する。

なお、上記式（１）のβは、予め設定される係数であり、事前に行われた室内実験から導かれる係数である。

図６に、アクリル板に付着した降水粒子である雨滴の半径を表す付着半径と、その雨滴の体積である雨滴体積との関係を示す。図６の結果からもわかるように、例えば、撮影画像の解像度が0.1mm/pixel程度であるとき、βは０．１～０．５の間の値とすることが好ましい。より詳細には、例えば、βを０．３とすると降水粒子の体積を精度良く算出することができる。アクリル板１４に付着した降水粒子は、回転楕円体を長半径方向に半分にした形状に近いことから、上記式（１）に示されるように、係数βが乗算される。

このため、降水算出部３６は、降水粒子の各々について、上記式（１）を用いて体積を算出する。

次に、降水算出部３６は、降水粒子の各々について、以下の式（２）に従って、降水粒子の体積と対応する体積の球体の直径を、当該降水粒子の粒径Ｄとして算出する。なお、半径ｒは、降水粒子に対応する最小外接円の半径である。

また、降水算出部３６は、第１時刻ｔ_１と第２時刻ｔ_２との間の降水に対応する降水強度を更に算出する。

具体的には、降水算出部３６は、降水強度を算出する際に、第１時刻ｔ_１と第２時刻ｔ_２との間の降水の降水粒子の各々について算出された降水粒子の体積の総和[mm³]を算出する。そして、降水算出部３６は、各降水粒子の体積の総和[mm³]を、降水粒子の検出領域の面積［mm²］で除することにより降水強度[mm]を算出する。このような処理を各時刻において実施することにより、各時間帯に観測された、降水強度[mm]及び各降水粒子の粒径Ｄ[mm]が結果として得られる。

出力部３８は、降水算出部３６により算出された、降水強度[mm]及び各降水粒子の粒径Ｄ[mm]を結果として出力する。例えば、出力部３８は、外部の表示装置（図示省略）に対して、降水強度[mm]及び各降水粒子の粒径Ｄ[mm]を出力する。この場合には、表示装置（図示省略）に降水強度[mm]及び各降水粒子の粒径Ｄ[mm]が結果として表示される。

次に、降水情報処理システム１０の作用について説明する。

降水情報処理システム１０が屋外に設置され、例えば、降水検知器（図示省略）により空からの降水が検知されると、降水情報処理システム１０のカメラ１８は撮像を開始する。また、降水検知器（図示省略）により空からの降水が検知されると、ワイパー１６は、アクリル板１４に付着した降水粒子を除去する動作を開始する。このとき、カメラ１８によって撮像された各時刻の画像は、情報処理装置２０の画像記憶部３０へ逐次格納される。

図７は、降水情報処理システム１０の情報処理装置２０による情報処理の流れを示すフローチャートである。ＣＰＵ２１がＲＯＭ２２又はストレージ２４から情報処理プログラムを読み出して、ＲＡＭ２３に展開して実行することにより、情報処理が行なわれる。

ステップＳ５０において、画像取得部３２は、第１時刻ｔ_１に撮像された画像Ｉ_１と第２時刻ｔ_２に撮像された画像Ｉ_２とを画像記憶部３０から取得する。

ステップＳ５１において、降水検出部３４は、上記ステップＳ５０で取得された各画像を、グレースケール画像へ変換する。

ステップＳ５２において、降水検出部３４は、上記ステップＳ５１でグレースケール画像へ変換された、第１時刻ｔ_１の画像Ｉ_１と第２時刻ｔ_２の画像Ｉ_２との間の差を表す画像Ｉ’を生成することにより、第１時刻ｔ_１と第２時刻ｔ_２との間に降った降水粒子を検出する。

ステップＳ５４において、降水検出部３４は、上記ステップＳ５２で得られた画像Ｉ’を所定の閾値により二値化する。これにより、降水粒子に対応する部分が白画素として抽出される。

ステップＳ５６において、降水算出部３６は、上記ステップＳ５４で得られた降水粒子の各々について、降水粒子に対応する最小外接円の半径ｒを算出する。

ステップＳ５８において、降水算出部３６は、上記ステップＳ５４で得られた降水粒子の各々について、上記式（１）に従って、上記ステップＳ５６で算出された半径ｒに応じた降水粒子の体積を算出する。

ステップＳ６０において、降水算出部３６は、上記ステップＳ５４で得られた降水粒子の各々について、上記式（２）に従って、上記ステップＳ５８で算出された降水粒子の体積と対応する体積の球体の直径を、当該降水粒子の粒径Ｄとして算出する。

ステップＳ６２において、降水算出部３６は、上記ステップＳ５８で算出された降水粒子の各々の体積の総和[mm³]を算出する。そして、降水算出部３６は、各降水粒子の体積の総和[mm³]を、降水粒子の検出領域の面積［mm²］で除することにより降水強度[mm]を算出する。

ステップＳ６４において、出力部３８は、降水算出部３６により算出された、降水強度[mm]及び各降水粒子の粒径Ｄ[mm]を結果として出力して、情報処理ルーチンを終了する。

以上のように、本実施形態の降水情報処理システムは、空からの降水に対向して設置されたカメラにより撮像された、第１時刻の画像と第２時刻の画像とを取得する。そして、降水情報処理システムは、第１時刻の画像と第２時刻の画像との間の差異に応じて、第１時刻と第２時刻との間の降水を検出する。そして、降水情報処理システムは、第１時刻と第２時刻との間の降水に対応する降水粒子の体積を算出し、降水粒子の体積に対応する球体の直径を、降水粒子の粒径として算出する。これにより、簡易かつ精度良く降水の粒径を得ることができる。更に、簡易かつ精度良く降水強度も得ることができる。具体的には、筐体１２にカメラ１８を設置して各時刻の画像を撮像するような測定機器とすることにより、簡易に降水の画像を取得することができる。このような測定機器は、コストがかからないため、様々な箇所に設置することができる。このため、多くの箇所において降水強度及び降水粒子の粒径を得ることができる。

また、本実施形態の降水情報処理システムによれば、降水粒子の体積を計算した上で降水粒子の粒径を算出するため、降水粒子の粒径を直接計測する方法に比べ、空気抵抗や大気擾乱により粒子が変形する影響を除いた球等価直径として粒径を算出することができる。

なお、上記実施形態でＣＰＵがソフトウェア（プログラム）を読み込んで実行した情報処理を、ＣＰＵ以外の各種のプロセッサが実行してもよい。この場合のプロセッサとしては、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ－ＰｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅＧａｔｅＡｒｒａｙ）等の製造後に回路構成を変更可能なＰＬＤ（ＰｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅＬｏｇｉｃＤｅｖｉｃｅ）、及びＡＳＩＣ（ＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎＳｐｅｃｉｆｉｃＩｎｔｅｇｒａｔｅｄＣｉｒｃｕｉｔ）等の特定の処理を実行させるために専用に設計された回路構成を有するプロセッサである専用電気回路等が例示される。また、情報処理を、これらの各種のプロセッサのうちの１つで実行してもよいし、同種又は異種の２つ以上のプロセッサの組み合わせ（例えば、複数のＦＰＧＡ、及びＣＰＵとＦＰＧＡとの組み合わせ等）で実行してもよい。また、これらの各種のプロセッサのハードウェア的な構造は、より具体的には、半導体素子等の回路素子を組み合わせた電気回路である。

なお、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲内で様々な変形や応用が可能である。

例えば、上記実施形態の降水情報処理システムは、降水粒子の一例として雨滴粒子を対象とする場合を例に説明したが、これに限定されるものではない。例えば、雪、みぞれ、又は雹などの降水粒子を対象としても良い。

また、上記実施形態の降水情報処理システムは、降水を検知する降水検知器と、降水検知器により降水が検知された場合に撮像を開始するようにカメラ１８の動作を制御するカメラ制御部とを更に備えるようにしてもよい。これにより、雨が降り始めたときに、降水強度及び降水粒子の粒径の算出を開始することができる。

また、上記実施形態の降水情報処理システムは、光検出器と、筐体１２に配置された投光器と、光検出器によって検出される光量が所定の閾値以下である場合に、投光器を点灯させるように制御する投光器制御部と、を更に備えるようにしてもよい。これにより、降水情報処理システムの周囲が暗い場合（例えば、夜間）であっても、降水強度及び降水粒子の粒径を取得することができる。

また、上記実施形態の降水情報処理システムは、降水がある場合に、第１時刻ｔ_１と第２時刻ｔ_２との間の降水の量が多いほど、透明部材であるアクリル板１４に付着した降水粒子を除去する頻度が高くなるように降水除去器であるワイパー１６の動作を制御し、第１時刻と第２時刻との間の降水の量が少ないほど、アクリル板１４に付着した降水粒子を除去する頻度が低くなるようにワイパー１６の動作を制御する降水除去制御部を更に備えるようにしてもよい。

図８及び図９に、上記の各変形例を示す。図８に示されるように、降水情報処理システム２１０は、降水検知器２２２と、光検出器２２４と、投光器２２６とを更に備えている。また、図９に示されるように、降水情報処理システム２１０の情報処理装置２２０は、カメラ制御部２４０と、投光器制御部２４２と、降水除去制御部２４４とを更に備えている。また、情報処理装置２２０と、降水検知器２２２、光検出器２２４、及び投光器２２６とは、電気的に接続されている。

また、上記実施形態の降水情報処理システムは、無人航空機の一例であるドローンに搭載されていてもよい。図１０に、本実施形態の降水情報処理システムを搭載したドローンの図を示す。図１０に示されるように、本実施形態の降水情報処理システム１０をドローン７０に搭載した場合、上空における降水粒子の粒径を求めることが可能となる。地上において観測される降水粒子は、空から落下する過程において蒸発する。このため、例えば、図１０に示されるように、地上におけるレーザー式降水粒径速度分布装置７２によって観測される降水粒子の粒径は、降水の蒸発を経て観測されるものである。これに対し、本実施形態の降水情報処理システム１０をドローン７０に搭載した場合、上空における降水粒子の粒径を直接求めることが可能となる。このようにして得られた降水粒子の粒径は、降水の蒸発が少ない状況下において取得されたものであるため、気象レーダによって観測されたデータを補正する際の有用な情報となり得る。

また、上記実施形態の降水情報処理システムは、設置された場所において降水強度及び降水の粒径を算出する場合を例に説明したが、これに限定されるものではない。例えば、筐体１２、アクリル板１４、ワイパー１６、及びカメラ１８を備えた測定機器が情報記憶機能を有し、カメラ１８により撮像された画像が記憶部に格納され、測定機器とは異なる箇所に設置された装置によって降水強度及び降水の粒径が算出されるようにしてもよい。または、筐体１２、アクリル板１４、ワイパー１６、及びカメラ１８を備えた測定機器が通信機能を有し、カメラ１８により撮像された画像を外部装置へ逐次送信するようにしてもよい。または、各箇所に設置された降水情報処理システムによって算出された降水強度及び降水の粒径の情報が、外部装置へ送信されるようにしてもよい。

１０，２１０降水情報処理システム
１２筐体
１４アクリル板
１６ワイパー
１８カメラ
２０，２２０情報処理装置
３０画像記憶部
３２画像取得部
３４降水検出部
３６降水算出部
３８出力部
７０ドローン
２４０カメラ制御部
２４２投光器制御部
２４４降水除去制御部

Claims

空からの降水に対向して設置されたカメラにより撮像された、第１時刻の画像と第２時刻の画像とを取得する画像取得部と、
前記画像取得部により取得された、第１時刻の画像と第２時刻の画像との間の差異に応じて、第１時刻と第２時刻との間の降水を検出する降水検出部と、
第１時刻と第２時刻との間の降水に対応する降水粒子の体積を算出し、降水粒子の体積に対応する球体の直径を、前記降水粒子の粒径として算出する降水算出部と、
を有する降水情報処理システム。
前記降水算出部は、前記降水粒子の粒径を算出する際に、第１時刻と第２時刻との間の降水の降水粒子の各々について、
前記降水粒子に対応する最小外接円の半径ｒを算出し、
前記半径ｒに応じた前記降水粒子の体積を算出し、
前記降水粒子の体積と対応する体積の球体の直径を、前記降水粒子の粒径として算出する、
請求項１に記載の降水情報処理システム。
前記降水算出部は、第１時刻と第２時刻との間の降水に対応する降水強度を更に算出する、
請求項１又は請求項２に記載の降水情報処理システム。
前記降水算出部は、前記降水強度を算出する際に、
第１時刻と第２時刻との間の降水の降水粒子の各々について算出された前記降水粒子の体積の総和を算出し、前記総和を降水粒子の検出領域で除することにより前記降水強度を算出する、
請求項３に記載の降水情報処理システム。
開口部を有する筐体と、
前記筐体の開口部に設置されている透明部材と、
前記透明部材に付着した降水粒子を除去する降水除去器と、
前記筐体の内部から前記筐体の外部を撮像するように前記筐体内に設置されているカメラと、を備えた測定機器を更に備え、
前記画像取得部は、前記測定機器の前記筐体内に設置されているカメラにより撮像された、第１時刻の画像と第２時刻の画像とを取得する、
請求項１～請求項４の何れか１項に記載の降水情報処理システム。
降水を検知する降水検知器と、
前記降水検知器により降水が検知された場合に撮像を開始するように前記カメラの動作を制御するカメラ制御部と、を更に備える、
請求項５に記載の降水情報処理システム。
光検出器と、
前記筐体に配置された投光器と、
前記光検出器によって検出される光量が所定の閾値以下である場合に、前記投光器を点灯させるように制御する投光器制御部と、を更に備える、
請求項５又は請求項６に記載の降水情報処理システム。
降水がある場合に、
第１時刻と第２時刻との間の降水の量が多いほど、前記透明部材に付着した降水粒子を除去する頻度が高くなるように前記降水除去器の動作を制御し、
第１時刻と第２時刻との間の降水の量が少ないほど、前記透明部材に付着した降水粒子を除去する頻度が低くなるように前記降水除去器の動作を制御する降水除去制御部を更に備える、
請求項５～請求項７の何れか１項に記載の降水情報処理システム。
請求項１～請求項８の何れか１項に記載の降水情報処理システムを備える無人航空機。
コンピュータを、
空からの降水に対向して設置されたカメラにより撮像された、第１時刻の画像と第２時刻の画像とを取得する画像取得部、
前記画像取得部により取得された、第１時刻の画像と第２時刻の画像との間の差異に応じて、第１時刻と第２時刻との間の降水を検出する降水検出部、及び
第１時刻と第２時刻との間の降水に対応する降水粒子の体積を算出し、降水粒子の体積に対応する球体の直径を、前記降水粒子の粒径として算出する降水算出部
として機能させるための降水情報処理プログラム。
空からの降水に対向して設置されたカメラにより撮像された、第１時刻の画像と第２時刻の画像とを取得し、
取得された、第１時刻の画像と第２時刻の画像との間の差異に応じて、第１時刻と第２時刻との間の降水を検出し、
第１時刻と第２時刻との間の降水に対応する降水粒子の体積を算出し、降水粒子の体積に対応する球体の直径を、前記降水粒子の粒径として算出する、
処理をコンピュータが実行する降水情報処理方法。