JPH11304568A - 液位計測装置 - Google Patents
液位計測装置Info
- Publication number
- JPH11304568A JPH11304568A JP10107955A JP10795598A JPH11304568A JP H11304568 A JPH11304568 A JP H11304568A JP 10107955 A JP10107955 A JP 10107955A JP 10795598 A JP10795598 A JP 10795598A JP H11304568 A JPH11304568 A JP H11304568A
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- JP
- Japan
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- liquid level
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- camera
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- Pending
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-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
- Y02A90/00—Technologies having an indirect contribution to adaptation to climate change
- Y02A90/30—Assessment of water resources
Landscapes
- Measurement Of Levels Of Liquids Or Fluent Solid Materials (AREA)
- Image Processing (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 夜間でも照明公害を発生させることなく画像
処理による高精度な液位計測を可能にする。 【解決手段】 液位計測場所７に設置され液面に対し傾
斜して配置された傾斜材を有する量水標６と、可視光お
よび近赤該光による画像を取り込むＣＣＤを有し量水標
５，６を離れた箇所から撮像するカメラ４と、カメラ４
による撮像画像中の傾斜材６の画像を処理して液面位置
を自動的に求める画像処理装置１と、カメラ４で量水標
５，６を撮像する場合に光量不足のとき自動的に点灯さ
れ量水標５，６を近赤該光で照明する照明装置８とを設
ける。近赤外光は不可視光なため、夜間でも照明公害無
しに高精度な液位計測が可能になる。
処理による高精度な液位計測を可能にする。 【解決手段】 液位計測場所７に設置され液面に対し傾
斜して配置された傾斜材を有する量水標６と、可視光お
よび近赤該光による画像を取り込むＣＣＤを有し量水標
５，６を離れた箇所から撮像するカメラ４と、カメラ４
による撮像画像中の傾斜材６の画像を処理して液面位置
を自動的に求める画像処理装置１と、カメラ４で量水標
５，６を撮像する場合に光量不足のとき自動的に点灯さ
れ量水標５，６を近赤該光で照明する照明装置８とを設
ける。近赤外光は不可視光なため、夜間でも照明公害無
しに高精度な液位計測が可能になる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は河川，湖などの水位
や海などの潮位，油などの液位（以下、これらを総称し
て「液位」という。）を計測する液位計測装置に係り、
特に、液位計測用の量水標を離れた場所からカメラ等で
撮像し画像処理により液位を計測するのに好適な液位計
測装置に関する。
や海などの潮位，油などの液位（以下、これらを総称し
て「液位」という。）を計測する液位計測装置に係り、
特に、液位計測用の量水標を離れた場所からカメラ等で
撮像し画像処理により液位を計測するのに好適な液位計
測装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】河川などに量水標を設置したりダム壁面
に量水標を取り付け、これを離れた場所からカメラで撮
像し画像処理することで液位計測を行う技術を本願出願
人が先に提案し（特開平７−３３３０３９号，特開平８
−１４９９２号，特開平８−１４５７６５号，特願平７
−３２３２２０号、特願平９−３２８９１４号）、更
に、精度の高い液位の自動計測が可能であることを実際
の実験で示したことにより、実地への適用が始まってい
る。
に量水標を取り付け、これを離れた場所からカメラで撮
像し画像処理することで液位計測を行う技術を本願出願
人が先に提案し（特開平７−３３３０３９号，特開平８
−１４９９２号，特開平８−１４５７６５号，特願平７
−３２３２２０号、特願平９−３２８９１４号）、更
に、精度の高い液位の自動計測が可能であることを実際
の実験で示したことにより、実地への適用が始まってい
る。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】河川などでの液位計測
は、人里離れた山奥やダム，海岸でも定期的（１０分毎
や１時間毎）に自動計測する必要があり、夜間でも良好
な画像をカメラで撮像できるようにしなければならな
い。このため、月明かりや星明かりでも撮像可能な超高
感度カメラを用いるか、照明装置を設置する必要が生じ
る。
は、人里離れた山奥やダム，海岸でも定期的（１０分毎
や１時間毎）に自動計測する必要があり、夜間でも良好
な画像をカメラで撮像できるようにしなければならな
い。このため、月明かりや星明かりでも撮像可能な超高
感度カメラを用いるか、照明装置を設置する必要が生じ
る。
【０００４】しかし、超高感度カメラは振動に弱く、強
風に晒される自然環境下に設置する液位計測用のカメラ
としては適当でない。また、本来は暗闇となる山奥など
に夜間ずっと点灯される照明装置を設置するのは、照明
公害の点からも望ましいものではない。
風に晒される自然環境下に設置する液位計測用のカメラ
としては適当でない。また、本来は暗闇となる山奥など
に夜間ずっと点灯される照明装置を設置するのは、照明
公害の点からも望ましいものではない。
【０００５】本発明の目的は、超高感度カメラを用いる
ことなく、しかも、夜間でも良好な画像を撮像して高精
度の計測を可能にする液位計測装置を提供することにあ
る。
ことなく、しかも、夜間でも良好な画像を撮像して高精
度の計測を可能にする液位計測装置を提供することにあ
る。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的は、液位計測場
所に設置した量水標と、該量水標を離れた箇所から撮像
するカメラと、該カメラによる撮像画像を画像処理して
液位を求める画像処理手段と、前記カメラで前記量水標
を撮像する場合に光量不足のとき点灯され前記量水標を
近赤外光で照明する照明装置とを設けることで、達成さ
れる。
所に設置した量水標と、該量水標を離れた箇所から撮像
するカメラと、該カメラによる撮像画像を画像処理して
液位を求める画像処理手段と、前記カメラで前記量水標
を撮像する場合に光量不足のとき点灯され前記量水標を
近赤外光で照明する照明装置とを設けることで、達成さ
れる。
【０００７】夜間で光量不足となるときに、人の目には
見えない不可視光である近赤外光で量水標を照明するた
め、照明公害を発生させること無しに量水標の良好な画
像をカメラで撮像でき、高精度な液位計測が可能とな
る。
見えない不可視光である近赤外光で量水標を照明するた
め、照明公害を発生させること無しに量水標の良好な画
像をカメラで撮像でき、高精度な液位計測が可能とな
る。
【０００８】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態を図面
を参照して説明する。図１は、本発明の一実施形態に係
る液位計測装置の構成図である。この実施形態に係る液
位計測装置は、画像処理装置１と、モニタ装置２と、河
川７に設置された量水標５，６と、川岸の図示しないポ
ール等の構造物に設置され前記の量水標５，６を撮像す
るＣＣＤカメラ４と、ＣＣＤカメラ４と共に前記構造物
に併設され夜間の撮像時に量水標５，６を近赤外光で照
明する照明装置８とから構成され、画像処理装置１は、
液位計測結果３を出力する。
を参照して説明する。図１は、本発明の一実施形態に係
る液位計測装置の構成図である。この実施形態に係る液
位計測装置は、画像処理装置１と、モニタ装置２と、河
川７に設置された量水標５，６と、川岸の図示しないポ
ール等の構造物に設置され前記の量水標５，６を撮像す
るＣＣＤカメラ４と、ＣＣＤカメラ４と共に前記構造物
に併設され夜間の撮像時に量水標５，６を近赤外光で照
明する照明装置８とから構成され、画像処理装置１は、
液位計測結果３を出力する。
【０００９】目盛りが付けられた量水標５は、河川７の
液面に対しに垂直に立設され、量水標６は液面に対して
斜めに設置されている。量水標５の撮像画像は、図２に
示すように、液面９による反射像５ｇ−２と液中からの
屈折像とが実像５ｇ−１に重なってしまい液面位置が不
明となるが、斜めの量水標６は、その実像６ｇ−１と反
射像６ｇ−２または屈折像６ｇ−３とが屈曲するため、
量水標５，６の撮像画像シーンの中での実像６ｇ−１の
縁１１の線が屈曲した点１０を画像処理により求め、予
め標高位置に対して定めた基準点と屈曲点１０との位置
関係から液位を算出することが可能となる。
液面に対しに垂直に立設され、量水標６は液面に対して
斜めに設置されている。量水標５の撮像画像は、図２に
示すように、液面９による反射像５ｇ−２と液中からの
屈折像とが実像５ｇ−１に重なってしまい液面位置が不
明となるが、斜めの量水標６は、その実像６ｇ−１と反
射像６ｇ−２または屈折像６ｇ−３とが屈曲するため、
量水標５，６の撮像画像シーンの中での実像６ｇ−１の
縁１１の線が屈曲した点１０を画像処理により求め、予
め標高位置に対して定めた基準点と屈曲点１０との位置
関係から液位を算出することが可能となる。
【００１０】このように、斜めの量水標を用いることで
画像処理により液面位置を直接計測可能となるが、その
量水標の形状は図１に示すものに限られるものではな
く、例えば、図３（ａ）に示すように垂直な量水標を省
略し傾斜板６ａを多段に設けたものや、図３（ｂ）に示
すようにダムの壁面１０に傾斜板６ａを多段に貼り付け
た量水標６を垂直な量水標５に併設したものでも同様に
液面位置を高精度に計測できる。
画像処理により液面位置を直接計測可能となるが、その
量水標の形状は図１に示すものに限られるものではな
く、例えば、図３（ａ）に示すように垂直な量水標を省
略し傾斜板６ａを多段に設けたものや、図３（ｂ）に示
すようにダムの壁面１０に傾斜板６ａを多段に貼り付け
た量水標６を垂直な量水標５に併設したものでも同様に
液面位置を高精度に計測できる。
【００１１】図４は、画像処理装置１の詳細構成図であ
る。画像処理装置１は、画像処理手順やカメラ制御手順
および照明装置制御手順などのプログラムを図示しない
外部記憶装置から読み込む主メモリ１８と、主メモリ１
８上に読み込まれたプログラムを実行するＣＰＵ１７
と、カメラ４から取り込んだ撮像画像をＣＰＵ１７から
の指示により処理してモニタ２に映したり処理結果を出
力したりする画像処理プロセッサ２０と、カメラ４から
取り込んだ撮像画像や処理結果の画像を格納する画像メ
モリ２１と、ＣＰＵ１７と画像処理プロセッサ２０とを
接続するバス１９と、バス１９に接続された外部インタ
フェース２２とを備えて成り、照明装置８は、この外部
インタフェース２２を介して画像処理装置１に接続さ
れ、ＣＰＵ１７からの指示に基づき点灯／消灯される。
る。画像処理装置１は、画像処理手順やカメラ制御手順
および照明装置制御手順などのプログラムを図示しない
外部記憶装置から読み込む主メモリ１８と、主メモリ１
８上に読み込まれたプログラムを実行するＣＰＵ１７
と、カメラ４から取り込んだ撮像画像をＣＰＵ１７から
の指示により処理してモニタ２に映したり処理結果を出
力したりする画像処理プロセッサ２０と、カメラ４から
取り込んだ撮像画像や処理結果の画像を格納する画像メ
モリ２１と、ＣＰＵ１７と画像処理プロセッサ２０とを
接続するバス１９と、バス１９に接続された外部インタ
フェース２２とを備えて成り、照明装置８は、この外部
インタフェース２２を介して画像処理装置１に接続さ
れ、ＣＰＵ１７からの指示に基づき点灯／消灯される。
【００１２】カメラ４を用いて量水標５，６を撮像し、
液面位置を監視する場合、夜間での監視が問題となる。
山奥等では、月明かり，星明かり程度の光しかないた
め、液面計測に必要な良好な量水標画像を撮像するに
は、照明装置が不可欠となる。しかし、本来暗闇となる
べき場所に照明装置を点灯することは、照明公害となる
虞があり、好ましくない。
液面位置を監視する場合、夜間での監視が問題となる。
山奥等では、月明かり，星明かり程度の光しかないた
め、液面計測に必要な良好な量水標画像を撮像するに
は、照明装置が不可欠となる。しかし、本来暗闇となる
べき場所に照明装置を点灯することは、照明公害となる
虞があり、好ましくない。
【００１３】そこで、本実施形態では、照明装置８とし
て近赤外光による照明を行うものを用い、カメラ４とし
てＣＣＤカメラを用いる。ＣＣＤカメラは、人間の目に
見える可視光領域（光の波長に対する人間の目の感度を
図５に示す。）から目に見えない近赤外光領域にかけて
感応し、普通のビデオカメラではフィルタを用いて近赤
外光をカットしているが、本実施形態で用いるＣＣＤカ
メラではこのようなフィルタは用いずに、可視光の画像
と近赤外光の画像を一緒に撮像する。
て近赤外光による照明を行うものを用い、カメラ４とし
てＣＣＤカメラを用いる。ＣＣＤカメラは、人間の目に
見える可視光領域（光の波長に対する人間の目の感度を
図５に示す。）から目に見えない近赤外光領域にかけて
感応し、普通のビデオカメラではフィルタを用いて近赤
外光をカットしているが、本実施形態で用いるＣＣＤカ
メラではこのようなフィルタは用いずに、可視光の画像
と近赤外光の画像を一緒に撮像する。
【００１４】図６は、照明装置８の構成図であり、光源
として赤外線ランプ２８を用いている。図７は、赤外線
ランプ２８の特性図である。赤外線ランプ２８からは、
可視光の他に、近赤外光，赤外光が出射されるが、可視
光については、照明公害となるために、図６に示すよう
に、ランプ２８前面に可視光カットフィルタ２７を置
き、近赤外光，赤外光のみが出射されるようにしてい
る。この近赤外光，赤外光は、集光レンズ２６により平
行光線となり、照明目標物である量水標５，６に出射さ
れる。
として赤外線ランプ２８を用いている。図７は、赤外線
ランプ２８の特性図である。赤外線ランプ２８からは、
可視光の他に、近赤外光，赤外光が出射されるが、可視
光については、照明公害となるために、図６に示すよう
に、ランプ２８前面に可視光カットフィルタ２７を置
き、近赤外光，赤外光のみが出射されるようにしてい
る。この近赤外光，赤外光は、集光レンズ２６により平
行光線となり、照明目標物である量水標５，６に出射さ
れる。
【００１５】図８は、図４に示すＣＰＵ１７の照明装置
制御手順を示すフローチャートである。この処理手順
は、この例では１０分毎に起動され、まず、ステップＡ
でカメラ画像を取り込み、そのカメラ画像を取り込んだ
ときに照明装置が点灯中であるか否かをステップＢで判
定する。消灯中の場合にはステップＢからステップＣに
進み、ステップＡで取り込んだ画像シーンの明るさが第
１設定値以下であるか否かを判定する。もし、画像シー
ンの明るさが第１設定値を越える場合には、今回の処理
手順を終了する。昼間で明るい状態の時は、照明装置が
消灯状態でも、ＣＣＤカメラ４は可視光の明るい画像シ
ーンを取り込むことができるため、このようにステップ
Ａ→ステップＢ→ステップＣ→終了と進む。
制御手順を示すフローチャートである。この処理手順
は、この例では１０分毎に起動され、まず、ステップＡ
でカメラ画像を取り込み、そのカメラ画像を取り込んだ
ときに照明装置が点灯中であるか否かをステップＢで判
定する。消灯中の場合にはステップＢからステップＣに
進み、ステップＡで取り込んだ画像シーンの明るさが第
１設定値以下であるか否かを判定する。もし、画像シー
ンの明るさが第１設定値を越える場合には、今回の処理
手順を終了する。昼間で明るい状態の時は、照明装置が
消灯状態でも、ＣＣＤカメラ４は可視光の明るい画像シ
ーンを取り込むことができるため、このようにステップ
Ａ→ステップＢ→ステップＣ→終了と進む。
【００１６】夕方になって暗くなると、ステップＣにお
ける判定の結果、画像シーンの明るさが第１設定値以下
になる。この場合には、ステップＣからステップＤに進
み、照明装置の点灯を行う。次の１０分後の処理以降に
おける処理では、つまり、夜に入った以降の処理では、
ステップＢでの判定結果は「点灯中」となるためステッ
プＢからステップＥに進み、カメラ画像シーンの明るさ
が第２設定値以上であるか否かを判定する。画像シーン
が明るすぎないのであれば、今回の処理手順を終了す
る。
ける判定の結果、画像シーンの明るさが第１設定値以下
になる。この場合には、ステップＣからステップＤに進
み、照明装置の点灯を行う。次の１０分後の処理以降に
おける処理では、つまり、夜に入った以降の処理では、
ステップＢでの判定結果は「点灯中」となるためステッ
プＢからステップＥに進み、カメラ画像シーンの明るさ
が第２設定値以上であるか否かを判定する。画像シーン
が明るすぎないのであれば、今回の処理手順を終了す
る。
【００１７】明け方になり周りが明るくなってくると、
朝日と照明装置からの照明光とにより照らされた量水標
の撮像画像シーンの明るさは第２設定値以上となるた
め、ステップＥでの判定結果は「消灯要」となり、ステ
ップＦに進んで照明装置の消灯処理を行う。
朝日と照明装置からの照明光とにより照らされた量水標
の撮像画像シーンの明るさは第２設定値以上となるた
め、ステップＥでの判定結果は「消灯要」となり、ステ
ップＦに進んで照明装置の消灯処理を行う。
【００１８】本実施形態では、暗くなったとき自動的に
照明装置を点灯し、明るくなったとき自動的に照明装置
を消灯するため、液面計測に必要な鮮明な画像を常に手
間無しで得ることができ、しかも、夜間の照明光は近赤
外光で不可視なため、照明公害による苦情もないという
利点がある。
照明装置を点灯し、明るくなったとき自動的に照明装置
を消灯するため、液面計測に必要な鮮明な画像を常に手
間無しで得ることができ、しかも、夜間の照明光は近赤
外光で不可視なため、照明公害による苦情もないという
利点がある。
【００１９】尚、図８の実施形態は液面計測を１０分毎
に行うため夜の間ずっと照明装置を点灯状態としたが、
例えば１時間毎に液面計測すればよい場所で照明装置を
点灯し続けるのは電力の無駄となるため、カメラ撮像時
のみ照明装置を自動点灯するようにして省エネルギーを
図ることも可能である。
に行うため夜の間ずっと照明装置を点灯状態としたが、
例えば１時間毎に液面計測すればよい場所で照明装置を
点灯し続けるのは電力の無駄となるため、カメラ撮像時
のみ照明装置を自動点灯するようにして省エネルギーを
図ることも可能である。
【００２０】
【発明の効果】本発明によれば、カメラ撮像時の明るさ
が設定値以下のときは自動的に近赤外光で液位計測用の
量水標を照明するため、夜間でも照明公害を起こすこと
なく高精度な液位計測ができる。
が設定値以下のときは自動的に近赤外光で液位計測用の
量水標を照明するため、夜間でも照明公害を起こすこと
なく高精度な液位計測ができる。
【図１】本発明の一実施形態に係る液位計測装置の構成
図である。
図である。
【図２】図１に示す量水標の説明図である。
【図３】別の量水標の構成図である。
【図４】画像処理装置の詳細構成図である。
【図５】光の波長に対する人の目の感度を示すグラフで
ある。
ある。
【図６】照明装置の構成図である。
【図７】図６に示す赤外線ランプの発光波長と強さ（相
対感度）との関係を示すグラフである。
対感度）との関係を示すグラフである。
【図８】照明装置の点灯／消灯制御手順を示すフローチ
ャートである。
ャートである。
１…画像処理装置、２…モニタ、３…データ、４…カメ
ラ、５，６…量水標、７…河川、８…照明装置、２６…
集光レンズ、２７…可視光カットフィルタ、２８…赤外
線ランプ。
ラ、５，６…量水標、７…河川、８…照明装置、２６…
集光レンズ、２７…可視光カットフィルタ、２８…赤外
線ランプ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 米丘 孝幸 茨城県日立市大みか町五丁目２番１号 日 立プロセスコンピュータエンジニアリング 株式会社内 (72)発明者 笠井 武郎 茨城県日立市大みか町五丁目２番１号 株 式会社日立製作所大みか工場内 (72)発明者 畑 俊夫 茨城県日立市大みか町五丁目２番１号 株 式会社日立製作所大みか工場内 (72)発明者 辻川 秋雄 茨城県日立市大みか町五丁目２番１号 株 式会社日立製作所大みか工場内 (72)発明者 斎藤 健 東京都千代田区神田駿河台四丁目６番地 株式会社日立製作所内 (72)発明者 石坪 正勝 東京都千代田区神田駿河台四丁目６番地 株式会社日立製作所内
Claims (2)
- 【請求項１】 液位計測場所に設置した量水標と、該量
水標を離れた箇所から撮像するカメラと、該カメラによ
る撮像画像を画像処理して液位を求める画像処理手段
と、前記カメラで前記量水標を撮像する場合に光量不足
のとき点灯され前記量水標を近赤外光で照明する照明装
置とを備えることを特徴とする液位計測装置。 - 【請求項２】 液位計測場所に設置され液面に対し傾斜
して配置された傾斜材を有する量水標と、可視光および
近赤該光による画像を取り込むＣＣＤを有し前記量水標
を離れた箇所から撮像するカメラと、該カメラによる撮
像画像中の前記傾斜材の画像を処理して液面位置を自動
的に求める画像処理装置と、前記カメラで前記量水標を
撮像する場合に光量不足のとき自動的に点灯され前記量
水標を近赤該光で照明する照明装置とを備えることを特
徴とする液位計測装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10107955A JPH11304568A (ja) | 1998-04-17 | 1998-04-17 | 液位計測装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10107955A JPH11304568A (ja) | 1998-04-17 | 1998-04-17 | 液位計測装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11304568A true JPH11304568A (ja) | 1999-11-05 |
Family
ID=14472305
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10107955A Pending JPH11304568A (ja) | 1998-04-17 | 1998-04-17 | 液位計測装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11304568A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100394147C (zh) * | 2006-01-19 | 2008-06-11 | 昆明利普机器视觉工程有限公司 | 数字视频水位计 |
| CN103591939A (zh) * | 2013-10-29 | 2014-02-19 | 中国科学院力学研究所 | 基于主动立体视觉技术的模拟海床地形测量方法及测量装置 |
| JP2017188724A (ja) * | 2016-04-01 | 2017-10-12 | 株式会社ブレインズ | 画像取得方法 |
| CN109522889A (zh) * | 2018-09-03 | 2019-03-26 | 中国人民解放军国防科技大学 | 一种基于图像分析的水文尺水位识别估算方法 |
| CN110530441A (zh) * | 2019-08-21 | 2019-12-03 | 河海大学 | 一种全天候在线视频测流系统 |
| JP2020169893A (ja) * | 2019-04-03 | 2020-10-15 | 中国電力株式会社 | ダム水位監視システム |
| CN116311796A (zh) * | 2022-12-16 | 2023-06-23 | 华南农业大学 | 一种基于计算机视觉识别的河道防洪预警系统 |
-
1998
- 1998-04-17 JP JP10107955A patent/JPH11304568A/ja active Pending
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN103591939A (zh) * | 2013-10-29 | 2014-02-19 | 中国科学院力学研究所 | 基于主动立体视觉技术的模拟海床地形测量方法及测量装置 |
| CN103591939B (zh) * | 2013-10-29 | 2015-11-04 | 中国科学院力学研究所 | 基于主动立体视觉技术的模拟海床地形测量方法及测量装置 |
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