JPH1172370A - 液位計測方法及びその装置と量水標 - Google Patents

液位計測方法及びその装置と量水標

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JPH1172370A
JPH1172370A JP32891497A JP32891497A JPH1172370A JP H1172370 A JPH1172370 A JP H1172370A JP 32891497 A JP32891497 A JP 32891497A JP 32891497 A JP32891497 A JP 32891497A JP H1172370 A JPH1172370 A JP H1172370A
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Takeshi Saito
健 斎藤
Toshio Hata
俊夫 畑
Yuji Yamazawa
雄二 山沢
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 液位の変動幅が大きくても小型の量水標と画
像処理技術とを組み合わせて精度良く液位を検出する。 【解決手段】 液位計測場所に立設される2本の支柱1
a,1b間に複数の傾斜材1cを上下方向に並べて固設
された量水標1を、離れた場所から撮像手段4により撮
像し、処理装置20が、撮像画像中の液位を量水標傾斜
材の画像から求める。

Description

【発明の詳細な説明】
【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方法及びその
装置と量水標に係り、特に、河川などに立設した量水標
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方法及びその装置とこれ
に用いる量水標に関する。
【0002】
【従来の技術】河川等に設置される従来の液位計測技術
について、図25〜図31を参照して説明する。図25
は、フロート式水位計測装置の説明図である。水位計測
装置は、通常、河川の流れに沿って例えば1km置きに
設置される。この図25の水位計測装置では、陸上に観
測井戸22を掘り、観測井戸22と河川水29との間を
横導水管24で連通し、観測井戸22中にフロート23
を浮かべ、ウエイト25と滑車26とロープ28等を用
いてフロート23の位置を計測し、このフロート計測位
置を河川29の水位としている。このフロート式水位計
測装置では、洪水等で横導水管24の先端部30が砂利
等で詰まると河川29の水位を計測できなくなるため、
計測値が正しいか否かを確認するために、観測井戸22
の他に河岸に通常の垂直式量水標27を設置しておき、
その目盛りで確認した水位と観測井戸22での計測値と
を定期的に比較して導水管24の連通状態を確認する必
要があると共に、砂利等が横導水管先端部30に詰まら
ないようにする管理が大変である。
【0003】図26は、図25のフロート式水位計測装
置の構成とほとんど同じ構成の従来の水位計測装置の説
明図である。この水位計測装置の観測井戸31は、河川
水36と導水管33で連通されており、フロート34の
動きを観測小屋33内に設置した計測器本体部32に伝
え、観測井戸31内の水位を計測するようになってい
る。この水位計測装置でも、通常の垂直式の量水標35
の設置が義務付けられており、観測井戸31の水位計測
結果を、定期的に量水標35の目盛りを用いて確認して
いる。
【0004】図27は、リードスイッチを使用したフロ
ート式水位計測装置を示す図であり、下段は水中に設置
された状態の正面図、上段はその上面図である。本体部
37は、型鋼溶接構造の構造物38に水41中で取り付
けられており、取付部には消波装置42が設けられてい
る。構造物38は、河川床39に埋め込まれ、洪水等に
耐えられる構造になっている。河川底部の堆積帯40
は、洪水等により堆積したり洗い流されたりするためそ
の厚みは不定である。この本体部37内に、フロート式
水位計測装置が設けられる。その詳細構造を、図28に
示す。
【0005】図28に示す水位計測装置は、本体の外筒
部37中にフロート43が浮かべられており、本体部3
7の底部46の穴から入ってきた河川水の水面位置によ
りフロート43が上下する構造となっている。フロート
44には磁石44が埋め込まれており、本体部37の外
筒には多数のリードスイッチ45が上下方向に1cmお
きに取り付けられている。各リードスイッチ45は、磁
石44が近接したときのみオン(またはオフ)するよう
になっており、リードスイッチ45のオン(またはオ
フ)信号は、ケーブルまたは無線によりヘッド部51に
送信され、ヘッド部51から陸上設置の本体装置に送ら
れたデータに基づいて水位が求められる様になってい
る。尚この図の例で、本体装置は、線間避雷器47、信
号変換器48、記録器49、テレメータ50から構成さ
れている。
【0006】この従来技術に係る水位計測装置は、ケー
ブルを採用する場合にはリードスイッチ1個毎に電線1
本が必要となり、検出水位幅1m当たり100本、10
mの水位幅に対処するには1000本のケーブルを水中
配線する必要がある。また、河川底の蓄積帯40の厚さ
が変動するため、河川水が出入りする底部46をあまり
高く設置すると、洪水等で蓄積帯40が薄くなって河川
水水位が低下しすぎるとその水位の計測ができなくな
り、また低部46をあまり低く設置しすぎると、蓄積帯
40が厚くなった場合に底部46の穴が土砂等で埋り河
川水の出入りに大きな抵抗が生じて水位の計測誤差が発
生してしまうという問題がある。
【0007】図29は、水晶発振子を使用した水圧式水
位計測装置の説明図である。水晶発振式センサ部52
は、水晶発振子53,54と、大気ベローズ55と、発
振回路56と、受圧フィルタ57と、センサケーブル5
8とを備える。これらは、水面60の下に設置される。
陸上には、処理装置63と、記録器67が設置される。
処理装置63は、周波数カウンタ64と、信号変換器6
6と、表示器68とを備える。尚、61は通気パイプ、
69は信号ケーブル、62はエアーフィルタである。こ
のように、計測器である水晶発振式センサ部52を、水
中に長期間沈めておく必要がある装置では、その管理が
大変である。
【0008】図30は、非接触式で水位を検出する超音
波水位計測装置の説明図である。超音波は気温により伝
達特性が変化するので、温度補正が必須である。そこ
で、温度計71が送受波器70近辺に取り付けられてい
る。送受波器70から水面に出射された超音波は、水面
75で反射され、この反射波を送受波器70で受波し、
ケーブル72にて制御部73に取り込み、反射波データ
から水面位置75を求めるときに温度計71の測定温度
で水面の計測位置を補正し、その値を記録部74に記録
するようになっている。この水位計測装置は、他の方式
に比べて精度が悪いため、この超音波方式しか設置でき
ないような場所でのみ使用される。
【0009】図31は、触針式水位計測装置の説明図で
ある。河川水が底部から出入りする円筒部76内に、触
針77を釣り下げ、触針77の位置に基づき本体装置7
9が水位を検出する構成になっている。尚、78はウエ
イト、80は消波装置である。この測定原理は、フロー
ト式とほぼ同様である。
【0010】以上述べてきた従来の水位計測装置は、い
ずれも精密機器を河川等の環境の厳しい場所に設置する
構造のため、その管理保全は容易でなく、管理のための
人件費等がかさむという問題がある。そこで、本願出願
人は、河川等に斜めの量水板を設置し、この量水板を離
れた位置からカメラ等で撮像し、画像処理することで水
面位置を求める技術(特開平7−333039号,特開
平8−14992号,特開平8−145765号,特願
平7−323220号)を先に提案している。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】上述した本願出願人の
提案に係る従来技術は、精度良く水位を計測できると共
に、その管理保全も容易であるという利点を有する。し
かし、水面に対して斜めの傾斜板(量水板)を設ける関
係で、水面が大きく変動することも考慮して量水板を設
置しなければならない場合には、量水板自体が長くなっ
てしまい、これを画像として取り込むにはカメラ撮像画
面を大きくしなければならず、しかも、大型の傾斜板量
水板を河川内に設置するのも困難となる。また、量水板
に描画した数字や目盛は、太陽光の鏡面反射により、屋
外では読み取りできないケースがあり、固定座標を使用
する必要がどうしても発生する。しかし、固定座標の場
合には、カメラの風によるぶれが生じたり、高いポール
上に設置されたカメラの場合には、太陽光熱によるポー
ルのたわみでカメラの視点が変化してしまう問題もあ
る。
【0012】本発明の目的は、液位変動幅が大きくても
小型の量水標を用いて精度良く液位検出が可能となり、
しかも、撮像手段が風などでぶれても高精度の液位検出
を可能にする液位検出方法及びその装置とこれに用いる
量水標を提供することにある。
【0013】
【課題を解決するための手段】上記目的は、液位計測場
所に立設される2本の支柱間に複数の傾斜材が上下方向
に並べて固設された量水標を、離れた場所から撮像手段
により撮像し、撮像画像中の液位を前記量水標の傾斜材
の画像から求めることで、達成される。
【0014】上記目的はまた、液位計測場所に設置され
る梯子状の量水標であって、液位計測場所に立設される
少なくとも2本の支柱間に渡される横木部分を構成する
複数の部材を水平に対して傾斜させて設けた傾斜材とす
ることで、達成される。
【0015】上記目的はまた、液位計測場所に存在する
壁面に複数の傾斜材を上下方向に並べて固設して量水標
を形成しておき、離れた場所から撮像手段により撮像
し、撮像画像中の液位を前記量水標の傾斜材の画像から
求めることで、達成される。
【0016】量水標を複数の傾斜材を多段に並べること
で構成したため、水位変動幅が大きい場所に設置する場
合でも量水標の幅を広げる必要がなくなり、量水標の小
型化を図ることができる。
【0017】撮像手段で量水標全体を撮像して液位を求
めることも可能であるが、撮像手段を量水標の液面に接
する部分に向ける角度から何番目の傾斜材を撮像してい
るのかが分かるため、液面に接する傾斜材部分を拡大し
た画像を撮像して精度良く液位を求めることができる。
【0018】液位は、傾斜材に設けたスケールの画像か
ら求めても良く、また、傾斜材の特徴部分(例えば先端
部分)を検出しこの特徴部分と液面位置との位置関係か
ら求めてもよい。特徴部分から液位を求める場合には、
その特徴部分を用いて撮像画像の原点補正をすること
で、撮像手段が風などで揺れても精度のよい液位検出が
できる。
【0019】
【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。この液位計測装置は、
本発明の一実施形態に係る量水標1と、カメラ等の撮像
手段4と、画像処理などのデータ処理を行う処理装置2
0とから成る。
【0020】量水標1は、河川などの液位計測場所に設
置されるものであり、設置場所にほぼ垂直に立設される
2本の支柱1a,1bと、これら支柱1a,1b間に平
行かつ多段に固設される複数の傾斜板1cで構成され
る。この梯子状に形成された量水標1の支柱1a,1b
間の幅は例えば約1mになっており、梯子の横木に相当
する各傾斜板(量水板)1cには目盛りが付けられてい
る。尚、この目盛りはなくてもかまわない。傾斜板1c
は、河川などの泥水に浸されたり直射日光に長時間晒さ
れたりして汚損するため、交換可能に支柱1a,1bに
取り付けられる構造にしておくのが好ましい。
【0021】液位計測場所に設置された量水標1の液面
に接する部分を撮像するカメラ4はプリセット雲台10
上に設置され、液位によってカメラ4の向きが調整でき
るようになっている。この実施形態では、カメラポール
12にカメラ姿勢制御装置11を設け、このカメラ姿勢
制御装置11が処理装置20からの指令を受けてカメラ
4(雲台10)の姿勢を制御する構成となっている。こ
のカメラ4は、現在他の目的で用いられている監視カメ
ラと兼用してもよく、また、専用カメラを新たに設置し
てよい。カメラ設置場所は、カメラポール12に限られ
るものではなく、建物等の構造物上に設置してもよい。
【0022】処理装置20は、計測器本体部2と、デー
タ処理部3から構成される。計測器本体部2は、カメラ
4の撮像画像を取り込んで処理する画像処理手段5と、
処理された画像を表示する画像表示手段6と、処理画像
を保存する画像記録手段7と、カメラ姿勢制御装置11
に指令を送出してカメラ4の姿勢を制御させるプリセッ
ト操作器8から構成される。データ処理部3は、画像処
理手段5の出力データを処理するデータ処理コンピュー
タ13と、マンマシン用デイスプレイ装置14と、プリ
ンタ15と、プロッタ16と、表示手段17から構成さ
れる。
【0023】画像記録手段7は、カメラ4の撮像画像を
そのままエヴィデンスデータとしてテープ9に記録す
る。例えば、家庭用のVTRテープを用い、数分単位で
撮像されたカメラ画像(静止画)の1年間分を1本のテ
ープに記録し永久保存用として利用することができる。
データ処理部3からは、液位の計測結果が、リスト,グ
ラフ18の形で出力される。また、デイスプレイ表示1
9も可能である。
【0024】次に、画像処理による液位計測の原理につ
いて記述する。図2に示すカメラ画像100は、従来の
1本の直状量水標を液中に垂直に立てたところをカメラ
で撮像した画像である。画像100中で、101は量水
標の実像部(液上に突出した部分の画像)である。この
実像部101が液面に写った反射像が103であり、こ
の図2では、水面の波に応じて反射像103が揺らいた
形となっている。
【0025】このカメラ画像100から液位を計測する
には、実像101と反射像103との間にある境界部1
02を、画像処理により認識しなければならない。しか
し、垂直に立てた量水標の画像から、液面境界を画像処
理で認識するのは困難である。そこで、図3に示す様
に、量水標の横に傾斜板を置いてみると、傾斜板の実像
部104とその反射像部105との識別が容易となるた
め、境界部102を画像処理で識別することが可能とな
る。このように、傾斜板を量水標近くに設置し、液面位
置を傾斜板の像から画像計測して液位を求める技術を、
本願発明者等は先に提案した。
【0026】図4は、傾斜板の像が液面の状況によりど
のように変化するかを分析したものである。(イ)は液
面反射しやすい環境における画像であり、104が実像
で105が水面反射像である。102が液面境界である
が、この境界102は、この画像を画像処理することで
容易に検知できる。(ロ)は量水標の液中に没した部分
が見える場合における画像であり、106が液面下の量
水標屈折像である。実像部104と屈折像部106は液
面境界部で曲がっており、この場合にも、液面境界10
2の検知は容易である。(ハ)は液面表面に波浪のある
場合の画像である。この場合は屈折像も反射像も散乱さ
れてほとんど見えない状態となり、最も液面境界102
を求めやすい。現実の画像は、この図4の3つの状態が
混在したものとなる。
【0027】次に、図5を参照して、反射像と屈折像の
明るさについて分析する。量水板104の表面からカメ
ラに直接届く光の強さをL0とする。量水板表面で反射
した光が液面で反射してカメラに届く光の強さをL1と
する。液面下の量水板表面で反射した光が液中を通り液
面で屈折してカメラに届く光の強さをL2とする。カメ
ラを水平面に対してθだけ傾斜して量水板の方向を向く
ようにする。水面下からの屈折像の明るさは、量水板の
深さにより異なる。h1の深さからの屈折像の明るさを
L2(h1)とし、h2の深さからの屈折像の明るさをL
2(h2)とする。
【0028】図6に、反射像の明るさとカメラ傾斜角θ
との関係を示す。θが0度に近いほど明るく、量水板の
表面から直接カメラに来た光の明るさに近づく。θが9
0度近くでは、目視でほとんど見えなくなり、
【0029】
【数1】L1=L0*COS(θ) の関係があることが実験的に分かっている。
【0030】図7は、屈折像の明るさを分析したグラフ
である。屈折像の明るさは、θが大きいほど大きくな
る。θが30度以下では、目視でほとんど見えないくら
いとなる。水深が深いほど暗い。すなわち、
【0031】
【数2】h1 < h2の時 L2(h1) > L2(h2) となる。このような性質を十分理解した上で、カメラや
量水標の設置を行う必要がある。
【0032】量水標の構成については、図8(イ)のよ
うに垂直式の量水標に傾斜板を組み合わせたものを使用
すれば、従来設置済の量水標の横に傾斜板を設置するだ
けで済むため便利である。また、図8(ロ)に示す様
に、斜めの傾斜板自体にスケール目盛りを付けた構成の
ものを使用する。このようにすることで、図8(イ)の
ように2つの物体を河川などに設置する必要がなく、量
水標の設置が容易となる。図8(イ)と(ロ)の長短
は、ケース毎に異なるので、設置箇所などに応じて採用
する。
【0033】図9は、図1に示した量水標の拡大図であ
る。この量水標は、図8(ロ)の量水標の傾斜板(量水
板)を複数平行に設けることで、幅方向の増大を抑制し
て高い液位差に適用できる。そして、ある液位では第1
のシーン111にカメラの取り込み画面を合わせて画像
取り込み処理を行い、液位が下降してこの第1のシーン
111から外れる場合には、カメラの姿勢を変えてその
取り込み画面を第2のシーン112に合わせ、画像取り
込み処理を行うようにする。このようにすることで、大
きな液位変動にも対応可能となる。この図9に例示する
多段式傾斜板を用いた量水標は、画像処理上もっと顕著
な利点を有するが、これについては後述する。
【0034】図10は、別の実施形態に係る量水標の正
面図(イ)と側面図(ロ)である。この実施形態では、
2本の支柱1a,1bの間に固設する複数個の傾斜板1
cをを交互に別の向きに並べている。この構成の量水標
でも、図9の量水標と同様の効果が得られる。
【0035】量水標を自然の中に設置し、カメラでこの
量水標の画像を撮像し、この画像を処理して24時間に
渡り液位を計測する場合、図11に示す様に、太陽とカ
メラと量水板との間の位置関係が次の数3の条件
【0036】
【数3】γ1 = γ2 ここに、γ1:量水板面への太陽光の入射角 γ2:カメラへの量水板での光の反射角 を満たしてしまうことが、1日に1回は必ず起こる。
【0037】この条件が成立してしまうと、量水板の表
面に描画したスケール目盛り等のあらゆる模様は、カメ
ラで撮像しても識別不能となってしまう。この状態は、
約1時間位続くのが普通である。
【0038】次に、太陽光のもう1つの影響について述
べる。図12は、太陽熱によるカメラポールの変形によ
る画像処理への影響を説明する図である。例えば、カメ
ラの背後方向から太陽がカメラポールを照らすものとす
る。太陽熱によりカメラポールの裏側は、正面に比較し
てΔtだけ高温になるため、このカメラポールの表裏の
温度差により熱膨張差が発生し、カメラポールは、曲率
Rで湾曲してしまう。この曲率Rは、次の数4
【0039】
【数4】R=d0/(αΔt) で計算される。
【0040】カメラポールは地面に垂直に固定されてお
り頂上部は自由端になっているので、この曲がりにより
頂上部はΔΦだけ向きを変える。ΔΦは次の数5
【0041】
【数5】ΔΦ=H/R で計算できる。
【0042】このカメラの向きの変化から、量水標にお
けるカメラ視点の変化量ΔV(世界座標系)を計算する
と、
【0043】
【数6】ΔV=LΔΦ/SIN(Φ) となる。
【0044】ここで、 α =0.0000117(/℃) d0=1016mm H =20m L =50m Φ =70度 としたとき、温度差と曲率半径およびポール頂上向き変
化量との関係を図13に示す。更に、温度差と量水標上
の視点変化量との関係を図14に示す。また、図15は
これをグラフにしたものである。×印部は実測値であ
り、カメラポールには温度差が10度から15度あるこ
とが分かる。このように、太陽光によりカメラの向きが
変化するため、当然に、このカメラから取り込んだ画像
の画像処理に影響を与える。
【0045】次に、風の影響について分析する。図16
は、カメラポールに風を受けたときの分析のためのモデ
ルを示す図である。カメラポールは、風圧を受けるとそ
の固有振動数に近い振動を行うと思われるので、その固
有振動数を計算する。
【0046】カメラポールは、地面に固定され頂上部は
自由であるから、その固有振動数は次の数7の微分方程
式から得られ、
【0047】
【数7】
【0048】下記mに関する根として求められる。 COS(m)・COSH(m)+1=0 根は、小さい方から m1=1.6751 m2=4.6941 m3=7.8548 となる。
【0049】図17に示すように、周期の1/4を示す
振動が最も振幅が大きく揺れ影響が顕著であるので、こ
れを計算すればよい。従って、m=1.8751とす
る。固有角振動数は、次の数8
【0050】
【数8】 ω=SQRT(EI/ρA)(mi/L)**2 f=ω/2π=4.14 回/秒 で計算される。
【0051】ここで、 E=2.0×10**11 ρ=7.8×10**3 I=π/64・(do**4−d1**4) A=π/4・(do**2−d1**2) L=20m mi=1.6751 とする。
【0052】図18は、カメラシーンの振動数と振幅の
実測値を示す図である。ほぼ計算値通りの値になってお
り、このような風によるゆれも画像処理に影響を与える
ことが分かる。
【0053】太陽熱によるポールのたわみ、風によるポ
ールのかなり大きな振幅のゆれ、更に、量水標上の描画
文字や数字が画像処理で読み取れない条件を考慮する
と、 (1)画像処理アルごリズムは、後述する図19のよう
でなければならない。 (2)量水標としては、図9,図10の如き傾斜板を用
いたものを使用することが必須である。
【0054】即ち、画像処理座標系と世界座標系は、セ
ットアップ時に決定しておいても、シーンの揺れが大き
いので、画像取り込み毎に、毎回、原点補正が必要とな
る。また、原点補正は、量水標(量水板)の表面に描画
した数字や目盛が見えなくなる時間帯が1日に一回は必
ずあったり(図11での説明)、泥水による汚損などで
数字や目盛が消えてしまうことがあるので、例えば各傾
斜板(量水板)の先端部分の形状をテンプレートマッチ
ング等で認識することで原点補正するのが好ましい。本
実施形態で使用する量水標では、量水標に用いるいずれ
かの傾斜板(量水板)の特徴部分(例えば先端部分)
が、必ずカメラの画面に入ってくる構造のため、特徴部
分を用いた原点補正が常時可能となり、太陽の位置や量
水板の汚損、風などのゆれと関係なく、常時精度の高い
液位測定が可能となる。しかも、水位差が大なるときに
も都合がよく、また、量水標の水中設置も容易である。
【0055】図19は、本発明の一実施形態に係る液位
計測装置で実行する画像処理手順を示すフローチャート
であり、(イ)はシステム立ち上げ時の処理を示し、
(ロ)はオンライン処理を示す。
【0056】システム立ち上げ時には、まず、液位の存
在する例えば第1のシーン111(図9)に画面を合わ
せたカメラからこの第1シーン111中にある量水板
(傾斜板)の画像を取り込む(ステップA)。次に、世
界座標系と画像座標系の両座標系の縮尺比を計算し(ス
テップB)、両座標系の原点合わせを行う(ステップ
C)。最後に、原点補正に使う量水板の特徴部分を決め
てテンプレートを作成する。例えば、図9に符号113
や114で示す円内の量水板1cの先端部分を特徴部分
とする。
【0057】オンライン処理に入ると(図19
(ロ))、まず、カメラ画像を取り込む(ステップ
E)。例えば、第1のシーン111の画像を取り込む。
次に、量水板の特徴部分113の位置を計測し(ステッ
プF)、システム立ち上げ時に計測した位置と比較し、
ずれていた場合には原点補正する(ステップG)。次
に、液面位置を検出し(ステップH)、世界座標系の液
位に換算する(ステップJ)。
【0058】カメラシーンを液位の変動に合わせて例え
ば図9の第1シーン111から第2シーン112に移動
させることを考慮した場合、例えば、第2シーン112
中の量水板が河底近くで流れる石と衝突することでその
目盛,数字が消えている可能性が高い。しかし、本実施
形態では、目盛や数字を用いて原点補正や液位の決定を
行うのではなく(勿論、目盛りを用いて液位を決定して
もよいことはいうまでもない。)、量水板の特徴部分を
用いて原点補正を行いこの特徴部分との位置関係からの
液位を決定するため、太陽の位置や量水標の状態がどの
ようであっても、量水標の特徴部分さえ画像としてとら
えることができれば、精度の高い液位の検出が可能とな
る。
【0059】次に、図20〜図24を用いて、本実施形
態に係る液位測定装置の操作方法について説明する。図
20は、計測した液位データを帳票として出力したいと
きの操作例を示す図である。液位計測トップ画面59の
上方2段目の「帳票出力」のプルダウンメニュー中の
「時報」をクリックすると、データの条件入力画面が出
力され、ここに条件を入力すると、その条件に従った液
位データの時報リストが画面上に表示19−1される。
更にこの表示中にある「プリント」ボタンを押すと、プ
リンタに時報リストのデータが送られ、プリンタから時
報リストが出力される。図21に、この時報リストの一
例を示す。この時報リストは表形式となっているが、勿
論、グラフで出力することも可能である。図22,図2
3は、液位計測結果をグラフ出力したときの例を示す図
である。また、図24の画面に示す様に、液位計測の周
期を短くすることで、液面の波の波長や周期,振幅等を
計測して出力することも可能である。
【0060】図32は、本発明の第2実施形態に係る液
位計測装置の全体構成図である。100は画像解析によ
り液位を計測するための画像処理部であり、200はカ
メラ、300はカメラ制御装置である。400−1〜4
00−3は液位計測場所に設置した量水標(図25に示
される量水標27と同様に、土手の高さの異なる場所に
複数設置されている。)である。本実施形態に係る量水
標は、平行且つ多段に設けられた複数の傾斜板が2本の
支柱間に取り付けられている。10mとか20mとか大
きな液位変動を計測するには、長い傾斜板を取り付けれ
ばよいが、それでは量水標の幅が広くなって設置するの
が困難になるため、本実施形態では、各量水標400−
1,−2,−3を夫々多段式としている。
【0061】図33は、液位計測装置の詳細構成図であ
る。カメラ制御装置300は、レンズ200bを通して
カメラ200が撮像した映像信号を画像処理部100の
画像処理装置100aに転送するとも共に、画像処理部
100からのカメラ制御信号を受信して雲台200aの
制御やカメラ200の制御を行う。画像処理部100の
カメラ操作部100bは、カメラ制御装置300との信
号のやり取りを行う。記録装置100cは、画像処理装
置100aからの信号により制御され、画像処理結果の
画像またはカメラ生画像を記録する。入力機器としてキ
ーボード100gを備えるパソコン100dは、操作員
との間のマンマシン機能を行わせるためのものであり、
パソコン100dにはピクチャーボード100eが組み
込まれており、操作画面100fに画像処理結果の画像
やカメラ生画像が表示できるようになっている。このよ
うに、カメラ画像を画像処理装置に取り込み、エヴィデ
ンス画像を長期に渡って採取することができ、信頼性の
高い計測を可能にしている。
【0062】図34は、画像処理部100の外観図であ
る。160は収納箱で、170は前扉、180は後扉で
ある。収納箱160中には、ディスプレイ100f,パ
ソコン100d,画像処理装置100a,カメラ操作器
100b,映像記録装置100cが収納されている。
【0063】図35は、多段傾斜板式量水標の正面図で
ある。両サイドの支持フレーム190はこれも多段の補
強材210で固定され、更に、両サイドの支持フレーム
190間に平行な複数の傾斜板201が固定されてい
る。220は、計測対象の液面である。補強材210の
最上部を基準点460としている。量水標400は、地
上の基準点470との相対距離H0を考慮して設置する
ため、両基準点間の距離は既知である。
【0064】図36,図37は、カメラシーンを液位の
変動に伴い切り替える方法を示す図である。ここで、3
20はカメラシーンを示し、480はそのカメラシーン
で計測する液面範囲を示す。
【0065】図36は、液位が上昇する場合のカメラシ
ーンの切替説明図である。最初の状態が図36(イ)と
する。カメラシーン320にはシーン番号が付けられて
おり、今、シーン番号iとする。シーン番号iのカメラ
シーンの中心は、基準点460から3.5mの位置にあ
り、カメラシーン320の上下幅は2mである。液面計
測の範囲480は、基準点460から上限で3m,下限
が4mであり、幅1mとなっている。図36(イ)に示
す状態では、液面がこの上限と下限の間にあるため、シ
ーン番号iが計測に最も都合がよい。
【0066】図36(ロ)は、シーン番号iの時に液面
220が上限である3mをΔhだけ越えてしまった状態
を示す図である。この状態でも液位計測に支障は無い。
しかし、更に液位が上昇することを予想してカメラシー
ンを変更するのが望ましい。カメラシーン変更方法につ
いて以下説明する。本装置では、このような状態になっ
たらシーンを変更する処理を自動的に行う。シーン番号
は、最上位のものを‘1’とし、順次、下方になるに従
って1つづつ番号が増えるように定義しておく。シーン
番号を更新した後の状態を図36(ハ)に示す。液面が
ほぼシーンの中心にくるように次のシーンが決められ
る。図36(ハ)の場合、シーン320のシーン番号
は、1つ減じてi−1である。シーン中心は、3mの位
置であり、上限は2.5m、下限は3.5mである。液
面位置は約3m−Δhとなる。
【0067】更に、水位が上昇した状態を図36(ニ)
に示す。液位は、シーン番号i−1の上限2.5mをΔ
hだけ越えてしまった状態となっている。ここで更に、
シーンの切り替えが自動的に起こる。シーンの切り替え
後の状態を図36(ホ)に示す。このような切り替え
が、液位上昇に伴って自動的に行われ、以下、図36
(ホ)〜(チ)のようになる。
【0068】図37は、液位が減少する場合を示す図で
ある。図37(イ)のカメラシーン320は、シーン番
号i−4である。下限シーン中心は1.5mであり、上
限液位は1m、下限液位は2mである。現状の液位は液
面計測範囲480に入っている。液位が減少してΔhだ
け下限液位より低くなった状態が図37(ロ)である。
そして、シーン中心付近に液面がくるようにカメラシー
ンを切り替えた結果が、図37(ハ)である。以下、図
37(ニ)〜(ト)のように水位の減少に対してシーン
が切り替わるように仕組んである。
【0069】図38は、画像処理装置100aに搭載す
るソフトウェアの機能構成図である。画像処理装置10
0aには、カメラ200,雲台200a,パソコン10
0d,画像記録装置100cなどが接続されるので、こ
れらを制御したりデータのやり取りをするために処理プ
ログラムが必要である。管理プログラム330は、画像
処理装置100aの内部全体を統括するプログラムであ
る。この管理プログラム330のもとに、教示プログラ
ム340,計測処理プログラム350,映像記録処理プ
ログラム360,カメラシーン管理プログラム370な
どが動作する。
【0070】パソコン100dは、マンマシン操作のた
めのものであり、パソコン100dとの情報交換は、通
信プログラム420を介して行う。カメラ画像の入力や
画像処理機能の実行、映像出力などの機能は、画像専用
OS440が実行する。カメラ操作器100bや画像記
録装置100cへの制御信号の入出力は、制御用信号出
力ソフト450を介して行う。カメラ制御器100b
は、カメラ200,雲台200a近くに設置し、映像や
制御信号の通信に使用する。380,390,401,
410は、コントロール常数や計測データを格納するテ
ーブル類である。図39は、教示プログラム340の処
理手順を示すフローチャートである。教示処理は、本装
置の立ち上げ時に計測に必要な条件を装置に与える処理
である。以下、処理手順を図面により説明する。
【0071】まず、シーン番号を決める(ステップA1
00〜A300)。シーン番号が決まったら、カメラ制
御を行って当該シーン番号に対応するカメラシーンにカ
メラの向きを向け、プリセット登録する(ステップA4
00)。次に、シーン中の位置補正用特徴点を教える
(ステップA500)。そして、第1の基準点と第2の
基準点を指定し(ステップA600,A700)、2つ
の基準点間の距離を入力する(ステップA800)。以
上の処理を、全シーン番号について行う。
【0072】図40は、カメラシーン管理プログラム3
70の処理手順を示すフローチャートである。本プログ
ラムは、所定周期で実行される。例えば、5分に1回実
行されるが、どの程度の周期にするかは、液位変動の早
さとか遅さなどを考慮して決める。
【0073】まず、最新の液位計測データをテーブル4
01から取り込みこれをHsとする(ステップB10
0)。現在のシーン番号をテーブル390から取り込
み、これをnとする(ステップB200)。一方、この
シーン番号の液面計測範囲480を、図41に示すテー
ブルデータ(表データ)から求める(ステップB30
0)。図41のテーブルには、シーン番号と上限水面,
下限水面,シーン中心位置などのデータが定義されてい
る。
【0074】次のステップB400では、Hsがこのシ
ーンの液面計測範囲480に入るか否かを判定する。H
sが液面計測範囲に入るのであれば無処理(シーンは変
えない)となり、液面計測範囲から外れるときは、カメ
ラシーンを上方シーンに移動すべきか下方シーンに移動
すべきかを判定する(ステップB500)。すなわち、
液面計測範囲480の上限をHsが越えている場合には
上方シーンに移動すべきであると判定し、液面計測範囲
の下限をHsが下回っているときは、下方シーンに移動
すべきであると判定する。上方シーンに移動するときは
シーン番号を1減ずればよく(ステップB600)、下
方シーンに移動するときはシーン番号を1増加させる
(ステップB700)。そして、自動更新されたシーン
番号によりカメラを制御する。
【0075】図42は、計測プログラム350の処理手
順を示すフローチャートである。まず、カメラから画像
を取り込み(ステップC100)、特徴点による座標原
点の補正を行う(ステップC200)。次に、水面位置
の認識処理を行い(ステップC300)、水位を計算す
る(ステップC400)。このようにして水位を画像処
理により決定する。水面位置は、傾斜量水標を用いるこ
とで、水面反射像や屈折像を容易に識別できる。
【0076】図43は、画像処理に使用した画像をエヴ
ィデンスデータとして記録する処理プログラム360の
一例の処理手順を示すフローチャートである。この処理
プログラムは、一定の決められた周期で起動させる。記
録内容は、画像処理結果の画像またはカメラ生画像であ
るが、いずれも、採取日付と時刻が画像中に書き込まれ
ているのが好ましい。記憶装置の記録容量としては、7
秒に1回づつ本プログラムを起動して静止画像を記録す
る場合、120分の家庭用VTRテープに1ヶ月分のエ
ヴィデンス画像を記録することができる。家庭用VTR
テープを用いることで、テープの入手や保管が容易とな
り、また、カメラが像を直接保存できるため信頼性が高
いエヴィデンスデータを得ることができる。
【0077】図44,図45は、カメラ画像中の特徴点
を使用した画像原点補正の考え方を示す図である。図4
4は、教示の際にカメラシーン中の特徴ある図形部分2
90を装置に教え込む。装置は、特徴図形部分290か
らテンプレートを作成する。テンプレートは、2値画像
テンプレート311と濃淡画像テンプレート301の2
種類があり、片方または両方を作成し、テープレートテ
ーブル430に格納する。
【0078】図45は、テンプレートを使用してオンラ
イン水位計測時に画像座標系原点補正を行う原理を示す
図である。(イ)は、オフラインでのテンプレート作成
時の特徴点の位置関係を示す。(ロ)は、オンライン時
のテンプレートマッチング処理後の特徴点の位置を示
す。風などによるカメラポールなどの揺れにより教示時
の原点を補正しないと正確な計測結果を得ることができ
ない。(イ)(ロ)両図の上下方向の特徴点の位置の差
Δhは、次の数9式
【0079】
【数9】Δh=hx−h0 から得られる。この値で原点補正すれば、カメラの揺れ
などの影響を除くことができる。
【0080】図46は、画像処理により液面を認識する
考えかたの一例を示す図である。(イ)は原画像であ
る。(ロ)は、2値化処理結果を示す画像である。
(ハ)は、濁液などで液面の反射像が顕著な場合の処理
を示す図である。傾斜板の輪郭線上に点Pをとる。これ
は画像処理上、容易にできる。次に、点Pを輪郭線上を
下方に少しずつ移動させる。点Qで点Pの軌跡は大きく
曲がるので、その点を液面位置と認識できる。
【0081】(ニ)は、透明液で液中からの屈折像が顕
著な場合の処理を示す図である。上記と同様に点Pを輪
郭線上を下方に移動させる。反射像の時ほど顕著に曲が
らないが、スネルの法則に基づく屈曲点が現れるので、
その点を液面位置とする。
【0082】(ホ)は、波浪のある場合で液面には反射
像も屈折像も現れないので、液上の傾斜板の実像だけが
くっきりとみえる。従って、液面位置が最も明確に認識
できる。
【0083】(ヘ)は、いずれにしても傾斜板の像を解
析する方法によりどのような環境でも液面位置が認識で
きることを示している。
【0084】図47は、全体または複数の傾斜板の画像
を取り込み画像解析で液位計測するときのカメラシーン
を示す図である。490は、全体または複数の傾斜板を
含むカメラ画像の一例である。500は、シーンの基準
として使用する特徴点の一例である。特徴点の画像座標
をh0とする。201−1,201−2,201−3は
傾斜板の一例である。
【0085】図48は、全体の量液標の画像を解析して
液位計測する場合の教示処理手順を示すフローチャート
である。カメラの揺れ補正に特徴点500を使用した例
を示す(ステップE200,E300)。2つの基準点
を入力して距離変換係数を得る(ステップE400〜E
800)。さらに地上基準点との位置関係のデータを入
力する(ステップE900)。
【0086】図49は、オンラインでの液位計測の手順
を示すフローチャートである。揺れ補正のための前処理
を行い(ステップF200)、画像解析により液面位置
を求める(ステップF300)。そして液位を計算し
(ステップF400)、カメラの揺れ補正を行う(ステ
ップF500)。
【0087】このように量水標全体の画像を同じ1枚の
カメラシーン中に含むようにすると、液位変動によるカ
メラ向きの変更が不要という利点がある。このように全
体を1つのカメラシーンにおさめて液位計測を行う場合
は、カメラ操作が不要なため迅速な計測が可能になる反
面、画像の解像度が低下するため計測精度が悪くなって
しまう。これに対し、図36,図37に示したよう液位
変化に伴ってカメラシーンを変更する場合には、高精度
の液位計測が可能な反面、カメラ操作が必要なため、迅
速性が犠牲になってしまう。
【0088】しかし、本実施形態のように、全体を1カ
メラシーンとする液位計測モードと、複数のカメラシー
ンに分割し液位に応じてカメラシーンを変更する液位計
測モードとを両方備えることで、その場その場に応じて
どちらのモードでも選択できるという効果を奏する。例
えば、台風や大雨などで上流域の液位上昇が急となり下
流域への迅速な対策が必要となる場合には、精度よりも
計測の迅速性が要求される。また、強風にさらされるカ
メラの向きを操作したりレンズ操作をすることは故障の
確率が高くなるため、これらを固定として1カメラシー
ンで液位計測を行うことは、非常時の故障対策にもな
る。一方、渇水時などのダム放流の制御では、高精度の
液位計測結果をダム放流制御に反映させることで、貴重
な水資源を更に有効活用することが可能となる。本実施
形態では、これらのいずれにも対処可能となる。
【0089】上述した実施形態では、液位計測場所に多
段傾斜板式量水標を立設し、離れた箇所からカメラで液
面部分を撮像し、液位を画像処理により求めたが、多段
傾斜板式量水標を立設するのが困難な場所もある。例え
ば、ダムの様に深い場所に大構造物を設置するのは困難
である。しかし、ダムの場合には、コンクリート壁があ
るため、この壁を利用して、高精度の液位計測が可能と
なる。この実施形態を示すのが、図50であり、コンク
リート壁面510(ダムの壁面には、既に、垂直式の量
水板520が貼り付けられている。)の垂直式量水板5
20の脇に、多段傾斜板式量水板530を貼り付ける。
この量水板530には、斜めに傾斜させた傾斜板540
が複数かつ平行に設けられている。例えば、量水板53
0の表面が黒色であれば、傾斜板は、白色にするなどの
工夫をする。このように多段式とすることで、カメラの
向きを上下方向にだけ移動させるだけで、画像処理によ
る液位計測が可能となる。(もし、1本の傾斜板だけで
液位計測を行う場合には、カメラの向きを横方向にも振
らなければならなくなる。) 図51は、図50の傾斜板540に目盛りを付加した例
である。このように傾斜板に目盛りを付けることで、垂
直式量水標520とが離れていても、計測誤差を低減で
きる。
【0090】ダム壁面あるいは岸壁やタンク壁面などに
多段式傾斜板を貼り付けた液位計測方法は、2本の支柱
間に多段式に複数の傾斜板を設けた量水標を用いた液位
計測方法と同じである。
【0091】
【発明の効果】本発明によれば、液位差の大きな場合で
も量水標の幅を大きくすることなく、また、カメラシー
ンの幅を大きくしなくても済み、精度の高い液位計測が
可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態に係る液位計測装置の全体
構成図である。
【図2】垂直式量水板のカメラによる撮像画像の説明図
である。
【図3】量水標に傾斜板を組み合わせたときの撮像画像
の説明図である。
【図4】傾斜板の撮像画像の液面境界部における3態を
示す図である。
【図5】量水板表面からのカメラ入力光の明るさを説明
する図である。
【図6】カメラ向きθと反射像の明るさの関係を示す図
である。
【図7】カメラ向きθと水面下からの屈折像の明るさの
関係を示す図である。
【図8】傾斜板方式(イ)と傾斜量水板方式(ロ)の説
明図である。
【図9】本発明の一実施形態に係る量水標の正面部分拡
大図である。
【図10】本発明の別実施形態に係る量水標の正面図
(イ)と側面図(ロ)である。
【図11】カメラ画像に悪影響を与えるカメラと太陽位
置の関係を示す図である。
【図12】太陽熱によるカメラポールの変形を説明する
図である。
【図13】ポールに発生する温度差とポール頂上部の方
向変化量を示す図である。
【図14】ポールに発生する温度差とカメラシーンの視
点変化量(数値)を示す図である。
【図15】ポールに発生する温度差とカメラシーンの視
点変化量(グラフ)を示す図である。
【図16】風によるカメラポールの揺れ説明図である。
【図17】カメラポールの振動解析図である。
【図18】カメラポールの振動数実測数値を示す図であ
る。
【図19】本発明の一実施形態に係る画像処理の手順を
示すフローチャートである。
【図20】本発明の一実施形態に係る液位計測装置の操
作画面の一例(リスト出力要求)を示す図である。
【図21】本発明の一実施形態に係る液位計測装置のリ
スト出力例を示す図である。
【図22】本発明の一実施形態に係る液位計測装置の操
作画面の一例(グラフ出力要求)を示す図である。
【図23】本発明の一実施形態に係る液位計測装置のグ
ラフ出力例を示す図である。
【図24】本発明の一実施形態に係る液位計測装置の操
作画面の一例(水面波形出力要求)を示す図である。
【図25】地上に観測井を設置した従来のフロート式の
水位計測装置の構成図である。
【図26】地上に観測井を設置した従来の別方式に係る
フロート式水位計測装置の構成図である。
【図27】従来のリードスイッチ式水位計測装置の説明
図である。
【図28】従来のリードスイッチ式水位計測装置の詳細
説明図である。
【図29】従来の水晶発振子を用いた水圧式水位計測装
置の構成図である。
【図30】従来の超音波式水位計測装置の構成図であ
る。
【図31】従来の触針式水位計測装置の構成図である。
【図32】本発明の第2実施形態に係る液位計測装置の
全体構成図である。
【図33】図32に示す液位計測装置の詳細構成図であ
る。
【図34】図33に示す画像処理部の外観図である。
【図35】図32に示す多段傾斜板式量水標の正面図で
ある。
【図36】カメラシーンを液位上昇に伴い切り替える方
法を示す図である。
【図37】カメラシーンを液位下降に伴い切り替える方
法を示す図である。
【図38】画像処理装置に搭載するソフトウェアの機能
構成図である。
【図39】教示プログラムの処理手順を示すフローチャ
ートである。
【図40】カメラシーン管理プログラムの処理手順を示
すフローチャートである。
【図41】カメラシーンのデータ定義テーブル構成図で
ある。
【図42】計測プログラムの処理手順を示すフローチャ
ートである。
【図43】画像処理に使用した画像をエヴィデンスデー
タとして記録する処理プログラムの処理手順を示すフロ
ーチャートである。
【図44】カメラ画像中の特徴点を使用した画像原点補
正の考え方を示す図である。
【図45】カメラ画像中の特徴点を使用した画像原点補
正の考え方を示す図である。
【図46】画像処理により液面を認識する考えかたの一
例を示す図である。
【図47】全体または複数の傾斜板の画像を取り込み画
像解析で液位計測するときのカメラシーンを示す図であ
る。
【図48】全体の量液標の画像を解析して液位計測する
場合の教示処理手順を示すフローチャートである。
【図49】オンラインでの液位計測の手順を示すフロー
チャートである。
【図50】ダム壁面に設ける多段傾斜板式量水標の一例
を示す図である。
【図51】ダム壁面に設ける多段傾斜板式量水標の他の
例を示す図である。
【符号の簡単な説明】
1…量水標、1a,1b…支柱、1c…量水板(目盛付
き傾斜板)、2…計測器本体部、3…データ処理部、4
…カメラ、5…画像処理手段、6…画像表示手段、7…
画像記録手段、8…カメラ操作手段、9…エヴィデンス
データを記録するVTRテープ、10…カメラ雲台、1
1…カメラおよび雲台の姿勢制御装置、12…カメラポ
ール、13…データ処理用コンピュータ、14…マンマ
シン用ディスプレイ装置、15…プリンタ、16…プロ
ッタ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 鈴木 弘 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 依田 幹雄 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機電事業部内 (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 山沢 雄二 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 (31)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 液位計測場所に立設される2本の支柱間
    に複数の傾斜材が上下方向に並べて固設された量水標
    を、離れた場所から撮像手段により撮像し、撮像画像中
    の液位を前記量水標の傾斜材の画像から求めることを特
    徴とする液位計測方法。
  2. 【請求項2】 液位計測場所に存在する壁面に複数の傾
    斜材を上下方向に並べて固設して量水標を形成してお
    き、離れた場所から撮像手段により撮像し、撮像画像中
    の液位を前記量水標の傾斜材の画像から求めることを特
    徴とする液位計測方法。
  3. 【請求項3】 請求項1または請求項2において、傾斜
    材に設けられたスケールの画像から液位を求めることを
    特徴とする液位計測方法。
  4. 【請求項4】 請求項1または請求項2において、撮像
    画像中の傾斜材の特定箇所の画像と液面画像との位置関
    係から液位を求めることを特徴とする液位計測方法。
  5. 【請求項5】 請求項1または請求項2において、撮像
    画像中の傾斜材の特定箇所を識別し該特定箇所を用いて
    撮像画像の原点補正を行うことを特徴とする液位計測方
    法。
  6. 【請求項6】 請求項1乃至請求項5のいずれかにおい
    て、液面に接する傾斜材部分の画像を撮像し、該撮像画
    像から液位を求めることを特徴とする液位計測方法。
  7. 【請求項7】 請求項6において、液面が上下の傾斜材
    間に渡って上昇・下降したときに該液面の変動に応じて
    撮像手段の姿勢を制御して液面に接する傾斜材部分の画
    像を撮像し液位を求めることを特徴とする液位計測方
    法。
  8. 【請求項8】 請求項6において、量水標全体を1つの
    撮像シーンにおさめ該撮像シーンの撮像画像から液位を
    求めることを特徴とする液位計測方法。
  9. 【請求項9】 請求項7の液位計測モードと請求項8の
    液位計測モードとの両方を有し、両液位計測モードを適
    宜切り替えて液位計測を行うことを特徴とする液位計測
    方法。
  10. 【請求項10】 請求項1乃至請求項9のいずれかにお
    いて、撮像手段による静止画による画像取り込みを周期
    的に行い各静止画から各画像取り込み時における液位を
    求めることを特徴とする液位計測方法。
  11. 【請求項11】 請求項10において、周期的に求めた
    液位のデータを表形式またはグラフで出力することを特
    徴とする液位計測方法。
  12. 【請求項12】 請求項10において、周期的な取り込
    んだ各静止画を記録しておくことを特徴とする液位計測
    方法。
  13. 【請求項13】 液位計測場所に立設される2本の支柱
    間に複数の傾斜材が上下方向に並べて固設された量水標
    と、該量水標を離れた場所から撮像する撮像手段と、該
    撮像手段による撮像画像を処理して液位を前記量水標の
    傾斜材の画像から求める画像処理手段とを備えることを
    特徴とする液位計測装置。
  14. 【請求項14】 液位計測場所に存在する壁面に複数の
    傾斜材を上下方向に並べて固設して形成した量水標と、
    該量水標を離れた場所から撮像する撮像手段と、該撮像
    手段による撮像画像を処理して液位を前記量水標の傾斜
    材の画像から求める画像処理手段とを備えることを特徴
    とする液位計測装置。
  15. 【請求項15】 請求項13または請求項14におい
    て、画像処理手段は、傾斜材に描画されたスケールの画
    像から液位を求めることを特徴とする液位計測装置。
  16. 【請求項16】 請求項13または請求項14におい
    て、画像処理手段は、撮像画像中の傾斜材の特定箇所の
    画像と液面画像との位置関係から液位を求めることを特
    徴とする液位計測装置。
  17. 【請求項17】 請求項13または請求項14におい
    て、画像処理手段は、撮像画像中の傾斜材の特定箇所を
    識別し該特定箇所を用いて撮像画像の原点補正を行う手
    段を備えることを特徴とする液位計測装置。
  18. 【請求項18】 請求項13乃至請求項17のいずれか
    において、撮像手段は液面に接する傾斜材部分の画像を
    撮像し、画像処理手段は、該撮像画像から液位を求める
    ことを特徴とする液位計測装置。
  19. 【請求項19】 請求項18において、液面が上下の傾
    斜材間に渡って上昇・下降したときに該液面の変動に応
    じて撮像手段の姿勢を制御して液面に接する傾斜材部分
    の画像を撮像させる姿勢制御手段を備えることを特徴と
    する液位計測装置。
  20. 【請求項20】 請求項18において、撮像手段の姿勢
    および焦点距離を調整して量水標全体を1つの撮像シー
    ンにおさめ該撮像シーンの撮像画像から液位を求める姿
    勢制御手段を備えることを特徴とする液位計測装置。
  21. 【請求項21】 請求項19の液位計測モードと請求項
    20の液位計測モードとを適宜切り替えて液位計測を行
    う切替手段を備えることを特徴とする液位計測装置。
  22. 【請求項22】 請求項13乃至請求項21のいずれか
    において、撮像手段による静止画による画像取り込みを
    周期的に行い画像処理手段に各静止画から各画像取り込
    み時における液位を求めさせる手段を備えることを特徴
    とする液位計測装置。
  23. 【請求項23】 請求項22において、周期的に求めた
    液位のデータを表形式またはグラフで出力する出力手段
    を備えることを特徴とする液位計測装置。
  24. 【請求項24】 請求項22において、周期的な取り込
    んだ各静止画を記録する記録手段を備えることを特徴と
    する液位計測装置。
  25. 【請求項25】 液位計測場所に設置される量水標にお
    いて、液位計測場所に立設される少なくとも2本の支柱
    と、該2本の支柱間に上下方向に離間して固定される複
    数の傾斜材とで構成されることを特徴とする量水標。
  26. 【請求項26】 液位計測場所に設置される梯子状の量
    水標であって、液位計測場所に立設される少なくとも2
    本の支柱間に渡される横木部分を構成する複数の部材を
    水平に対して傾斜させて設けた傾斜材としたことを特徴
    とする量水標。
  27. 【請求項27】 請求項25または請求項26におい
    て、複数の傾斜材は平行に設けられていることを特徴と
    する量水標。
  28. 【請求項28】 請求項25または請求項26におい
    て、複数の傾斜材は交互に反対方向に傾斜させて設けら
    れていることを特徴とする量水標。
  29. 【請求項29】 請求項25乃至請求項27のいずれか
    において、傾斜材は交換可能に支柱に固設されているこ
    とを特徴とする量水標。
  30. 【請求項30】 請求項25乃至請求項29のいずれか
    において、傾斜材にスケールが設けられていることを特
    徴とする量水標。
  31. 【請求項31】 液位計測場所に存在する壁面に貼り付
    け固定される量水標において、上下方向に所定距離離間
    して貼り付け固定される複数の傾斜板で構成されること
    を特徴とする量水標。
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000329608A (ja) * 1999-05-20 2000-11-30 Sumitomo Chem Co Ltd 界面計測装置及び界面計測方法
JP2007121225A (ja) * 2005-10-31 2007-05-17 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 水位計測装置とこの水位計測装置を使用した水位計測システム
CN101886942A (zh) * 2010-06-23 2010-11-17 江苏大学 一种水尺标识方法及水位检测方法
KR101393079B1 (ko) * 2013-03-11 2014-05-12 (주) 온더시스 수표면인식용 표시부를 활용한 영상기반 수위측정시스템
CN109443476A (zh) * 2018-10-17 2019-03-08 水利部交通运输部国家能源局南京水利科学研究院 一种水位波动过程非接触量测装置及方法
CN110031060A (zh) * 2019-05-14 2019-07-19 武汉大学 投影放大水位测量精度的方法及应用

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4723969B2 (ja) * 2005-09-29 2011-07-13 みどり調剤薬局有限会社 液剤の監査システム
US8234084B2 (en) * 2009-03-17 2012-07-31 Enraf B.V. Apparatus and method for automatic gauge reading in an inventory control and management system
CN102768054B (zh) * 2012-07-24 2013-12-04 河海大学 基于监控视频及激光标识的水位测量装置及测量方法
JP5461737B1 (ja) * 2012-12-05 2014-04-02 株式会社水工技研 量水標

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000329608A (ja) * 1999-05-20 2000-11-30 Sumitomo Chem Co Ltd 界面計測装置及び界面計測方法
JP2007121225A (ja) * 2005-10-31 2007-05-17 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 水位計測装置とこの水位計測装置を使用した水位計測システム
JP4523904B2 (ja) * 2005-10-31 2010-08-11 日本電信電話株式会社 水位計測装置とこの水位計測装置を使用した水位計測システム
CN101886942A (zh) * 2010-06-23 2010-11-17 江苏大学 一种水尺标识方法及水位检测方法
KR101393079B1 (ko) * 2013-03-11 2014-05-12 (주) 온더시스 수표면인식용 표시부를 활용한 영상기반 수위측정시스템
CN109443476A (zh) * 2018-10-17 2019-03-08 水利部交通运输部国家能源局南京水利科学研究院 一种水位波动过程非接触量测装置及方法
CN110031060A (zh) * 2019-05-14 2019-07-19 武汉大学 投影放大水位测量精度的方法及应用

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