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公開番号2024180092
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-12-26
出願番号2023099537
出願日2023-06-16
発明の名称流量観測システム、流量観測方法および流量観測プログラム
出願人三菱電機株式会社
代理人個人
主分類G01F 1/00 20220101AFI20241219BHJP(測定;試験)
要約【課題】保守作業の負荷を抑制することが可能な流量観測システムを得ること。
【解決手段】流量観測システム100は、カメラ1により撮影された河川の表面の画像から河川の流速を算出する河川流速算出部55と、レーザー測距装置2により測定された河川の表面の点群データから河川の表面の傾きを算出する河川表面傾斜算出部56と、水位計測装置3により測定された河川の水位を示す水位データを受信する水位データ受信部47と、河川流速算出部55により算出された流速を示す河川流速情報と、河川表面傾斜算出部56により算出された傾きを示す河川表面傾斜情報と、水位データ受信部47により受信された水位データとを利用して河川の流量を算出する流量算出部48と、を備える。
【選択図】図3
特許請求の範囲【請求項１】
カメラにより撮影された河川の表面の画像から前記河川の流速を算出する河川流速算出部と、
レーザー測距装置により測定された前記河川の表面の点群データから前記河川の表面の傾きを算出する河川表面傾斜算出部と、
水位計測装置により測定された前記河川の水位を示す水位データを受信する水位データ受信部と、
前記河川流速算出部により算出された前記流速を示す河川流速情報と、前記河川表面傾斜算出部により算出された前記傾きを示す河川表面傾斜情報と、前記水位データ受信部により受信された前記水位データとを利用して前記河川の流量を算出する流量算出部と、
を備えることを特徴とする流量観測システム。
続きを表示（約 1,400 文字）【請求項２】
前記カメラによる撮影範囲と前記レーザー測距装置による測定範囲とを共通とする、
ことを特徴とする請求項１に記載の流量観測システム。
【請求項３】
前記水位計測装置による水位の計測位置が前記カメラによる撮影範囲に含まれる、
ことを特徴とする請求項１に記載の流量観測システム。
【請求項４】
前記カメラの状態を判定するカメラ状態判定部と、
前記カメラ状態判定部による判定結果に基づいて前記カメラの画角を調整するカメラ制御部と、
を備えることを特徴とする請求項１に記載の流量観測システム。
【請求項５】
前記流量算出部は、前記河川流速情報および前記河川表面傾斜情報を前記河川における風向および風速に基づいて補正し、補正後の前記河川流速情報および前記河川表面傾斜情報を使用して前記河川の流量を算出する、
ことを特徴とする請求項１から４のいずれか一つに記載の流量観測システム。
【請求項６】
前記流量算出部は、前記河川流速情報、前記河川表面傾斜情報および前記水位データの取得状態に対応する流量算出アルゴリズムを使用して前記河川の流量を算出する、
ことを特徴とする請求項１に記載の流量観測システム。
【請求項７】
前記流量算出部は、複数の流量算出アルゴリズムを使用して前記河川の流量を算出し、複数の流量算出結果それぞれが妥当であるか否かを判定用流量との比較により判定し、妥当ではない流量算出結果については除外する、
ことを特徴とする請求項１に記載の流量観測システム。
【請求項８】
前記流量算出部は、前記河川流速情報、前記河川表面傾斜情報および前記水位データと、前記河川における風向および風速とに基づいて、複数の流量算出アルゴリズムの中の１つを選択し、選択した流量算出アルゴリズムを使用して前記河川の流量を算出する、
ことを特徴とする請求項１に記載の流量観測システム。
【請求項９】
前記流量算出部は、前記河川流速情報、前記河川表面傾斜情報および前記水位データを含む河川流量関連情報と、前記河川における風向および風速の情報を含む河川環境情報とに基づいて前記河川の流量算出で使用する流量算出アルゴリズムを推論するための学習済モデルを用いて、前記河川の流量算出で使用する流量算出アルゴリズムを選択する、
ことを特徴とする請求項８に記載の流量観測システム。
【請求項１０】
カメラにより撮影された河川の表面の画像から前記河川の流速を算出する河川流速算出ステップと、
レーザー測距装置により測定された前記河川の表面の点群データから前記河川の表面の傾きを算出する河川表面傾斜算出ステップと、
水位計測装置により測定された前記河川の水位を示す水位データを受信する水位データ受信ステップと、
前記河川流速算出ステップで算出した前記流速を示す河川流速情報と、前記河川表面傾斜算出ステップで算出した前記傾きを示す河川表面傾斜情報と、前記水位データ受信ステップで受信した前記水位データとを利用して前記河川の流量を算出する流量算出ステップと、
を含むことを特徴とする流量観測方法。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、河川の流量を観測する流量観測システム、流量観測方法および流量観測プログラムに関する。
続きを表示（約 2,000 文字）【背景技術】
【０００２】
河川においては、所定の箇所において流量の観測が行われる。例えば、特許文献１には、超音波計測装置を利用して水面下の河床形状および流速を計測し、水量を求めることが可能な河川状態計測装置が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開平１１－３０４４８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載の河川状態計測装置によれば、河川の状態をリアルタイムに計測して水量を特定することが可能となる。しかしながら、特許文献１に記載の河川状態計測装置は、超音波送受信器を水中に固定して使用するため、超音波送受信機の設置自体の作業負荷が大きい。また、点検、修理などを行う保守作業は、超音波送受信器を一度取り外して地上で行う、または、水中で行う必要があり、作業負荷が大きい。一度取り外した場合も再取り付け作業は水中で行う必要があり、特別なスキルや経験が必要となる。また、作業時間も大きくなることが考えられる。保守作業の負荷はできるだけ小さくすることが望まれる。
【０００５】
本開示は、上記に鑑みてなされたものであって、保守作業の負荷を抑制することが可能な流量観測システムを得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本開示にかかる流量観測システムは、カメラにより撮影された河川の表面の画像から河川の流速を算出する河川流速算出部と、レーザー測距装置により測定された河川の表面の点群データから河川の表面の傾きを算出する河川表面傾斜算出部と、水位計測装置により測定された河川の水位を示す水位データを受信する水位データ受信部と、河川流速算出部により算出された流速を示す河川流速情報と、河川表面傾斜算出部により算出された傾きを示す河川表面傾斜情報と、水位データ受信部により受信された水位データとを利用して河川の流量を算出する流量算出部と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本開示によれば、保守作業の負荷を抑制することが可能な流量観測システムを実現できる、という効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
実施の形態１にかかる流量観測システムの構成例を示す図
実施の形態１にかかる流量観測システムの適用例を示す図
実施の形態１にかかる流量観測システムのカメラ、レーザー測距装置、水位計測装置および流量観測装置の構成例を示す図
実施の形態１にかかる流量観測装置の動作の一例を示すフローチャート
実施の形態１にかかる流量観測装置の河川表面傾き算出部が河川表面の傾きを算出する方法の一例を示す図
流量観測装置を実現するハードウェアの一例を示す図
実施の形態３にかかる流量観測装置が備える流量算出部の構成例を示す図
実施の形態３にかかる流量観測装置が備える流量算出部が河川の流量を算出する動作の一例を示すフローチャート
アルゴリズム選択部を実現する学習装置の構成例を示す図
ニューラルネットワークを説明するための図
学習装置の動作の一例を示すフローチャート
アルゴリズム選択部を実現する推論装置の構成例を示す図
推論装置の動作の一例を示すフローチャート
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下に、本開示の実施の形態にかかる流量観測システム、流量観測方法および流量観測プログラムを図面に基づいて詳細に説明する。
【００１０】
実施の形態１．
図１は、実施の形態１にかかる流量観測システム１００の構成例を示す図である。流量観測システム１００は、河川の水面を撮影するカメラ１と、河川の水面形状を測定するレーザー測距装置２と、河川の水位を計測する水位計測装置３と、河川の流量を算出する流量観測装置４とを含む。カメラ１は、例えばＣＣＴＶ（Closed Circuit Television）カメラである。カメラ１、レーザー測距装置２および水位計測装置３は通信装置１０－１に接続される。流量観測装置４は通信装置１０－２に接続される。通信装置１０－１および通信装置１０－２は通信ネットワークを構成する。以下では、河川の水面を河川の表面、河川表面などと記載する場合がある。なお、図１では、カメラ１、レーザー測距装置２および水位計測装置３が１つの通信装置１０－１に接続される例を示したがこの構成に限定されない。例えば、カメラ１、レーザー測距装置２および水位計測装置３がそれぞれ異なる通信装置に接続される構成であってもよい。
（【００１１】以降は省略されています）

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