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公開番号2025098703
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-07-02
出願番号2023215024
出願日2023-12-20
発明の名称環境データ観測計画立案支援装置及び環境データ観測計画立案支援方法
出願人株式会社日立製作所
代理人弁理士法人信友国際特許事務所
主分類G06Q 10/047 20230101AFI20250625BHJP(計算;計数)
要約【課題】観測データの送信上限回数や送信データ上限量などの送信条件を満たすとともに、観測価値の高い観測ルートを計画する。
【解決手段】環境データ観測計画立案支援装置1は、観測ルートデータに基づいて、観測機器の観測候補領域を決定する観測領域決定部103と、観測候補領域における環境情報データを用いて、観測候補領域の各位置における観測データの観測価値を評価する観測価値評価部104と、観測候補領域の各位置の観測価値を修正する観測価値修正部105と、観測データの送信条件に従って、送信される観測データの観測価値が最も高くなるように、観測データの抽出位置を決定する観測データ抽出位置決定部106と、を備える。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
観測ルートデータに基づいて、観測機器の観測候補領域を決定する観測領域決定部と、
前記観測候補領域における環境情報データを用いて、前記観測候補領域の各位置における観測データの観測価値を評価する観測価値評価部と、
前記観測候補領域の各位置の前記観測価値を修正する観測価値修正部と、
前記観測データの送信条件に従って、送信される前記観測データの前記観測価値が最も高くなるように、前記観測データの抽出位置を決定する観測データ抽出位置決定部と、を備える
環境データ観測計画立案支援装置。
続きを表示（約 1,200 文字）【請求項２】
前記送信条件は、前記観測データの送信上限回数、送信座標、送信データ上限量、前記観測データの抽出点数の少なくとも１つ以上を含む
請求項１に記載の環境データ観測計画立案支援装置。
【請求項３】
前記環境情報データは、海洋及び河川を含む水中環境の３次元空間の各位置における物理量の時系列データである
請求項２に記載の環境データ観測計画立案支援装置。
【請求項４】
観測ルートデータは、観測ルートを定義するための前記３次元空間における位置を表現するデータの集合である
請求項３に記載の環境データ観測計画立案支援装置。
【請求項５】
前記３次元空間における位置を表現するデータは、３次元座標データ又は格子データである
請求項４に記載の環境データ観測計画立案支援装置。
【請求項６】
前記観測領域決定部は、前記観測ルートから所定の許容半径の範囲内にある領域を前記観測候補領域として決定する
請求項５に記載の環境データ観測計画立案支援装置。
【請求項７】
前記観測価値評価部は、前記観測候補領域における各位置のそれぞれに、前記観測価値を評価するための観測重みを重み付けて、前記観測候補領域における各位置のそれぞれの前記観測価値を評価する
請求項６に記載の環境データ観測計画立案支援装置。
【請求項８】
前記観測価値修正部は、前記観測重みに基づいて、前記観測価値評価部により評価された前記観測価値を修正する
請求項７に記載の環境データ観測計画立案支援装置。
【請求項９】
前記観測ルートデータは、観測ルートの始点、終点、及び通過点のそれぞれの位置を表現する３次元座標又は格子であり、前記通過点が複数存在可能である
請求項２に記載の環境データ観測計画立案支援装置。
【請求項１０】
前記観測ルートの前記始点、前記終点、及び前記通過点のそれぞれの位置に基づいて、前記通過点を通過する巡回路を決定する通過点巡回路決定部と、
所定のルールに従って、決定された前記巡回路から観測ルートを選択して決定する観測ルート決定部と、
前記観測ルートとして通過候補となる観測ルート候補領域を特定する観測ルート候補領域特定部と、
前記観測ルート候補領域において、前記観測ルートを最適化にするための観測ルート候補グラフを生成する観測ルート候補グラフ生成部と、
前記観測ルート候補グラフ及び前記観測価値を用いて、前記観測ルート候補グラフから、前記観測価値が最も高いパスを前記観測ルートとして特定する観測ルート最適化部と、を備える
請求項９に記載の環境データ観測計画立案支援装置。
（【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】
本発明は、環境データ観測計画立案支援装置及び環境データ観測計画立案支援方法に関する。
続きを表示（約 1,900 文字）【背景技術】
【０００２】
海洋環境を高精度に推定するためには、海水温や塩分濃度などを観測する必要がある。海洋環境の観測手段の一つとして、水中グライダーが挙げられる。水中グライダーは、浮力制御機構を有し、水中で浮上及び沈降を繰り返しながら、長距離かつ長期間の観測を行える自律型の観測装置である。水中グライダーによる観測期間は、長期間の場合には数か月にも及ぶ。
【０００３】
一方、水中グライダーの観測データの送信は、衛星通信又は音響通信により行われるため、通信頻度及び通信速度に強い制約がある。海水は電波をほぼ通さないため、衛星通信は、水中グライダーが浮上して海上に存在する際にしか行えない。また、水中グライダーが深海に沈降している場合においては、音響通信を用いて観測データを送信することが可能であるが、通信データを受信する船舶や施設などが水中グライダーの位置から水平距離で数ｋｍの範囲に配置される必要があるとともに、通信速度も非常に遅い。それゆえ、観測データから重要度の高いデータを抽出して送信することにより、より少ない通信頻度及びデータ容量で有効な観測を行う計画を立案する必要がある。そこで、例えば、特許文献１に記載の観測データの重要度に基づいて、観測計画を算出し、可能な限り少ない周回回数で、観測対象領域を被覆する観測計画を行う技術が提案されている。また、例えば、非特許文献１に記載の海面の水温時系列データを用いて、観測価値が高い観測位置を算出する手法が提案されている。
【０００４】
特許文献１には、観測要請情報に基づいて、観測シーンリストから個別重要度の高い観測シーンを抽出し、抽出した観測シーンを示す抽出観測シーンリスト及び航行体情報に基づいて、観測シーンを組み合わせた仮の観測計画を評価し、評価値の高い仮の観測計画を決定する技術が記載されている。
【０００５】
非特許文献１には、海面の水温時系列データに対して固有直交分解（ＰＯＤ：Proper Orthogonal Decomposition）を適用し、得られた空間ＰＯＤモードを並べたセンサ候補行列を用いて観測価値を評価し、観測点位置を決定する技術、及び、観測価値を観測コストによって重みづけし、観測コスト低減と観測位置の双方の最適化を行う技術について記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
特許第７１８６９３９号公報
【非特許文献】
【０００７】
Emily Clark, Travis Askham, Steven L. Brunton, and J. Nathan Kutz, Greedy Sensor Placement With Cost Constraints. IEEE Sensors Journal, Vol.19, No.7, APRIL 1, 2019, p.2642-2656.
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上述のように、特許文献１においては、観測データの重要度に基づいて、観測計画を算出し、可能な限り少ない周回回数で、観測対象領域を被覆する観測計画を行う技術が提案されている。しかしながら、特許文献１に記載の観測計画技術は、観測データの送信回数や送信データ上限量などの送信条件を考慮していない。また、非特許文献１において、海面の水温時系列データを用いて、観測価値が高い観測位置を算出する手法が提案されている。しかしながら、非特許文献１に記載の観測位置算出手法も、上述した観測データの送信条件を考慮していない。
【０００９】
本発明は、上記状況を鑑みて成されたものであり、本発明の目的は、観測データの送信上限回数や送信データ上限量などの送信条件を満たすとともに、観測価値の高い観測ルートを計画することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、観測ルートデータに基づいて、観測機器の観測候補領域を決定する観測領域決定部と、観測候補領域における環境情報データを用いて、観測候補領域の各位置における観測データの観測価値を評価する観測価値評価部と、観測候補領域の各位置の観測価値を修正する観測価値修正部と、観測データの送信条件に従って、送信される観測データの観測価値が最も高くなるように、観測データの抽出位置を決定する観測データ抽出位置決定部と、を備える。
【発明の効果】
（【００１１】以降は省略されています）

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