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公開番号2025132078
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-09-10
出願番号2024029411
出願日2024-02-29
発明の名称人工知能を活用したクラゲ襲来予測に基づく除塵装置の運転制御システム及び運転制御方法
出願人UBEマシナリー株式会社
代理人個人,個人
主分類E02B 5/08 20060101AFI20250903BHJP(水工;基礎;土砂の移送)
要約【課題】除塵装置にクラゲが襲来しても効率的に除塵装置を運転制御できる人工知能を活用したクラゲ襲来予測に基づく除塵装置の運転制御システム及び運転制御方法を提供する。
【解決手段】本発明の人工知能を活用したクラゲ襲来予測に基づく除塵装置の運転制御システム10は、除塵装置よりも上流の取水路上に配置して水中を撮像する画像取得手段20と、
水中を撮像して得られた画像を画像解析プログラムにより画像データ化して画像中の前記クラゲを人工知能により認識する画像処理手段40と、
除塵装置前後の水位差を測定する水位差計30と、
前記画像処理手段で前記クラゲを検出したとき、および前記水位差計の測定値が設定値を超えたときに前記クラゲの襲来に追従して前記除塵装置を稼働させる制御手段60を備えたことを特徴としている。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
除塵装置よりも上流の取水路上に配置して水中を撮像する画像取得手段と、
水中を撮像して得られた画像を画像解析プログラムにより画像データ化して人工知能により画像中の影の面積率とその後の水位差の変化の相関からクラゲと認識する画像処理手段と、
除塵装置前後の水位差を測定する水位差計と、
前記画像処理手段で前記クラゲを検出したとき、および前記水位差計の測定値が設定値を超えたときに前記クラゲの襲来に追従して前記除塵装置を稼働させる制御手段を備えたことを特徴とする人工知能を活用したクラゲ襲来予測に基づく除塵装置の運転制御システム。
続きを表示（約 1,100 文字）【請求項２】
請求項１に記載された人工知能を活用したクラゲ襲来予測に基づく除塵装置の運転制御システムであって、
前記画像取得手段は水中で音波を発信して前記クラゲを検知するソナーを用いたことを特徴とする人工知能を活用したクラゲ襲来予測に基づく除塵装置の運転制御システム。
【請求項３】
請求項１又は２に記載された人工知能を活用したクラゲ襲来予測に基づく除塵装置の運転制御システムであって、
前記画像処理手段の画像認識と、前記除塵装置の運転状況、前記水位差計の水位差を人工知能により学習して運転制御の設定値を変更する学習手段を備えたことを特徴とする人工知能を活用したクラゲ襲来予測に基づく除塵装置の運転制御システム。
【請求項４】
水中を撮像して得られた画像を用いて、コンピュータに組み込まれた画像解析プログラム及び人工知能による検出結果からクラゲ襲来予測に基づく除塵装置の運転制御方法であって、
コンピュータが、水中の画像を取得する画像取得ステップと、
コンピュータが、前記画像を画像解析プログラムにより画像データ化して人工知能により画像中の影の面積率とその後の水位差の変化の相関からクラゲを検出するクラゲ検出ステップと、
コンピュータが、経時変化する画像データから人口知能によりクラゲの増加を予測する増加予測ステップと、
コンピュータが、除塵装置前後の水位差を取得する水位差取得ステップと、
コンピュータが、前記クラゲ検出ステップで前記クラゲを検出したとき、および前記水位差取得ステップの測定値が設定値を超えたときに前記クラゲの襲来に追従して前記除塵装置を稼働させる運転制御ステップを備えたことを特徴とする人工知能を活用したクラゲ襲来予測に基づく除塵装置の運転制御方法。
【請求項５】
請求項４に記載された人工知能を活用したクラゲ襲来予測に基づく除塵装置の運転制御方法であって、
前記画像取得ステップで取得する画像は、ソナーで水中に音波を発信して前記クラゲを検知した画像であることを特徴とする人工知能を活用したクラゲ襲来予測に基づく除塵装置の運転制御方法。
【請求項６】
請求項４又は５に記載された人工知能を活用したクラゲ襲来予測に基づく除塵装置の運転制御方法であって、
コンピュータが、前記クラゲ検出ステップの画像認識と、前記除塵装置の運転状況、前記水位差取得ステップの水位差を人工知能により学習して前記運転制御ステップの設定値を変更する学習ステップを備えたことを特徴とする人工知能を活用したクラゲ襲来予測に基づく除塵装置の運転制御方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、工業用水を取水するための水路に設置した除塵装置の人工知能を活用したクラゲ襲来予測に基づく運転制御システム及び運転制御方法に関する。
続きを表示（約 2,500 文字）【背景技術】
【０００２】
発電所などのプラント設備の工業用水利用先において、冷却水や工業用水を取水するための水路に除塵装置を設置している。この除塵装置は海、河川、池などの取水口に流入するクラゲや塵芥などの異物を取り除くために機能している。取水量を多く要する発電所等では、回転式網枠のスクリーンを上下に回動し連続的に塵芥を絡め捕ることでスクリーンが目詰まりすることなく除塵できる構造を採用している。
【０００３】
従来の除塵装置の運転制御は、除塵装置前後の水位差を測定して、例えば、水位差が２００ｍｍを超えると低速運転、水位差が５００ｍｍを超えると高速で運転し塵芥を捕集処理している（特許文献１の従来技術）。
このような除塵装置の設置場所において海水を取水する場合、クラゲが突然大量発生することがある。除塵装置の処理能力を上回ると発電所などの取水量を減らさなければならず、望ましくない処置を行わなければならなかった。このため、事前にクラゲの大量発生を予測できれば、除塵装置の効率的な運転が可能で、取水量を減らすことなく、また除塵装置の連続運転による過剰負荷を回避できることが期待できる。従来のカメラによる監視では水面しか見えず水中のクラゲを把握することができない。このため、クラゲの襲来時期となる夏場はクラゲの有無とは関係なく作業員の操作で装置を連続運転していたため、長期的な負荷による装置の経年劣化が問題となっていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開平５－３２１２２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明が解決しようとする課題は、上記従来技術の問題点に鑑み、除塵装置にクラゲが襲来しても効率的に除塵装置を運転制御できる人工知能を活用したクラゲ襲来予測に基づく除塵装置の運転制御システム及び運転制御方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、上記課題を解決するための第１の手段として、除塵装置よりも上流の取水路上に配置して水中を撮像する画像取得手段と、
水中を撮像して得られた画像を画像解析プログラムにより画像データ化して人工知能により画像中の影の面積率とその後の水位差の変化の相関からクラゲと認識する画像処理手段と、
除塵装置前後の水位差を測定する水位差計と、
前記画像処理手段で前記クラゲを検出したとき、および前記水位差計の測定値が設定値を超えたときに前記クラゲの襲来に追従して前記除塵装置を稼働させる制御手段を備えたことを特徴とする人工知能を活用したクラゲ襲来予測に基づく除塵装置の運転制御システムを提供することにある。
上記第１の手段によれば、クラゲの発生を検知して襲来に追従するように除塵装置を効率的に低速又は高速運転制御しているので、連続運転を回避して長期的な負荷による装置の経年劣化を低減できる。
【０００７】
本発明は、上記課題を解決するための第２の手段として、第１の手段において、前記画像取得手段は水中で音波を発信して前記クラゲを検知するソナーを用いたことを特徴とする人工知能を活用したクラゲ襲来予測に基づく除塵装置の運転制御システムを提供することにある。
上記第２の手段によれば、水面に限らず水中のクラゲを検出することができる。
【０００８】
本発明は、上記課題を解決するための第３の手段として、第１又は第２の手段において、前記画像処理手段の画像認識と、前記除塵装置の運転状況、前記水位差計の水位差を人工知能により学習して運転制御の設定値を変更する学習手段を備えたことを特徴とする人工知能を活用したクラゲ襲来予測に基づく除塵装置の運転制御システムを提供することにある。
上記第３の手段によれば、除塵装置の運転開始の設定値を除塵装置が効率的に運転、換言すると連続運転によらず、低速又は高速の運転切替によって大量の塵芥を捕集できる値に設定できる。
【０００９】
本発明は、上記課題を解決するための第４の手段として、水中を撮像して得られた画像を用いて、コンピュータに組み込まれた画像解析プログラム及び人工知能による検出結果からクラゲ襲来予測に基づく除塵装置の運転制御方法であって、
コンピュータが、水中の画像を取得する画像取得ステップと、
コンピュータが、前記画像を画像解析プログラムにより画像データ化して人工知能により画像中の影の面積率とその後の水位差の変化の相関からクラゲを検出するクラゲ検出ステップと、
コンピュータが、経時変化する画像データから人口知能によりクラゲの増加を予測する増加予測ステップと、
コンピュータが、除塵装置前後の水位差を取得する水位差取得ステップと、
コンピュータが、前記クラゲ検出ステップで前記クラゲを検出したとき、および前記水位差取得ステップの測定値が設定値を超えたときに前記クラゲの襲来に追従して前記除塵装置を稼働させる運転制御ステップを備えたことを特徴とする人工知能を活用したクラゲ襲来予測に基づく除塵装置の運転制御方法を提供することにある。
上記第４の手段によれば、クラゲの発生を検知して襲来に追従するように除塵装置を効率的に低速又は高速運転制御しているので、連続運転を回避して長期的な負荷による装置の経年劣化を低減できる。
【００１０】
本発明は、上記課題を解決するための第５の手段として、第４の手段において、前記画像取得ステップで取得する画像は、ソナーで水中に音波を発信して前記クラゲを検知した画像であることを特徴とする人工知能を活用したクラゲ襲来予測に基づく除塵装置の運転制御方法を提供することにある。
上記第５の手段によれば、水面に限らず水中のクラゲを検出することができる。
（【００１１】以降は省略されています）

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