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公開番号2024159394
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-11-08
出願番号2023127991,2023074609
出願日2023-08-04,2023-04-28
発明の名称水門監視制御装置、水門監視システム、水門監視方法及び水門監視方法をコンピュータに実行させるコンピュータプログラム
出願人荏原実業株式会社
代理人弁理士法人谷・阿部特許事務所
主分類E02B 7/20 20060101AFI20241031BHJP(水工;基礎;土砂の移送)
要約【課題】水門においてゲート下に留まり、ゲート閉鎖を妨げる異物を検出し、ゲート閉鎖の信頼性を高めることができる水門監視装置を提供する。
【解決手段】河川または水路の流れ方向に沿う複数の位置を撮影するカメラ21a、21b、21cによって撮影された複数の画像を取得するネットワーク通信部117、水の流れ方向を示す流向情報を取得する流速・流向計17、流向情報から画像の時系列を判定し、先に撮影された画像と後に撮像された画像とを比較して異物の異同を判定して河川または水路を流れる異物を検出する異物検出部111と、検出された異物の河川または水路における位置及び時刻に基づいて、異物の流速を算出する異物流速算出部113と、算出された異物流速に基づいて、異物が水門3のゲート13を閉じる障害になり得るか否かを判定する障害判定部115と、により水門監視装置を構成する。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
河川または水路に設けられた水門を監視する水門監視装置であって、
前記河川または前記水路の流れ方向に沿う複数の位置を撮影する複数のカメラによって撮影された複数の画像を取得する画像取得部と、
前記河川または前記水路における水の流れ方向を示す流向情報を取得する流向情報取得部と、
前記画像取得部によって取得された複数の前記画像から、前記河川または前記水路を流れる異物を検出する異物検出部と、
前記異物検出部によって検出された前記異物の前記河川または前記水路における位置及び時刻に基づいて、前記異物の流速である異物流速を算出する異物流速算出部と、
前記異物流速算出部によって算出された前記異物流速に基づいて、前記異物が前記水門のゲートを閉じる障害になり得るか否かを判定する障害判定部と、を含み、
前記異物検出部は、
前記流向情報に基づいて、前記画像の時系列を判定し、当該判定に基づく先に撮影された前記画像と、後に撮像された前記画像とを比較して前記異物の異同を判定する、
水門監視装置。
続きを表示（約 1,600 文字）【請求項２】
前記河川または前記水路を流れる水の流速を測定した流速データを取得する水流速取得部をさらに備え、
前記障害判定部は、前記異物流速と前記水の流速とを比較する流速比較部を含み、前記異物流速が前記水の流速よりも遅い場合に前記異物が前記水門のゲートを閉じる障害になり得ると判定する、請求項１に記載の水門監視装置。
【請求項３】
前記障害判定部は、前記水門よりも上流にある前記河川または前記水路を撮影した前記画像において検出された前記異物が、前記異物流速に基づく時間の範囲内に前記水門よりも下流にある前記河川または前記水路を撮影した前記画像において検出されない場合に前記異物が前記水門のゲートを閉じる障害になり得ると判定する、請求項１に記載の水門監視装置。
【請求項４】
前記異物が前記水門のゲートを閉じる障害になり得ると判定した場合、前記水門の前記ゲートを開閉するゲート駆動部に対して前記ゲートを１回以上開閉するための駆動信号を送信する駆動信号送信部をさらに備える、請求項１に記載の水門監視装置。
【請求項５】
前記異物が前記水門のゲートを閉じる障害になり得ると判定し、かつ、前記異物の安全性が確保できない場合、前記異物を人手によって除去するように指示する現地対応指示信号を送信する対応信号送信部をさらに備える、請求項１に記載の水門監視装置。
【請求項６】
前記異物が前記水門のゲートを閉じる障害になり得ると判定し、かつ、人手により前記異物の除去に対応できない場合、スピーカ及びライトの少なくとも一方を含む警報装置に対し、警報を発するように指示する警報指示信号を送信する警報信号送信部をさらに備える、請求項１に記載の水門監視装置。
【請求項７】
河川または水路に設けられた水門を監視する水門監視システムであって、
前記河川または前記水路の流れ方向に沿う複数の位置を撮影する複数のカメラと、
前記河川または前記水路における水の流れ方向を示す流向情報を取得する流向情報取得部と、
前記複数のカメラによって撮影された複数の前記画像から、前記河川または前記水路を流れる異物を検出する異物検出部と、
前記異物検出部によって検出された前記異物の前記河川または前記水路における位置及び時刻に基づいて、前記異物の流速である異物流速を算出する異物流速算出部と、
前記異物流速算出部によって算出された前記異物流速に基づいて、前記異物が前記水門のゲートを閉じる障害になり得るかを判定する障害判定部と、
前記異物が前記水門のゲートを閉じる障害になり得ると前記障害判定部が判定した場合、前記水門の前記ゲートを１回以上開閉するように駆動するゲート駆動部と、を含み、
前記異物検出部は、
前記流向情報に基づいて、前記画像の時系列を判定し、当該判定に基づく先に撮影された前記画像と、後に撮像された前記画像とを比較して前記異物の異同を判定する、
水門監視システム。
【請求項８】
前記異物検出部、前記異物流速算出部及び前記障害判定部の少なくとも一部がネットワークを介して接続されたサーバ装置に設けられている、請求項７に記載の水門監視システム。
【請求項９】
前記複数のカメラを不連続に選択するカメラ選択部を含み、前記異物検出部は、前記カメラ選択部によって選択された前記カメラが撮影した画像から、前記河川または前記水路を流れる異物を検出する、請求項７に記載の水門監視システム。
【請求項１０】
風力発電によって発生した電力及び太陽光発電によって発生した電力の少なくとも一方を蓄電する蓄電池を含み、前記蓄電池は、前記ゲート駆動部に電力を供給する、請求項７に記載の水門監視システム。
（【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、水門監視制御装置、水門監視システム、水門監視方法及び水門監視方法をコンピュータに実行させるコンピュータプログラムに関する。
続きを表示（約 2,600 文字）【背景技術】
【０００２】
近年、気候変動に伴う降雨量の増加等による水災害が多発化する傾向にある。令和元年東日本台風（台風19号）においては、水門のゲートが閉鎖されず、増水した河川水が下水道に逆流して市街地に溢れる等の浸水被害が発生している。また、ゲート等の操作は、暴風雨下での操作となるため、操作員の安全対策も必要である。さらに、現在、このような操作員の高齢化が進行し、その確保が課題となっていることから、操作に係る作業の負荷軽減も求められている。
【０００３】
上記の点に鑑みてなされた技術が、例えば、特許文献１、特許文献２に記載されている。特許文献１に記載の「津波及び／または高潮警報時の閉門方法及びそのシステム」は、門制御装置に周辺監視カメラ、門扉監視装置、警告装置、門駆動装置等を通信手段により接続して構成される。そして、特許文献１には、操作員が監視カメラで異物の状況を確認し、異物が問題なければ閉門指示を出し、問題になる異物が確認された場合、その異物を排除するように現地に指示するか、異物が通過するのを待って閉門指示を出すことが記載されている。また、特許文献２に記載の防水設備の緊急閉鎖制御システムは、水門の岸の左右に設けられた監視用テレビカメラを含んでいる。特許文献２に記載の画像処理回路は、テレビカメラによって撮影された画像を画像処理して解析する。そして、船舶が通過航行していないと判断された場合、水門は緊急閉鎖されることが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２００３－２７８１２２号公報
特開２００７－３３２５３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記した特許文献１、特許文献２は、いずれも水門付近の異物が水門を通過することを前提にし、異物の検知及び異物通過を待って水門を閉鎖するようにしている。しかしながら、小型ゲートと言われる扉体面積１０ｍ
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未満の樋門等においては、樋門（水門）のゲート付近に異物が引っかかる。あるいは砂等が堆積してゲートの閉鎖を妨げる可能性がある。このような異物は、水門付近で水面を上方から、あるいは水中を撮影するカメラ等により検出することが考えられる。ただし、水路内の水は、特に降雨量が多い状況下にあっては濁り、カメラが異物を検出するために充分鮮明な画像を撮影することが困難になる。
【０００６】
本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、水門においてゲート下に留まり、ゲート閉鎖を妨げる異物を検出し、ゲート閉鎖の信頼性を高めることができる水門監視装置、水門監視方法及び水門監視方法及び水門監視方法をコンピュータに実行させるコンピュータプログラムを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために本発明の一形態の水門監視装置は、河川または水路に設けられた水門を監視する水門監視装置であって、河川または水路の流れ方向に沿う複数の位置を撮影する複数のカメラによって撮影された複数の画像を取得する画像取得部と、河川または水路における水の流れ方向を示す流向情報を取得する流向情報取得部と、画像取得部によって取得された複数の画像から、河川または水路を流れる異物を検出する異物検出部と、異物検出部によって検出された異物の河川または水路における位置及び時刻に基づいて、異物の流速である異物流速を算出する異物流速算出部と、異物流速算出部によって算出された異物流速に基づいて、異物が水門のゲートを閉じる障害になり得るか否かを判定する障害判定部と、を含み、異物検出部は、流向情報に基づいて、画像の時系列を判定し、この判定に基づく先に撮影された画像と、後に撮像された画像とを比較して異物の異同を判定する。
【０００８】
本発明の一形態の水門監視システムは、河川または水路に設けられた水門を監視する水門監視システムであって、河川または水路の流れ方向に沿う複数の位置を撮影する複数のカメラと、河川または水路における水の流れ方向を示す流向情報を取得する流向情報取得部と、複数のカメラによって撮影された複数の画像から、河川または水路を流れる異物を検出する異物検出部と、異物検出部によって検出された異物の河川または水路における位置及び時刻に基づいて、異物の流速である異物流速を算出する異物流速算出部と、異物流速算出部によって算出された異物流速に基づいて、異物が水門のゲートを閉じる障害になり得るかを判定する障害判定部と、異物が水門のゲートを閉じる障害になり得ると障害判定部が判定した場合、水門のゲートを１回以上開閉するように駆動するゲート駆動部と、を含み、異物検出部は、流向情報に基づいて、画像の時系列を判定し、この判定に基づく先に撮影された画像と、後に撮像された画像とを比較して異物の異同を判定する。
【０００９】
本発明の一態様の水門監視方法は、河川または水路に設けられた水門を監視する水門監視方法であって、画像取得部が、河川または水路の流れ方向に沿う複数の位置を撮影する複数のカメラによって撮影された複数の画像を取得する工程と、流向情報取得部が、河川または水路における水の流れ方向を示す流向情報を取得する工程と、異物検出部が、取得された複数の画像から、河川または水路を流れる異物を検出する工程と、異物流速算出部が、検出された異物の河川または水路における位置及び時刻に基づいて、異物の流速である異物流速を算出する工程と、
障害判定部が、異物流速に基づいて、異物が水門のゲートを閉じる障害になり得るか否かを判定する工程と、を含み、異物検出部は、異物を検出する工程において、流向情報に基づいて、画像の時系列を判定し、この判定に基づく先に撮影された画像と、後に撮像された画像とを比較して異物の異同を判定する。
【００１０】
本発明の一態様の水門監視方法をコンピュータに実行させるコンピュータプログラムは、上記水門監視方法をコンピュータに実行させる。
【発明の効果】
（【００１１】以降は省略されています）

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