(57)【要約】【課題】水位に応じて水位計測装置および水流計測装置として利用することが可能な計測センサ、計測システムおよび計測方法を提供する。【解決手段】水位に基づき収容装置から流出する計測センサであって、水位に関する情報を取得する水位計測部と、前記計測センサの位置情報を取得する位置情報取得部と、を備える、計測センサ。【選択図】図１
2014222174.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
水位に基づき収容装置から流出する計測センサであって、
水位に関する情報を取得する水位計測部と、
前記計測センサの位置情報を取得する位置情報取得部と、
を備える、計測センサ。
【請求項２】
前記計測センサは、水位が所定の範囲から外れた場合、前記収容装置から流出する請求項１に記載の計測センサ。
【請求項３】
前記計測センサは、センサ送信部をさらに備え、
前記計測センサが前記収容装置の内部に存在する場合、前記センサ送信部は、水位に関する情報を送信し、前記計測センサが前記収容装置から流出した場合、前記センサ送信部は、前記計測センサの位置情報を送信する、請求項１または２に記載の計測センサ。
【請求項４】
前記計測センサは、前記計測センサの位置情報が変動した場合に、前記収容装置から流出したと判断する、請求項１〜３のいずれか一項に記載の計測センサ。
【請求項５】
前記計測センサは、前記計測センサの向きに関する情報を取得する角速度計測部を備える、請求項１〜４のいずれか一項に記載の計測センサ。
【請求項６】
計測センサと、
前記計測センサを収容し、水位に基づいて前記計測センサを流出する収容装置と、を備え、
前記計測センサは、水位に関する情報を取得する水位計測部、および前記計測センサの位置情報を取得する位置情報取得部を含む、計測システム。
【請求項７】
水位が所定の範囲から外れた場合、前記計測センサは前記収容装置から流出する、請求項６に記載の計測システム。
【請求項８】
前記収容装置は、上部に前記計測センサが通過可能な開口を備え、下部の少なくとも一部に水が流入する流入口を備えた柱状容器を有し、前記柱状容器の内部に前記計測センサが収容される、請求項６または７に記載の計測システム。
【請求項９】
前記計測システムは、水位算出部および水流解析部の少なくともどちらか一方をさらに備え、
前記水位算出部は、前記計測センサから取得した水位に関する情報に基づき、水位の算出を行い、
前記水流解析部は、前記計測センサの位置情報に基づき、水流状態の解析を行う、請求項６〜８のいずれか一項に記載の計測システム。
【請求項１０】
前記計測システムは、流出判断部をさらに備え、
前記流出判断部は、前記計測センサが前記収容装置から流出したか否かに基づいて、前記水位算出部、および前記水流解析部の動作を制御する、請求項９に記載の計測システム。
【請求項１１】
前記流出判断部は、前記計測センサの位置情報が変動した場合に、前記計測センサが流出したと判断する、請求項１０に記載の計測システム。
【請求項１２】
前記水位算出部は、前記水位に関する情報として鉛直方向の加速度を取得し、水位の算出を行う、請求項９〜１１のいずれか一項に記載の計測システム。
【請求項１３】
前記水流解析部は、前記計測センサから、さらに前記計測センサの向きに関する情報を取得し、前記水流状態の解析を行う、請求項９〜１２のいずれか一項に記載の計測システム。
【請求項１４】
水位に基づき収容装置から流出する計測センサを用いた計測方法であって、
水位に関する情報を取得するステップと、
水位に基づき前記計測センサが流出するステップと、
前記計測センサの位置情報を取得するステップと、
を含む計測方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、計測センサ、計測システムおよび計測方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、多発する異常気象により、防災への意識がますます高まっており、特に、洪水や津波等の水害への対策が求められている。洪水や津波等の水害を防止または軽減するためには、河川および海洋の様々な地点において、水位や水流の状態を測定することが重要である。様々な地点の水位や水流の状態を把握することにより、水害の発生を早期に検知したり、発生した水害に対し適切な対策を実施したりすることができるようになる。
【０００３】
例えば、水害を早期に検知するためには、水位の変化を把握することが重要である。具体的には、水位の短時間における異常上昇または異常下降を捉えることにより、水害の発生を早期に検知することができる。また、水害が発生した後は、被害を最小限に抑えるために水流の状態を把握することが重要である。具体的には、水流の速度および方向を把握することにより、最適な対策を実施することが可能である。
【０００４】
ここで、特許文献１には、加速度センサにより上下移動を検出し、水位に変換する技術が開示されている。また、特許文献２には、浮子を流して水流を測定する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−８５７９５号公報
【特許文献２】特開平７−８９４８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、引用文献１および２に開示された技術では、水位または水流の一方のみしか計測できない。したがって、水害発生前において重要な水位と、水害発生後において重要な水流とをそれぞれ計測するためには、水位計測装置および水流計測装置の両方を個別に設置しなければならないという問題があった。
【０００７】
そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、水位に応じて水位計測装置および水流計測装置として利用することが可能な、新規かつ改良された計測センサ、計測システムおよび計測方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、水位に基づき収容装置から流出する計測センサであって、水位に関する情報を取得する水位計測部と、前記計測センサの位置情報を取得する位置情報取得部と、を備える、計測センサが提供される。
【０００９】
前記計測センサは、水位が所定の範囲から外れた場合、前記収容装置から流出してもよい。
【００１０】
前記計測センサは、センサ送信部をさらに備え、前記計測センサが前記収容装置の内部に存在する場合、前記センサ送信部は、水位に関する情報を送信し、前記計測センサが前記収容装置から流出した場合、前記センサ送信部は、前記計測センサの位置情報を送信してもよい。
【００１１】
前記計測センサは、前記計測センサの位置情報が変動した場合に、前記収容装置から流出したと判断してもよい。
【００１２】
前記計測センサは、前記計測センサの向きに関する情報を取得する角速度計測部を備えてもよい。
【００１３】
また、上記課題を解決するために、本発明のさらに別の観点によれば、計測センサと、前記計測センサを収容し、水位に基づいて前記計測センサを流出する収容装置と、を備え、前記計測センサは、水位に関する情報を取得する水位計測部、および前記計測センサの位置情報を取得する位置情報取得部を含む、計測システムが提供される。
【００１４】
水位が所定の範囲から外れた場合、前記計測センサは前記収容装置から流出してもよい。
【００１５】
前記収容装置は、上部に前記計測センサが通過可能な開口を備え、下部の少なくとも一部に水が流入する流入口を備えた柱状容器を有し、前記柱状容器の内部に前記計測センサが収容されてもよい。
【００１６】
前記計測システムは、水位算出部および水流解析部の少なくともどちらか一方をさらに備え、前記水位算出部は、前記計測センサから取得した水位に関する情報に基づき、水位の算出を行い、前記水流解析部は、前記計測センサの位置情報に基づき、水流状態の解析を行ってもよい。
【００１７】
前記計測システムは、流出判断部をさらに備え、前記流出判断部は、前記計測センサが前記収容装置から流出したか否かに基づいて、前記水位算出部、および前記水流解析部の動作を制御してもよい。
【００１８】
前記流出判断部は、前記計測センサの位置情報が変動した場合に、前記計測センサが流出したと判断してもよい。
【００１９】
前記水位算出部は、前記水位に関する情報として鉛直方向の加速度を取得し、水位の算出を行ってもよい。
【００２０】
前記水流解析部は、前記計測センサから、さらに前記計測センサの向きに関する情報を取得し、前記水流状態の解析を行ってもよい。
【００２１】
また、上記課題を解決するために、本発明のさらに別の観点によれば、水位に基づき収容装置から流出する計測センサを用いた計測方法であって、水位に関する情報を取得するステップと、水位に基づき前記計測センサが流出するステップと、前記計測センサの位置情報を取得するステップと、を含む計測方法が提供される。
【発明の効果】
【００２２】
以上説明したように本発明によれば、水位に応じて水位計測装置および水流計測装置として利用することが可能な計測センサ、計測システムおよび計測方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の実施形態に係る計測システムの概略を示した説明図である。
【図２】本発明の実施形態に係る計測システムの収容装置の構造の具体例を示した説明図である。
【図３】本発明の実施形態に係る計測システムの収容装置から計測センサが流出する場合の具体例を示した説明図である。
【図４】本発明の実施形態に係る計測システムの内部構成を示したブロック図である。
【図５Ａ】ジャイロセンサの構造の具体例を示す説明図である。
【図５Ｂ】図５Ａのジャイロセンサが回転を検知した場合の動作を示す説明図である。
【図６】本発明の実施形態に係る情報解析装置の動作を示したフローチャート図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
【００２５】
＜１．本願発明の実施形態に係る計測システムの概略＞
本発明は、以下で一実施形態を挙げて説明するが、多様な形態で実施され得る。本発明の実施形態に係る計測システムが含む計測センサは、水位に関する情報を取得する水位計測部と、該計測センサの位置情報を取得する位置情報取得部とを備え、また、水位に基づき収容装置から流出する。
【００２６】
本発明の実施形態に係る計測センサは、水位に関する情報を取得する。したがって、該計測センサが収容装置に収容されている場合、本発明の実施形態に係る計測システムは、水位を算出する水位計測装置として使用することができる。また、該計測センサが収容装置から流出した場合、計測センサは所定のタイミング（例えば、１〜１０秒間隔等で）で該計測センサの位置情報を取得する。したがって、本発明の実施形態に係る計測システムは、該計測センサの単位時間当たりの位置情報の変動を解析することにより、水流状態を算出する水流計測装置として使用することができる。
【００２７】
以上説明したように、本発明の実施形態に係る計測システムは、計測センサが水位に応じて収容装置から流出することにより、水位計測装置および水流計測装置として用いることが可能な計測システムである。以下では、係る計測システムについて、詳細に説明を行う。
【００２８】
まず、図１〜３を参照して、本発明の実施形態に係る計測システムの概略について説明する。図１は、本発明の実施形態に係る計測システムの概略を示した説明図である。また、図２は、本発明の実施形態に係る計測システムの収容装置の構造の具体例を示した説明図であり、図３は、本発明の実施形態に係る計測システムの収容装置から計測センサが流出する場合の具体例を示した説明図である。
【００２９】
図１に示すように、本発明の実施形態に係る計測システムは、計測センサ１と、計測センサ１を収容する収容装置３と、計測センサ１からの情報を受信する情報解析装置５と、を備える。
【００３０】
ここで、計測センサ１および収容装置３は、例えば、河川および海洋等の水中に設置される。また、情報解析装置５は、例えば、収容装置３が設置された河川沿い、および収容装置３が設置された海洋に面した港湾等に設置される。
【００３１】
計測センサ１は、例えば、浮力を有し水面に浮遊するブイである。具体的には、計測センサ１は、ポリエチレン等のプラスチックおよびガラスなどで形成され、河川または海洋等を浮遊する球体ブイであってもよい。
【００３２】
計測センサ１は、水位に関する情報および計測センサ１の位置情報を取得する。具体的には、計測センサ１は、水位に関する情報として鉛直方向の加速度を取得する。計測センサ１は、水面と共に上下するため、加速度センサにより計測センサ１にかかる鉛直方向の加速度を測定することで水位変化の加速度を測定できる。また、計測センサ１は、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ  Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ）により該計測センサ１の位置情報を取得する。さらに、計測センサ１は、取得した鉛直方向の加速度、該計測センサ１の位置情報、および該計測センサ１の識別ＩＤを所定のタイミング（例えば、１〜１０秒間隔等で）で、無線通信により情報解析装置５に送信する。なお、計測センサ１は、例えば、無線アドホックネットワークによるマルチホップ通信を行い、情報解析装置５へ上記の情報を送信してもよい。
【００３３】
また、計測センサ１は、該計測センサ１の位置情報が変動したか否かに基づいて、該計測センサ１が収容装置３から流出したか否かを判断してもよい。例えば、水害等により水位が上昇した場合、計測センサ１は、収容装置３から流出する。収容装置３から流出した計測センサ１は、該計測センサ１の位置情報および識別ＩＤを情報解析装置５に送信することにより、水流センサとして用いることができるようになる。係る場合、計測センサ１は、水位に関する情報である鉛直方向の加速度を情報解析装置５へ送信することを停止してもよい。
【００３４】
なお、計測センサ１は、上述した構成に加えて、該計測センサ１が流出した場合に、さらに多くの情報収集を行うために、例えば、温度計、カメラ等の情報収集装置を備えていてもよい。また、計測センサ１は、該計測センサ１が流出した場合に救助用具として用いることができるように、例えば、マイク、拡声器、および発光装置等を備えていてもよい。さらに、計測センサ１は、該計測センサ１が流出した場合に、被災者が該計測センサ１を浮き輪代わりに用いることができるよう、ロープ等を巻きつけられていてもよい。
【００３５】
収容装置３は、内部に計測センサ１を収容する。また、収容装置３の内部に収容された計測センサ１は、水位が所定の範囲を外れた場合に流出する。具体的には、収容装置３は、ポール等で川底、海底、および岸壁などに固定された柱状容器を有し、該柱状容器の内部に計測センサ１が収容される。
【００３６】
ここで、図２および図３を参照して、収容装置３の具体的構造、および計測センサ１が収容装置３から流出する際の様子について、説明を行う。図２に示すように、収容装置３は、柱状容器３１と、柱状容器３１を保持し、川底、海底、および岸壁等に打ち込まれたポール３７から成る。また、柱状容器３１の上面は開口３３であり、下面には網３５が設けられる。
【００３７】
柱状容器３１は、例えば、内部が空洞の筒状容器であり、内部に計測センサ１を収容する。柱状容器３１の下面からは、水が自由に流出入し、柱状容器３１の内部および外部の水位は常に同一に保たれる。
【００３８】
図３に示すように、水位が上昇し、柱状容器３１の上面まで達した場合、計測センサ１は、開口３３を通過して柱状容器３１の外部に流出する。一方、水位が低下し、柱状容器３１の下面まで達した場合、網３５が設けられているため、計測センサ１は柱状容器３１の外部へ流出しない。
【００３９】
また、計測センサ１が流出する水位は、柱状容器３１の上面高さによって設定され、計測センサ１が測定可能な水位の範囲は、柱状容器３１の鉛直方向長さによって設定される。これら柱状容器３１の大きさは、計測システムを設置する地点ごとに適切に設定することが可能である。具体的には、柱状容器３１の上面高さは、該計測システムが設置される河川または海洋の管理者が定めた危険水位に対応する高さであってもよい。また、柱状容器３１の長さは、該計測システムが設置される河川または海洋の年間水位変動幅であってもよい。
【００４０】
なお、柱状容器３１の構造は、上記例示に限定されない。例えば、柱状容器３１は、下面に底が設けられて片側が閉じた構造を有し、下部の一部に水が流出入可能な流出入口が設けられた構造であってもよい。係る場合であっても、水は、流出入口を介して流出入するため、該柱状容器３１の内部および外部の水位を同一することができる。
【００４１】
さらに、柱状容器３１は、網３５等が設けられず上下端が開口した円筒構造であってもよい。係る場合、計測センサ１は、水位の上昇または下降により、柱状容器３１の上面および下面のどちらからも流出することができる。したがって、係る計測システムでは、津波等の前兆で河川および海洋の水位が急激に低下した場合にも、計測センサ１が収容装置３より流出し、該計測システムを水流計測装置として用いることができるようになる。また、係る場合では、渇水等で水位が低下した場合にも、同様に計測センサ１の流出が発生する。しかしながら、渇水による水位低下は緩やかに発生するため、係る計測システムは、水位変動の経過を参照することにより、渇水による水位低下と、津波等の前兆による河川および海洋の水位低下とを判別することができる。
【００４２】
情報解析装置５は、計測センサ１から受信した情報に基づいて、水位および水流状態の少なくともいずれか一方を算出する。具体的には、情報解析装置５は、計測センサ１が測定した鉛直方向の加速度を２回積分することにより水位の変動量を算出し、事前に登録された初期水位に基づいて、現在の水位を算出する。また、情報解析装置５は、所定のタイミング（例えば、１〜１０秒間隔等で）で発信される計測センサ１の位置情報および識別ＩＤを受信し、該計測センサ１の単位時間当たりの移動方向および移動量を算出することにより、水流状態である水流の方向および速度を算出する。
【００４３】
なお、情報解析装置５は、複数の計測センサ１から情報を受信し、それぞれについて水位および水流状態の少なくともいずれか一方を算出してもよい。特に、複数の計測センサ１を用いて水位および水流状態を測定した場合には、複数の地点での水流の傾向から、津波等を早期に検知することも可能である。
【００４４】
また、情報解析装置５は、計測センサ１の位置情報が変動したか否かに基づいて、該計測センサ１が収容装置３から流出したか否かを判断する。ここで、情報解析装置５は、計測センサ１が収容装置３に収容されていると判断した場合、水位の算出を行う。また、計測センサ１が収容装置３から流出したと判断した場合、水流状態の算出を行う。なお、情報解析装置５は、計測センサ１が収容装置３から流出したと判断した場合、水害等が発生したと判断し、非常事態を警告する警報等の発令または発令指示を出してもよい。
【００４５】
以上説明したように、本発明の実施形態に係る計測システムは、計測センサ１が収容装置３の柱状容器３１に収容されている場合、水位計測装置として用いることができる。また、計測センサ１が収容装置３から流出した場合、水流計測装置として用いることができる。したがって、本発明の実施形態に係る計測システムは、水害発生前においては、水害を早期に検知するために水位の変化を把握する水位計測装置として用いることができる。また、本発明の実施形態に係る計測システムは、水害が発生し、水位が上昇した場合には、被害を最小限に抑えるために水流状態を把握する水流計測装置として用いることができる。
【００４６】
＜２．本発明の実施形態に係る計測システムの内部構成＞
続いて、図４を参照して本発明の実施形態に係る計測システムの内部構成について、説明を行う。図４は、本発明の実施形態に係る計測システムの内部構成を示したブロック図である。
【００４７】
図４に示すように、本発明の実施形態に係る計測システムは、計測センサ１と、収容装置３と、情報解析装置５と、を含む。ここで、収容装置３については、上記で説明したとおりであるので、ここでの説明は省略する。
【００４８】
（２．１．計測センサの内部構成）
まず、計測センサ１の内部構成について、説明を行う。図４に示すように、計測センサ１は、センサ通信部１００と、水位計測部１１０と、位置情報取得部１２０と、角速度計測部１３０と、を備える。
【００４９】
センサ通信部１００は、水位に関する情報、計測センサ１の位置情報、計測センサ１の向きに関する情報、および該計測センサ１の識別ＩＤを情報解析装置５に送信する。具体的には、センサ通信部１００は、水位計測部１１０が算出した鉛直方向の加速度、位置情報取得部１２０が取得した計測センサ１の位置情報、角速度計測部１３０が算出した計測センサ１の向きに関する情報、および該計測センサ１の識別ＩＤを、所定のタイミング（例えば、１〜１０秒間隔）で繰り返し情報解析装置５に送信する。ここで、センサ通信部１００は、例えば、無線アドホックネットワークによるマルチホップ通信を行い、無線通信を行ってもよい。
【００５０】
また、センサ通信部１００は、計測センサ１の位置情報が変動したか否かに基づいて、該計測センサ１が収容装置３から流出したか否かを判断し、送信する情報を変更してもよい。例えば、計測センサ１が収容装置３に収容されている場合、センサ通信部１００は、水位に関する情報、計測センサ１の位置情報、および該計測センサ１の識別ＩＤを情報解析装置５に送信してもよい。また、計測センサ１が収容装置３から流出した場合、センサ通信部１００は、計測センサ１の位置情報、計測センサ１の向きに関する情報、および該計測センサ１の識別ＩＤを情報解析装置５に送信してもよい。
【００５１】
水位計測部１１０は、計測センサ１にかかる鉛直方向の加速度を測定する。具体的には、水位計測部１１０は、加速度センサを備え、計測センサ１にかかる鉛直方向の加速度を測定する。計測センサ１は、水面に浮遊しているため、計測センサ１の鉛直方向の加速度が水位変化の加速度となる。ここで、水位計測部１１０は、計測センサ１にかかる鉛直方向の加速度を測定するだけでなく、さらに該鉛直方向の加速度を２回積分することにより、鉛直方向の変動量を算出し、情報解析装置５に送信してもよい。なお、水位計測部１１０が備える加速度センサとしては、公知の多様な加速度センサを使用することができる。
【００５２】
位置情報取得部１２０は、ＧＰＳ衛星から電波を受信することで計測センサ１の位置情報を取得する。具体的には、位置情報取得部１２０は、複数のＧＰＳ衛星から電波を受信し、それぞれのＧＰＳ衛星との距離を算出することで計測センサ１の位置情報を取得する。また、位置情報取得部１２０は、取得した位置情報の精度を向上させるため、例えば、正確な位置座標が判明している固定局からの電波信号をさらに受信するディファレンシャルＧＰＳ（Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ  ＧＰＳ）を行ってもよい。
【００５３】
角速度計測部１３０は、計測センサ１の向きに関する情報を取得する。具体的には、角速度計測部１３０は、ジャイロセンサを備え、計測センサ１の向きに関する情報として計測センサ１にかかる水平方向の角速度を測定する。
【００５４】
係る構成により、本発明の実施形態に係る計測システムは、計測センサ１にかかる水平方向の角速度から該計測センサ１の向きを算出することで、該計測センサ１の位置情報から算出した水流状態（特に水流の方向について）を補正することができる。
【００５５】
なお、角速度計測部１３０は、計測センサ１にかかる水平方向の角速度を測定するだけでなく、さらに該水平方向の角速度から計測センサ１の向きを算出し、情報解析装置５に送信してもよい。
【００５６】
ここで、図５Ａおよび５Ｂを参照して、角速度計測部１３０が有する角速度センサの一種であるジャイロセンサの構造、および角速度の測定方法について説明を行う。図５Ａは、ジャイロセンサの構造の具体例を示す説明図である。また、図５Ｂは、図５Ａのジャイロセンサが回転を検知した場合の動作を示す説明図である。
【００５７】
図５Ａに示すように、ジャイロセンサは、駆動腕１３１Ａおよび１３１Ｂと、連結腕１３３Ａおよび１３３Ｂと、検出腕１３５Ａおよび１３５Ｂと、固定部１３７と、を備える。駆動腕１３１Ａおよび１３１Ｂは、検出腕１３５Ａおよび１３５Ｂに対して線対称で「Ａ」方向に振動しており、検出腕１３５Ａおよび１３５Ｂの表面には検出電極が形成される。また、連結腕１３３Ａおよび１３３Ｂ、固定部１３７は、剛直な構造体で形成される。
【００５８】
図５Ｂに示すように、例えば、図５Ａで示したジャイロセンサに対して、「Ｂ」方向の回転が加えられた場合、駆動腕１３１Ａおよび１３１Ｂにコリオリの力が働き、駆動腕１３１Ａおよび１３１Ｂに「Ｃ」方向の振動が発生する。さらに、駆動腕１３１Ａおよび１３１Ｂが「Ｃ」方向に振動した場合、固定部１３７が屈曲し、検出腕１３５Ａおよび１３５Ｂが「Ｄ」方向に運動する。係る検出腕１３５Ａおよび１３５Ｂの運動による電位差を検出電極にて検出することで、図５Ａで示したジャイロセンサは、回転の角速度を検出することができる。
【００５９】
以上にて、角速度計測部１３０が有するジャイロセンサの具体的構造と角速度の測定方法について説明を行った。しかしながら、本発明は上記例示に限定されず、公知の他の多様な角速度センサを用いることも可能である。
【００６０】
（２．２．情報解析装置の内部構成）
次に、情報解析装置５の内部構成について、説明を行う。図４に示すように、情報解析装置５は、装置通信部５００と、流出判断部５１０と、水位算出部５２０と、水流解析部５３０と、を備える。
【００６１】
装置通信部５００は、所定のタイミング（例えば、１〜１０秒間隔等で）で発信される計測センサ１からの信号を受信する。例えば、装置通信部５００は、計測センサ１からの無線信号を受信するアンテナである。ここで、装置通信部５００は、計測センサ１のセンサ通信部１００から無線信号を受信できれば、いかなるアンテナの形状であってもよい。
【００６２】
流出判断部５１０は、計測センサ１が収容装置３から流出したか否かを判断し、水位算出部５２０および水流解析部５３０の動作を制御する。計測センサ１は、収容装置３の内部に収容されているため、収容装置３から流出しない限り位置情報は変動しない。したがって、流出判断部５１０は、計測センサ１の位置情報が変動した場合に、該計測センサ１が収容装置３から流出したと判断することができる。
【００６３】
具体的には、流出判断部５１０は、計測センサ１から、該計測センサの位置情報を取得し、該位置情報が変動したか否かに基づいて、計測センサ１が収容装置３から流出したか否かを判断する。また、流出判断部５１０は、計測センサ１が収容装置３に収容されている場合、水位算出部５２０に水位を算出させ、計測センサ１が収容装置３から流出した場合、水流解析部５３０に水流状態を算出させる。
【００６４】
水位算出部５２０は、計測センサ１から、鉛直方向の加速度を取得し、水位を算出する。具体的には、水位算出部５２０は、計測センサ１から、該計測センサ１にかかる鉛直方向の加速度を取得し、該鉛直方向の加速度を２回積分することにより水位の変動量を算出する。さらに、水位算出部５２０は、算出した水位の変動量と、事前に登録された初期水位とを参照して、現在の水位を算出する。なお、事前に登録される初期水位は、例えば、収容装置３の最下部まで計測センサ１が下がった場合に渇水であると判定できるような値であってもよく、また、前年の平均水位であってもよい。
【００６５】
水流解析部５３０は、計測センサ１から、該計測センサ１の位置情報、水平方向の角速度を取得し、水流状態を算出する。具体的には、水流解析部５３０は、計測センサ１から所定のタイミング（例えば、１〜１０秒間隔等で）で発信される該計測センサ１の位置情報、および識別ＩＤを取得し、位置情報の変動量から計測センサ１の単位時間当たりの移動方向および移動量を算出する。また、水流解析部５３０は、算出した計測センサ１の単位時間当たりの移動方向および移動量から、該計測センサ１が存在する位置における水流の方向および速度を算出する。
【００６６】
ここで、水流解析部５３０は、計測センサ１から該計測センサ１の水平方向の角速度を取得し、該計測センサ１の向きを算出してもよい。係る場合、水流解析部５３０は、該計測センサ１の向きを用いて、位置情報から算出した計測センサ１の単位時間当たりの移動方向および移動量を補正することで、より精度の高い水流の方向および速度を算出することができる。
【００６７】
なお、上記にて説明した流出判断部５１０、水位算出部５２０、および水流解析部５３０は、例えば、演算処理装置であるＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）、ＣＰＵが使用するプログラムや演算パラメータ等を記憶するＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）、ＣＰＵの実行において使用するプログラムや、その実行において適宜変化するパラメータ等を一時記憶するＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）などによって実現することができる。
【００６８】
＜３．本発明の実施形態に係る計測システムの動作＞
以上において、本発明の実施形態に係る計測システムの構成について説明を行った。以下では、図６を参照して本発明の実施形態に係る計測システムの動作について、情報解析装置５に着目して説明を行う。図６は、本発明の実施形態に係る計測システムが含む情報解析装置５の動作を示したフローチャート図である。
【００６９】
図６に示すように、まず、水位算出部５２０は、装置通信部５００を介して、計測センサ１より水位に関する情報、識別ＩＤ等を取得する（Ｓ１００）。ここで、水位に関する情報とは、例えば、該計測センサ１の鉛直方向の加速度である。次に、水位算出部５２０は、取得した鉛直方向の加速度から水位の変動量を算出し、事前に登録された初期水位を参照して水位を算出する（Ｓ１１０）。また、流出判断部５１０は、装置通信部５００を介して、計測センサ１より該計測センサ１の位置情報、識別ＩＤ等を取得する（Ｓ１２０）。
【００７０】
続いて、流出判断部５１０は、以前に取得した該計測センサ１の位置情報を参照して、計測センサ１の位置情報が変動しているか否かを判断する（Ｓ１３０）。ここで、計測センサ１の位置情報が変動していない場合（Ｓ１３０／Ｎｏ）、流出判断部５１０は、計測センサ１が収容装置３から流出していないと判断し、情報解析装置５は、Ｓ１００に戻り、再び水位の算出に係る動作を行う。
【００７１】
また、計測センサ１の位置情報が変動している場合（Ｓ１３０／Ｙｅｓ）、流出判断部５１０は、計測センサ１が収容装置３から流出したと判断する（Ｓ１４０）。係る場合、水流解析部５３０は、装置通信部５００を介して、計測センサ１より、該計測センサ１の位置情報、向きに関する情報、識別ＩＤ等を取得する（Ｓ１５０）。ここで、向きに関する情報とは、例えば、該計測センサ１の水平方向の角速度である。
【００７２】
次に、水流解析部５３０は、取得した該計測センサ１の位置情報から、単位時間当たりの計測センサ１の移動方向および移動量を算出する。また、水流解析部５３０は、取得した水平方向の角速度から該計測センサ１の向きを算出し、該計測センサ１の移動方向を補正して水流状態を算出する（Ｓ１６０）。さらに、水流解析部５３０は、所定のタイミング（例えば、１〜１０秒間隔など）でＳ１５０およびＳ１６０の動作を繰り返し、水流状態の変化を測定する。
【００７３】
＜４．まとめ＞
以上にて、本発明の実施形態に係る計測システムについて詳細に説明を行った。本発明の実施形態に係る計測システムによれば、水位に基づき計測センサが収容装置から流出することにより、水位に応じて水位計測装置および水流計測装置として用いることが可能である。
【００７４】
ここで、本発明の実施形態に係る計測システムは、計測センサ１および情報解析装置５の数によって、限定されるものではない。例えば、本発明の実施形態に係る計測システムは、計測センサ１および情報解析装置５がそれぞれ一つずつから成る計測システムであってもよいし、複数の計測センサ１と、複数の情報解析装置５とから成る計測システムであってもよい。しかしながら、水害等の早期検知および被害防止のためには、より多くの地点の水位および水流状態を一括して解析することが望ましいため、複数の計測センサ１と、一つの情報解析装置５から成る計測システムが最も好ましい。
【００７５】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【符号の説明】
【００７６】
１        計測センサ１
３        収容装置
５        情報解析装置
３１      柱状容器
３３      開口
３５      網
３７      ポール
１００    センサ通信部
１１０    水位計測部
１２０    位置情報取得部
１３０    角速度計測部
５００    装置通信部
５１０    流出判断部
５２０    水位算出部
５３０    水流解析部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６】
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