(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザー光を観測地点に向けて出力する光出力手段と、前記光出力手段が前記レーザー光を出力する角度、高さおよび方向を制御する送信制御手段とを有する送信ユニットと、
前記観測地点で前記レーザー光が反射した反射光を受光し、前記反射光の強度のデータを出力する受光手段と、前記受光手段が前記レーザー光を受光する角度、高さおよび方向を制御する受光制御手段とを有する受信ユニットと、
前記受光手段において前記反射光を受光できるように、前記送信ユニット、前記受信ユニットおよび前記観測地点の位置関係を基に、前記光出力手段が前記レーザー光を出力する角度、高さおよび方向の条件を含む第１の設定条件と、前記受光手段が前記反射光を受光する角度、高さおよび方向の条件を含む第２の設定条件を判断する判断手段と、
前記判断手段が判断した前記第１の設定条件および前記第２の設定条件に基づいて、前記送信ユニットおよび前記受信ユニットを、無線通信を介して制御して、前記強度のデータを取得する制御手段と、
を有することを特徴とする観測システム。
【請求項２】
前記判断手段は、前記送信ユニットと前記受信ユニットの間の複数の観測地点ごとに、前記第１の設定条件および前記第２の設定条件を判断する手段をさらに有し、
前記制御手段は、前記観測地点ごとに判断された前記第１の設定条件および前記第２の設定条件を基に、前記送信ユニットおよび前記受信ユニットを制御して、前記観測地点ごとに前記反射光の強度を取得することを特徴とする請求項１記載の観測システム。
【請求項３】
前記反射光の強度と所定の基準との比較を基に、前記観測地点における異物の有無を判断する異物判断手段をさらに有することを特徴とする請求項１または２いずれかに記載の観測システム。
【請求項４】
前記光出力手段は、前記レーザー光を前記観測地点の水面に出力し、前記光受光手段は、前記レーザー光が前記観測地点の前記水面で反射した前記反射光を受光することを特徴とする請求項１から３いずれかに記載の観測システム。
【請求項５】
前記送信ユニットおよび前記受信ユニットは、前記光出力手段および前記光受光手段の前記水面からの高さを計測する高さ計測手段をさらに有し、
前記判断手段は、前記水面からの高さを基に前記第１の設定条件および前記第２の設定条件を判断することを特徴とする請求項４に記載の観測システム
【請求項６】
前記送信ユニットおよび前記受信ユニットが移動手段を有することを特徴とする請求項１から５いずれかに記載の観測システム。
【請求項７】
前記判断手段と、前記制御手段とによって構成される制御ユニットをさらに有し、
前記制御ユニットは前記送信ユニットおよび前記受信ユニットとは異なる地点に設置されていることを特徴とする請求項１から６いずれかに記載の観測システム。
【請求項８】
レーザー光を観測地点に向けて出力する光出力手段と、前記光出力手段が前記レーザー光を出力する角度および高さを制御する送信制御手段とを有する送信ユニットと、
前記観測地点で前記レーザー光が反射した反射光を受光し、前記反射光の強度のデータを出力する受光手段と、前記受光手段が前記レーザー光を受光する角度および高さを制御する受光制御手段とを有する受信ユニットと、を有する観測システムにおける観測方法であって、
前記受光手段において前記反射光を受光できるように、前記送信ユニット、前記受信ユニットおよび前記観測地点の位置関係を基に、前記光出力手段が前記レーザー光を出力する角度および高さの条件を含む第１の設定条件と、前記受光手段が前記反射光を受光する角度および高さの条件を含む第２の設定条件を判断し、
前記第１の設定条件および前記第２の設定条件に基づいて、前記送信ユニットおよび前記受信ユニットを、無線通信を介して制御して、前記強度のデータを取得することを特徴とする観測方法。
【請求項９】
前記送信ユニットと前記受信ユニットの間の複数の観測地点ごとに、前記第１の設定条件および前記第２の設定条件を判断し、
前記観測地点ごとに判断された前記第１の設定条件および前記第２の設定条件を基に、前記送信ユニットおよび前記受信ユニットを制御して、前記観測地点ごとに前記反射光の強度を取得することを特徴とする請求項８に記載の観測方法。
【請求項１０】
前記反射光の強度と所定の基準との比較を基に、前記観測地点における異物の有無を判断することを特徴とする請求項８または９いずれかに記載の観測方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は環境の観測システムに関する技術であり、特に水面の油膜や異物を観測する水面の観測システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
海、河川、湖沼などの公共水域、工場の浄水や排水関連設備などにおいて、水の利用、船舶等の安全航行、生産環境の維持、水産資源の保護等のため、水面の状況や水質を観測し状況の把握を行うことは重要である。水面状況などの環境観測は常時または定期的に行われることが多く、また、広域で行われることもあるため、人の介在はなるべく少ないことが望ましい。そのため、水面の状況を観測するための装置等の検討が行われている。水面の状況の観測の内容としては、油膜等の層、ゴミなどの異物、微生物の大量発生等の有無の観測があげられる。水面の油膜の有無を観測するための装置として油膜検出装置がある。油膜検出装置としては、特許文献１のような装置が開示されている。
【０００３】
特許文献１の油膜検出装置は投光手段と、受光手段と、反射量の演算手段と、判定手段を備えている。投光手段からレーザー光が水面へ向けて照射され、水面で反射した光が受光手段で受光され、照射光の強度に対する受光した光の強度の比、すなわち光の反射率の測定が行われる。レーザー光は一定周期で角度を変化させるため、水面の変化に対応することができる。反射量の演算手段および判定手段において、正常の水面の反射率と測定された反射率が比較され、油膜や異物の有無が判定される。油膜や異物が有りと判定されると、油膜や異物の存在を示す信号が発せられて、油膜の存在が検出できる。
【０００４】
特許文献２に開示されている油膜検出装置はさらに水位計を備えており、水位計の観測結果を基に、水面と投光手段および受光手段の距離を一定に保つための機構を有する。この機構を有することにより、水の変動が大きくても水面の観測が可能であるとしている。
【０００５】
特許文献３に開示されている油膜検出装置は、投光手段と、受光手段と、偏光分離手段と、分離した偏光成分を測定する手段を備えている。特許文献３の油膜検出装置では、偏光成分の比で水面の油膜の有無を判定する。水面で反射される光のうち一定の反射角で反射する光を受光するが、一定の反射角の光は水面の状況によらず偏光成分の比は変化しにくいため安定で高感度な測定を実施できるとしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平１１−２２３５９８号公報
【特許文献２】特開２００３−１４９１４６号公報
【特許文献３】特開２０００−１９１０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１に開示された技術には次のような課題がある。特許文献１に記載された油膜検出装置は１つの装置内に投光手段と受光手段を有するため、装置が置かれている地点の観測しか実施することが出来ない。そのため、観測地点を少し変えたい場合でも、装置を移動させる必要がある。また、油膜や異物を検出した際の信号の扱いについては開示されておらず、装置から離れた場所でデータを得る技術については開示されていない。従って、特許文献１の技術では観測や観測データの確認時に人がその場に行かなければならず利便性や効率が低くなる。また、特許文献２の油膜検出装置は投光手段および受光手段と水面との距離を一定にし、特許文献３においては偏光成分の比に分けることにより、周囲の環境の影響を小さくした観測を可能としている。しかしながら、特許文献２および３のいずれの技術に基づいても、投光手段と受光手段の位置関係が１つの装置内において一定であることを前提にしている。そのため、装置そのものを動かさないと観測地点を動かすことが出来ず、また、測定データも離れた場所では得ることはできないため、特許文献１の技術と同様の課題を有する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するため、本発明の観測システムは、送信ユニットと、受信ユニットと、観測時の設定を判断する判断手段と、情報を伝達し観測データを取得する手段からなる。送信ユニットは観測用の信号を送信する手段を有し、受信ユニットは観測の対象を介して観測用の信号を受信する手段を有している。観測時の設定を判断する判断手段は、送信ユニットおよび受信ユニットの位置関係から送信ユニットおよび受信ユニットの観測時の設定を判断する手段を有する。情報を伝達し観測データを取得する手段は送信ユニットおよび受信ユニットへ判断結果に基づく情報を伝達し観測データを取得する手段を有する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、送信ユニットと受信ユニットの間の地点で観測が可能となり、広い範囲での観測を行うことができ観測の利便性や効率が向上する。また、観測データの閲覧や観測時の操作を離れた場所で行うことができ利便性や効率が向上する。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の第１の実施形態における構成の概要図である。
【図２】本発明の第１の実施形態のフロー図である。
【図３】本発明の第１の実施形態のフロー図である。
【図４】観測時の各部の位置や角度の概要を示した図である。
【図５】本発明の第２の実施形態のフロー図である。
【図６】本発明の第２の実施形態のフロー図である。
【図７】本発明の第２の実施形態のフロー図である。
【図８】本発明の第３の実施形態における構成の概要図である。
【図９】本発明の第３の実施形態のフロー図である。
【図１０】本発明の第３の実施形態のフロー図である。
【図１１】本発明の第３の実施形態のフロー図である。
【図１２】本発明の第４の実施形態における構成の概要図である。
【図１３】本発明の第４の実施形態のフロー図である。
【図１４】本発明の第４の実施形態のフロー図である。
【図１５】本発明の第４の実施形態のフロー図である。
【図１６】本発明の第５の実施形態における構成の概要図である。
【図１７】本発明の第５の実施形態のフロー図である。
【図１８】本発明の第５の実施形態のフロー図である。
【図１９】本発明の第５の実施形態のフロー図である。
【図２０】本発明の第６の実施形態のおける構成の概要図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明の第１の実施形態について図１を参照して詳細に説明する。図１は本発明の第１の実施形態の水面の観測システムの構成の概要を示したものである。
【００１２】
第１の実施形態の水面の観測システムは送信ユニット１０と、受信ユニット２０と、サーバーユニット３０と、端末ユニット４０からなる。各ユニットは通信網５０を介して接続されている。
【００１３】
送信ユニット１０は、位置認識部１１と、送受信部１２と、投光部１３と、制御部１４と、記憶部１５と、水位計測部１６からなる。送信ユニット１０とは観測のための信号を発信するユニットのことをいう。観測のための信号とは、例えば、本実施形態では投光部１３から送出する光のことを指す。
【００１４】
位置認識部１１は全地球測位システム（Global Positioning System：ＧＰＳ）を利用して、自ユニットの位置の認識を行い、位置情報の提供を行う。また、位置認識部１１は地磁気センサーを備え電子コンパス機能を有しており、自ユニットがどの方位を向いているかを認識することができる。本実施形態の位置情報は経度と緯度の数値とする。位置情報はユニットの位置を特定できるものであれば他の形式でもよい。送受信部１２は通信網５０を介して他のユニットと通信信号の送受信を行う。投光部１３は半導体レーザーまたはＬＥＤ（Light Emitting Diode）などを備えており、観測のための信号の光を送出することができる。本実施形態ではより強い観測用の信号光を得やすい半導体レーザーを用いることにする。投光部１３は水平方向および上下方向に駆動機構を備えている。また、垂直方向へも可動な駆動機構を備えている。これらの駆動機構により、投光部１３が光を送出する方向は、水面との角度、水平方向で可変となっている。
【００１５】
制御部１４は複数または単数のマイクロプロセッサーおよびメモリからなる。制御部１４は位置認識部１１に自ユニットの位置情報の取得、送受信部１２への情報の送受信、投光部１３へのレーザーの制御、記憶部１５への情報の読み書き、水位計測部１６へのデータ取得の指示等、送信ユニット１０の制御全般を行う機能を有する。
【００１６】
記憶部１５は半導体メモリやハードディスク等、または、その組み合わせからなり、自ユニットの位置情報、他ユニットから受信した情報、制御用のプログラムなどが記憶されている。水位計測部１６は水面との距離を計測する水位計を備えている。水位計の例としては超音波方式があげられる。超音波方式の水位計は、超音波の発信部と受信部を備えており、水位計から発せられた超音波が水面で反射して戻ってくるまでの時間から、水面と水位計との距離を算出する。超音波方式は水面の異物等の影響を受けにくいため、水面の観測システムでの水位計測に適している。水位計としては光学式や接触式のものを用いることもある。
【００１７】
受信ユニット２０は、位置認識部２１と、送受信部２２と、受光部２３と、制御部２４と、記憶部２５と、水位計測部２６からなる。受信ユニット２０とは、観測のための信号を受信し、電気信号等へ変えて電子情報として提供できる機能を持ったユニットをいう。
【００１８】
位置認識部２１は全地球測位システムを利用して、自ユニットの位置の認識を行い、位置情報を提供する。また、地磁気センサーによる電子コンパス機能を有しており、自ユニットの方位を認識することができる。送受信部２２は通信網５０を介して他のユニットと通信信号の送受信を行う。受光部２３はフォトダイオードを備えており、送信ユニット１０の投光部１３から発せられた光を受光することができる。受光した光は受光部２３において電気信号に変換され、電子情報として提供できる形にされる。受光方向は水面からの高さ、角度、水平方向で可変となっている。制御部２４は複数または単数のマイクロプロセッサーおよびメモリからなる。制御部２４は位置認識部２１への自ユニットの位置情報の取得、送受信部２２への情報の送受信、記憶部２５の情報の読み書き、水位計測部２６へのデータ取得の指示など自ユニットの制御全般を行う機能を有する。また、制御部２４は受光部２３から送られてくる測定データの処理を行う。記憶部２５は半導体メモリやハードディスクおよびその組み合わせからなり、自ユニットの位置情報、他ユニットからの指示に関する情報、制御用のプログラムなどが記憶されている。水位計測部２６は水面との距離を計測する水位計を備えている。本実施形態では送信ユニット１０の水位計測部１６で用いた水位計と同一の超音波式のものとする。水位計は他の方式のものを用いてもよい。
【００１９】
サーバーユニット３０は制御部３１、記憶部３２、送受信部３３からなる。サーバーユニット３０はシステム全体に関わる情報の管理、制御等を行う。
【００２０】
制御部３１は各ユニットから送受信部３３が受信する情報の処理、および、各ユニットへの指示に関する情報の処理を行う。また、サーバーユニット３０は記憶部３２および送受信部３３の制御を行う。記憶部３２には各ユニットに関する情報や測定データが保存されている。送受信部３３は通信網５０を介して他のユニットとの通信を行う。サーバーユニット３０は、水面の観測システム専用に設けても良いが、コンピューターシステムの一部分が、本観測システムに用いられていても良い。コンピューターシステムの一部分が用いられる際は、制御部３１、記憶部３２、送受信部３３は他の用途向けと共用となることがある。
【００２１】
端末ユニット４０は制御部４１と、記憶部４２と、表示部４３と、操作部４４と、送受信部４５からなる。端末ユニット４０は、利用者が水面の観測システムにアクセスし、操作や観測結果の閲覧等を行うのに用いられる。端末ユニット４０の例としてはノートパソコン、デスクトップパソコン、携帯電話、スマートフォン、タブレット型パソコン、携帯情報端末などの情報端末があげられ、いずれも外部機器との通信機能を有したものである。
【００２２】
制御部４１は他ユニットから送られてきた情報や操作メニューの表示部４３への表示、端末ユニット４０の各部の制御などを行う。記憶部４２には端末の制御プログラムや他のユニットから送られてきた観測結果等の情報が保存される。記憶部４２には他のユニットの操作用のプログラムが保存されていることもある。他ユニットの操作用のプログラムは観測を行う毎に、サーバーユニット３０等から提供される方法としてもよい。表示部４３は他ユニットから送られてきたデータや操作メニューなどを表示する機能を有する。操作部４４はキーボードやマウスなどの入力装置で構成される。操作部４４は独立には設けられずにタッチパネル方式で表示部４３と一体となっていることがある。送受信部４５は通信網５０を介して他のユニットとの通信を行う。
【００２３】
各ユニット間の通信は通信網５０を介して行われる。各ユニットから基地局までの通信は無線方式により行っている。例えば、第３．５世代通信システムであるＨＳＰＡ(High Speed Packet Access) 規格に従った通信やＬＴＥ（Long Term Evolution）方式などを用いる。基地局間は無線方式や光通信等の有線方式、また、その組み合わせにより通信回線が構築されている。
【００２４】
送信ユニット１０や受信ユニット２０には駆動のための電源が搭載されている。電源には蓄電池、燃料電池、太陽光発電パネルなどが用いられる。また、電源は１種類ではなく複数の組み合わせのことがある。
【００２５】
第１の実施形態の水面の観測システムにおいて、水面の状態の観測が行われる際の動作について図２と図３を参照しながら説明する。図２と図３は水面の観測の際のフローの概略を示したものである。
【００２６】
送信ユニット１０および受信ユニット２０が水面６０の上に浮いている。作業者が端末ユニット４０の操作部４４から水面の状況の観測の開始を選択したとする（ステップ１０１）。端末ユニット４０の制御部４１は操作部４４において観測の開始が選択されたことを検知すると、送受信部４５から通信網５０を介して、サーバーユニット３０へ、観測の開始の情報を送信する（ステップ１０２）。サーバーユニット３０は観測の開始の情報を通信網５０を介して送受信部３３で受信する。サーバーユニット３０の制御部３１は送信ユニット１０および受信ユニット２０に対して位置情報を要求する指示を送受信部３３から送る（ステップ１０３）。
【００２７】
送信ユニット１０は通信網５０を介して位置情報の要求を送受信部１２で受ける。送信ユニット１０の制御部１４は位置認識部１１に対して、自ユニットの位置情報の確認を要求する。位置認識部１１は自ユニットの位置を確認すると（ステップ１０４）、位置情報を制御部１４へと伝達する。位置情報を受け取った制御部１４は送受信部１１からサーバーユニット３０へ位置情報を送信する（ステップ１０５）。受信ユニット２０は通信網５０を介してサーバーユニット３０からの位置情報の要求を送受信部２２で受ける。受信ユニット２０の制御部２４は位置認識部２１に対して、自ユニットの位置情報の確認を要求する。位置認識部２１は自ユニットの位置を確認すると（ステップ１０６）、位置情報を制御部２４へと伝達する。位置情報は送信ユニット１０で扱われるものと同一形式であり、本実施形態では緯度と経度とする。位置情報を受け取った制御部２４は送受信部２１からサーバーユニット３０へ位置情報を送信する（ステップ１０７）。
【００２８】
サーバーユニット３０で送受信部３３が通信網５０を介して、送信ユニット１０および受信ユニット２０の各々の位置情報を受信する。制御部３１は受信した送信ユニット１０および受信ユニット２０の位置情報を記憶部３２に保存する。制御部３１は送信ユニット１０と受信ユニット２０の位置情報から、送信ユニット１０と受信ユニット２０の位置と観測地点の距離を計算する。観測地点はあらかじめ設定されて記憶部３２に保存されているか、作業者により端末ユニット４０で入力された地点が記憶部３２に保存されている。例えば、観測地点は送信ユニット１０と受信ユニット２０の中間地点とする。制御部３１は観測地点と送信ユニット１０の距離から投光部１３の角度、高さ、方向について決定し、記憶部３２に保存する。次に制御部３１は観測地点と受信ユニット２０の距離から受光部２３の角度、高さ、方向についても決定し、記憶部３２に記憶する（ステップ１０８）。制御部３１は記憶部３２に保存した、投光部１３の角度、高さ、方向に関する情報を、送受信部３３から送信ユニット１０に対して送信する。また、制御部３１は記憶部３２に保存した、受光部２３の角度、高さ、方向に関する情報を、送受信部３３から受信ユニット２０に対して送信する（ステップ１０９）。
【００２９】
送信ユニット１０の送受信部１２は、通信網５０を介して投光部１３の角度、高さ、方向に関する情報を受信する。制御部１４は受信した、投光部１３の角度、高さ、方向に関する情報を、記憶部１５に保存する。制御部１４は記憶した、投光部１３の角度、高さ、方向に関する情報を基づいて、投光部１３を制御して情報の通りに設定する。設定が終わると、制御部１４は投光部１３に対してレーザーを発光させる（ステップ１１０）。
【００３０】
受信ユニット２０の送受信部２２は、通信網５０を介して受光部２３の角度、高さ、方向に関する情報を受信する。制御部２４は受信した、受光部２３の角度、高さ、方向に関する情報を、記憶部２５に保存する。制御部２４は記憶した、受光部２３の角度、高さ、方向に関する情報に基づいて、受光部２３を制御して情報の通りに設定する。設定が終わると、制御部２４は受光部２３に対して、受光の開始をさせる（ステップ１１１）。送信ユニット１０の投光部１３からの光を、受信ユニット２０の受光部２３が受光する（ステップ１１２）。受光部２３は検出した光を電気信号に変え、制御部２４は電気信号から光の強度を求めて、記憶部２５に保存する。制御部２４は記憶部２５に光の強度を保存すると、光の強度を送受信部２２からサーバーユニット３０へと送信する(ステップ１１３)。
【００３１】
サーバーユニット３０の送受信部３３は、通信網５０を介して、受光ユニット２０で受光した光の強度の情報を受信する（ステップ１１４）。制御部３１は光の強度を記憶部３２に保存する。制御部３１は光の強度と、水面に何も無い通常時の光の強度を比較し、異なる場合は異物が水面にあると判定する（ステップ１１５）。通常時の光の強度は、投光部と受光部の距離、角度、高さに応じたデータテーブルとして記憶部３２に保存されている。制御部３１は観測結果を記憶部３２に、観測日時、測定地点の位置情報とともに保存する。
【００３２】
サーバーユニット３０の制御部３１は記憶部３２に観測日時、観測地点、観測結果の情報を保存すると、端末ユニット４０に対して、記憶部３２に保存した観測日時、観測地点、観測結果の情報を送信する（ステップ１１６）。端末ユニット４０の送受信部４５は通信網５０を介して観測日時、観測地点、観測結果の情報を受信する。制御部４１は記憶部４２に観測日時、観測地点、観測結果の情報を保存するとともに（ステップ１１７）、表示部４３に観測日時、観測地点、観測結果の情報を表示する（ステップ１１８）。
【００３３】
サーバーユニット３０の制御部３１は記憶部３２への観測結果等の保存を終えると、送受信部３２から、送信ユニット１０および受信ユニット２０に対して観測が終了した信号を送信する（ステップ１１９）。送信ユニット１０は通信網５０を介して、送受信部１２で観測が終了した信号を受信する（ステップ１２０）。制御部１４は投光部１３を制御して、レーザー光の送出を停止させる（ステップ１２１）。受信ユニット２０は通信網５０を介して、送受信部２２で観測が終了した信号を受信する（ステップ１２２）。制御部２４は受光部２３を制御して、受光を終了する（ステップ１２３）。以上で、水面の観測は終了となる。
【００３４】
本実施形態における投光部１３と受光部２３の高さおよび角度の決定方法の例について図４を用いて説明する。図４は投光部１３からレーザー光９６が水面６０で反射し、その反射光９７が受光部２３に到達するまでの概略を示したものである。
【００３５】
観測地点９１を地点Ｍ、投光部１３のレーザーの送出部９４をＬ、受光部２３の受光面９５をＤとする。レーザーの送出部９４であるLの箇所を水面６０に投影した地点９２を地点Ａ、受光部２３の受光面９５であるＤの箇所を水面６０に投影した地点９３を地点Ｂとする。レーザー光９６の光軸に沿ったＬＭと水面６０に沿ったＡＭのなす角度９８をＴＡとする。また、観測地点９１の地点Ｍで水面６０から反射した反射光９７に沿ったＭＬと水面６０に沿ったＭＢのなす角度９９をＴＢとする。ＭＬと受光部９５の受光軸は平行であるとする。受光軸とは受光面９５に垂直な方向のことをいう。レーザーの送出部Ｌと地点Ａの間の高さをＬＡ、受光センサーＤと地点Ｂの間の高さをＤＢとする。また、本実施形態の送信ユニット１０および受光ユニット２０では、投光部１３および受光部２３の稼動できる高さの最大値はともにＨまでと仕様で決まっているとする。
【００３６】
観測地点の地点Ｍが決定されるとすると、角度ＴＡおよびＴＢと、高さＬＡおよびＤＢは次のように決まる。
【００３７】
地点Ｍが地点Ａと地点Ｂの中間地点より地点Ａよりのときは、高さＤＢを高さＨとする。
このとき角度ＴＢはＨ＝ＭＢ×ｔａｎＴＢを満たすように求められる。次に水面６０へ入射するレーザー光９６と、水面で反射した反射光９７が各々水面６０となす角度が等しいと仮定する。この仮定によりＴＡ＝ＴＢが成り立つものとする。このとき、高さＬＡはＬＡ＝ＡＭ×ｔａｎＴＡ＝ＡＭ×ｔａｎＴＢから求めることができる。
【００３８】
地点Ｍが地点Ａと地点Ｂの中間点であるとき、すなわちＡＭとＭＢが等しいとき、高さＬＡ、高さＤＢはともに高さＨとして設定する。また、角度ＴＡおよびＴＢが等しいと仮定する。このとき、Ｈ＝ＡＭ×ｔａｎＴＡまたはＨ＝ＭＢ×ｔａｎＴＢを満たすように角度ＴＡまたはＴＢが求められる。
【００３９】
地点Ｍが地点Ａと地点Ｂの中間地点より地点Ｂよりのときは、高さＬＡを高さＨとする。
このとき角度ＴＡはＨ＝ＡＭ×ｔａｎＴＡを満たすように求められる。ＴＡ＝ＴＢが成り立つと仮定し、高さＬＢはＬＢ＝ＭＢ×ｔａｎＴＢ＝ＭＢ×ｔａｎＴＡから求められる。
【００４０】
実際の観測時、各々ユニット内での投光部１３と受光部２３の高さは、水面６０からの高さが上記で計算した高さになるように、水位計の計測結果を基に補正された値となる。また、投光部１３と受光部２３は、上記で求めた角度でレーザー光９６の送信、反射光９７の受信が出来る角度に設定される。
【００４１】
上記の第１の実施形態において、観測日時、観測地点、観測結果の情報の情報をサーバーユニット３０から端末ユニット４０へ自動的に送信したが、観測終了の情報のみが送信される形でもよい。その場合は、端末ユニット４０から観測結果の要求がされたときに、観測日時、観測地点、観測結果の情報がサーバーユニット３０から送信される。
【００４２】
また、サーバーユニット３０の制御部３１が投光部１３や受光部２３の角度、高さ、方向を決定するのではなく、サーバーユニットからは観測地点の位置情報が、送信ユニット１０および受信ユニット２０に送られる形としてもよい。この場合、サーバーユニット３０は送信ユニット１０および受信ユニット２０に対して相手のユニットの位置情報も送る。送信ユニット１０の制御部１５は、観測地点までの距離と、自ユニットの位置情報と、受信ユニット２０の位置情報と、水面からの距離を基に投光部１３の角度、高さ、方向を決定する。受信ユニット２０の受光部２３の角度、高さ、方向は、制御部２４が観測地点までの距離と、自ユニットの位置情報と、送信ユニット１０の位置情報と、水面からの距離基に決定する。
【００４３】
本実施形態では端末ユニット４０で開始の設定がされる形を示したが、あらかじめ開始時間等が設定されていて、設定に基づいて自動的に開始される形としてもよい。
【００４４】
第１の実施形態の水面の観測システムを用いると、送信ユニットと観測ユニットの間の地点で観測が可能となり、広い範囲での観測を行うことができ利便性と効率が向上する。また、観測データの閲覧や観測時の操作を離れた場所で行うことができ利便性と効率が向上する。
【００４５】
次に本発明の第２の実施形態について説明する。第１の実施形態では、１箇所の観測地点のみであったが、第２の実施形態では複数の地点での観測を行う。第２の実施形態の水面の観測システムの構成は、図１に概要が示された第１の実施形態と同一である。第２の実施形態の水面の観測システムにおいて、水面の状態の確認が行われる際の動作について図５と図６と図７を参照しながら説明する。図５と図６と図７は水面の観測の際のフローの概略を示したものである。
【００４６】
送信ユニット１０および受信ユニット２０が水面６０の上に浮いている。作業者が端末ユニット４０の操作部４４から水面の状況を観測する観測点の数を入力し（ステップ１３１）、観測開始を選択したとする。端末ユニット４０の制御部４１は操作部４４において観測の開始が選択されたことを検知すると、送受信部４５から通信網５０を介して、サーバーユニット３０へ、観測地点数と観測の開始の情報を送信する（ステップ１３２）。サーバーユニット３０は観測地点数と観測開始の情報を、通信網５０を介して送受信部３３で受信する。サーバーユニット３０の制御部３１は送信ユニット１０および受信ユニット２０に対して位置情報を要求する指示を送受信部３３から送る（ステップ１３３）。
【００４７】
送信ユニット１０は通信網５０を介して位置情報の要求を送受信部１２で受ける。送信ユニット１０の制御部１４は位置認識部１１に対して、自ユニットの位置情報の確認を要求する。位置認識部１１は自ユニットの位置を確認すると、位置情報を制御部１４へと伝達する（ステップ１３４）。位置情報を受け取った制御部１４は送受信部１１からサーバーユニット３０へ位置情報を送信する（ステップ１３５）。受信ユニット２０は通信網５０を介してサーバーユニット３０からの位置情報の要求を送受信部２２で受ける。受信ユニット２０の制御部２４は位置認識部２１に対して、自ユニットの位置情報の確認を要求する。位置認識部２１は自ユニットの位置を確認すると、位置情報を制御部２４へと伝達する（ステップ１３６）。位置情報を受け取った制御部２４は送受信部２１からサーバーユニット３０へ位置情報を送信する（ステップ１３７）。
【００４８】
サーバーユニット３０の送受信部３３が通信網５０を介して、送信ユニット１０および受信ユニット２０の各々の位置情報を受信する。制御部３１は受信した送信ユニット１０および受信ユニット２０の位置情報を記憶部３２に保存する。制御部３１は送信ユニット１０と受信ユニット２０の位置情報から、送信ユニット１０と受信ユニット２０の位置との距離を計算する。制御部３１は開始時に入力された観測点の数を基に、観測地点を決定する。例えば、送信ユニット１０と受信ユニット２０の間に等間隔で入力された数の観測地点が並ぶように設定する。制御部３１は各々の観測地点と送信ユニット１０の距離から投光部１３の角度、高さ、方向について決定し、記憶部３２に保存する。また、制御部３１は観測地点と受信ユニット２０の距離から受光部２３の角度、高さ、方向についても決定し、記憶部３２に記憶する（ステップ１３８）。制御部３１は記憶部３２に保存した、観測地点ごとの投光部１３の角度、高さ、方向に関する情報を、送受信部３３から送信ユニット１０に対して送信する。また、制御部３１は記憶部３２に保存した、観測地点ごとの受光部２３の角度、高さ、方向に関する情報を、送受信部３３から受信ユニット２０に対して送信する（ステップ１３９）。
【００４９】
送信ユニット１０の送受信部１２は、通信網５０を介して観測地点ごとの投光部１３の角度、高さ、方向に関する情報を受信する。制御部１４は受信した、観測地点ごとの投光部１３の角度、高さ、方向に関する情報を、記憶部１５に保存する（ステップ１４０）。受信ユニット２０の送受信部２２は、通信網５０を介して、観測地点ごとの受光部２３の角度、高さ、方向に関する情報を受信する。制御部２４は受信した、観測地点ごとの受光部２３の角度、高さ、方向に関する情報を、記憶部２５に保存する（ステップ１４１）。サーバーユニット３０の制御部３１は記憶部３２に保存した観測地点のうち、１つの地点について観測する指示を該当する観測地点の情報とともに、送信部３３から送信ユニット１０および受信ユニット２０へ送信する（ステップ１４２）。観測地点の情報としては、観測地点ごとの角度、高さ、方向に関する情報に関連づけられた番号または位置情報など個別の観測地点を特定できる情報が使われる。
【００５０】
送信ユニット１０の送受信部１２が通信網５０を介して、サーバーユニット３０から観測の指示情報を受信する（ステップ１４３）。制御部１４は記憶した、投光部１３の角度、高さ、方向に関する情報のうち、指示を受けた該当地点の投光部１３の角度、高さ、方向情報に基づいて、投光部１３を制御して情報の通りに設定する。設定が終わると、制御部１４は投光部１３に対してレーザーを発光させる（ステップ１４４）。受信ユニット２０の送受信部２２が通信網５０を介して、サーバーユニット３０から観測の指示情報を受信する（ステップ１４５）。制御部２４は記憶した、受光部２３の角度、高さ、方向に関する情報のうち、指示を受けた該当地点の情報に基づいて、受光部２３を制御して情報の通りに設定する。設定が終わると、制御部２４は受光部２３に対して、受光を開始させる（ステップ１４６）。送信ユニット１０の投光部１３からの光を、受信ユニット２０の受光部２３が受光する（ステップ１４７）。受光部２３は検出した光を電気信号に変え、制御部２４は電気信号から光の強度を求めて、記憶部２５に保存する。制御部２４は記憶部２５への保存が終わると、記憶部２５に保存した光の強度を、送受信部２２からサーバーユニット３０へと送信する（ステップ１４８）。
【００５１】
サーバーユニット３０の送受信部３３は、通信網５０を介して、受光ユニット２０で受光した光の強度の情報を受信する（ステップ１４９）。制御部３１は光の強度を記憶部３２に保存する。制御部３１は光の強度と、水面に何も無い通常時の光の強度を比較し、異なる場合は異物が水面にあると判定する。通常時の光の強度は、投光部と受光部の距離、角度、高さに応じたデータテーブルとして記憶部３２に保存されている。制御部３１は観測結果を記憶部３２に、観測日時、測定地点の位置情報とともに保存する（ステップ１５０）。
【００５２】
まだ、測定していない観測地点が存在する場合（ステップ１５１）は、ステップ１４０に戻り、制御部３１は送受信部３２から、１つの地点の観測指示を送信ユニット１０および受信ユニット２０に送信し、上記の動作を繰り返す。ステップ１５１において、全ての観測地点の観測を終えている場合は、ステップ１５２へと進む。
【００５３】
サーバーユニット３０の制御部３１は端末ユニット４０に対して、記憶部３２に保存した観測日時、観測地点、観測結果の情報を送信する（ステップ１５２）。端末ユニット４０の送受信部４５は通信網５０を介して観測日時、観測地点、観測結果の情報を受信する。制御部４１は記憶部４２に観測日時、観測地点、観測結果の情報を保存するとともに（ステップ１５３）、表示部４３に観測日時、観測地点、観測結果の情報を表示する（ステップ１５４）。
【００５４】
サーバーユニット３０の制御部３１は、端末ユニット４０への観測結果等の送信を終えると、送受信部３２から、送信ユニット１０および受信ユニット２０に対して観測が終了した信号を送信する（ステップ１５５）。送信ユニット１０は通信網５０を介して、送受信部１２で観測が終了した信号を受信する（ステップ１５６）。制御部１４は投光部１３を制御して、レーザー光の送出を停止する（ステップ１５７）。受信ユニット２０は通信網５０を介して、送受信部２２で観測が終了した信号を受信する（ステップ１５８）。制御部２４は受光部２３を制御して、受光を終了する（ステップ１５９）。以上で、水面の観測は終了となる。
【００５５】
サーバーユニット３０から端末ユニット４０への観測結果の情報の送信は、観測地点１箇所について観測が終わるごとに行われてもよい。また、多数の観測地点がある場合には、３地点の観測が終了するごとのように、複数地点の観測が終了するごとに送信されるような設定としてもよい。
【００５６】
第２の実施形態の水面の観測システムを用いると、送信ユニットと観測ユニットの間の地点で観測地点を選択して実施することが可能であり、広い範囲での観測をより自由に実施することが可能である。その結果、利便性や観測の効率が向上している。また、観測データの閲覧や観測時の操作を離れた場所で行うことができ利便性や効率が向上している。
【００５７】
次に本発明の第３の実施形態について図８を参照しながら説明する。図８は第３の実施形態における水面の観測システムの構成の概略を示したものである。第３の実施形態の水面の観測システムは、サーバーユニットを持たず端末装置が各ユニットの制御を行う。
【００５８】
本実施形態における水面の観測システムは送信ユニット１０と、受信ユニット２０と、端末ユニット４０からなる。各ユニットは通信網５０を介して接続されている。
【００５９】
送信ユニット１０は、位置認識部１１と、送受信部１２と、投光部１３と、制御部１４と、記憶部１５と、水位計測部１６からなる。位置認識部１１、送受信部１２、投光部１３、記憶部１５、水位計測部１６は第１の実施形態と同一の構成、機能となっている。
【００６０】
制御部１４は位置認識部１１に自ユニットの位置情報の取得、送受信部１２への情報の送受信、投光部１３へのレーザーの制御、記憶部１５の情報の読み書き、水位計測部１６へのデータ取得の指示等、送信ユニット１０の制御全般を行う機能を有する。また、端末ユニット４０から受ける、観測地点の位置情報に基づいて、投光部１３の高さ、角度、方向を決定し、投光部１３を制御する機能を有する。
【００６１】
受信ユニット２０は、位置認識部２１と、送受信部２２と、受光部２３と、制御部２４と、記憶部２５と、水位計測部２６からなる。位置認識部２１、送受信部２２、受光部２３、記憶部２５、水位計測部２６は第１の実施形態と同一の構成、機能となっている。
【００６２】
制御部２４は位置認識部２１に自ユニットの位置情報の取得、送受信部２２への情報の送受信、受光部２３への制御、記憶部２５の情報の読み書き、水位計測部２６へのデータ取得の指示等、受信ユニット２０の制御全般を行う機能を有する。また、端末ユニット４０から受ける、観測地点の位置情報に基づいて、受光部２３の高さ、角度、方向を決定し、投光部２３を制御する機能を有する。
【００６３】
端末ユニット４０は制御部４１と、記憶部４２と、表示部４３と、操作部４４と、送受信部４５からなる。
【００６４】
制御部４１は他ユニットから送られてきた情報や操作メニューの表示部４３への表示などや端末ユニット４０の各部の制御を行う。また、制御部は観測地点の決定、他のユニットへ観測の指示、観測に関する各情報の処理を行う機能を有する。記憶部４２には端末ユニット４０および他のユニットの操作プログラム、他のユニットから送られてきた情報、観測結果などが保存されている。表示部４３は操作メニューや観測結果などを表示する機能を有する。操作部４４はキーボードやマウスなどの入力装置で構成される。操作部４４は独立には設けられずにタッチパネル方式で表示部４３と一体となっていることがある。送受信部４５は通信網５０を介して他のユニットとの通信を行う。
【００６５】
各ユニット間の通信は無線方式で行う。例えば、第３．５世代通信システムであるＨＳＰＡ規格に従った通信やＬＴＥ方式を用いる。
【００６６】
第３の実施形態の水面の観測システムにおいて、水面の観測が行われる際の動作について図９と図１０と図１１を参照しながら説明する。図９と図１０と図１１は第３の実施形態において、水面を観測する際のフローの概略を示している。
【００６７】
送信ユニット１０および受信ユニット２０が水面６０の上に浮いている。作業者が端末ユニット４０の操作部４４から水面の状況を観測する観測点の数を入力し（ステップ１６１）、観測開始を選択したとする。端末ユニット４０の制御部４１は操作部４４において観測の開始が選択されたことを検知すると、送受信部４５から通信網５０を介して、送信ユニット１０および受信ユニット２０に対して位置情報を要求する指示を送受信部４５から送る（ステップ１６２）。
【００６８】
送信ユニット１０は通信網５０を介して位置情報の要求を送受信部１２で受ける。送信ユニット１０の制御部１４は位置認識部１１に対して、自ユニットの位置情報の確認を要求する。位置認識部１１は自ユニットの位置を確認すると、位置情報を制御部１４へと伝達する。位置情報を受け取った制御部１４は送受信部１１から端末ユニット４０へ位置情報を送信する（ステップ１６４）。受信ユニット２０は通信網５０を介して端末ユニット４０からの位置情報の要求を送受信部２２で受ける。受信ユニット２０の制御部２４は位置認識部２１に対して、自ユニットの位置情報の確認を要求する。位置認識部２１は自ユニットの位置を確認すると、位置情報を制御部２４へと伝達する。位置情報を受け取った制御部２４は送受信部２１から端末ユニット４０へ位置情報を送信する（ステップ１６４）。
【００６９】
端末ユニット４０の送受信部４５が通信網５０を介して、送信ユニット１０および受信ユニット２０の各々の位置情報を受信する。制御部４１は受信した送信ユニット１０および受信ユニット２０の位置情報を記憶部４２に保存する。制御部４１は送信ユニット１０と受信ユニット２０の位置情報から、送信ユニット１０と受信ユニット２０の位置との距離を計算する。制御部４１は開始時に入力された観測点の数を基に、観測地点を決定する。例えば、送信ユニット１０と受信ユニット２０の間に等間隔で入力された数の観測地点が並ぶように設定する。制御部４１は決定した、観測地点の位置情報を記憶部４２に保存する（ステップ１６５）。
【００７０】
端末ユニット４０の制御部４１は送信ユニット１０に対して、観測地点の位置情報と受信ユニット２０の位置情報を、送受信部４５から送信する。また、制御部４１は受信ユニット２０に対して、観測地点の位置情報と、送信ユニット１０の位置情報を、送受信部４５から送信する（ステップ１６６）。送信ユニット１０の送受信部１２は、通信網５０を介して観測地点の位置情報と受信ユニット２０の位置情報を受信する。制御部１４は受信した、観測地点の位置情報と受信ユニット２０の位置情報を記憶部１５に保存する（ステップ１６７）。受信ユニット２０の送受信部２２は、通信網５０を介して観測地点の位置情報と送信ユニット１０の位置情報を受信する。制御部２４は受信した、観測地点の位置情報と送信ユニット１０の位置情報を記憶部２５に保存する（ステップ１６８）。
【００７１】
端末ユニット４０の制御部４１は、送信ユニット１０および受信ユニット２０に対し、観測地点のうち１地点の位置情報とともに観測を開始する指示を、送受信部４５から送信する（ステップ１６９）。送信ユニット１０は送受信部１２で、観測開始の指示と観測地点の位置情報を受信する（ステップ１７０）。制御部１４は、観測地点の位置情報、受信ユニット２０の位置情報、自ユニットの位置情報から、投光部１３の高さ、角度、方向を決定する（ステップ１７１）。投光部１３の高さ、角度、方向の決定方法は、第１の実施形態に記載した方法とする。この場合、受信ユニット２０側の受光部２３の設定可能な高さは記憶部１５に保存されている。制御部１４は決定した投光部１３の高さ、角度、方向の情報を記憶部１５に保存する。制御部１４は決定した高さ、角度、方向に基づいて、投光部１３を制御し、決定した高さ、角度、方向に投光部１３を制御し、レーザー光を送出させる（ステップ１７２）。受信ユニット２０の送受信部２２は、観測開始の指示と観測地点の位置情報を受信する（ステップ１７３）。制御部２４は、観測地点の位置情報、送信ユニット１０の位置情報、自ユニットの位置情報から、受光部２３の高さ、角度、方向を決定する（ステップ１７４）。受光部２３の高さ、角度、方向の決定方法は、第１の実施形態に記載した方法とする。この場合、送信ユニット１０側の投光部１３の設定可能な高さは既に記憶部２５に保存されている。制御部２４はした受光部２３の高さ、角度、方向を記憶部２５に保存する。制御部２４は決定した高さ、角度、方向に基づいて、受光部２３を制御し、決定した高さ、角度、方向に受光部２３を制御し、受光を開始させる（ステップ１７５）。送信ユニット１０の投光部１３からの光を、受信ユニット２０の受光部２３が受光する（ステップ１７６）。受光部２３は検出した光を電気信号に変え、制御部２４は電気信号から光の強度を求めて、記憶部２５に保存する。制御部２４は記憶部２５に光の強度を保存し終わると、光の強度を送受信部２２から端末ユニット４０へと送信する（ステップ１７７）。
【００７２】
端末ユニット４０の送受信部４５は、通信網５０を介して、受光ユニット２０で受光した光の強度の情報を受信する（ステップ１７８）。制御部４１は受信した光の強度を記憶部４２に保存する。制御部４１は受信した光の強度と、水面に何も無い通常時の光の強度を比較し、異なる場合は異物が水面にあると判定する。通常時の光の強度は、投光部と受光部の距離、角度、高さに応じたデータテーブルとして記憶部４２に保存されている。制御部４１は送信ユニット１０および受信ユニット２０の位置情報と、観測指示を出した地点の位置情報を基に、データテーブルから該当データを検出して、測定結果と比較して判定する。制御部４１は観測結果を記憶部４２に、観測日時、測定地点の位置情報とともに保存する（ステップ１７９）。
【００７３】
まだ、測定していない観測地点がある場合は（ステップ１８０）、ステップ１６９に戻り、制御部４１は送受信部４５から、観測の終わっていない中の１つの地点について観測を開始し、上記の動作を繰り返す。全ての観測地点の観測を終えている場合は、次のステップ１８１に進む。
端末ユニット４０の制御部４１は、観測日時、観測地点、観測結果の情報を記憶部４２に保存する(ステップ１８１)。制御部４１は、観測日時、観測地点、観測結果の情報を、表示部４３に表示する（ステップ１８２）。制御部４１は送受信部４５から、送信ユニット１０および受信ユニット２０に対して観測が終了した信号を送信する（ステップ１８３）。送信ユニット１０は通信網５０を介して、送受信部１２で観測が終了した信号を受信する（ステップ１８４）。制御部１４は投光部１３を制御して、レーザー光の送出を停止する（ステップ１８５）。受信ユニット２０は通信網５０を介して、送受信部２２で観測が終了した信号を受信する（ステップ１８６）。制御部２４は受光部２３を制御して、受光を終了する（ステップ１８７）。以上で、水面の観測は終了となる。
【００７４】
観測結果の表示は観測が全て終わってからではなく、１箇所の測定地点の観測が終わるごとでもよい。また、観測地点が多数ある場合は、複数の地点が終わるごとでもよい。全ての観測が終わってから観測結果が表示される方法であっても、途中で観測結果の表示を要求された場合には、既に終了している地点の観測結果が表示される形にしてもよい。
【００７５】
第３の実施形態の水面の観測システムを用いると、送信ユニットと観測ユニットの間の地点で観測地点を選択して実施することが可能であり、広い範囲での観測をより自由に実施することが可能である。その結果、利便性や観測の効率が向上している。また、観測データの閲覧や観測時の操作を離れた場所で行うことができ利便性が向上している。サーバーユニットを必要としないため、システム構築が容易となる。
【００７６】
本発明の第４の実施形態について図１２を参照して詳細に説明する。図１２は第４の実施形態における構成の概要を示している。第４の実施形態の水面の観測システムは、動力機構を有しており、送信ユニットと受信ユニットが位置を変えることができるため、より広範囲の測定が可能となっている。
【００７７】
本実施形態の水面の観測システムは送信ユニット１０と、受信ユニット２０と、サーバーユニット３０と、端末ユニット４０からなる。各ユニットは通信網５０を介して接続されている。
【００７８】
送信ユニット１０は、位置認識部１１と、送受信部１２と、投光部１３と、制御部１４と、記憶部１５と、水位計測部１６と、動力部１７からなる。位置認識部１１と、送受信部１２と、投光部１３と、記憶部１５と、水位計測部１６の構成、機能は第１の実施形態の送信ユニット１０に関する記載と同一である。
【００７９】
制御部１４は位置認識部１１に自ユニットの位置情報の取得、送受信部１２への情報の送受信、投光部１３へのレーザーの制御、記憶部１５の情報の読み書き、水位計測部１６へのデータ取得の指示、動力部１７の制御など自ユニットの制御全般を行う機能を有する。動力部１７は、スクリューを備えており、送信ユニット１０は自力で移動できる。また、回転方向の制御も可能である。
【００８０】
受信ユニット２０は、位置認識部２１と、送受信部２２と、受光部２３と、制御部２４と、記憶部２５と、水位計測部２６と、動力部２７からなる。位置認識部２１と、送受信部２２と、受光部２３と、記憶部２５と、水位計測部２６の構成、機能は第１の実施形態の記載受光ユニット２０に関する記載と同一である。
【００８１】
制御部２４は位置認識部２１に自ユニットの位置情報の取得、送受信部２２への情報の送受信、受光部２３への受光センサーの制御、記憶部２５の情報の読み書き、水位計測部２６へのデータ取得、動力部２７の制御など自ユニットの制御全般を行う機能を有する。動力部２７は、スクリューを備えており、受信ユニット２０は自力で移動できる。また、回転方向の制御も可能である。
【００８２】
また、サーバーユニット３０、端末ユニット４０、通信網５０の構成や機能については第１の実施形態の記載と同一である。
【００８３】
送信ユニット１０や受信ユニット２０には駆動のための電源が搭載されている。電源には蓄電池、燃料電池、太陽光発電パネルなどが用いられる。また、電源は１種類ではなく複数の組み合わせのことがある。
【００８４】
第４の実施形態の水面の観測システムにおいて、水面の観測が行われる際の動作について図１３と図１４と図１５を参照して説明する。図１３と図１４と図１５は第４の実施形態において、水面の観測を行う際のフローの概略を示している。
【００８５】
送信ユニット１０および受信ユニット２０が水面６０の上に浮いている。作業者が端末ユニット４０の操作部４４で観測開始を選択したとする（ステップ１９１）。端末ユニット４０の制御部４１は操作部４４において観測の開始が選択されたことを検知すると、送受信部４５から通信網５０を介して、サーバーユニット３０へ、観測の開始の情報を送信する（ステップ１９２）。サーバーユニット３０は観測の開始の情報を通信網５０を介して送受信部３３で受信する。サーバーユニット３０の制御部３１は送信ユニット１０および受信ユニット２０に対して位置情報を要求する指示を送受信部３３から送る（ステップ１９３）。
【００８６】
送信ユニット１０は通信網５０を介して位置情報の要求を送受信部１２で受ける。送信ユニット１０の制御部１４は位置認識部１１に対して、自ユニットの位置情報の確認を要求する。位置認識部１１は自ユニットの位置を確認すると、位置情報を制御部１４へと返す。位置情報を受け取った制御部１４は送受信部１１からサーバーユニット３０へ位置情報を送信する（ステップ１９４）。
【００８７】
受信ユニット２０は通信網５０を介してサーバーユニット３０からの位置情報の要求を送受信部２２で受ける。受信ユニット２０の制御部２４は位置認識部２１に対して、自ユニットの位置情報の確認を要求する。位置認識部２１は自ユニットの位置を確認すると、位置情報を制御部２４へと返す。位置情報を受け取った制御部２４は送受信部２１からサーバーユニット３０へ位置情報を送信する（ステップ１９５）。
【００８８】
サーバーユニット３０で送受信部３３が通信網５０を介して、送信ユニット１０および受信ユニット２０の各々の位置情報を受信する。制御部３１は受信した送信ユニット１０および受信ユニット２０の位置情報を記憶部３２に保存する。制御部３１は送信ユニット１０と受信ユニット２０の現在の位置情報から、観測可能な範囲の判断を行い、判断結果を記憶部３２に保存する。サーバーユニット３０の制御部３１は、端末ユニット４０に対して観測可能な範囲に関する情報を送受信部３３から送信する（ステップ１９６）。観測可能な範囲とは、送信ユニット１０および受信ユニット２０が現在位置から移動することにより観測可能となる範囲を含む。
【００８９】
端末ユニット４０の送受信部４５は、通信網５０を介して、観測可能な範囲に関する情報を受信する。制御部４１は記憶部４２に観測可能な範囲に関する情報を保存するとともに、表示部４３に観測可能な範囲を表示する。作業者が操作部４４で複数または１つの測定地点を選択すると（ステップ１９７）、制御部４１は選択された測定地点の位置情報を記憶部４２に保存する。制御部４１は、サーバーユニット３０に対して選択された観測地点の位置情報を送受信部４５から送信する（ステップ１９８）。
【００９０】
サーバーユニット３０の送受信部３３は通信網５０を介して観測地点の位置情報を受信する。制御部３１は観測地点の位置情報を記憶部３２に保存する。制御部３１は観測点ごとの送信ユニット１０および受信ユニット２０の位置を決定し、観測地点の位置情報に関連づけて記憶部３２に保存する。また、制御部３１は観測地点ごとに受信ユニット１０の投光部１３および受信ユニット２０の受光部２３の高さ、角度、方向を決定し、記憶部３２に観測地点の位置情報等と関連づけて保存する。異なる観測地点でも、送信ユニット１０と受信ユニット２０の両方のユニットの位置、またはどちらか一方のユニットの位置が変わらないことがある。制御部３１は記憶部３２に保存した、観測地点ごとの送信ユニット１０の位置情報と投光部１３の角度、高さ、方向に関する情報を、送受信部３３から送信ユニット１０に対して送信する。また、制御部３１は記憶部３２に保存した、観測地点ごとの受信ユニット２０の位置情報と受光部２３の角度、高さ、方向に関する情報を、送受信部３３から受信ユニット２０に対して送信する（ステップ１９９）。
【００９１】
送信ユニット１０の送受信部１２は、通信網５０を介して観測地点ごとの自ユニットの位置情報と投光部１３の角度、高さ、方向に関する情報を受信する。制御部１４は受信した、観測地点ごとの自ユニット位置情報と投光部１３の角度、高さ、方向に関する情報を、記憶部１５に保存する（ステップ２００）。受信ユニット２０の送受信部２２は、通信網５０を介して、観測地点ごとの自ユニットの位置情報と受光部２３の角度、高さ、方向に関する情報を受信する。制御部２４は受信した、観測地点ごとの自ユニットの位置情報と受光部２３の角度、高さ、方向に関する情報を、記憶部２５に保存する（ステップ２０１）。
【００９２】
サーバーユニット３０の制御部３１は記憶部３２に保存した観測地点のうち、１つの地点について観測する指示を該当する観測地点の情報とともに、送信部３３から送信ユニット１０および受信ユニット２０へ送信する（ステップ２０２）。
【００９３】
送信ユニット１０の送受信部１２が通信網５０を介して、サーバーユニット３０から観測の指示情報を受信する（ステップ２０３）。制御部１４は自ユニットの現在の位置と観測地点に対応した観測時の自ユニットの位置情報を比較し（ステップ２０４）、一致しない場合は、動力部１７を制御して、観測時の位置まで自ユニットを移動させる。移動後に、ステップ２０４を再度、繰り返す。ステップ２０４で、制御部１４が移動の完了、もしくは、観測時の自ユニットの位置と現在の位置が一致したと認識したときは、次のステップに移る。制御部１４は記憶部１５に保存している観測地点に対応する投光部１３の角度、高さ、方向情報に基づいて、投光部１３を制御して情報の通りに設定する。設定が終わると、制御部１４は投光部１３に対してレーザーを発光させる（ステップ２０６）。
【００９４】
受信ユニット２０の送受信部２２が通信網５０を介して、サーバーユニット３０から観測の指示情報を受信する（ステップ２０７）。制御部２４は現在の位置と観測時の自ユニットの位置情報を比較し（ステップ２０８）、一致しない場合は、動力部２７を制御して、観測時の位置まで移動させる（ステップ２０９）。移動後は、ステップ２０８から繰り返す。ステップ２０８で制御部２４が移動の完了、もしくは、観測時の自ユニットの位置と現在の位置が一致したと認識したときは、次のステップに移る。制御部２４は記憶部２５に保存している観測地点に対応する受光部２３の角度、高さ、方向の情報に基づいて、受光部２３を制御して情報の通りに設定する。設定が終わると、制御部２４は受光部２３に対して受光を開始させる（ステップ２１０）。
【００９５】
送信ユニット１０の投光部１３からの光を、受信ユニット２０の受光部２３が受光する（ステップ２１１）。受光部２３は検出した光を電気信号に変え、制御部２４は電気信号から光の強度を求めて、記憶部２５に保存する。制御部２４は記憶部２５に光の強度を保存し終わると、光の強度を送受信部２２からサーバーユニット３０へと送信する（ステップ２１２）。
【００９６】
サーバーユニット３０の送受信部３３は、通信網５０を介して、受光ユニット２０で受光した光の強度の情報を受信する（ステップ２１３）。制御部３１は光の強度を記憶部３２に保存する。制御部３１は光の強度と、水面に何も無い通常時の光の強度を比較し、異なる場合は異物が水面にあると判定する。通常時の光の強度は、投光部と受光部の距離、角度、高さに応じたデータテーブルとして記憶部３２に保存されている。制御部３１は観測結果を記憶部３２に、観測日時、測定地点の位置情報とともに保存する（ステップ２１４）。まだ、測定していない観測地点がある場合は（ステップ２１５）、サーバーユニット３０の制御部３１は、測定が未了の地点のうち１つの地点の観測指示を送信ユニット１０および受信ユニット２０に送信し、ステップ２０２から繰り返す。ステップ２１５で全ての観測地点の観測が行われている場合は、ステップ２１６へと進む。
【００９７】
サーバーユニット３０の制御部３１は端末ユニット４０に対して、記憶部３２に保存した観測日時、観測地点、観測結果の情報を送信する（ステップ２１６）。端末ユニット４０の送受信部４５は通信網５０を介して観測日時、観測地点、観測結果の情報を受信する。制御部４１は記憶部４２に観測日時、観測地点、観測結果の情報を保存するとともに（ステップ２１７）、表示部４３に観測日時、観測地点、観測結果の情報を表示する（ステップ２１８）。
【００９８】
サーバーユニット３０の制御部３１は送受信部３２から、送信ユニット１０および受信ユニット２０に対して観測が終了した信号を送信する（ステップ２１９）。送信ユニット１０は通信網５０を介して、送受信部１２で観測が終了した信号を受信する（ステップ２２０）。制御部１４は観測が終了した信号を確認すると、投光部１３を制御して、レーザーのスイッチをきる（ステップ２２１）。受信ユニット２０は通信網５０を介して、送受信部２２で観測が終了した信号を受信する（ステップ２２２）。制御部２４は観測が終了した信号を確認すると、受光部２３を制御して、受光を終了する（ステップ２２３）。以上で、水面の観測は終了となる。
【００９９】
サーバーユニット３０から端末ユニット４０への観測結果の情報の送信は、観測地点１箇所について観測が終わるごとに行われてもよい。また、多数の観測地点がある場合には、３地点の観測が終了するごとのように、複数地点の観測が終了するごとに送信されるような設定としてもよい。
【０１００】
第４の実施形態の水面の観測システムを用いると、送信ユニットと観測ユニットを移動しより広い範囲での観測を自由に実施することが可能であり、利便性や観測の効率が向上している。また、観測データの閲覧や観測時の操作を離れた場所で行うことができ、データの収集や閲覧の利便性や効率が向上する。
【０１０１】
本発明の第５の実施形態について図１６を参照して詳細に説明する。図１６は第５の実施形態における観測システムの構成の概要について示している。第５の実施形態における観測システムは、観測用の投光部および受光部を水面下に有しており水中での観測を実施することができる。
【０１０２】
本実施形態の水面の観測システムは送信ユニット７０と、受信ユニット８０と、サーバーユニット３０と、端末ユニット４０からなる。各ユニットは通信網５０を介して接続されている。
【０１０３】
送信ユニット７０は、位置認識部７１と、送受信部７２と、制御部７３と、記憶部７４と、投光部７５と、水位計測部７６と、動力部７７からなる。
【０１０４】
位置認識部７１は全地球測位システムを利用して、自ユニットの位置の認識を行う。また地磁気センサーを用いた電子コンパス機能を有しており、自ユニットの方向を認識することができる。送受信部７２は通信網５０を介して他のユニットと通信信号の送受信を行う。制御部７３は複数または単数のマイクロプロセッサーおよびメモリからなる。制御部７３は位置認識部７１に自ユニットの位置情報の取得、送受信部７２への情報の送受信、記憶部７４の情報の読み書き、投光部７５へのレーザーの制御指示等を行う。また、制御部７３は水位計測部７６へ水面との距離の計測の指示、動力部７７の制御等も行い自ユニットの制御全般を行う機能を有する。記憶部７４は半導体メモリやハードディスクおよびその組み合わせからなり、自ユニットの位置情報、他ユニットからの指示に関する情報、制御用のプログラムなどが記憶されている。投光部７５は半導体レーザーを備えており、観測用の光を送信することができる。投光部７５は水面よりも下になる位置に設置されている。また、投光部７５は上下方向および水平方向の駆動機構を備えており、観測時のレーザー照射の深さおよびレーザー照射の水面に水平な面での向きは可変となっている。水位計測部７６は水面との距離を計測する水位計を備えている。水位計としての例としては超音波方式があげられる。動力部７７は、スクリューを備えており、送信ユニット７０は自力で移動できる。また、回転方向の制御も可能である。
【０１０５】
受信ユニット８０は、位置認識部８１と、送受信部８２と、制御部８３と、記憶部８４と、受光部８５と、動力部８６からなる。
【０１０６】
位置認識部８１は全地球測位システムを利用して、自ユニットの位置の認識を行う。また地磁気センサーを用いた電子コンパス機能を有しており、自ユニットの方向を認識することができる。送受信部８２は通信網５０を介して他のユニットと通信信号の送受信を行う。制御部８３は複数または単数のマイクロプロセッサーおよびメモリからなる。制御部８３は位置認識部８１に自ユニットの位置情報の取得、送受信部８２への情報の送受信、記憶部８４への情報の読み書き、受光部８５への受光センサーの制御などの指示を行う。また、制御部８３は水位計測部８６での水面との距離の計測の指示、動力部８７の制御等を行い自ユニットの制御全般を行う機能を有する。記憶部８４は半導体メモリやハードディスクおよびその組み合わせからなり、自ユニットの位置情報、他ユニットからの指示に関する情報、制御用のプログラムなどが記憶されている。受光部８５はフォトダイオードを備えた受光センサーを有しており、観測用の光を受光し電気信号へと変換することができる。受光部８５での受光向きは水面に水平な面での方向で可変となっている。また、受光の深さも可変である。水位計測部８６は水面との距離を計測する水位計を備えている。水位計としての例としては超音波方式があげられる。動力部８７は、スクリューを備えており、受信ユニット８０は自力で移動できる。また、回転方向の制御も可能である。
【０１０７】
サーバーユニット３０、端末ユニット４０、通信網５０の構成や機能は第１の実施形態に記載しているものと同一である。
【０１０８】
送信ユニット７０や受信ユニット８０には駆動のための電源が搭載されている。電源には蓄電池、燃料電池、太陽光発電パネルなどが用いられる。また、電源は１種類ではなく複数の組み合わせのことがある。
【０１０９】
第５の実施形態の観測システムにおいて、水面の観測が行われる際の動作について図１７と図１８と図１９を参照して説明する。図１７と図１８と図１９は第５の実施形態において水面の観測を行う際のフローの概略を示している。
【０１１０】
送信ユニット７０および受信ユニット８０が水面６０の上に浮いている。作業者が端末ユニット４０の操作部４４で観測開始を選択したとする（ステップ２３１）。端末ユニット４０の制御部４１は操作部４４において観測の開始が選択されたことを検知すると、送受信部４５から通信網５０を介して、サーバーユニット３０へ、観測の開始の情報を送信する（ステップ２３２）。サーバーユニット３０は観測の開始の情報を通信網５０を介して送受信部３３で受信する。サーバーユニット３０の制御部３１は送信ユニット７０および受信ユニット８０に対して位置情報を要求する指示を送受信部３３から送る（ステップ２３３）。
【０１１１】
送信ユニット７０は通信網５０を介して位置情報の要求を送受信部７２で受ける。送信ユニット７０の制御部７３は位置認識部７１に対して、自ユニットの位置情報の確認を要求する。位置認識部７１は自ユニットの位置を確認すると、位置情報を制御部７３へと返す。位置情報を受け取った制御部７３は送受信部７２からサーバーユニット３０へ位置情報を送信する（ステップ２３４）。受信ユニット８０は通信網５０を介してサーバーユニット３０からの位置情報の要求を送受信部８２で受ける。受信ユニット８０の制御部８３は位置認識部８１に対して、自ユニットの位置情報の確認を要求する。位置認識部８１は自ユニットの位置を確認すると、位置情報を制御部８３へと返す。位置情報を受け取った制御部８３は送受信部８２からサーバーユニット３０へ位置情報を送信する（ステップ２３５）。
【０１１２】
サーバーユニット３０で送受信部３３が通信網５０を介して、送信ユニット７０および受信ユニット８０の各々の位置情報を受信する。制御部３１は受信した送信ユニット７０および受信ユニット８０の位置情報を記憶部３２に保存する。制御部３１は送信ユニット７０と受信ユニット８０の現在の位置情報から、観測可能な範囲の判断を行い、判断結果を記憶部３２に保存する。サーバーユニット３０の制御部３１は、端末ユニット４０に対して観測可能な範囲に関する情報を送受信部３３から送信する（ステップ２３６）。観測可能な範囲とは、送信ユニット７０および受信ユニット８０が現在位置から移動することにより観測可能となる範囲を含む。
【０１１３】
端末ユニット４０の送受信部４５は、通信網５０を介して、観測可能な範囲に関する情報を受信する。制御部４１は記憶部４２に観測可能な範囲に関する情報を保存するとともに、表示部４３に観測可能な範囲を表示する。作業者が操作部４４から複数または１つの測定地点を選択すると（ステップ２３７）、制御部４１は選択された測定地点の位置情報を記憶部４２に保存する。また、観測地点の選択と同時に観測時の水面からの深さの選択が行われると、位置情報とともに深さに関する情報が記憶部４２に保存される。制御部４１は、サーバーユニット３０に対して選択された観測地点の位置情報と深さに関する情報を送受信部４５から送信する（ステップ２３８）。
【０１１４】
サーバーユニット３０の送受信部３３は通信網５０を介して観測地点の位置情報を受信する。制御部３１は観測地点の位置情報を記憶部３２に保存する。制御部３１は観測点ごと送信ユニット７０および受信ユニット８０の位置を決定し、観測地点の位置情報に関連づけて記憶部３２に保存する。また、制御部３１は観測地点ごとに受信ユニット７０の投光部７５および受信ユニット８０の受光部８５の深さ、方向を決定し、記憶部３２に観測地点の位置情報等と関連づけて保存する。異なる観測地点でも、送信ユニット７０と受信ユニット８０の両方のユニットのどちらか一方の位置が変わらないことがある。制御部３１は記憶部３２に保存した、観測地点ごとの送信ユニット７０の位置情報と投光部７５の深さ、方向に関する情報を、送受信部３３から送信ユニット７０に対して送信する。また、制御部３１は記憶部３２に保存した、観測地点ごとの受信ユニット８０の位置情報と受光部８５の深さ、方向に関する情報を、送受信部３３から受信ユニット８０に対して送信する（ステップ２３９）。
【０１１５】
送信ユニット７０の送受信部７２は、通信網５０を介して観測地点ごとの自ユニットの位置情報と投光部７５の深さ、方向に関する情報を受信する。制御部７３は受信した、観測地点ごとの自ユニットの位置情報と投光部７５の深さ、方向に関する情報を、記憶部７４に保存する（ステップ２４０）。受信ユニット８０の送受信部８２は、通信網５０を介して、観測地点ごとの自ユニットの位置情報と受光部８５の深さ、方向に関する情報を受信する。制御部８３は受信した、観測地点ごとの自ユニットの位置情報と受光部８５の深さ、方向に関する情報を、記憶部８４に保存する（ステップ２４１）。
【０１１６】
サーバーユニット３０の制御部３１は記憶部３２に保存した観測地点のうち、１つの地点について観測する指示を該当する観測地点の情報とともに、送信部３３から送信ユニット７０および受信ユニット８０へ送信する（ステップ２４２）。
【０１１７】
送信ユニット７０の送受信部７２が通信網５０を介して、サーバーユニット３０から観測の指示情報を受信する（ステップ２４３）。制御部７３は自ユニットの現在の位置と観測時の自ユニットの位置情報を比較し（ステップ２４４）、一致しない場合は動力部７７を制御して、観測時の自ユニットの位置まで移動させる（ステップ２４５）。移動後はステップ２４４に戻り、再度、自ユニットの位置の判定を繰り返す。ステップ２４４で制御部７３が移動の完了、もしくは、観測時の位置と現在の位置が一致したと認識したときは、次のステップに移る。制御部７３は記憶部７４に保存している観測地点に対応した投光部７５の深さ、方向情報に基づいて、投光部７５を制御して情報の通りに設定する。投光部７５の深さは水位計測部７６で測定される水面６０からの距離の情報を用いて、水面６０から投光部７５の深さが、送られてきた情報通りになるように設定される。投光部７５が所定の深さに設定されると、制御部７３は投光部７５に対してレーザーを発光させる（ステップ２４６）。
【０１１８】
受信ユニット８０の送受信部２２が通信網５０を介して、サーバーユニット３０から観測の指示情報を受信する（ステップ２４７）。制御部８４は自ユニットの現在の位置と観測時の自ユニットの位置情報を比較し（ステップ２４８）、一致しない場合は動力部８７を制御して、観測時の自ユニットの位置まで移動させる（ステップ２４９）。移動の完了後は、ステップ２４８に戻り、自ユニットの位置の判定を繰り返す。ステップ２４８において、制御部８３が移動の完了、もしくは、観測時の位置と現在の位置が一致したと認識したときは、次のステップに移る。制御部８３は記憶部８４に保存している観測地点に対応した受光部８５の深さ、方向の情報に基づいて、受光部８５を制御して情報の通りに設定する。受光部８５の深さは水位計測部８６で測定される水面６０からの距離の情報を用いて、水面６０から受光部８５の深さが、送られてきた情報通りになるように設定される。設定が終わると、制御部８３は受光部８５に対して受光を開始させる（ステップ２５０）。
【０１１９】
送信ユニット７０の投光部７５からの光を、受信ユニット８０の受光部８５が受光する（ステップ２５１）。受光部８５は検出した光を電気信号に変え、制御部８３は電気信号から光の強度を求めて、記憶部８４に保存する。制御部８３は記憶部８４に光の強度を保存し終わると、光の強度を送受信部８２からサーバーユニット３０へと送信する（ステップ２５２）。
【０１２０】
サーバーユニット３０の送受信部３３、通信網５０を介して、受光ユニット８０で受光した光の強度の情報を受信する（ステップ２５３）。制御部３１は光の強度を記憶部３２に保存する。制御部３１は光の強度と、水面に何も無い通常時の光の強度を比較し、異なる場合は異物が水中にあると判定する。通常時の光の強度は、投光部と受光部の距離に応じたデータテーブルとして記憶部３２に保存されている。制御部３１は観測結果を記憶部３２に、観測日時、測定地点の位置情報とともに保存する（ステップ２５４）。まだ、観測が完了していない地点が残っている場合は（ステップ２５５）、ステップ２４２に戻り、測定が完了していない地点のうち１つの地点の観測が行われる。ステップ２５５で全ての観測地点の観測を終えている場合は、ステップ２５６へ進む。
【０１２１】
サーバーユニット３０の制御部３１は端末ユニット４０に対して、記憶部３２に保存した観測日時、観測地点、観測結果の情報を送信する（ステップ２５６）。端末ユニット４０の送受信部４５は通信網５０を介して観測日時、観測地点、観測結果の情報を受信する。制御部４１は記憶部４２に観測日時、観測地点、観測結果の情報を保存するとともに（ステップ２５７）、表示部４３に観測日時、観測地点、観測結果の情報を表示する（ステップ２５８）。
【０１２２】
サーバーユニット３０の制御部３１は送受信部３２から、送信ユニット７０および受信ユニット８０に対して観測が終了した信号を送信する（ステップ２５９）。送信ユニット７０は通信網５０を介して、送受信部７２で観測が終了した信号を受信する（ステップ２６０）。制御部７３は観測の終了の信号を確認すると、投光部７５を制御して、レーザーのスイッチをきる（ステップ２６１）。受信ユニット８０は通信網５０を介して、送受信部８２で観測が終了した信号を受信する（ステップ２６２）。制御部８３は観測の終了の信号を確認すると受光部８５を制御して、受光を終了する（ステップ２６３）。以上で、観測は終了となる。
【０１２３】
サーバーユニット３０から端末ユニット４０への観測結果の情報の送信は、観測地点１箇所について観測が終わるごとに行われてもよい。また、多数の観測地点がある場合には、３地点の観測が終了するごとのように、複数地点の観測が終了するごとに送信されるような設定としてもよい。
【０１２４】
第５の実施形態の観測システムを用いると、送信ユニットと観測ユニットの間の地点で観測が可能であり、広い範囲での観測を行うことができ利便性と効率が向上する。観測データの閲覧や観測時の操作を離れた場所で行うことができるため、データの収集や閲覧の利便性や効率が向上する。また、水面付近の水中の状況を観測することができ、表面の影響を受けないデータの取得が可能となる。表層だけにあり、船舶の運行等には実効的に影響を与えない表層の影響を除外した観測を行うことが可能となり、観測データが充実する。
【０１２５】
第１から第５の実施形態では、受信ユニットは受光した光の強度を記憶部に保存した後にサーバーユニットへと送信しているが、記憶部に保存することなくサーバーユニットへ送信する方法としてもよい。また、受信ユニットに保存された光の強度は１つの地点または数地点の測定が終わるごとに消去される方法としてもよい。送信ユニットおよび受信ユニットが記憶部に保存している観測地点ごとの位置情報、設定情報についても１つの地点あるいは数地点の観測が終わるごとに消去されるか、新たな情報によって上書きされる方法としてもよい。これらの送信ユニットおよび受信ユニットに保存された観測に関する設定情報や観測結果は、サーバーユニットからの消去指示に応じて消去される方法や一定時間ごとに消去される方法としてもよい。
【０１２６】
第１から第５の実施形態では各ユニットは通信網を介して接続されていたが、各ユニットが直接通信を行う方法でもよい。例えば、サーバーユニットと端末ユニットが信号ケーブルで接続されている場合や、直接、無線方式で通信を行う場合もある。また、通信網を介して接続する方法と、各ユニットが直接通信を行う方法が組み合わされていてもよい。
【０１２７】
各ユニットの制御や操作を行うプログラムを、通信網を介して、更新できるようにしてもよい。例としては、通信回線や各種の記憶媒体からプログラムがサーバーユニットに保存され、他のユニットに送信される形があげられる。通信網を介して他のシステムから最新のプログラムが提供される形としてもよい。端末装置で観測結果を確認する方法について説明したが、観測結果を通信網等を介して、他のシステムに提供できる形としてもよい。
【０１２８】
第１から第５の実施形態の観測システムは必要に応じて、地図データベースや地形データベースと接続されていることがある。データベースの利用に関してはサーバーユニットや端末ユニットにデータベースシステムのデータの一部が保存されて使用される。この場合は観測ごとに、データベースシステムから最新のデータが提供される形でもよい。
【０１２９】
第１から第５の実施形態の観測システムは海洋、河川、運河、湖沼、農業や工業用水などの公共水域や、水道や下水の浄水施設などで利用することができる。工場内の浄水施設や、海洋や河川等での養殖施設、水田等でも利用することができる。また、屋外での利用に限らず、野菜工場の栽培施設の水質管理等にも利用することができる。移動方法をスクリューから車輪方式に変更すれば、水上用としてだけでなく畑等や工場内の環境の観測システムに利用することもできる。
【０１３０】
第１から第５の実施形態で用いたレーザー光やＬＥＤ光等の光源は、可視光だけでなく紫外光や赤外光を利用することもできる。反射光の強度を異物の判断の有無に利用する例を示したが、偏光観察法を利用しても良い。偏光観察法では、反射光を受光し偏光成分ごとの光量比を求める。光量比は通常の水面と油膜等の異物があるときの水面とで異なるため、異物の有無の判定に利用することができる。また、超音波や電波等を観測対象に応じて使い分けて利用してもよい。
【０１３１】
第１から第５の実施形態の観測システムおいて送信ユニットや受信ユニットにカメラを設けて、観測地点付近の状況を通信網を介して送信し、端末ユニットを通して目視で確認できるようにしてもよい。この場合、夜間での観察に対応するために赤外線カメラ等が用いられることもある。
【０１３２】
第１から第５の実施形態の観測システムでは送信ユニットや受信ユニットの位置認識に全地球測位システムを用いたが、位置認識には他の方法を用いてもよい。例えば複数の無線基地局の電波から自ユニットの位置を算出する方法などを用いることができる。
【０１３３】
第１から第５の実施形態の観測システムでは、各ユニットが通信網を介して必要な情報を相互に送受信して利用する。必要な情報を他のユニットから通信網等を通して必要に応じて得るため、自ユニットには機能を満たすのに必要な情報のみを確保する形態とすることがある。また、個別の利用に関しては通信網やシステムの構成を意識する必要はない。このような形態をクラウドシステムと呼ぶことがある。
【０１３４】
次の本発明の第６の実施形態について図２０を参照しながら説明する。図２０は第６の実施形態における観測システムの構成を示したものである。
【０１３５】
本実施形態の観測システムは、送信ユニット３０１と、受信ユニット３０２と、観測時の設定を判断する判断手段３０３と、観測データを取得する手段３０４からなる。送信ユニット３０１は観測用の信号を送信する手段３０５を有し、受信ユニット３０２は観測の対象３０７を介して観測用の信号を受信する手段３０６を有している。観測時の設定を判断する判断手段３０３は送信ユニット３０１および受信ユニット３０２の位置関係から送信ユニット３０１および受信ユニット３０２の観測時の設定を判断する手段を有する。情報を伝達し観測データを取得する手段３０４は送信ユニット３０１および受信ユニット３０２へ判断結果に基づく情報を伝達し観測データを取得する手段を有する。
【０１３６】
本実施形態の観測システムを用いると、送信ユニットと受信ユニットの間の地点で観測が可能となり、広い範囲での観測を行うことができ観測の利便性や効率が向上する。また、観測データの閲覧や観測時の操作を離れた場所で行うことができ利便性や効率が向上する。
【０１３７】
上記の実施形態の一部又は全部は、以下の付記のようにも記載されうるが、以下には限られない。
【０１３８】
（付記１）観測用の信号を送信する手段を有する送信ユニットと、観測の対象を介して前記観測用の信号を受信する手段を有する受信ユニットと、前記送信ユニットと前記受信ユニットの位置関係から前記送信ユニットと前記受信ユニットの観測時の設定を判断する判断手段と、前記送信ユニットおよび前記受信ユニットへ前記判断に基づく情報を伝達し観測データを取得する手段を有することを特徴とする観測システム。
【０１３９】
（付記２）前記観測用の信号を送信する手段および前記観測用の信号を受信する手段の設定により複数地点を測定する手段を有することを特徴とする付記１記載の観測システム。
【０１４０】
（付記３）前記受信ユニットが、観測の対象から反射してきた観測用の信号を受信し、反射してきた観測用の信号の強度を求める手段を有することを特徴とする付記１または２いずれかに記載の観測システム。
【０１４１】
（付記４）前記観測用の信号が光であることを特徴とする付記１から３いずれかに記載の観測システム。
【０１４２】
（付記５）前記観測の対象が水面であることを特徴とする付記１から４いずれかに記載の観測システム。
【０１４３】
（付記６）前記観測の対象が水中であることを特徴とする付記１または２いずれかに記載の観測システム。
【０１４４】
（付記７）前記送信ユニットおよび前記受信ユニットが移動手段を有することを特徴とする付記１から６いずれかに記載の観測システム。
【０１４５】
（付記８）前記受信ユニットで受信する観測用の信号の強度を基に、観測の対象での油膜または異物の有無を判断する手段を有することを特徴とする付記１から７いずれかに記載の観測システム。
【０１４６】
（付記９）観測用の信号を送信する手段を有する送信ユニットと観測用の信号を受信する手段を有する受信ユニットの位置を認識し、認識された位置に基づいて前記送信ユニットと前記受信ユニットの設定を判断し、判断された設定に基づいて前記受信ユニットおよび前記送信ユニットを設定し、前記送信ユニットが観測用の信号を送信し、観測の対象を介して前記信号を前記受信ユニットが受信することを特徴とする観測方法。
【０１４７】
（付記１０）前記観測用の信号が観測の対象へ向けて発せられ、観測の対象物から反射してきた観測用の信号を受信し、反射してきた観測用の信号を受信することを特徴とする付記９に記載の観測方法。
【０１４８】
（付記１１）前記観測用の信号が光であることを特徴とする付記９または１０いずれか記載の観測方法。
【０１４９】
（付記１２）前記観測の対象が水面であり、受信した観測用の信号の強度を基に水面上の油膜または異物の有無が判断されることを特徴とする付記９から１１いずれかに記載の観測方法。
【産業上の利用可能性】
【０１５０】
本発明は、海運、水産業、水道事業等で必要な水面に関する環境データを取得するための観測システムに利用することができる。特に水面に浮かぶ、油膜や異物の有無の観測等観測システムに適する。
【符号の説明】
【０１５１】
１０    送信ユニット
１１    位置認識部
１２    送受信部
１３    投光部
１４    制御部
１５    記憶部
１６    水位計測部
１７    動力部
２０    受信ユニット
２１    位置認識部
２２    送受信部
２３    受光部
２４    制御部
２５    記憶部
２６    水位計測部
２７    動力部
３０    サーバーユニット
３１    制御部
３２    記憶部
３３    送受信部
４０    端末ユニット
４１    制御部
４２    記憶部
４３    表示部
４４    操作部
４５    送受信部
５０    通信網
６０    水面
７０    送信ユニット
７１    位置認識部
７２    送受信部
７３    制御部
７４    記憶部
７５    投光部
７６    水位計測部
７７    動力部
８０    受信ユニット
８１    位置認識部
８２    送受信部
８３    制御部
８４    記憶部
８５    受光部
８６    水位計測部
８７    動力部
９１    観測地点
９２    レーザーの送出部を水面へ投影した地点
９３    受光面を水面へ投影した地点
９４    レーザーの送出部
９５    受光面
９６    レーザー光
９７    反射光
９８    レーザー光と水面のなす角度
９９    反射光と水面のなす角度
１０１−１２３    観測時の各動作
１３１−１５９    観測時の各動作
１６１−１８７    観測時の各動作
１９１−２２３    観測時の各動作
２３１−２６３    観測時の各動作
３０１    送信ユニット
３０２    受信ユニット
３０３    観測時の設定を判断する判断手段
３０４    情報を伝達し観測データを取得する手段
３０５    観測用の信号を送信する手段
３０６    観測用の信号を受信する手段
３０７    観測の対象
【図１】
0006007538.tif 000002
【図２】
0006007538.tif 000003
【図３】
0006007538.tif 000004
【図４】
0006007538.tif 000005
【図５】
0006007538.tif 000006
【図６】
0006007538.tif 000007
【図７】
0006007538.tif 000008
【図８】
0006007538.tif 000009
【図９】
0006007538.tif 000010
【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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