(57)【要約】【課題】ネットワークにおける通信量を低く抑えて各機器からのデータ収集を可能とする。【解決手段】センサーにより観測された観測値を時系列に記録する観測データ記録部と、連続する時刻の各観測値を結ぶ線分が、あらかじめ設定した基準線に対し交差するとき、前記線分と前記基準線との交差時刻を計算する交差処理部と、前記交差時刻を記録する交差データ記録部と、を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
センサーにより観測された観測値を時系列に記録する観測データ記録部と、
連続する時刻の各観測値を結ぶ線分が、あらかじめ設定した基準線に対し交差するとき、前記線分と前記基準線との交差時刻を計算する交差処理部と、
前記交差時刻を記録する交差データ記録部と、
を備えたデータ記録装置。
【請求項２】
前記基準線が妥当であるか否かを判定する基準線判定部と、
前記基準線が妥当でないとき前記基準線に代えて用いるべき新たな基準線を算出する基準線算出部と、を備え、
前記交差データ記録部は、計算された各前記交差時刻を前記交差時刻が計算された基準線と対応づけて記録することを特徴とする請求項１に記載のデータ記録装置。
【請求項３】
前記基準線算出部は、所定時刻前までの観測値を用いて前記新たな基準線を算出することを特徴とする請求項２に記載のデータ記録装置。
【請求項４】
前記基準線判定部は、予め決められた時間が経過するごとに、または観測値が所定数記録されるごとに、前記基準線が妥当であるか否かの判定を行うことを特徴とする請求項２または３に記載のデータ記録装置。
【請求項５】
前記基準線判定部は、前記観測値の前記基準線に対する誤差に基づいて前記基準線が妥当であるか否かを判定することを特徴とする請求項２ないし４のいずれか一項に記載のデータ記録装置。
【請求項６】
前記あらかじめ設定した基準線は複数であり、
前記交差処理部は、前記基準線ごとに交差時刻を計算し、
前記交差データ記録部は、計算された各前記交差時刻を前記基準線と対応づけて記録することを特徴とする請求項１ないし５のいずれか一項に記載のデータ記録装置。
【請求項７】
前記交差処理部は、さらに、前記線分の傾きまたは傾きの符号を記録することを特徴とする請求項１ないし６のいずれか一項に記載のデータ記録装置。
【請求項８】
センサーにより観測された観測値を時系列に記録する観測データ記録部と、
基準線と、前記基準線の相反する側に前記基準線に沿って設けられた第１および第２の補助線とを記憶する基準線・補助線記憶部と、
連続する時刻の各観測値を結ぶ線分が、前記第１または第２の補助線と交差したとき前記線分を規定する２つの点のうち前記第１および第２の補助線によって囲まれる基準領域に属する方の点を取得する交差処理部と、
取得された前記点を記録する交差データ記録部と、
を備えたデータ記録装置。
【請求項９】
前記交差処理部は、前記線分が前記基準領域を貫通したとき、前記線分と前記基準線との交差時刻を計算し、
前記データ記録部は、計算された交差時刻を記録することを特徴とする請求項８に記載のデータ記録装置。
【請求項１０】
前記交差処理部は、さらに、前記線分の傾きまたは傾きの符号を記録することを特徴とする請求項８または９に記載のデータ記録装置。
【請求項１１】
複数のセンサーにより観測された観測値を時系列に記録する観測データ記録部と、
連続する時刻の各観測値を結ぶ線分が、あらかじめ設定した基準面に対し交差するとき、前記線分と前記基準面との交点を計算する交差処理部と、
前記交点を記録する交差データ記録部と、
を備えたデータ記録装置。
【請求項１２】
前記基準面が妥当であるか否かを判定する基準面判定部と、
前記基準面が妥当でないとき前記基準面に代えて用いるべき新たな基準面を算出する基準面算出部と、
を備えたことを特徴とする請求項１１に記載のデータ記録装置。
【請求項１３】
前記基準面算出部は、所定時刻前までの観測値を近似する平面を求め、求めた平面に直交する面を前記新たな基準面として算出することを特徴とする請求項１２に記載のデータ記録装置。
【請求項１４】
前記基準面判定部は、予め決められた時間が経過するごとに、または観測値が所定数記録されるごとに、前記基準面が妥当であるか否かの判定を行うことを特徴とする請求項１２または１３に記載のデータ記録装置。
【請求項１５】
前記基準面判定部は、前記観測値の前記基準面に対する誤差に基づいて前記基準面が妥当であるか否かを判定することを特徴とする請求項１２ないし１４のいずれか一項に記載のデータ記録装置。
【請求項１６】
前記あらかじめ設定した基準面は複数であり、
前記交差処理部は、前記基準面ごとに交点を計算することを特徴とする請求項１１ないし１５のいずれか一項に記載のデータ記録装置。
【請求項１７】
前記交差処理部は、さらに、前記線分の傾きまたは傾きの符号を記録することを特徴とする請求項１１ないし１６のいずれか一項に記載のデータ記録装置。
【請求項１８】
センサーにより観測される観測値を時系列に記録するステップと、
連続する時刻の各観測値を結ぶ線分が、あらかじめ設定した基準線に対し交差するとき、前記線分と前記基準線との交差時刻を計算するステップと、
前記交差時刻を記録するステップと、
を備えたデータ記録方法。
【請求項１９】
センサーにより観測される観測値を時系列に記録するステップと、
基準線と、前記基準線の相反する側に前記基準線に沿って設けられた第１および第２の補助線とを設定するステップと、
連続する時刻の各観測値を結ぶ線分が、前記第１または第２の補助線と交差したとき前記線分を規定する２つの点のうち前記第１および第２の補助線によって囲まれる基準領域に属する方の点を取得するステップと、
取得された前記点の値を記録するステップと、
を備えたデータ記録方法。
【請求項２０】
複数のセンサーにより観測された観測値を時系列に記録するステップと、
連続する時刻の各観測値を結ぶ線分が、あらかじめ設定した基準面に対し交差するとき、前記線分と前記基準面との交点を計算するステップと、
前記交点を記録するステップと、
を備えたデータ記録方法。
【請求項２１】
請求項１８ないし２０のいずれか一項に記載の各ステップの実行を指示する命令コードを記述したデータ記録のためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、データ記録装置、データ記録方法およびデータ記録のためのプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
センサーとネットワークの進歩により大量のデータ収集が可能となったが、それらをすべて記録することは現実的でない。例えば、遠隔地から機器が正常に動作していることを監視するような場合、機器の数が増加するに連れて、すべてのデータを中央に収集するための通信コストは膨大なものになる。また、監視対象の消費電力、重量、サイズなどの制約から機器に大容量のデータ蓄積装置を持たせることが困難な場合が多い。したがって、通信量をある範囲以下に抑える、あるいは、限られた容量の記憶領域を有効に使うために、収集データを削減する技術が必要である。
【特許文献１】米国特許第６９４７７９７号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
機器が異常信号を出した際その前後に細かなサンプリング間隔でデータを収集する方法(特許文献１)や、一日のセンサー信号の変動率が20％以上といった事前に決められた基準に基づいて記録を行う方法が既に提案されている。しかしながらこれらの方法は、監視機器が異常となった場合の挙動を予め知っていなければ、機器から異常信号を出させたり、事前の基準を作ったり出来ないことは明らかである。
【０００４】
時系列信号を折れ線近似するに十分な程度に間引く方式も提案されているが、この方式では、直線近似できない振動波形などに対する近似能力が低い。
【０００５】
本発明は、ネットワークにおける通信量を低く抑えて各機器からのデータ収集を可能とするデータ記録装置、データ記録方法およびプログラムを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一態様としてのデータ記録装置は、
センサーにより観測された観測値を時系列に記録する観測データ記録部と、
連続する時刻の各観測値を結ぶ線分が、あらかじめ設定した基準線に対し交差するとき、前記線分と前記基準線との交差時刻を計算する交差処理部と、
前記交差時刻を記録する交差データ記録部と、
を備える。
【０００７】
本発明の一態様としてのデータ記録装置は、
センサーにより観測された観測値を時系列に記録する観測データ記録部と、
基準線と、前記基準線の相反する側に前記基準線に沿って設けられた第１および第２の補助線とを記憶する基準線・補助線記憶部と、
連続する時刻の各観測値を結ぶ線分が、前記第１または第２の補助線と交差したとき前記線分を規定する２つの点のうち前記第１および第２の補助線によって囲まれる基準領域に属する方の点を取得する交差処理部と、
取得された前記点を記録する交差データ記録部と、
を備える。
【０００８】
本発明の一態様としてのデータ記録装置は、
複数のセンサーにより観測された観測値を時系列に記録する観測データ記録部と、
連続する時刻の各観測値を結ぶ線分が、あらかじめ設定した基準面に対し交差するとき、前記線分と前記基準面との交点を計算する交差処理部と、
前記交点を記録する交差データ記録部と、
を備える。
【０００９】
本発明の一態様としてのデータ記録方法は、
センサーにより観測される観測値を時系列に記録するステップと、
連続する時刻の各観測値を結ぶ線分が、あらかじめ設定した基準線に対し交差するとき、前記線分と前記基準線との交差時刻を計算するステップと、
前記交差時刻を記録するステップと、
を備えたデータ記録方法。
【００１０】
本発明の一態様としてのデータ記録方法は、
センサーにより観測される観測値を時系列に記録するステップと、
基準線と、前記基準線の相反する側に前記基準線に沿って設けられた第１および第２の補助線とを設定するステップと、
連続する時刻の各観測値を結ぶ線分が、前記第１または第２の補助線と交差したとき前記線分を規定する２つの点のうち前記第１および第２の補助線によって囲まれる基準領域に属する方の点を取得するステップと、
取得された前記点の値を記録するステップと、
を備える。
【００１１】
本発明の一態様としてのデータ記録方法は、
複数のセンサーにより観測された観測値を時系列に記録するステップと、
連続する時刻の各観測値を結ぶ線分が、あらかじめ設定した基準面に対し交差するとき、前記線分と前記基準面との交点を計算するステップと、
前記交点を記録するステップと、
を備える。
【００１２】
本発明の一態様によれば、上記データ記録方法における各ステップの実行を指示する命令コードを記述したデータ記録のためのプログラムが提供される。
【発明の効果】
【００１３】
本発明により、ネットワークにおける通信量を低く抑えて各機器からのデータ収集が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
（第１の実施形態）
図１は本発明の第１の実施形態としてのデータ削減装置（データ記録装置）の構成を示すブロック図である。
【００１５】
このデータ削減装置は、あらかじめ基準線を用意し、センサーにより観測される時系列の観測データと、この基準線との交点（または交差時刻）を記録することを特徴とする。図２に、基準線をx=0.3とし、縦軸をｘ、横軸をｔ（時間）とした場合に、増減する観測信号から基準線との交点３点を抽出している例を示す。交点の代わりに交差時刻を記録してもよく、この場合ｘの値は、交差時刻と基準線とから計算可能である。以下このデータ削減装置について詳細に説明する。
【００１６】
図１における観測データ記録部１１は、機器を観測するセンサーにより取得された観測値を時系列に記録する。すなわち観測データ記録部１１は、時系列の観測データを記録する。
【００１７】
基準線記憶部１２は、時系列の観測データとの交差判断に用いられる基準線を記憶する。
【００１８】
交差判断部１３は、時系列の観測データの連続する時刻での観測値を結ぶ線分が、上記基準線と交差しているかどうかを判断する。
【００１９】
交差計算部１４は、交差判断部１３により交差ありと判断された場合に、上記線分と基準線との交点（または交差時刻）と、交点における傾きの符号（傾き情報）を算出する。傾き情報として、傾きの符号でなく、交点における傾き（増加・減少量）を算出してもよい。傾きは次式により計算可能である。(x1,t1)と（x2,t2）は連続する時刻の観測値である。
【数１】
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【００２０】
データベース（交差データ記録部）１５は、交差計算部１４により算出された交点（または交差時刻）および傾き情報を記録する。
【００２１】
上述した交差判断部１３と交差計算部１４との組はたとえば交差処理部に相当する。図１のデータ削除装置は、不要になったデータ（たとえば交差処理部による処理を経た観測値）を削除するデータ削除部をさらに備えてもよい。また、このデータ削除装置は、データベース１５に記録された交点（または交差時刻と基準線）および傾き情報を、ネットワークを介して送信するデータ送信部をさらに備えていてもよい。
【００２２】
図３は、図１のデータ削減装置により行われる処理の流れの一例を示すフローチャートである。本フローチャートに示される各ステップの実行を指示する命令コードを記述したプログラムをコンピュータに実行させることにより本処理の実行が実現されてもよい。
【００２３】
Ｓ１１では初期化処理を行う。１時刻前の観測値x1とその時の時刻t1へ最初の観測値を代入し、現時刻の観測値を表す変数x2とその時の時刻t2へその次の観測値を代入する。そしてonLineフラグ（オンラインフラグ）をリセットする。さらに (x1,t1)と(x2,t2)の２点が基準線上にあるかどうかを調べ、両方とも基準線上にあるときはＳ１２へ、(x1,t1)のみ基準線上にあるときはＳ１３へ、(x2,t2)だけ基準線上にあるときはＳ２２へ、どちらも基準線上にないときはＳ２４へ進む。
【００２４】
Ｓ１２では、オンラインフラグをセットする。オンラインフラグは、現時刻の観測値（ここではここでは(x2,t2)）が基準線（x=at+b）上に存在するか否かを示すものである。オンライフラグがセットされているときは基準線上に存在することを意味し、クリアされているときは基準線上に存在しないことを意味する。
【００２５】
Ｓ１３では、(x1,t1)と傾き情報をデータベース１５へ記録する。傾き情報はsign(x2-x1)によって求める。sign(ｘ)は、ｘ＜０のとき−１（負）、ｘ＝０のとき０，ｘ＞０のとき１（正）を示す。データベース１５への記録を行ったら、 (x2,t2)を(x1,t1)に代入する。
【００２６】
Ｓ１４では、次の観測値を読み込み、（x2,t2）へ代入する。
【００２７】
（x2,t2）が基準線上になく（Ｓ１５のＮＯ）、オンラインフラグがセットされていないとき（（x1,t1）が基準線上にないとき）は（Ｓ１６のＮＯ）、（x2,t2）と（x1,t1）とを結ぶ線分と、基準線とが交差するかどうかを判定する（Ｓ２４）。交差の有無を判定する詳細フローを示したのが図４である。
【００２８】
基準線がx=at+bの場合、（at1+b-x1）(at2+b-x2)<0が満たされるかどうかを判定し（Ｓ３１）、満たされるならば交差有りと判定し（Ｓ３２）、満たされないならば交差無しと判定する（Ｓ３３）。そして、判定結果（交差無しあるいは交差有り）を返す（Ｓ３４）。
【００２９】
判定結果が交差有りのときは、線分と基準線との交点を求める交点計算を行い、交点および交点における傾き情報sign(x2-x1)をデータベース１５へ記録する（Ｓ２５）。交点を求める様子を示したのが図５である。交点における交差時刻は次式、
【数２】
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により求めることができる。交点におけるｘ値は交差時刻と上記基準線とから計算可能である。データベース１５への記録を行ったら、または、判定結果が交差無しのときは、（x2,t2）を（x1,t1）へ代入し（Ｓ２３）、Ｓ２０へ進む。
【００３０】
Ｓ２０では、観測データがまだ存在するかどうかを調べ（Ｓ２０）、存在するときは（Ｓ２０のＮＯ）、Ｓ１４へ戻って次の観測値を読み込み、(x2,t2)へ代入する。
【００３１】
Ｓ１５において（x2,t2）が基準線上にあると判断され（Ｓ１５のＹＥＳ）、オンラインフラグがセットされているとき（（x1,t1）が基準線上にあるとき）（Ｓ２１のＹＥＳ）、特に何も行わずに、（x2,t2）を（x1,t1）へ代入する（Ｓ２３）。これは、基準線上に連続して観測値がのった場合、最初にのった観測値と、最後にのった観測値との間の観測値（中間の観測値）の記録を省略し、最初の観測値と、最後の観測値のみを記録する処理の一環として、中間の観測値の記録を省略する処理に相当する。図６を用いて具体的に示す。観測値Ｐ４、Ｐ５、Ｐ６の３つが連続して基準線上にのっているが、このような場合、始点と終点との間の中間に位置するＰ５は記録しないことで、データ記憶量をできるだけ少なくする。図中、黒丸がデータベースに記録される交点を表す。
【００３２】
（x2,t2）が基準線上にあるが（Ｓ１５のＹＥＳ）、オンラインフラグがセットされていないとき（（x1,t1）が基準線上にないとき）（Ｓ２１のＮＯ）、（x2,t2）と傾き情報sign(x2-x1)とをデータベース１５に記録する。これは基準線にちょうどのった観測値（x2,t2）を記録する処理（たとえば図６におけるＰ２を記録する処理）に相当する。この後、オンラインフラグをセットし（Ｓ２２）、（x2,t2）を（x1,t1）へ代入する（Ｓ２３）。そして、観測データがまだあるときは（Ｓ２０のＮＯ）、Ｓ１４へ戻って次の観測値を読み込み、(x2,t2)へ代入する。
【００３３】
（x2,t2）が基準線上になく（Ｓ１５のＮＯ）、オンラインフラグがセットされているとき（(x1,t1)が基準線上にあるとき）は（Ｓ１６のＹＥＳ）、（x1,t1）がデータベース１５に登録済みであるかどうかを検査し（Ｓ１７）、未登録の場合は（ＹＥＳ）、(x1,t1)と傾き情報sign(x2-x1)とを登録する（Ｓ１８ａ）。これは、基準線上に連続して観測値がのった場合における最後の観測値（(x1,t1)に相当）を記録する処理（図６におけるＰ６を記録する処理）に相当している。この後、オンラインフラグをクリアし(x1,t1)へ(x2,t2)を代入する（Ｓ１９）。そして、観測データがまだあるときは（Ｓ２０のＮＯ）、Ｓ１４へ戻って次の観測値を読み込み、(x2,t2)へ代入する。
【００３４】
一方、(x1,t1）が既に登録済みである場合は（Ｓ１７のＮＯ）、(x1,t1)の傾き情報がsign(x2-x1)で得られる傾き情報と異なるならば、(x1,t1)の傾き情報を０に書き換える（Ｓ１８ｂ）。これはたとえば図６のＰ１３のように、観測値がある方向（たとえば基準線の下側）から基準線にちょうどのって同じ方向に戻るときは、基準線上にのった観測値の傾きを０にする処理に相当する。この後、オンラインフラグをクリアし(x1,t1)へ(x2,t2)を代入する（Ｓ１９）。そして、観測データがまだあるときは（Ｓ２０のＮＯ）、Ｓ１４へ戻って次の観測値を読み込み、(x2,t2)へ代入する。
【００３５】
Ｓ２０において、観測データがもはや存在しないとき（Ｓ２０のＹＥＳ）、オンラインフラグがセットされているならば（Ｓ２６のＹＥＳ）、（x1,t1）をデータベース１５へ記録して本処理を終了する。オンラインフラグがセットされていないならば（Ｓ２６のＮＯ）そのまま処理を終了する。
【００３６】
以上のように、本実施形態によれば、連続する時刻の各観測値を結ぶ線分が、基準線に対し交差するとき、線分と基準線との交点（または交差時刻）を計算し、計算した交点（または交差時刻）を記録する。このように記録した交差点（または交差時刻）のデータを、たとえば分析センター装置等に対し送信すれば、従来のように観測データを送信する場合に比べて、分析センター装置等との間のネットワークにおける通信量を小さく抑えることができる。また、データ量の少ない交点（または交差時刻）を記憶すればよいため、記憶容量を小さく抑えることができる。また後述する第７の実施形態に示されるように、時系列の観測データが波形信号を示す場合であっても高い精度での復元が可能となる。本実施形態の効果は後述する他の実施形態においても同様に発揮される。
【００３７】
（第２の実施形態）
図７は、本発明の第２の実施形態としてのデータ削減装置（データ記録装置）の構成を示すブロック図である。本データ削減装置は、図１のデータ削減装置に対し、観測データに基づき基準線の妥当性を判断する基準線判定部１６と、基準線判定部１６により基準線が妥当でないと判断された場合に観測データから新たな基準線を算出する基準線算出部１７とを追加したことを特徴とする。
【００３８】
基準線判定部１６は、予め決められた時間間隔、観測値数が所定数に達した場合など、あらかじめ定めた判定基準が満たされたとき、基準線の妥当性を判定する。そして、妥当でないと判断した場合、新たな基準線を算出することを決定する。たとえば、現在時刻tで観測されたデータｘ(t)と、基準線で算出されるat+bとの誤差が、後述する基準線算出処理で求めた残差誤差の標準偏差の定数倍以上離れている場合（|x(t)-(at+b)|>kσ、kは予め決められた定数）に妥当でないと判定する。または、上記予め決められた時間間隔、観測値数が所定数に達した場合、一律に基準線が妥当でないとみなし、新たな基準線を算出することを決定してもよい。
【００３９】
基準線算出部１７は、基準線判定部１６により基準性が妥当でないとの判定が下された場合、新たな基準線を算出する。基準線は、たとえば観測データの平均値と一致する時間軸に平行な直線とする（x=at+bにおいてa=0に固定することに相当）。あるいは、基準線を、時間軸に平行でない一般の直線x=at+bとしてもよい。一般の直線を用いる場合、基準線更新の前後で線分の端点が繋がるように係数bを決めても良い。たとえば更新前の線分がx=a1t+b1であったものを、時刻t0でx=at+bとなったとする。この場合、2直線のt=t0における値が同じとなるようにすれば線が繋がるので、新しい直線をx=at+(b1+a1t0-at0)として、パラメータaを最小自乗法で推定する。基準線算出部１７は、データベース１５に記録されるのが交差時刻のとき、交差時刻がどの基準線に対するものであるかが分かるように、基準線の更新履歴および更新時刻を内部またはデータベース１５に記録する。図１０に、基準線が基準線１→基準線２→基準線３と更新される様子を示す。各基準線上の黒丸がデータベースに記録される交点であり、基準線上で連続して観測される観測値は、第１の実施形態と同様に、始点と終点のみが記録される。
【００４０】
図８は、図７のデータ削減装置により行われる処理の流れの一例を説明するフローチャートである。本フローチャートに示される各ステップの実行を指示する命令コードを記述したプログラムをコンピュータに実行させることにより本処理の実行が実現されてもよい。
【００４１】
本処理は、第１の実施形態の処理（図３）に対して、基準線を見直すか否か（基準線の妥当性を判断するか否か）の判断処理、見直すと判断された場合に基準線の妥当性を判定する処理、基準線が妥当でない場合に新たな基準線を算出する処理を追加したものであり、これらの処理以外については基本的に第１の実施形態と同等である。図中、点線で囲んだ処理が第１の実施形態の処理に相当する。したがって、以下では、第１の実施形態の処理との差分について説明する。
【００４２】
Ｓ１０１で基準線が妥当かどうかを判断し、妥当でなければ（ＮＯ）、基準線を新たに算出する。基準線の算出フローの例を図９に示す。
【００４３】
現時刻からＮ−１時刻前までの各観測値を観測データから取り出し（Ｓ１２１）、最小自乗法によりx=at+bの係数a,bおよび残差誤差σ２を推定する（Ｓ１２２）。推定したx=at+bを基準線として登録する（Ｓ１２３）。
【００４４】
基準線を用いて第１の実施形態と同等の処理を行い、観測データがまだ存在する（Ｓ２０のＮＯ）と判断されるごとに、同じ基準線を用いて規定時間以上の間データを記録したか否かを調べる（Ｓ１０３）。まだ規定時間以上同じ基準線を用いていない場合は（Ｓ１０３のＮＯ）、基準線をまだ見直す必要はないと判断し、Ｓ１４へ戻って次の観測値を読み込む。一方、規定時間以上の間同じ基準線を用いている場合は（Ｓ１０３のＹＥＳ）、Ｓ１０１に戻って、基準線が妥当かどうかの判断を行う。
【００４５】
以上のように、本実施形態によれば、基準線の妥当性を適宜判断し、妥当でない場合には基準線を更新するようにしたことにより、センサーデータの復元の精度を高めることが可能となる。
【００４６】
（第３の実施形態）
図１１は、本発明の第３の実施形態としてのデータ削減装置（データ記録装置）の構成を示すブロック図である。
【００４７】
観測データ記録部３１は、機器を観測するセンサーにより取得された観測値を時系列に記録する。
【００４８】
基準線・補助線記憶部３２は、基準線と、基準線に平行な２本の補助線とを記憶する。２本の補助線は上側補助線と下側補助線とからなる。上側補助線の基準領域と反対側の領域を基準領域外上側、下側補助線の基準領域と反対側の領域を基準領域外下側、上側補助線と下側補助線とで囲まれる領域を基準領域とする。
【００４９】
交差判断部３３は、連続する時刻での観測値を結ぶ線分が上記基準領域と交差したかどうかを判断する。具体的に、線分が、上側補助線または下側補助線と交差しているかどうか（すなわち基準領域に観測値が入ったか、または基準領域から観測値が抜けたか）を判定し、上側補助線または下側補助線と交差しているとき基準領域と交差したと判定する。
【００５０】
交差計算部３４は、交差判断部１３により基準領域と交差したと判断された場合に、そのときの上記線分と基準領域との交点（基準領域に入った直後の観測値、基準領域から抜ける直前の観測値）および交点における傾きの符号（傾き情報）を算出する。傾き情報として、傾きの符号でなく、傾き（増加・減少量）を計算してもよい。
【００５１】
データベース３５は、交差計算部１４により算出された交点および傾き情報を記録する。
【００５２】
交差判断部３３と交差計算部３４との組はたとえば交差処理部に相当する。図１１のデータ削除装置は、不要になったデータ（たとえば交差処理部による処理を経た観測値）を削除するデータ削除部をさらに備えてもよい。また、このデータ削除装置は、データベース３５に記録された交点および傾き情報を、ネットワークを介して送信するデータ送信部をさらに備えていてもよい。データ送信部は、さらに基準線、上側補助線、下側補助線のデータを送信してもよい。
【００５３】
本実施形態では、このように２つの補助線で囲まれる基準領域に観測値が入ったときまたは基準領域から抜けたときに、基準領域との交差があったと判断する（基準線と交差したとみなす）。このようにすることによって、基準線近傍で微小振動がある場合に、記憶すべきデータ量を大幅に削減できる。つまり、第１の実施形態の場合、図１２の上段に示すように、基準線近傍で微小振動があると、基準線と交差する交点のデータが全て記録されるため、記憶すべきデータの記憶量が多くなってしまうが、本実施形態では、図１２の下段に示すように、基準線の上下に補助線を設け、補助線に囲まれる基準領域と交差したか否か（基準領域に入ったかまたは基準領域から抜けたか）を基準にするため、基準線の近傍で微小振動があっても、記憶すべきデータ量を小さく抑えることが可能となる。
【００５４】
図１３は、図１１のデータ削減装置により行われる処理の流れの一例を示すフローチャートである。本フローチャートに示される各ステップの実行を指示する命令コードを記述したプログラムをコンピュータに実行させることにより本処理の実行が実現されてもよい。
【００５５】
本処理では、基準領域に入った直後の観測値および傾き情報と、基準領域から出る直前の観測値および傾き情報とを記録し、また、基準領域外上側から基準領域外下側へあるいはこの逆に線分が貫通する場合は、線分と基準線との交点（または交差時刻）および傾き情報を記録する。以下本処理について詳細に説明する。
【００５６】
Ｓ２０１では初期化を行う。基準領域（補助線を含むものとする）に最初に入った観測値を（Tc,Xc）とする。ただし、基準領域を貫通した場合は、基準線との交点を(Tc,Xc)とする。 (Tc,Xc)の傾き情報は、(Tc,Xc)の直前の観測値との間の傾きの符号に一致させる。最初から観測値が基準領域内にあった場合は傾き情報は０とする。 (Tc,Xc)と傾き情報をデータベース３５へ記録する。この後、(Tc,Xc)を(T1,X1)に代入し、Flagに０を代入する。Flagは１、０、−１の３通りの値を有し、１は基準領域外上側、０は基準領域内、−１は基準領域外下側に、観測値があることを意味する。
【００５７】
初期化が済んだら、Ｓ２０２において、次の時刻の観測値を(T2,X2)に入力する。そして、Flagが０であるか否かを判定する（Ｓ２０３）。
【００５８】
Flagが０であり（Ｓ２０３のＹＥＳ）、(T1,X1)と(T2,X2)間の線分が上側補助線とも下側補助線とも交差しないときは（Ｓ２０４のＮＯ、Ｓ２０６のＮＯ）何も行わない。すなわち(T1,X1)と(T2,X2)間の推移は、基準領域内での推移であるためデータベース３５への記録は行わない。観測データがまだある場合は（Ｓ２２１のＮＯ）、(T2,X2)を（T1,X1）に入力し（Ｓ２２２）、Ｓ２０２に戻り、次の観測値を読み込む。
【００５９】
Flagが０であり（Ｓ２０３のＹＥＳ）、(T1,X1)と(T2,X2)間の線分が上側補助線と交差する場合（Ｓ２０４のＹＥＳ）、Flagに１を代入する（(T2,X2)が基準領域外上側に存在するため）。一方、Flagが０であり（Ｓ２０３のＹＥＳ）、(T1,X1)と(T2,X2)間の線分が下側補助線と交差する場合（Ｓ２０６のＹＥＳ）、Flagに−１を代入する（(T2,X2)が基準領域外下側に存在するため）。Flagに１または−１を代入したら、 (T1,X1)がまだ記録されていなければ（Ｓ２０８のＮＯ）、(T1,X1)と傾き情報sign(x2-x1)をデータベース３５へ記録する（Ｓ２０９）。(T1,X1)が既に記録されていれば（Ｓ２０８のＹＥＳ）、記録済みの(T1,X1)の傾き情報と、sign(x2-x1)とが異なっている場合に限り、記録済みの(T1,X1)の傾き情報を０に書き換える。これは、第１の実施形態で示した図６のＰ１３のように、観測値がある方向（たとえば基準領域外下側）から基準領域に入って基準領域外上側に抜けることなく同じ方向（基準領域外下側）に戻るときは、戻る直前の観測値の傾きを０にする処理に相当する。観測データがまだある場合は（Ｓ２２１のＮＯ）、(T2,X2)を（T1,X1）に入力した後（Ｓ２２２）、Ｓ２０２に戻り、次の観測値を読み込む。
【００６０】
Flagが０でない場合（Ｓ２０３のＮＯ）、すなわちFlagが１または−１の場合、(T2,X2)が基準領域内かどうかを検査する（Ｓ２１１）。
【００６１】
(T2,X2)が基準領域内の場合（Ｓ２１１のＹＥＳ）、(T2,X2)は基準領域にちょうど入ったばかりの観測値であり、(T2,X2)および傾き情報をデータベース３５へ記録する。この際、傾き情報は、−Flagとする。すなわち基準領域外上側から基準領域に入った場合は傾き情報は−１、基準領域外下側から基準領域に入った場合は傾き情報は１となる。もちろんsign(x2-x1)として傾き情報を計算してもよい。この後、Flagに０を代入し（Ｓ２１３）、観測データがまだある場合は（Ｓ２２１のＮＯ）、(T2,X2)を（T1,X1）に入力し（Ｓ２２２）、Ｓ２０２に戻り、次の観測値を読み込む。
【００６２】
(T2,X2)が基準領域内でない場合（Ｓ２１１のＮＯ）、Flagが１か−１かによって処理が異なる。
【００６３】
Flagが１のとき（Ｓ２１４のＹＥＳ）、(T1,X1)と(T2,X2)間の線分が下側補助線と交差するかどうかを検査し（Ｓ２１５）、交差する場合（ＹＥＳ）、すなわち線分が基準領域外上側から基準領域外下側へ突き抜ける場合は、Flagに−１を代入し（Ｓ２１６）、線分と基準線との交点を（Tc,Xc）として計算し、データベース３５へ記録する（Ｓ２１７）。線分が基準領域外下側と交差しない場合（Ｓ２１５のＮＯ）、すなわち(T2,X2)が基準領域外上側に留まっている場合は、何も行わない（Flagは１のまま）。この後、観測データがまだある場合は（Ｓ２２１のＮＯ）、(T2,X2)を（T1,X1）に入力した後（Ｓ２２２）、Ｓ２０２に戻り、次の観測値を読み込む。
【００６４】
Flagが−１のとき（Ｓ２１４のＮＯ）、(T1,X1)と(T2,X2)間の線分が上側補助線と交差するかどうかを検査し（Ｓ２１８）、交差する場合（ＹＥＳ）、すなわち線分が基準領域外下側から基準領域外上側へ突き抜ける場合は、Flagに１を代入し（Ｓ２１９）、線分と基準線との交点を（Tc,Xc）として計算し、データベース３５へ記録する（Ｓ２２０）。線分が上側補助線と交差しない場合（Ｓ２１８のＮＯ）、すなわち(T2,X2)が基準領域外下側に留まっている場合は、何も行わない（Flagは−１のまま）。この後、観測データがまだある場合は（Ｓ２２１のＮＯ）、(T2,X2)を（T1,X1）に入力し（Ｓ２２２）、Ｓ２０２に戻り、次の観測値を読み込む。
【００６５】
（第４の実施形態）
本実施形態は、第１〜第３の実施形態において、基準線を複数にしたことを特徴とする。たとえば、第１の実施形態では図１４の上段のように１つの基準線を用意し、この１つの基準線との交点を求めたが、本実施形態では図１４の下段のように、複数の基準線を用意し、各基準線についてそれぞれ交点を求める。
【００６６】
図１５は、本実施形態に係わる処理の流れの一例示すフローチャートである。本フローチャートに示される各ステップの実行を指示する命令コードを記述したプログラムをコンピュータに実行させることにより本処理の実行が実現されてもよい。本処理は、基本的に、第１の実施形態で述べた処理を、複数の各基準線それぞれについて行ったものに相当する。したがって、本処理の内容は、第１の実施形態での説明から明らかであるため、詳細な説明は省略する。
【００６７】
ここで、本実施形態における複数の基準線の与え方は観測データを予め決められた数（N個）収集し、それらのデータから最小自乗法によって求められた直線x=a t+ bをベースに決める。
【００６８】
例えば基準線が２本の場合、直線x= at+bに対するN個のデータの残差誤差の標準偏差σを用いて、
x = a t + b±σ、
の２本を基準線として採用してもよい。
基準線が３本の場合、上記２本に加え、
x = a t + b
を採用しても良い。
基準線が2ｍ+1本の場合、
x = a t + b、x = a t + b±kσ （k=1,2,...,m）
を採用しても良い。
【００６９】
その他、N個のデータに対する交点の数を基準に基準線を選択しても良い。また複数の基準線は互いに平行でなくても良い。
【００７０】
（第５の実施形態）
本実施形態は、第１〜第４の実施形態において、観測データが複数のセンサーから取得される高次元データである場合に、基準面との交点を記録することを特徴とする。
【００７１】
以下、第２の実施形態を２個のセンサーがある場合に拡張して説明を行う。
【００７２】
図１６は、本実施形態としてのデータ削減装置（データ記録装置）の構成を示すブロック図である。
【００７３】
本データ削減装置は、機器を観測するセンサー１、２により観測された観測値を時系列に記録する観測データ記録部４１と、基準面を記憶する基準面記憶部４２と、時系列の観測データの連続する時刻での観測値を結ぶ線分が、上記基準面と交差しているかどうかを判定する交差判断部４３と、交差判断部４３により交差ありと判断された場合に、上記線分と基準面との交点および傾き情報を算出する交差計算部４４と、交差計算部４４により算出された交点および傾き情報を記録するデータベース４５と、観測データから基準面の妥当性を判断する基準面判定部４６と、基準面判定部４６が基準面は妥当でないと判断した場合に観測データから新たな基準面を算出する基準面算出部４７とを備える。
【００７４】
交差判断部４３と交差計算部４４との組はたとえば交差処理部に相当する。図１６のデータ削除装置は、データベース４５から不要になったデータを削除するデータ削除部をさらに備えてもよい。また、このデータ削除装置は、データベース４５に記録された交点および傾き情報を、ネットワークを介して送信するデータ送信部をさらに備えていてもよい。データ送信部は、さらに基準面のデータを送信してもよい。
【００７５】
以下、本データ削減装置についてさらに詳しく述べる。
【００７６】
まずデータベース４５に記録する内容について説明する。
【００７７】
図１７は２つのセンサー１，２と時間軸の３つの軸で構成される３次元空間上にデータがプロットされた状態を示す。データは３次元空間上で一般に「曲線」となる。第１〜第４実施形態では基準線をベースとして交差判断を行ったが、３次元空間上では基準面となる。基準面を境界として、時間的に連続する２点を結ぶ線分が基準面と共有点を持つとき、「交差があった」と判断する。
【００７８】
ところで、第１、第２、第４実施形態ではデータベースに記録する内容として交点の代わりに交差時刻のみでもよいと述べたが、本実施形態では、交差があった時刻Ｔのみを記録することにすると、Ｔと基準面とから復元できる情報は「t軸との切片がＴであるt軸に垂直な平面」と基準面との交線となり、点にならない。したがって、センサーが２つの場合、交差時刻だけでなく、そのときのセンサー１、２の値も記録する必要がある。すなわち交点を記録する必要がある。●（黒丸）でプロットされている点が基準面との交点であり、この点 (センサー１の値、センサー２の値、時刻)を記録する。
【００７９】
次に、基準面算出部４７による基準面の求め方について説明する。
【００８０】
観測データがN個あるとする。すなわち、(ti,x1(ti),x2(ti))の組がi=1〜Nあるとする。これらのデータと距離の自乗誤差が最小となる平面Bを最小自乗法で求めることができる。観測データは３次元空間上で同時刻に１点しかないことから平面Bは
b0+t+b1x1+b2x2=0  と表すことができる。
【００８１】
ここでx1はセンサー１の値、x2はセンサー２の値、tは時刻を表し、b0,b1,b2は係数である。基準面は例えばこの平面Bと直交するように選ぶことが考えられる。平面Bの法線ベクトルは平面Bと直交する。基準面を決めるためには基準面と平行な２つの独立ベクトルと、基準面が通過する空間上の１点を与えればよい。基準面を観測データの平均値
【数３】
2008299569.tif 000005
を通るようにしても構わない。
【００８２】
基準面を規定するためのもう一つのベクトルは、観測データを直線近似した際の直線の傾きで求めることができる。２つのセンサーと時間軸で構成される３次元空間上の直線は
【数４】
2008299569.tif 000006
と表すことができる。ベクトル(a1,a2,a3)は直線に平行なベクトルである。上式を変形し、
【数５】
2008299569.tif 000007
とする。観測データからそれぞれに最小自乗法を適用することでa1/a2とa1/a3を求めることができる。
【００８３】
a1:a2:a3=1:a2/a1:a3/a1からa1,a2,a3の比が求まるので直線に平行なベクトルの方向が決定する。ベクトルの長さが１となるようにすることでベクトルが一意に定まる。こうして観測データから求めた直線に平行な単位ベクトルを
Q=(q1,q2,q3)とする。
【００８４】
以上から、平面Bの単位法線ベクトル
【数６】
2008299569.tif 000008
と、直線に平行なベクトルq、そして平均値
【数７】
2008299569.tif 000009
を用いると、基準面上の点xは２つの媒介変数s1,s2を用いて次式で記述できる。
【数８】
2008299569.tif 000010
【００８５】
媒介変数を含まない形で表すと次式となる。
【数９】
2008299569.tif 000011
【００８６】
次に、基準面判定部４５による、基準面の妥当性の判定について説明する。
【００８７】
これについては第２の実施形態で記した方法を適用できる。ただし、誤差の計算は基準面の元になった平面Bを用いて行うことができる。平面B式の左辺：b0+t+b1x1+b2x2に観測値を代入したときの値が平面Bとの誤差となる。
【００８８】
図１６のデータ削減装置により行われる処理は、基本的に、第1〜第４の実施形態で述べた処理で用いられた基準線を基準面としたものに相当し、それ以外の点については第1〜第４実施形態と同等である。したがって、本実施形態の処理は、第1〜第４の実施形態での説明から明白であるため、詳細な説明は省略する。
【００８９】
（第６の実施形態）
図１８は、本発明に係わるデータ削減装置を機器の遠隔監視に適用した例を示す。遠隔にある機器１〜Mに設置されたセンサーにより観測された観測データを分析センターの装置５４に集め、分析センター装置５４で監視する。機器１〜Mには、それぞれ本発明に係わるデータ削減装置５１〜５Ｍが設けられ、データ削減装置５１〜５Ｍは、センサーにより観測されたデータを削減する。データ削減装置５１〜５Ｍは、削減されたデータを、機器１〜Mを介して、通信ネットワーク５５経由で、分析センター装置５４に送信する。
【００９０】
図１９は、本発明に係わるデータ削減装置の他の適用例を示す。機器５５に設置されたセンサーにより観測されたデータを本発明に係わるデータ削減装置５７で削減する。削減したデータを、機器５５に備え付けられた小容量のデータベース５６に記録する。
【００９１】
（第７の実施形態）
本実施形態では、各実施形態で記録されたデータからの復元方法の一形態を、第１または第４の実施形態で記憶されたデータ（１つまたは複数の基準線との交点（または交差時刻）および傾き情報（傾きまたは符号））を例として用いて説明する。他の実施形態で記憶されたデータからの復元も同様の考え方により可能であることは明白である。また、本実施形態では復元のために傾き情報を利用するが、復元の方法によっては、多少復元精度は犠牲になるが、傾き情報を用いず交点のみ（または交差時刻と基準線のみ）からの復元も可能である。以下、本実施形態について詳細に説明する。
【００９２】
図２０は、スプライン曲線を用いることで、与えられた点列を曲線で滑らかに繋ぐことを示す。スプライン曲線の詳細は参考文献(Les Piegl, On Nurbs:A Survey,IEEE Computer Graphics & Applications,p.55-71,January 1991)に記されている。点列の繋ぎ方としていろいろな方法が提案されているが、その中に図２０に示すように、線分を外側にはみ出さずに曲線で点を繋ぐ方法がある。
【００９３】
すなわち、図２０（ａ）は、３点P1、Q、P2をP1,P2を通過し、かつ線分P1-QおよびQ-P2の外側にはみ出さないように曲線を描いたものであり、図２０（ｂ）は、 P1,P2は通過するが、３つの線分の外側にはみ出さないように曲線を描いたものである（具体的な描画方法は上記参考文献を参照のこと）。この描画方法では途中の点を通過しない代わりに、線分の外側に曲線がはみださない。すなわち、各点の並び方が横軸に対して前後することなく順番に並んでいれば、曲線は横軸を後戻りすることがない。よって、横軸が「時間」であった場合、曲線が時間を後戻りすることのないグラフを描くことができる。図２０（ｃ）のように単調に増加（あるいは減少）する点を通過するように描く場合にも横軸に後戻りがないように描画できる。また、図２０（ａ）においてピークQを通過する曲線を描きたい場合には、Qの両側に横軸方向前後にずらした２点（図２０（ｂ）におけるQ1、Q2参照）を仮定することで可能である。
【００９４】
以下、交点における傾きが分かっているか、交点における符号（方向）だけ分かっているか、基準線が１本か複数本かで、場合分けをしながら復元方法を説明する。
【００９５】
図２１は、基準線が１本で、交点での傾きの符号（すなわち「基準線を下から上」、「上から下」へ通過したという情報）しか分かっていない場合の復元方法の例を示す。
【００９６】
隣接する交点の垂直２等分線上にピークの点を仮定し、図２０（ａ）の方法で交点（A1、A2、A3、A4）を通り、交点とピークを結ぶ線分をはみ出さないスプライン曲線を描画する。最初のピーク（B1あるいはC1）の高さを決定すれば、以後のピークの位置はピークと交点の延長線と２等分線の交点で決まるので、すべてのピークが一意に定まる。すなわち最初のピークがB1であれば残りのピークはB2、B3となり、最初のピークがC1であれば残りのピークはC2、C3となる。ピークの高さの決定は、例えば、復元したい範囲のピークの中で最大と最小が描画範囲に収まるように決めてもよい。
【００９７】
図２２は、図２１において基準線が傾いている場合の復元方法の例を示す。この場合、基準線に対して垂直2等分線を描くとピークが横軸に対して２つの交点の外側になってしまう場合があるので、縦軸に平行な２等分線でピークを決定する。
【００９８】
図２３は、基準線１本で、交点での傾きが分かっている場合の復元方法の例を示す。
【００９９】
交点での傾きが分かれば交点を通る直線を描くことができるので、その交点をピークとすればよい。あとは図２０（ａ）の方法で曲線を描けばよい。基準線が図２２のように傾いていても同様にして描くことができる。
【０１００】
図２４は、基準線が平行に複数ある場合の復元方法を示す。
【０１０１】
基準線A上での交点A1〜A5、基準線B上での交点B1〜B4、そして基準線C上での交点C1〜C2を時間軸に順番に並べるとA1,B1,C1,C2,B2,A2,A3,A4,A5,B3,B4であり、傾き０の接点でない限り、同一基準線上の交点が２点連続して出現するとき、その間にピークがあることがわかる。図示の例ではC1-C2,A2-A3,A3-A4,A4-A5,B3-B4に計５点のピークがある。
【０１０２】
ピーク点の算出は、たとえば、(i)ピーク点前後の交点での傾きから求める（例えば図２４においてC1,C2での傾きが分かっている場合には、図２３ のようにピーク点を求める）、(ii)ピーク点前後の２点ずつから交点を求める（例えば図２４において直線B1C1と直線C2B2の交点をピーク点とする）、(iii)一方の交点を通る直線と、交点間の２等分線の交点をもってピーク点とする（例えば、図２４においてP(A2,A3)は直線B2A2とA2A3の２等分線の交点で決めている）などにより計算する。
【０１０３】
図２５は算出されたピーク点と交点情報との間に矛盾がある場合の処理例を説明する図である。
【０１０４】
図２５（Ａ）の例では、基準線A上にA1,A2の２交点、基準線B上にB1,B2の２交点があるが、基準線Cには交点がないにも関わらず、前述(ii)の方法で交点を求めると基準線Cよりも上側にピーク点P1が算出される。この場合、直線A1B1、直線B2A2と基準線Cとの２つの交点P2,P3を算出し、図２０（ｂ）の方法で曲線を描画すればよい。
【０１０５】
図２５（Ｂ）の例では、基準線A上に傾きが既知の交点A1,A2があり、算出されたピーク点P1が、交点がないはずの基準線Bの外側となってしまう。このときも基準線Bとの交点P2,P3から図２０（ｂ）の方法で曲線を描画すればよい。
【０１０６】
図２６は、３本の基準線とその上の交点とからスプライン曲線描画に必要なピーク点を算出する手順例を示す。
１． 直線B1C1と直線C2B2との交点からピーク点P（C1,C2）が決まる
２． 直線C2B2と直線B3C3との交点は基準線Aに矛盾するためP1(B2,B3)、P2(B2,B3)を基準線Aとの交点で決める（台形）。
３． 直線B3C3と直線C4B4との交点からピーク点P(C3,C4)が決まる。
４． 直線C4B4は決まるが、交点B5を通る直線が決まらないため、B4とB5の垂直２等分線と直線C4B4との交点でピークを決める。しかし、ピークは基準線Aと矛盾するので「台形」でP1(B4,B5)、P2(B4,B5)を決める。
５． ピーク点P(B5,B6)は交点B6を通る直線が決まらないため交点B5と交点B6の2等分線と直線P2(B4,B5)B5の交点で決める。
６． ピーク点P(B6,B7)は直線P(B5,B6)B6と直線B7C5との交点で決める。
７． 交点C6を通る直線が決まらないので、C5とC6の垂直2等分線と直線B7C5の交点でP(C5,C6)を決める。
【０１０７】
このようにしてスプライン曲線描画に必要なピーク点を算出したら、基準線上の交点（A1、B1〜B7、C1〜C6）を通過し、算出されたピーク点（P、P1、P2）の前後では線分（たとえばP-C1,P-C2）からはみ出さないよう、図２０（ａ）〜図２０（ｃ）のようにしてスプライン曲線を描画する。
【０１０８】
以下、削減されたデータからスプライン曲線を用いてグラフを復元する手順を説明する。
【０１０９】
第１または第４の実施形態で示したデータ削減により、例えば図２７に示すようなデータベースが生成されたとする。図示の観測データは時々刻々、時刻と共にセンサーから得られる観測値である。この観測データを元に、第１または第４の実施形態により、基準線との交差時刻、どの基準線との交点かを示す基準線名、交点における傾きあるいは傾き符号を、交点データベースに記録し、基準線と基準線名とを対応づけた基準線データベースをあらかじめ記憶しておく。基準線が１本のみの場合には、交点データベースに基準線名を含めなくてもよい。交点データベースは交差時刻の古い順番にデータが並べられているとする。
【０１１０】
図２８は、図２７のようなデータベースに基づいて復元を行う手順フローを示すフローチャートである。本フローチャートに示される各ステップの実行を指示する命令コードを記述したプログラムをコンピュータに実行させることにより本処理の実行が実現されてもよい。この復元は、本手順フローに従った処理を行う復元処理部をたとえば図１８の分析センター装置に設け、分析センター装置において行うことが考えられる。
【０１１１】
Ｓ５０１では、初期処理（初期端点処理）を行う。より詳しくは、初期時刻t1よりも過去の時刻t0を仮想的に用意し、時刻t0における交点は時刻t1における交点と同じとし、s1とする。時刻t1、t2での交点を交点データベースから読み出し、s2、s3とする。
【０１１２】
s2とs3との間にピークがある可能性があるかどうかを検査する。具体的に、「l2=l3かつd2×d3<0」または「l2=l3かつd2=0かつd3≠0」または「l2=l3かつd3=0かつd2≠0」が満たされるとき、ピークがある可能性があると判断する。ピークがある可能性がある場合は（YES）、図２９に処理フローを示すピーク点算出ルーチンを行い（Ｓ５０６）、s2,s3を通り、算出されたピーク点とs2,s3それぞれを結ぶ線分からはみ出さない曲線を描画する（Ｓ５０７）。
【０１１３】
ピークがある可能性がない場合は（Ｓ５０２のＮＯ）、s1,s2,s3の３点を通過するスプライン曲線を描く。
【０１１４】
s2をs1へ代入し、s3をs2に代入し、新たな交点を読み出しこれをs3とする（Ｓ５０４）。
【０１１５】
Ｓ５０４でs3が読み出されたら、すなわち交点データベースにまだ読み出していないデータが存在するときは（Ｓ５０５のＮＯ）Ｓ５０２に戻り、それでない場合は（Ｓ５０５のＹＥＳ）、処理を終了する。
【０１１６】
図２９は、ピーク点算出ルーチンの流れを示すフローチャートである。
【０１１７】
s2,s3の傾きが記憶されているかどうかを検査し（Ｓ６０１）、記憶されている場合は、傾きからs2を通る直線と、s3を通る直線との交点Pを求める。記憶されていない場合は、s3の次の時刻の交点s4を読み出し、s1とs2とを結ぶ直線と、s3とs4とを結ぶ直線とから交点を求めることができるかどうかを検査する（Ｓ６０４）。できる場合はその交点をPとし、できない場合は、t2にもっとも近い過去のピーク点とs2を通る直線と、s2とs3を２等分する縦軸に平行な直線との交点をPとする（Ｓ６０３）。
【０１１８】
交点Pが基準線と矛盾しないかどうか（図２５、図２６参照）を検査し（Ｓ６０６）、矛盾していない場合は交点Pをピーク点として返し、矛盾している場合は、s2と交点Pとを結ぶ直線と矛盾が見つかった基準線との交点P1、s3と交点Pとを結ぶ直線と矛盾が見つかった基準線との交点P2を算出し、交点P1、P2の２つの点をピーク点として返す（Ｓ６０７）。
【図面の簡単な説明】
【０１１９】
【図１】本発明の第１の実施形態としてのデータ削減装置の構成を示すブロック図。
【図２】増減する観測信号から基準線との交点３点を抽出している例を示す図。
【図３】図１のデータ削減装置により行われる処理の流れの一例を示すフローチャート。
【図４】交差の有無を判定する詳細フローを示したフローチャート。
【図５】線分と基準線との交点を求める様子を示した図。
【図６】基準線上の観測点の取り扱いを説明する図。
【図７】本発明の第２の実施形態としてのデータ削減装置の構成を示すブロック図。
【図８】図７のデータ削減装置により行われる処理の流れの一例を説明するフローチャート。
【図９】基準線の算出フローの例を示すフローチャート。
【図１０】基準線が更新された場合に記録される交点を示す図。
【図１１】本発明の第３の実施形態としてのデータ削減装置の構成を示すブロック図。
【図１２】第３の実施形態の主題を説明する図。
【図１３】図１１のデータ削減装置により行われる処理の流れの一例を示すフローチャート。
【図１４】第４の実施形態の主題を説明する図。
【図１５】第４の実施形態に係わる処理の流れの一例示すフローチャート。
【図１６】第５の実施形態としてのデータ削減装置の構成を示すブロック図。
【図１７】２つのセンサーと時間軸の３つの軸で構成される３次元空間上にデータがプロットされた状態を示す図。
【図１８】本発明に係わるデータ削減装置を機器の遠隔監視に適用した例を示す図。
【図１９】本発明に係わるデータ削減装置の他の適用例を示す図。
【図２０】スプライン曲線を用いることで、与えられた点列を曲線で滑らかに繋ぐことを示す図。
【図２１】基準線が１本で、交点での傾きの符号しか分かっていない場合の復元方法の例を示す図。
【図２２】図２１において基準線が傾いている場合の復元方法の例を示す図。
【図２３】基準線１本で、交点での傾きが分かっている場合の復元方法の例を示す図。
【図２４】基準線が平行に複数ある場合の復元方法を示す図。
【図２５】算出されたピーク点と交点情報に矛盾がある場合の処理例を説明する図。
【図２６】３本の基準線とその上の交点とからスプライン曲線描画に必要なピーク点を算出する手順例を示す図。
【図２７】第１または第４の実施形態で示したデータ削減により生成されたデータベースの一例を示す図。
【図２８】復元の手順フローを示すフローチャート。
【図２９】ピーク点算出ルーチンの流れを示すフローチャート。
【符号の説明】
【０１２０】
１１、３１、４１：観測データ記録部
１２：基準線記憶部
１３、３３、４３：交差判断部（交差処理部）
１４、３４、４４：交差計算部（交差処理部）
１５、３５、４５：データベース（交差データ記録部）
１６：基準線判定部
１７：基準線算出部
３２：基準線・補助線記憶部
４２：基準面記憶部
４６：基準面判定部
４７：基準面算出部
５１〜５Ｍ、５７：データ削減装置
５４：分析センター装置
５６：データベース
【図１】
2008299569.tif 000012
【図２】
2008299569.tif 000013
【図３】
2008299569.tif 000014
【図４】
2008299569.tif 000015
【図５】
2008299569.tif 000016
【図６】
2008299569.tif 000017
【図７】
2008299569.tif 000018
【図８】
2008299569.tif 000019
【図９】
2008299569.tif 000020
【図１０】
2008299569.tif 000021
【図１１】
2008299569.tif 000022
【図１２】
2008299569.tif 000023
【図１３】
2008299569.tif 000024
【図１４】
2008299569.tif 000025
【図１５】
2008299569.tif 000026
【図１６】
2008299569.tif 000027
【図１７】
2008299569.tif 000028
【図１８】
2008299569.tif 000029
【図１９】
2008299569.tif 000030
【図２０】
2008299569.tif 000031
【図２１】
2008299569.tif 000032
【図２２】
2008299569.tif 000033
【図２３】
2008299569.tif 000034
【図２４】
2008299569.tif 000035
【図２５】
2008299569.tif 000036
【図２６】
2008299569.tif 000037
【図２７】
2008299569.tif 000038
【図２８】
2008299569.tif 000039
【図２９】
2008299569.tif 000040
【手続補正書】
【提出日】平成19年6月28日(2007.6.28)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
センサーにより観測された観測値を時系列に記録する観測データ記録部と、
時間軸と前記センサーの観測値を表す軸とで構成される平面座標系に前記観測データ記録部により記録された各観測値をプロットしたとき、連続する時刻の各観測値を結ぶ線分が、前記平面座標系上であらかじめ設定した基準線に対し交差するかどうかを判定し、交差すると判定したとき前記線分と前記基準線との交差時刻を計算する交差処理部と、
前記交差処理部により計算された交差時刻を記録する交差データ記録部と、
前記観測データ記録部により記録された観測値を消去する消去部と、
を備えたデータ記録装置。
【請求項２】
前記基準線が妥当であるか否かを判定する基準線判定部と、
前記基準線が妥当でないとき前記基準線に代えて用いるべき新たな基準線を算出する基準線算出部と、を備え、
前記交差データ記録部は、前記交差処理部により計算された各前記交差時刻を前記交差時刻が計算された基準線と対応づけて記録することを特徴とする請求項１に記載のデータ記録装置。
【請求項３】
前記基準線算出部は、所定時刻前までの観測値を用いて前記新たな基準線を算出することを特徴とする請求項２に記載のデータ記録装置。
【請求項４】
前記基準線判定部は、予め決められた時間が経過するごとに、または前記観測データ記録部により観測値が所定数記録されるごとに、前記基準線が妥当であるか否かの判定を行うことを特徴とする請求項２または３に記載のデータ記録装置。
【請求項５】
前記基準線判定部は、各前記観測値の前記基準線に対する誤差に基づいて前記基準線が妥当であるか否かを判定することを特徴とする請求項２ないし４のいずれか一項に記載のデータ記録装置。
【請求項６】
前記あらかじめ設定した基準線は複数であり、
前記交差処理部は、前記基準線ごとに交差時刻を計算し、
前記交差データ記録部は、前記交差処理部により計算された各前記交差時刻を前記基準線と対応づけて記録することを特徴とする請求項１ないし５のいずれか一項に記載のデータ記録装置。
【請求項７】
前記交差処理部は、さらに、前記線分の傾きまたは傾きの符号を記録することを特徴とする請求項１ないし６のいずれか一項に記載のデータ記録装置。
【請求項８】
センサーにより観測された観測値を時系列に記録する観測データ記録部と、
時間軸と前記センサーの観測値を表す軸とで構成される平面座標系上に設定された基準線と、前記基準線の相反する側に前記基準線に沿って設けられた第１および第２の補助線とを記憶する基準線・補助線記憶部と、
前記観測データ記録部により記録された各観測値を前記平面座標系上にプロットしたとき、連続する時刻の各観測値を結ぶ線分が、前記第１または第２の補助線と交差するかどうかを判定し、交差すると判定したとき前記線分を規定する２つの点のうち前記第１および第２の補助線によって囲まれる基準領域に属する方の点を取得する交差処理部と、
前記交差処理部により取得された前記点を記録する交差データ記録部と、
前記観測データ記録部により記録された観測値を消去する消去部と、
を備えたデータ記録装置。
【請求項９】
前記交差処理部は、前記線分が前記基準領域を貫通したとき、前記線分と前記基準線との交差時刻を計算し、
前記データ記録部は、前記交差処理部により計算された交差時刻を記録することを特徴とする請求項８に記載のデータ記録装置。
【請求項１０】
前記交差処理部は、さらに、前記線分の傾きまたは傾きの符号を記録することを特徴とする請求項８または９に記載のデータ記録装置。
【請求項１１】
複数のセンサーにより観測された観測値を含むデータを時系列に記録する観測データ記録部と、
時間軸と各センサーの観測値とを表す軸とで構成される空間座標系に前記観測データ記録部により記録された各データをプロットしたとき、連続する時刻のデータを結ぶ線分が、前記空間座標系上であらかじめ設定した基準面に対し交差するかどうかを判定し、交差すると判定したとき前記線分と前記基準面との交点を計算する交差処理部と、
前記交差処理部により計算された交点を記録する交差データ記録部と、
前記観測データ記録部により記録されたデータを消去する消去部と、
を備えたデータ記録装置。
【請求項１２】
前記基準面が妥当であるか否かを判定する基準面判定部と、
前記基準面が妥当でないとき前記基準面に代えて用いるべき新たな基準面を算出する基準面算出部と、
を備えたことを特徴とする請求項１１に記載のデータ記録装置。
【請求項１３】
前記基準面算出部は、所定時刻前までのデータを近似する平面を求め、求めた平面に直交する面を前記新たな基準面として算出することを特徴とする請求項１２に記載のデータ記録装置。
【請求項１４】
前記基準面判定部は、予め決められた時間が経過するごとに、または前記観測データ記録部により前記データが所定数記録されるごとに、前記基準面が妥当であるか否かの判定を行うことを特徴とする請求項１２または１３に記載のデータ記録装置。
【請求項１５】
前記基準面判定部は、各前記データの前記基準面に対する誤差に基づいて前記基準面が妥当であるか否かを判定することを特徴とする請求項１２ないし１４のいずれか一項に記載のデータ記録装置。
【請求項１６】
前記あらかじめ設定した基準面は複数であり、
前記交差処理部は、前記基準面ごとに交点を計算することを特徴とする請求項１１ないし１５のいずれか一項に記載のデータ記録装置。
【請求項１７】
前記交差処理部は、さらに、前記線分の傾きまたは傾きの符号を記録することを特徴とする請求項１１ないし１６のいずれか一項に記載のデータ記録装置。
【請求項１８】
センサーにより観測される観測値を時系列に記録する観測データ記録ステップと、
時間軸と前記センサーの観測値を表す軸とで構成される平面座標系に前記観測データ記録ステップにより記録された観測値をプロットしたとき、連続する時刻の各観測値を結ぶ線分が、前記平面座標系上であらかじめ設定した基準線に対し交差するかどうかを判定し、交差すると判定したとき前記線分と前記基準線との交差時刻を計算する交差処理ステップと、
前記交差処理ステップにより計算された交差時刻を記録する交差データ記録ステップと、
前記観測データ記録ステップにより記録された観測値を消去する消去ステップと、
を備えたデータ記録方法。
【請求項１９】
前記交差データ記録ステップにより記録された各交差時刻に対応する、前記基準線上の点を計算する点計算ステップと、
前記点計算ステップにより計算された各点を通る曲線を生成する生成ステップと、
をさらに備えた請求項１８に記載のデータ記録方法。
【請求項２０】
センサーにより観測される観測値を時系列に記録する観測データ記録ステップと、
時間軸と前記センサーの観測値を表す軸とで構成される平面座標系上に基準線と、前記基準線の相反する側に前記基準線に沿った第１および第２の補助線とを設定する補助線設定ステップと、
前記観測データ記録ステップにより記録された観測値を前記平面座標系上にプロットしたとき、連続する時刻の各観測値を結ぶ線分が、前記第１または第２の補助線と交差したとき前記線分を規定する２つの点のうち前記第１および第２の補助線によって囲まれる基準領域に属する方の点を取得する交差処理ステップと、
前記交差処理ステップにより取得された点を記録する交差データ記録ステップと、
前記観測データ記録ステップにより記録された観測値を消去する消去ステップと、
を備えたデータ記録方法。
【請求項２１】
複数のセンサーにより観測された観測値を含むデータを時系列に記録する観測データ記録ステップと、
時間軸と各センサーの観測値を表す軸とで構成される空間座標系に前記観測データ記録ステップにより記録されたデータをプロットしたとき、連続する時刻のデータを結ぶ線分が、前記空間座標系上であらかじめ設定した基準面に対し交差するかどうかを判定し、交差すると判定したとき前記線分と前記基準面との交点を計算する交差処理ステップと、
前記交差処理ステップにより計算された交点を記録する交差データ記録ステップと、
前記観測データ記録ステップにより記録されたデータを消去するステップと、
を備えたデータ記録方法。
【請求項２２】
請求項１８ないし２１のいずれか一項に記載の各ステップの実行を指示する命令コードを記述したデータ記録のためのプログラム。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
本発明の一態様としてのデータ記録装置は、
センサーにより観測された観測値を時系列に記録する観測データ記録部と、
時間軸と前記センサーの観測値を表す軸とで構成される平面座標系に前記観測データ記録部により記録された各観測値をプロットしたとき、連続する時刻の各観測値を結ぶ線分が、前記平面座標系上であらかじめ設定した基準線に対し交差するかどうかを判定し、交差すると判定したとき前記線分と前記基準線との交差時刻を計算する交差処理部と、
前記交差処理部により計算された交差時刻を記録する交差データ記録部と、
前記観測データ記録部により記録された観測値を消去する消去部と、
を備える。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
本発明の一態様としてのデータ記録装置は、
センサーにより観測された観測値を時系列に記録する観測データ記録部と、
時間軸と前記センサーの観測値を表す軸とで構成される平面座標系上に設定された基準線と、前記基準線の相反する側に前記基準線に沿って設けられた第１および第２の補助線とを記憶する基準線・補助線記憶部と、
前記観測データ記録部により記録された各観測値を前記平面座標系上にプロットしたとき、連続する時刻の各観測値を結ぶ線分が、前記第１または第２の補助線と交差するかどうかを判定し、交差すると判定したとき前記線分を規定する２つの点のうち前記第１および第２の補助線によって囲まれる基準領域に属する方の点を取得する交差処理部と、
前記交差処理部により取得された前記点を記録する交差データ記録部と、
前記観測データ記録部により記録された観測値を消去する消去部と、
を備える。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
本発明の一態様としてのデータ記録装置は、
複数のセンサーにより観測された観測値を含むデータを時系列に記録する観測データ記録部と、
時間軸と各センサーの観測値とを表す軸とで構成される空間座標系に前記観測データ記録部により記録された各データをプロットしたとき、連続する時刻のデータを結ぶ線分が、前記空間座標系上であらかじめ設定した基準面に対し交差するかどうかを判定し、交差すると判定したとき前記線分と前記基準面との交点を計算する交差処理部と、
前記交差処理部により計算された交点を記録する交差データ記録部と、
前記観測データ記録部により記録されたデータを消去する消去部と、
を備える。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
本発明の一態様としてのデータ記録方法は、
センサーにより観測される観測値を時系列に記録する観測データ記録ステップと、
時間軸と前記センサーの観測値を表す軸とで構成される平面座標系に前記観測データ記録ステップにより記録された観測値をプロットしたとき、連続する時刻の各観測値を結ぶ線分が、前記平面座標系上であらかじめ設定した基準線に対し交差するかどうかを判定し、交差すると判定したとき前記線分と前記基準線との交差時刻を計算する交差処理ステップと、
前記交差処理ステップにより計算された交差時刻を記録する交差データ記録ステップと、
前記観測データ記録ステップにより記録された観測値を消去する消去ステップと、
を備える。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
本発明の一態様としてのデータ記録方法は、
センサーにより観測される観測値を時系列に記録する観測データ記録ステップと、
時間軸と前記センサーの観測値を表す軸とで構成される平面座標系上に基準線と、前記基準線の相反する側に前記基準線に沿った第１および第２の補助線とを設定する補助線設定ステップと、
前記観測データ記録ステップにより記録された観測値を前記平面座標系上にプロットしたとき、連続する時刻の各観測値を結ぶ線分が、前記第１または第２の補助線と交差したとき前記線分を規定する２つの点のうち前記第１および第２の補助線によって囲まれる基準領域に属する方の点を取得する交差処理ステップと、
前記交差処理ステップにより取得された点を記録する交差データ記録ステップと、
前記観測データ記録ステップにより記録された観測値を消去する消去ステップと、
を備える。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
本発明の一態様としてのデータ記録方法は、
複数のセンサーにより観測された観測値を含むデータを時系列に記録する観測データ記録ステップと、
時間軸と各センサーの観測値を表す軸とで構成される空間座標系に前記観測データ記録ステップにより記録されたデータをプロットしたとき、連続する時刻のデータを結ぶ線分が、前記空間座標系上であらかじめ設定した基準面に対し交差するかどうかを判定し、交差すると判定したとき前記線分と前記基準面との交点を計算する交差処理ステップと、
前記交差処理ステップにより計算された交点を記録する交差データ記録ステップと、
前記観測データ記録ステップにより記録されたデータを消去するステップと、
を備える。