(57)【要約】【課題】フィルムを張る地面などの環境変化、および気象条件などの変化などに依らず、高精度にフィルム内部の湿度を推定できる湿度推定システム、および湿度推定方法を提供することである。【解決手段】本発明に係る湿度推定システムは、フィルムの湿度を推定する湿度推定システムであって、少なくとも上部、および内部からなる層構造を有するフィルムと、撮影手段によりフィルムの上部を撮影した撮影データと、撮影データに基づいてフィルムの上部の湿度を推定する上部湿度推定手段と、上部湿度推定手段によって推定されたフィルムの上部の湿度に基づいて、フィルムの内部の湿度を推定する内部湿度推定手段と、を備える、ことを特徴とする。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
フィルムの湿度を推定する湿度推定システムであって、
少なくとも上部、および内部からなる層構造を有するフィルムと、
撮影手段によりフィルムの上部を撮影した撮影データと、
前記撮影データに基づいて前記フィルムの上部の湿度を推定する上部湿度推定手段と、
前記上部湿度推定手段によって推定された前記フィルムの上部の湿度に基づいて、前記フィルムの内部の湿度を推定する内部湿度推定手段と、
を備える、
ことを特徴とする湿度推定システム。
【請求項２】
前記フィルムの内部に、所定の間隔で配置され、湿度を計測する湿度計測手段と、
前記湿度計測手段で測定された湿度を記憶する湿度記憶手段と、
を更に備え、
前記内部湿度推定手段は、前記上部湿度推定手段によって推定された前記フィルムの上部の湿度と、前記湿度記憶手段に記憶された湿度とに基づいて、前記フィルムの内部の湿度を推定する、
ことを特徴とする請求項１に記載の湿度推定システム。
【請求項３】
情報処理装置が、前記湿度記憶手段と、前記上部湿度推定手段と、前記内部湿度推定手段と、
を備え、
前記湿度計測手段と、前記撮影手段と、前記情報処理装置とがネットワークを介して接続されている、
ことを特徴とする請求項２に記載の情報処理システム。
【請求項４】
前記撮影手段は、前記撮影データを、ネットワークを介して前記情報処理装置に送信する撮影データ送信手段を更に備えており、
前記上部湿度推定手段は、前記撮影手段より受信した撮影データより得られる色度の情報に基づいて、前記フィルムの上部の湿度を推定する、
ことを特徴とする請求項３に記載の湿度推定システム。
【請求項５】
前記湿度計測手段は、前記計測された湿度を、ネットワークを介して送信する湿度送信手段を更に備えており、
前記内部湿度推定手段は、前記記憶された所定の期間分の前記フィルムの内部の湿度の履歴情報と、前記推定されたフィルムの上部の湿度とに基づいて、前記フィルムの内部の湿度を推定する、
ことを特徴とする請求項３、及び４に記載の湿度推定システム。
【請求項６】
外気温度を計測する外気温度センサと、
外気湿度を計測する外気湿度センサと、
を更に備え、
前記外気温度センサは、
前記計測された外気温度を、前記ネットワークを介して前記情報処理装置に送信する外気温度送信手段と、
を有し、
前記外気湿度センサは、
前記計測された外気湿度を、前記ネットワークを介して前記情報処理装置に送信する外気湿度送信手段と、
を有し、
前記内部湿度推定手段は、
前記記憶された湿度と、前記推定されたフィルムの上部の湿度と、前記外気温度と、前記外気湿度とに基づいて、前記フィルムの内部の湿度を推定する、
ことを特徴とした請求項３から５に記載の湿度推定システム。
【請求項７】
フィルムの湿度を推定する湿度推定システムであって、
上部、内部、および下部からなる層構造を有するフィルムと、
撮影手段によりフィルムの上部を撮影した撮影データと、
前記撮影データに基づいて前記フィルムの上部の湿度を推定する上部湿度推定手段と、
前記上部湿度推定手段によって推定された前記フィルムの上部の湿度に基づいて、前記フィルムの内部、および下部の湿度を推定する内部・下部湿度推定手段と、
を備える、
ことを特徴とする湿度推定システム。
【請求項８】
フィルムの湿度を推定する湿度推定方法であって、
少なくとも上部、および内部からなる層構造を有するフィルムと、
撮影手段によりフィルムの上部を撮影した撮影データと、
前記撮影データに基づいて前記フィルムの上部の湿度を推定するステップと、
推定された前記フィルムの上部の湿度に基づいて、前記フィルムの内部の湿度を推定するステップと、
を有する、
ことを特徴とする湿度推定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、湿度推定システム、及び湿度推定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、農作物の育成方法として、フィルムを地面に張り、そのフィルム上で農作物を育成するフィルム栽培というものが普及している。フィルム栽培に用いるフィルムは主に複数の層から成るものが一般的であり、下層には水分が漏れない材質、その上層に多量の水分の吸収できる材質が用いられる。
【０００３】
このフィルム栽培では、土で栽培されている状況と異なり、農作物が水分や栄養分を摂取するために必死に根を張り、体内の糖分を上げて浸透圧を調整し水分を摂取しやすくするよう調整を行い、土で栽培するときよりも質の高い野菜や果実を収穫できる。また、フィルム栽培は、土での栽培で問題となっていた不要な雑草などの除去によるユーザの手間の削減などを実現できる点などでも注目されている。
【０００４】
フィルム栽培では、フィルムに農作物の根を張らせるために、複数の層の湿度管理が大変重要である。多量の水分を吸収できる層である保水層から下層に水分を浸み込ませるよう構成されているが、層の水分が均一、つまり湿度が一様に広がるとは限らない。フィルムの接する地面に凹凸があることにより水の浸透が異なったり、農作物の茎付近と、例えば農作物がないフィルムの端部などでは、湿度変化の傾向が異なったりするからである。
【０００５】
また、フィルムの同一箇所であっても湿度変化の傾向自体が変化することもある。その要因としては、農作物が根を張ることにより生ずる地形の凹凸、日当たりの時間変化、また地面に生息する生物などの周辺環境の変化などがある。以上より、フィルム栽培によるフィルムの湿度管理、特に各位置まで含めた湿度の密な管理は大変困難とされており、フィルム内部の密で高精度な湿度計測、および湿度推定を行えることが課題となっていた。
【０００６】
上記課題を解決するために、特許文献１では、画像形成装置内の温度、湿度を計測し、計測結果により画像形成装置を制御する方法が公開されている。本実施例における画像形成装置をフィルムとして扱い、その内部の湿度を計測する点では似ているが、本実施例では地面の環境の変化、更には気象条件まで考慮した湿度推定を行う必要があり、その点では特許文献１の発明とは異なる。
【０００７】
特許文献１の方法では、地面の環境変化、および気象条件の変化などを考慮して高精度に内部の湿度の計測、および推定を行うことができない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
そこで、本発明は、上記課題に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、フィルムを張る地面などの環境変化、および気象条件などの変化などに依らず、高精度にフィルム内部の湿度を推定できる湿度推定システム、および湿度推定方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
係る目的を達成するために、本発明は、以下の特徴を有することとする。
【００１０】
本発明に係る湿度推定システムは、フィルムの湿度を推定する湿度推定システムであって、少なくとも上部、および内部からなる層構造を有するフィルムと、撮影手段によりフィルムの上部を撮影した撮影データと、撮影データに基づいてフィルムの上部の湿度を推定する上部湿度推定手段と、上部湿度推定手段によって推定されたフィルムの上部の湿度に基づいて、フィルムの内部の湿度を推定する内部湿度推定手段と、を備える、ことを特徴とする湿度推定システム。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、フィルムを張る地面などの環境変化、および気象条件などの変化などに依らず、高精度にフィルム内部の湿度を推定できる湿度推定システム、および湿度推定方法を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本実施形態にかかる湿度推定システムの概略図の１例である。
【図２】本実施形態にかかる湿度推定システムのハードウェア構成図の１例である。
【図３】本実施形態にかかる湿度推定システムの機能ブロック図の１例である。
【図４】本実施形態にかかるフィルムの位置の定義と湿度センサの配置図の１例である。
【図５】本実施形態にかかる湿度推定システムの第１の実施図である。
【図６】本実施形態にかかる湿度推定システムの第２の実施図である。
【図７】本実施形態にかかる重回帰係数の決定方法を示すフローチャートである。
【図８】本実施形態にかかる湿度推定処理を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明を実施するための形態について図面を参照して説明する。図１は本実施形態の湿度推定システムの概略図の１例である。
【００１４】
本実施形態の湿度推定システムは、複数の層（図１では上部と内部の２層）から成るフィルム１と、フィルム１の上部を撮影するカメラ３と、フィルム１の内部に備えられている湿度センサ１０と、情報処理装置２とから構成される。カメラ３でフィルム１の上部を撮影し、撮影した撮影データはネットワーク４００を介して情報処理装置２に送られる。また、湿度センサ１０によりフィルム１の内部の湿度を計測し、計測した計測データはネットワーク４００を介して情報処理装置２に送られる。情報処理装置２はカメラ３、および湿度センサ１０より情報を受信し、所定の動作に基づいて湿度推定を行う。
【００１５】
本実施形態でのフィルム１は、複数の層から形成されているものであればよく、図１のように２層に限定されず、３層以上で構成されるものであってもよい。またフィルム１の材質としては、例えば上部はポリオレフィンやＥＶＡ樹脂などの高分子ポリマーにゼオライトなどを湿度指示剤として塗布したもので構成され、下部は保水性を保てる塩化ビニルなどの高分子ポリマーで構成されるものがある。
【００１６】
フィルム１の上部に塗布される湿度指示剤は、ゼオライトに限定されず、湿度の変化により湿度指示剤自体に色度の変化が起こるものであればよい。また、フィルム１の上部の材質においてもポリオレフィンやＥＶＡ樹脂に限定されず、農作物のフィルム栽培に用いられる材質のものであればよい。フィルム１の内部の材質においても、塩化ビニルに限定されず、保水性を保てる農作物のフィルム栽培に用いられている材質のものであればよい。
【００１７】
カメラ３においては、静止画、および動画を撮影でき、撮影データを伝送できるネットワーク機能を備えているものであればよい。情報処理装置２においては、所定の湿度推定プログラムを実現できるものであればよく、本実施形態では、一般的なパーソナルコンピュータ（ＰＣ）を想定しているが、同様に所定の湿度推定プログラムを実行できるものであればこれに限定されない。
【００１８】
次に、本実施形態である湿度推定システムのハードウェア構成について図２を用いて説明を行う。湿度推定システムのシステム構成は、図２に示したものと必ずしも同じ構成である必要はなく、本実施形態を実現できるハードウェアを備えていればそれで十分である。
【００１９】
まず、湿度センサ１０は、所定のプログラムを実行することにより、サーバ１の全体の制御を実現するための制御部１０１と、計測対象の湿度を計測する計測部１０２と、計測部１０２で計測した湿度情報を出力する出力部１０３と、出力部１０３より出力された湿度情報を、ネットワーク４００を介して外部に送信する通信Ｉ／Ｆ１０４と、を備えている。
【００２０】
湿度センサ１０の制御部１０１は、主として所定のプログラムに基づいて演算処理を行うＣＰＵと、ＣＰＵが読出すプログラムを記憶する読出専用メモリ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ（ＲＯＭ））と、ＣＰＵが作業用メモリとして使用するランダム・アクセス・メモリ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ（ＲＡＭ）と、から構成される。本実施形態では、計測部１０２、出力部１０３、通信Ｉ／Ｆ１０４の機能をＲＯＭに記憶されているプログラムに基づいて実行させ、湿度センサ１０の全体の制御を実現する。
【００２１】
湿度センサ１０の計測部１０２は、制御部１０１の実行命令に基づいてフィルム１の内部の湿度の計測を行う。計測部１０２は主として、セラミック板の上に金属薄膜を蒸着した金属酸化物セラミックを電極板として用いている。計測方法としては、この金属酸化物セラミックの電極板の湿度による電気抵抗を測定することにより湿度を計測することが可能となる。尚、湿度を測定する方式としては、電気抵抗式だけに限定されず、乾湿球計測や他の方式でもよい。
【００２２】
湿度センサ１０の出力部１０３は、計測部１０２により計測された計測結果を所定のプログラムに基づいて湿度情報として出力する。出力部１０３による出力結果としては、容積絶対湿度や相対湿度など湿度情報として認識できるものであれば特に限定はしない。
【００２３】
湿度センサ１０の通信Ｉ／Ｆ１０４は、外部の機器やコンピュータ等の電子機器との間で各種情報を、ネットワーク４００を介して入出力するためのインタフェースである。通信Ｉ／Ｆ１０４は、例えばＵＳＢポートやＬＡＮポート、無線ＬＡＮポートなどがあり、また、赤外線通信Ｉ／Ｆなどもあり、外部の機器とデータの送受信が行えればどのようなものでも構わない。
【００２４】
次に、情報処理装置２のハードウェア構成についての説明を行う。情報処理装置２は、所定のプログラムを実行することにより、情報処理装置２の全体の制御を実現するためのＣＰＵ２０１と、情報処理装置２の電源が投入されたときにＣＰＵ２０１が読出すプログラムを記憶する読出専用メモリ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ（ＲＯＭ））２０２と、ＣＰＵ２０１が作業用メモリとして使用するランダム・アクセス・メモリ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ（ＲＡＭ））２０３と、情報処理装置２の電源が切断されたときに種々のデータの記録を保持することが可能なＨＤＤ２０４と、マウスや入力キーで構成される入力部２０５と、液晶、および有機ＥＬなどのパネルを用いたディスプレイを備えた表示部２０６と、を備えている。
【００２５】
また、情報処理装置２は、他の専有機能として、通信Ｉ／Ｆ２０７と、湿度変換部２０８と、テーブル記憶部２０９と、湿度推定部２１０と、を備えている。
【００２６】
情報処理装置２の通信Ｉ／Ｆ２０７は、外部の機器やコンピュータ等の電子機器との間で各種情報を入出力するためのインタフェースである。撮影データなどを通信Ｉ／Ｆ２０７を介して入出力を行う。通信Ｉ／Ｆ２０７は、例えばＵＳＢポートやＬＡＮポート、無線ＬＡＮポートなどがあり、外部の機器とデータの送受信が行えればどのようなものでも構わない。
【００２７】
情報処理装置２の湿度変換部２０８は、主としてカメラ３より受信した撮影データによる色度情報の解析を行い、色度情報を湿度に変換する。色度−湿度変化は所定のプログラムにより実行され、先に説明するテーブル記憶部２０９により記憶されている色度−湿度変換テーブルに基づいて変換が行われる。ここで、撮影データからの色度情報の解析方法の一例としては、カラーヒストグラムによる色度情報の解析がある。
【００２８】
カメラ３より受信した撮影データをカラーヒストグラムにより、各々の位置による色度を定めることでスポットごとの色度情報を定義することが可能となる。所定の方法により色度の解析を行い、テーブル記憶部２０９に記憶されている色度−湿度テーブルの情報に基づいて湿度の変換を行う。
【００２９】
情報処理装置２のテーブル記憶部２０９は、撮影対象の撮影データによる色度情報を基に、色度から湿度に変換するためのテーブル情報を記憶する。色度−湿度変換テーブルは、主として空気中に含まれる水蒸気の量により異なるよう定義される。例えば同じ空でも空気中の湿度が高い場所で撮影された空と、空気中の湿度が低い場所で撮影された空では異なった色を示す。空気中の湿度が低い場所で撮影された空の方がより鮮明な青色になる。つまり、色度−湿度変換テーブルでは、湿度の高低により同色でも薄くなったり濃くなったりと如実に差が出るように定義することが好ましい。
【００３０】
情報処理装置２の湿度推定部２１０は、所定のプログラムに基づいて、カメラ３より受信した撮影データの色度解析に基づいて変換された湿度情報と、センサ１より受信したフィルム１の内部の湿度情報に基づいて、フィルム１のスポットにおける内部の湿度の推定を行う。湿度推定方法については後程詳細な説明を行う。
【００３１】
次に、カメラ３のハードウェア構成についての説明を行う。カメラ３は、所定のプログラムを実行することにより、カメラ３の全体の制御を実現するためのＣＰＵ３０１と、カメラ３の電源が投入されたときにＣＰＵ３０１が読出すプログラムを記憶する読出専用メモリ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ（ＲＯＭ））３０２と、カメラ３の電源が切断されたときに種々のデータの記録を保持することが可能なＨＤＤ３０４と、マウスや入力キーで構成される入力部３０５と、液晶、および有機ＥＬなどのパネルを用いたディスプレイを備えた表示部３０６と、を備えている。
【００３２】
また、カメラ３は、他の専有機能として、通信Ｉ／Ｆ３０３と、撮像部３０７と、画像処理部３０８と、を備えている。尚、カメラ３が備える専有機能としては、これに限定されず、他の機能を追加で有していてもよい。
【００３３】
カメラ３の通信Ｉ／Ｆ３０３は、外部の機器やコンピュータ等の電子機器との間で各種情報を入出力するためのインタフェースである。撮影データなどを通信Ｉ／Ｆ３０３を介して入出力を行う。通信Ｉ／Ｆ３０３は、例えばＵＳＢポートやＬＡＮポート、無線ＬＡＮポートなどがあり、外部の機器とデータの送受信が行えればどのようなものでも構わない。
【００３４】
カメラ３の撮像部３０７は、ＣＣＤ、およびＣＭＯＳのイメージセンサなどを撮像素子として用いて、撮像素子を介して被写体の撮影を行う。撮像素子としては、通常の映像用イメージセンサの他に赤外線の映像に特化したものもあり、本実施形態では特に限定はしない。
【００３５】
カメラ３の画像処理部３０８は、撮像部３０７により撮影された撮影データを一時的に格納し、各種画像処理を撮影データに施すようになっている。各種画像処理とは、例えば、YCrCb変換処理、ホワイトバランス制御処理、コントラスト補正処理、エッジ強調処理、及び色変換処理などがある。
【００３６】
ここで、ホワイトバランス制御処理は、撮影データが表す画像の色の濃さを調整する画像処理であり、コントラスト補正処理は、撮影データが表す画像のコントラストを調整する画像処理である。また、エッジ強調処理は、撮影データが表す画像の鮮鋭度を調整する画像処理であり、色変換処理は、画像データが表す画像の色合いを調整する画像処理である。
【００３７】
次に、本実施形態の湿度推定システムの機能ブロックについて図３を用いて説明を行う。本実施形態の湿度推定システムは、湿度センサ１０と、情報処理装置２と、カメラ３とから構成され、湿度センサ１０は、湿度送信手段１００１と、を備え、情報処理装置２は、湿度記憶手段２００１と、上部湿度推定手段２００２と、内部湿度推定手段２００３と、を備え、カメラ３は、撮影データ送信手段３００１と、を備えている。
【００３８】
湿度センサ１０は、本実施形態で用いる複数の層から構成されるフィルム１の内部の湿度を計測する。フィルム１は、複数の層から構成されており、２層以上の層で構成されるものとする。湿度センサ１０はフィルム１の内部（最も上部に位置する層より下部の層）に複数配置されている。センサ１０の配置としては、所定の間隔で等間隔に配置されていることが好ましい。配置の間隔に特に制限は設けないが、例えば図４のような配置例がある。図４は、あるフィルム１の内部の層を水平面による湿度センサ１０の配置を示しており、所定の位置（x,y）より等間隔で複数の湿度センサ１０が配置されている。
【００３９】
湿度センサ１０の配置としては、所定の位置（x,y）の近傍に複数の湿度センサ１０が配置されていることが好ましいが、湿度センサ１０の配置間隔は等間隔に限定されない。フィルム１のそれぞれの位置で地面の凹凸が如実な箇所、および農作物の茎の存在による水分量が異なる箇所など条件は様々である。湿度センサ１０の配置はこれらの様々な条件を考慮し、できるだけ様々な条件を計測できる位置に配置することが好ましい。
【００４０】
湿度センサ１０が所定の時間間隔でフィルム１の内部のスポット、つまり位置ごとの湿度を計測する。湿度計測の時間間隔としては、任意の時間単位として扱うことができ、例えば最長の時間間隔を年単位で定めたり、最短の時間間隔を秒単位で定めたりすることができる。
【００４１】
センサ１０は、所定のプログラムに基づいて制御部１０１の処理命令により、計測部１０２で湿度の計測を行い、一時的に計測した結果を湿度情報として所定の記憶媒体（例えば制御部１０１のＲＡＭなど）により記憶する。
【００４２】
湿度センサ１０の湿度送信手段１００１は、計測された湿度情報を、情報処理装置２に送信する。計測された湿度情報は一時的に所定の記憶媒体に記憶されているが、出力部１０３が所定のプログラムに基づいて一時的に記憶されている湿度情報を出力し、通信Ｉ／Ｆ１０４よりネットワーク４００を介して情報処理装置２に送信する。
【００４３】
湿度送信手段１００１による湿度送信の間隔は予め、制御部１０１により定めることが可能である。例えば、計測されてすぐのタイミングで送信するようにしてもよいし、所定の送信タイミングを定めておいて、その送信タイミングに基づいて送信してもよい。
【００４４】
湿度センサ１０の湿度送信手段１００１は、所定のプログラムに基づいて制御部１０１の処理命令により、出力部１０３より出力された湿度情報を通信Ｉ／Ｆ１０４により情報処理装置２に送信することで実現が可能である。
【００４５】
カメラ３は、フィルム１の上部を撮影し、撮影データを出力する。カメラ３はフィルム１を撮影できるように設置されており、例えば図５に示すようにフィルム１の上部全体を撮影できるように配置されることが好ましい。フィルム１を撮影できるように所定の位置にカメラ３を固定させる。
【００４６】
フィルム１の撮影方法としては、静止画撮影、および動画撮影のどちらを適用させてもよく、所定の間隔でフィルム１の上部の撮影データを出力させるようにできれば十分である。フィルム１の上部は湿度指示剤が塗布されており、湿度の変化によりフィルム１の上部に色の変化が生じることになる。カメラ３によりフィルム１の上部の色が認識できるよう撮影データが出力される。
【００４７】
撮影の時間間隔としては、特に制限は設けないが、例えば湿度センサ１０の湿度計測のタイミングに合わせるなどの方法がある。湿度センサ１０の湿度計測は最長で年単位から最短で秒単位で定めて計測を行うことが可能であり、撮影の時間間隔もその間隔に合わせるようにしてもよい。
【００４８】
カメラ３は、所定のプログラムに基づいてＣＰＵ３０１が撮像部３０７、および画像処理部３０８に処理を実行させる。撮像部３０７で撮影されたデータを画像処理部３０８で所定の画像処理が行い、画像処理された撮影データは一時的に所定の記憶媒体（例えばＨＤＤ３０４など）に記憶される。
【００４９】
カメラ３の撮影データ送信手段３００１は、撮影された撮影データを、情報処理装置２に送信する。撮影データの送信タイミングは特に制限は設けないが、撮影されたタイミングで送信してもよく、タイミングを別途定め、そのタイミングに応じて撮影データを送信してもよい。
【００５０】
カメラ３の撮影データ送信手段３００１は、所定のプログラムに基づいてＣＰＵ３０１が所定の記憶媒体から撮影データを読み出し、通信Ｉ／Ｆ３０３によりネットワーク４００を介して情報処理装置２に撮影データを送信することで実現が可能である。
【００５１】
次に、情報処理装置２の湿度記憶手段２００１は、湿度センサ１０より受信した湿度情報を記憶する。情報処理装置２は湿度センサ１０と、カメラ３とは通信Ｉ／Ｆ２０７によりネットワーク４００を介して接続されており、種々の情報、およびデータの送受が可能となっている。
【００５２】
情報処理装置２の湿度記憶手段２００１は、所定のプログラムに基づいてＣＰＵ２０１が湿度センサ１０より受信した湿度情報を所定の記憶媒体（例えばＲＡＭ２０３、およびＨＤＤ２０４など）に記憶することで実現が可能である。
【００５３】
情報処理装置２の上部湿度推定手段２００２は、カメラ３より受信した撮影データより、フィルム１の上部の湿度を推定する。撮影データは、通信Ｉ／Ｆ２０７によりネットワーク４００を介して受信することができる。受信した撮影データは予め定めた所定の記憶媒体（例えばＲＡＭ２０３、およびＨＤＤ２０４など）に記憶される。
【００５４】
受信した撮影データを所定のプログラムに従って読み出し、湿度変換部２０８にて撮影データの情報、本実施例では撮影されたフィルム１の上部の色度から湿度への変換を行うことで湿度の推定が行われる。尚、フィルム１の上部に塗布された湿度指示剤の色度と湿度は予めキャリブレーションされたおり、テーブル記憶部２０９にテーブル情報として記憶されている。つまり、テーブル記憶部２０９による色度−湿度変換の情報を参照することで撮影データの各スポットの色度から湿度への変換が可能となる。
【００５５】
ここで、色度−湿度の変換方法についての説明をする。前述したとおり、湿度支持剤の色度と湿度は、予めキャリブレーションが済んでいるものとする。湿度指示剤が取りうる色度を定義域として、色度pを入力とし、湿度を出力とする関数Ｈ（p）が予め定義されているものとする。
【００５６】
図４により定義された位置（x,y）で湿度を出力する例を説明する。尚、ここでの図４におけるフィルム１の平面図は、フィルム１の上部であるものと一時的に仮定する。（x,y）をフィルム１上の座標、tは時刻とする。カメラ３により撮影された撮影データから得られるフィルム１上の位置（x,y）の色度がpであったとき、位置（x,y）の時刻tにおける湿度ＨL（x,y,t）は、pを用いて以下のように表される。
ＨL（x,y,t）＝Ｈ（p）                              （１）
【００５７】
ＨLのＬはフィルム１の各層を表すものとしており、例えば上部であればＬ＝０であり、内部であればＬ＝１として定義する。撮影データにより出力される湿度はフィルム１の上部の湿度であるため、式（１）は以下のようになる。
Ｈ0（x,y,t）＝Ｈ（p）                              （２）
【００５８】
情報処理装置２の上部湿度推定手段２００２は、所定のプログラムに基づいてＣＰＵ３０１が、ＲＡＭ２０３、ＨＤＤ２０４、湿度変換部２０８、テーブル記憶部２０９に処理命令を実行させることにより実現が可能である。
【００５９】
情報処理装置２の内部湿度推定手段２００３は、湿度センサ１０より受信したフィルム１の内部の湿度情報と、上部湿度推定手段２００２により推定されたフィルム１の上部の湿度とに基づいて、フィルム１の内部の湿度を推定する。以下に本実施例でのフィルム１の内部の湿度推定方法について詳細に説明を行う。
【００６０】
本実施例では、フィルム１の内部の湿度推定において、所定の位置における湿度の推定を行う場合についての説明をする。フィルム１の内部の湿度においては、湿度センサ１０により湿度計測を行い、湿度センサ１０により真値の情報を得ることができるが、フィルム１の上部の推定湿度情報、および湿度センサ１０により得られる真値の湿度情報から、例えば湿度センサ１０で直接測定できない箇所などの湿度を推定することが本発明の特徴であるといえる。
【００６１】
図４のフィルム１の内部の層の所定の位置（x,y）における時刻tの湿度の推定を行う場合を考えてみる。まず、（１）、および（２）を用いることで、上部湿度推定手段２００２によるフィルム１の上部の湿度が求められているものとする。また、湿度センサ１０により計測された真値の湿度情報は過去の、つまり現在より前に計測された湿度情報の履歴情報を用いるものとする。
【００６２】
湿度センサ１０により計測された湿度情報の履歴情報は、湿度記憶手段２００１により記憶されているものであり、所定のプログラムに基づいて情報の取得が可能となっている。フィルム１の内部の層の所定の位置（x,y）における湿度推定のモデル式は以下のように定義することができる。
【００６３】
【数１】
2017127232.tif 000003
【００６４】
Ｈ1はフィルム１の内部の層を示しており、右辺のΣにおいて、Ｈ0はフィルム１の上部の層における（x,y）点自身、および（x,y）近傍の８定点の時刻tにおける推定湿度情報である。Ｈ1においてはフィルム１の内部の層における（x,y）自身を除いた（x,y）近傍の８定点の真値湿度の履歴情報である。ここで、時刻tはスポットの時間だけでなく、例えばある所定の期間と見なして定義してもよい。その期間は最長で年単位、最短で秒単位と設定することも可能である。
【００６５】
右辺のＨ0における係数a、およびＨ1における係数bは重回帰係数として定義されるものである。Ｈ1（x,y,t）を推定するためには、重回帰係数を決定する必要がある。重回帰係数を決定する方法としては、最小二乗法を用いる方法がある。（３）の式により推定された湿度の値と、湿度センサ１０により計測した湿度の真値との残差の二乗和が最小となるように重回帰係数を決定する。最小二乗法による重回帰係数の決定はあくまで一例であり、その他の方法で重回帰係数を決定してもよい。
【００６６】
また、他の実施例として、フィルム１が２層よりも多い３層の場合で、フィルム１の上部の湿度情報から２層目である内部、また３層目である下部の湿度推定を行うこともできる。また、フィルム１の内部の湿度推定に外気の温度情報、および湿度情報を含めて湿度の推定を行う例について説明する。
【００６７】
図６は、３層で構成されるフィルム１の湿度推定を行う実施図である。外気の湿度、および温度を計測できるセンサを所定の位置に設置し、これらもネットワークを介して計測した情報を情報処理装置２に送信できるようなシステムとして構成されている。
カメラ３、および湿度センサ１０の手段としては、前述と同様のため、詳細な説明は割愛する。
【００６８】
フィルム１の内部、および下部の層の所定の位置（x,y）における時刻tの湿度の推定を行う場合を考えてみる。まず、（１）、および（２）を用いることで、上部湿度推定手段２００２によるフィルム１の上部の湿度が求められているものとする。また、湿度センサ１０により計測された真値の湿度情報は過去の、つまり現在より前に計測された湿度情報の履歴情報を用いるものとする。
【００６９】
湿度センサ１０により計測された湿度情報の履歴情報は、湿度記憶手段２００１により記憶されているものであり、所定のプログラムに基づいて情報の取得が可能となっている。フィルム１の内部、および下部の層の所定の位置（x,y）における湿度推定のモデル式は以下のように定義することができる。
【００７０】
【数２】
2017127232.tif 000004
【００７１】
Ａｔ（x,y,t）は外気温度の計測結果であり、Ａｈ（x,y,t）は外気湿度の計測結果を示している。（３）のモデル式に対して、外気温度、および外気湿度を追加したものとなっており、これらの情報とフィルム１の上部の湿度情報、およびフィルム１の内部、および下部の層の湿度センサ１０により計測された湿度情報を用いる。
【００７２】
外気は、フィルム１を配置した設備等の、フィルム１に接しない上空部分の大気であることを想定する。外気はフィルム１の局所的な位置の違いにかかわらず安定したものであり、Ａｔ（x,y,t）、Ａｈ（x,y,t）は位置（x,y）に依存せず一定であると仮定するが、位置依存性があると想定してもよい。
【００７３】
係数c、およびdは外気温度、および外気湿度に対する重回帰係数として定義されるものである。上記により、外気による影響を踏まえたフィルム１の内部（２層目）の湿度推定のモデル式を定義することができた。同様にフィルム１の下部（３層目）においても湿度推定のモデル式を以下のように定義することができる。
【００７４】
【数３】
2017127232.tif 000005
【００７５】
（５）においては、外気の影響を考慮しない、つまり（３）と同様にモデル化したフィルム１の下部（３層目）の湿度推定のモデル式である。（６）においては、外気の影響を考慮した（４）と同様にモデル化したフィルム１の下部（３層目）の湿度推定のモデル式である。以上のように、フィルム１の層が多層、つまり３層以上であってもフィルム１の１層目である上部の湿度推定結果、および２層目以降の湿度センサ１０による真値の湿度情報から、所定の箇所の湿度推定を行うことが可能となる。また外気の湿度、および温度情報を考慮して湿度推定を行うことも可能となる。
【００７６】
次に、本実施形態の処理についてフローチャートを用いて説明する。図７は本実施形態にかかる湿度推定システムの重回帰係数の決定方法を示したフローチャートである。尚、位置情報における（x,y）は図４の配置を参照するものとする。
【００７７】
＜重回帰係数の決定＞
まず、情報処理装置２がフィルム１の上部を撮影した撮影データを受信する（ステップ１）。次に受信した撮影データの色度情報より、現時刻tにおける位置（x,y）のフィルム１の上部の湿度であるＨ0を推定する（ステップ２）。
【００７８】
次に、情報処理装置２がフィルム１の内部の湿度センサ１０により計測した湿度情報を受信する（ステップ３）。情報処理装置２が現時刻tにおける位置（x,y）近傍のフィルム１の内部の湿度Ｈ1を、湿度センサ１０より受信した履歴情報から推定する（ステップ４）。
【００７９】
次に、推定されたＨ0、およびＨ1に基づいて重回帰係数を決定する（ステップ５）。
【００８０】
次に、本実施形態のフィルム１の内部の湿度推定処理についてフローチャートを用いて説明する。図８は本実施形態にかかる湿度推定システムにおける湿度推定処理を示したフローチャートである。尚、位置情報における（x,y）は図４の配置を参照するものとする。また、（３）〜（６）にかかる式の重回帰係数は図７のフローチャートにおいて決定されたものを適用する。
【００８１】
＜湿度推定処理＞
まず、t=1における全位置の各層湿度の初期値を設定する（ステップ６）。重回帰係数は図７の決定方法に基づいて決定することができる。次に受信した撮影データの色度情報より、現時刻tにおける位置（x,y）のフィルム１の上部の湿度であるＨ0を推定する（ステップ７）。
【００８２】
次に、時刻t-1における位置（x,y）近傍の各層湿度Ｈ1を推定する（ステップ８）。この各層湿度Ｈ1は湿度センサ１０により計測された湿度情報として用いることも可能である。次に時刻tにおける位置（x,y）の湿度Ｈ1を推定する（ステップ９）。次にプログラムで定めた時刻はｔで終端かを確認する（ステップ１０）。
【００８３】
時刻ｔで終端であれば、処理は完了となる。時刻ｔが終端でなければｔに１を加えて時刻ｔ＋１としてステップ７からの処理を再開する（ステップ１１）。
【００８４】
以上、本実施を好適な形態で行う実施例を説明した。ここでは特定の具体例を示して説明を行ったが、特許請求の範囲の趣旨及び範囲から逸脱しない範囲で、本具体例の様々な修正、および形態変更などが可能である。
【００８５】
実施形態の変更例としては、フィルムの層の数を２層ではなく、３層、４層、それ以上で実施を行うことが可能である。本実施例により３層におけるフィルムの内部の湿度推定を行う方法を明記したが、４層、それ以上でも同様に各層の湿度推定を行うことが可能である。また、フィルムの湿度に関与する要因として外気の温度、および湿度情報を考慮した湿度推定方法を明記したが、その他の要因子を考慮することも可能である。
【００８６】
実施形態の他の変更例としては、例えば、フィルムの上部の湿度推定方法などは、カメラで撮影された撮像データによる色度によるものだけに限定されず、他の湿度推定手段を用いてもよい。また、フィルムの内部、および下部の湿度計測においては、予め別で実験を行い、そのデータを参照してもよく、必ずしも同一フィルムの湿度情報を用いなくてもよい。
【００８７】
本発明の大きな特徴としては、フィルム上部の湿度の推定を行い、その推定結果を基に、フィルムの内部、および下部の湿度を推定するものである。つまり、内部、および下部に実値を計測するための湿度センサを必ずしも配置しなくても、予め計測しておいたデータを用いることもできる。また、予め計測できない場合に、フィルム自体の仕様として既知のデータを備えていれば、これを計測データとして代用することも可能である。このような構成であれば、実値を計測できない状態であっても、フィルム上部の湿度推定から、内部、下部の湿度推定が可能になる。
【００８８】
本発明により、フィルムを張る地面などの環境変化、および気象条件などの変化などに依らず、高精度にフィルム内部の湿度を推定することが可能となる。
【００８９】
本願発明を実現できるような構成であれば、用いる装置の具備する内容、および装置の数量などは本実施例に限定されない。
【符号の説明】
【００９０】
１００１    湿度送信手段
２００１    湿度記憶手段
２００２    上部湿度推定手段
２００３    内部湿度推定手段
３００１    撮影データ送信手段
【先行技術文献】
【特許文献】
【００９１】
【特許文献１】特開２００９−１２２１４０号公報
【図１】
2017127232.tif 000006
【図２】
2017127232.tif 000007
【図３】
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【図４】
2017127232.tif 000009
【図５】
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【図６】
2017127232.tif 000011
【図７】
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【図８】
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