(57)【要約】【課題】遠隔地でそのデータに基づいて水位や水質の状態を監視することができる画像データ伝送ブイを提供する。【解決手段】この画像データ伝送ブイ５０は、本体部４と、本体部４に浮力を与える浮き部１３と、本体部４の上下適所に備えられた上部カメラ（撮像手段）２、下部カメラ（撮像手段）９と、上部カメラ２、下部カメラ９により撮影された撮影画像から処理されたデータの送信及び外部からの指示データの受信を無線により行う衛星送受信機（送受信部）１２と、本体部４を移動させる移動手段１５と、上部カメラ２、下部カメラ９、移動手段１５及び衛星送受信機１２を制御する制御部６と、上部カメラ２、下部カメラ９、衛星送受信機１２、移動手段１５及び制御部６に電力を供給する電池（電源部）７と、を備えて構成されている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
本体部と、該本体部に浮力を与える浮き部と、前記本体部の上下適所に備えられた撮像手段と、該撮像手段により撮影された撮影画像から処理されたデータの送信及び外部からの指示データの受信を無線により行う送受信部と、前記撮像手段及び送受信部を制御する制御部と、前記撮像手段、前記送受信部、及び前記制御部に電力を供給する電源部と、を備え、
前記制御部は、前記送受信部により受信した前記指示データに基づいて前記撮像手段により水中又は／及び水上の様子を撮影し、該撮影画像から処理されたデータを前記送受信部により送信することを特徴とする画像データ伝送ブイ。
【請求項２】
本体部と、該本体部に浮力を与える浮き部と、前記本体部の上下適所に備えられた撮像手段と、該撮像手段により撮影された撮影画像から処理されたデータの送信及び外部からの指示データの受信を無線により行う送受信部と、前記本体部を移動させる移動手段と、前記撮像手段、前記送受信部及び前記移動手段を制御する制御部と、前記撮像手段、前記送受信部、前記移動手段及び前記制御部に電力を供給する電源部と、を備え、
前記制御部は、前記送受信部により受信した前記指示データに基づいて前記移動手段により該本体部を移動し、該本体部が前記指示データに基づく撮影場所に到達すると前記撮像手段により水中又は／及び水上の様子を撮影し、該撮影画像から処理されたデータを前記送受信部により送信することを特徴とする画像データ伝送ブイ。
【請求項３】
前記移動手段は、前記本体部に推進力を与えるスクリューと、該スクリューを回転するモータと、を備え、該モータの回転方向により該本体部の推進方向を決定することを特徴とする請求項１又は２に記載の画像データ伝送ブイ。
【請求項４】
前記電源部は、前記本体部から着脱可能に構成されていることを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項に記載の画像データ伝送ブイ。
【請求項５】
前記制御部に該本体部の位置を認識するＧＰＳ機能を備えたことを特徴とする請求項１乃至４の何れか一項に記載の画像データ伝送ブイ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像データ伝送ブイに関し、さらに詳しくは、本体部を水上に浮遊させ、水中又は／及び水上の画像データから遠隔地で水位や水質の監視をリアルタイムに行なうことが可能な画像データ伝送ブイの構成技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ダムの水位監視や水質監視はダムを管理する上で非常に重要な監視業務である。これらの監視は、ネットワークを構築した新しいシステムへと変わっているが、データを収集するセンサ部分は従来通り超音波センサやフロート式の水位センサなどが使用されており、設置や観測の保守メンテに多くの時間と費用を必要としていた。これらのセンサは観測のために陸上または水中から固定のためのタワーを建てたり、電源を供給するためにケーブルを敷設する工事が必要であった。また、このように固定されたセンサは定期的な保守が必要で、その都度専門の技術者が現地で機器の校正をしなければならず、人件費や多くの時間を要するといった問題がある。
【０００３】
従来技術として特許文献１には、圧力、温度又は塩分濃度等を検出するセンサ出力に応じて発振周波数が変化する発振器付きセンサをケーブル上に等間隔に装備し、各センサの発振周波数を観測して必要な測定を行なう水深又は水温等の測定方法について開示されている。
また、特許文献２には、海上、海中等で使用する防水筐体を備えた電子装置において、上記防水筐体の適所に設けた開口に透明部材を水密的に配置して窓とし、該窓の内側位置に赤外線発光素子、赤外線受光素子、及びリードスイッチを隣接配置すると共に、該窓の外側面に対面するように配置する外部コネクタの前端面に赤外線発光素子、赤外線受光素子、及び磁石を配置することによって、各発光素子と各受光素子間でデータを電気的に非接触で送信すると共に、該リードスイッチを該磁石により作動させて防水筐体内部の電源をＯＮするように構成した防水筐体のコネクタ等の配置構造について開示されている。
【特許文献１】特開昭６３−５８１１３号公報
【特許文献２】特開平９−７９８７４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に開示されている従来技術は、発振器付きセンサをケーブル上に等間隔に装備しなければならず、水深が深い場合は、それだけ多くのセンサを必要とし、部品コストが高くなり、且つ各センサのメンテナンスに多大の時間とコストを要するといった問題がある。
また、特許文献２に開示されている従来技術は、間接的にセンサと信号の授受を行なうため、防水性は保てるが、インターフェース部分に発光、受光の手段が必要となり、センサ数が多くなると部品点数が多くなるといった問題があると共に、インターフェース部分の汚れのために信号の授受が正確に行なわれなくなる虞がある。
本発明は、かかる課題に鑑みてなされたものであり、密閉状態の本体部内に水中を撮影する下部カメラと、水上を撮影する上部カメラを備え、各カメラにより撮影された撮像画像から必要なデータに処理して無線により地上に送信することにより、遠隔地でそのデータに基づいて水位や水質の状態を監視することができる画像データ伝送ブイを提供することを目的とする。
また他の目的は、遠隔操作により画像データ伝送ブイを移動して、撮影に最適な位置を設定することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明はかかる課題を解決するために、請求項１は、本体部と、該本体部に浮力を与える浮き部と、前記本体部の上下適所に備えられた撮像手段と、該撮像手段により撮影された撮影画像から処理されたデータの送信及び外部からの指示データの受信を無線により行う送受信部と、前記撮像手段及び送受信部を制御する制御部と、前記撮像手段、前記送受信部、及び前記制御部に電力を供給する電源部と、を備え、前記制御部は、前記送受信部により受信した前記指示データに基づいて前記撮像手段により水中又は／及び水上の様子を撮影し、該撮影画像から処理されたデータを前記送受信部により送信することを特徴とする。
請求項２は、本体部と、該本体部に浮力を与える浮き部と、前記本体部の上下適所に備えられた撮像手段と、該撮像手段により撮影された撮影画像から処理されたデータの送信及び外部からの指示データの受信を無線により行う送受信部と、前記本体部を移動させる移動手段と、前記撮像手段、前記送受信部及び前記移動手段を制御する制御部と、前記撮像手段、前記送受信部、前記移動手段及び前記制御部に電力を供給する電源部と、を備え、前記制御部は、前記送受信部により受信した前記指示データに基づいて前記移動手段により該本体部を移動し、該本体部が前記指示データに基づく撮影場所に到達すると前記撮像手段により水中又は／及び水上の様子を撮影し、該撮影画像から処理されたデータを前記送受信部により送信することを特徴とする。
【０００６】
請求項３は、前記移動手段は、前記本体部に推進力を与えるスクリューと、該スクリューを回転するモータと、を備え、該モータの回転方向により該本体部の推進方向を決定することを特徴とする。
請求項４は、前記電源部は、前記本体部から着脱可能に構成されていることを特徴とする。
請求項５は、前記制御部に該本体部の位置を認識するＧＰＳ機能を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明は上述したように構成するので、夫々次のような効果が得られる。即ち、請求項１記載の発明は、本体部と、本体部に浮力を与える浮き部と、本体部の上下適所に備えられた撮像手段と、撮像手段により撮影された撮影画像から処理されたデータの送信及び外部からの指示データの受信を無線により行う送受信部と、撮像手段及び送受信部を制御する制御部と、撮像手段、送受信部、及び制御部に電力を供給する電源部と、を備え、制御部は、送受信部により受信した指示データに基づいて撮像手段により水中又は／及び水上の様子を撮影し、撮影画像から処理されたデータを送受信部により送信するので、遠隔地でそのデータに基づいて水位や水質の状態を監視することができる。
請求項２記載の発明では、本体部と、本体部に浮力を与える浮き部と、本体部の上下適所に備えられた撮像手段と、撮像手段により撮影された撮影画像から処理されたデータの送信及び外部からの指示データの受信を無線により行う送受信部と、本体部を移動させる移動手段と、撮像手段、送受信部及び移動手段を制御する制御部と、撮像手段、送受信部、移動手段及び制御部に電力を供給する電源部と、を備え、制御部は、送受信部により受信した指示データに基づいて移動手段により本体部を移動し、本体部が指示データに基づく撮影場所に到達すると撮像手段により水中又は／及び水上の様子を撮影し、撮影画像から処理されたデータを送受信部により送信するので、遠隔操作により画像データ伝送ブイを移動して、測定に最適な位置を設定することができる。
【０００８】
請求項３記載の発明では、移動手段は、本体部に推進力を与えるスクリューと、スクリューを回転するモータと、を備え、モータの回転方向により本体部の推進方向を決定するので、簡単な制御により水中撮影ブイの方向を変えることができる。
請求項４記載の発明では、電源部は、本体部から着脱可能に構成されているので、電源部の交換が容易に行うことができる。
請求項５記載の発明では、制御部に本体部の位置を認識するＧＰＳ機能を備えたので、水中撮影ブイの回収時に位置を特定することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明を図に示した実施形態を用いて詳細に説明する。但し、この実施形態に記載される構成要素、種類、組み合わせ、形状、その相対配置などは特定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれのみに限定する主旨ではなく単なる説明例に過ぎない。
図１は本発明の第1の実施形態に係る画像データ伝送ブイの断面構成図である。この画像データ伝送ブイ５０は、本体部４と、本体部４に浮力を与える浮き部１３と、本体部４の上下適所に備えられた上部カメラ（撮像手段）２、下部カメラ（撮像手段）９と、上部カメラ２、下部カメラ９により撮影された撮影画像から処理されたデータの送信及び外部からの指示データの受信を無線により行う衛星送受信機（送受信部）１２と、上部カメラ２、下部カメラ９及び衛星送受信機１２を制御する制御部６と、上部カメラ２、下部カメラ９、衛星送受信機１２及び制御部６に電力を供給する電池（電源部）７と、を備えて構成されている。尚、下部カメラ９は防水するために密閉容器１４内に収容され、密閉容器１４の適所には水中が観察可能なように窓部１０が備えられている。また、本体部４の水面上の適所に外部と無線交信の電波を授受するアンテナ１が備えられている。また、水面５の上に浮上した浮き部１３の適所に、窓部３を備え、その窓部３を介して水上の様子を撮影する上部カメラ２を備えている。
【００１０】
そして制御部６は、衛星送受信機１２により受信した指示データに基づいて上部カメラ２、下部カメラ９により水中又は／及び水上の様子を撮影し、撮影画像から処理されたデータを衛星送受信機１２により送信するものである。
また、電池７は、いずれエネルギーが消耗して使用できなくなる。そこで本実施形態では、画像データ伝送ブイ５０を定期的に回収して電池７を交換するために、電池７を本体部４から着脱可能に構成するものである。これにより、電池７の交換が容易に行うことができる。その時、電池７により駆動される画像データ伝送ブイ５０は、電池７を交換するために回収する必要がある。そのとき画像データ伝送ブイ５０の正確な位置が特定できる必要がある。そこで本実施形態では、制御部６にＧＰＳ機能を備えるものである。これにより、画像データ伝送ブイ５０の回収時に位置を特定することができる。
【００１１】
図２は本発明の第２の実施形態に係る画像データ伝送ブイの断面構成図である。同じ構成要素には図１と同じ参照番号を付して説明し、重複する説明は省略する。図２が図１と異なる点は、本体部４を移動させる移動手段１５を備えた点である。尚、移動手段１５は、本体部４に推進力を与えるスクリュー１１と、スクリュー１１を回転するモータ８と、を備えている。
そして制御部６は、衛星送受信機１２により受信した指示データに基づいて移動手段１５により本体部４を移動し、本体部４が指示データに基づく撮影場所に到達すると上部カメラ２、下部カメラ９により水中又は／及び水上の様子を撮影し、この撮影画像から処理されたデータを衛星送受信機１２により送信するものである。
また、上部カメラ２、下部カメラ９により水中又は／及び水上の様子を撮影する場合、地上にてその画像を観ながらリアルタイムに場所を移動したい場合が発生する。そのような時、地上で撮影画像を観ながら移動手段１５に指示を与えて画像データ伝送ブイ５１を移動させて、最適な位置から処理されたデータを得るものである。これにより、遠隔操作により画像データ伝送ブイ５１を移動させて、測定したい場所を適宜選択することができる。尚、水上を移動する移動手段１５としては、水を攪拌して推進力を得るスクリュー１１が一般的に使用される。また、スクリュー１１は回転方向により推進方向が変化する。そこで本実施形態では、スクリュー１１の回転方向を指示データにより指示することにより、画像データ伝送ブイ５１の進行方向を決定するものである。これにより、簡単な制御により画像データ伝送ブイ５１の方向を変えることができる。
【００１２】
図３は制御部を中心とした各構成要素との接続を示すブロック図である。同じ構成要素には図１と同じ参照番号を付して説明する。制御部６は、電池７から供給される電力を切替制御する電源制御部２５と、カメラ制御部２２からの画像データを処理して水位や水質データを生成するデータロガー２４と、上部カメラ２と下部カメラ９の動作を制御するカメラ制御部２２と、画像データをデータ圧縮したり、データロガー２４からのデータを処理するデータ圧縮等データ処理部２３と、データ圧縮等データ処理部２３から出力されたデータを送信データの形態に生成する送信データ生成部２１と、を備えている。
アンテナ１には図示しない地上の設備から指示信号が電波により到達する。また、上部カメラ２、又は下部カメラ９により撮影された画像データから、データロガー２４により、例えば水位や水質データに処理してデータ圧縮等データ処理部２３を介して衛星送受信部１２により変調されて電波としてアンテナ１から地上の設備に送信される。また、制御部６は、モータ８を回転してスクリュー１１を駆動し、画像データ伝送ブイ５１を撮影ポイントに移動し、上部カメラ２と下部カメラ部９により水上や水中の様子を撮影する。また、制御部６内にはＧＰＳ部２６によるＧＰＳ機能を搭載し、アンテナ１からＧＰＳ衛星３１と交信して、電池７を交換するために、画像データ伝送ブイ５１の位置を特定する。尚、電源として電池７に限定されず、太陽電池等を使用しても構わない。また、制御部６はＣＰＵにより構成され、ＲＯＭに記憶したプログラムに従って制御が行われる。
【００１３】
図４は本発明の画像データ伝送ブイを使用した一実施例を示す模式図である。この実施例では、ダムの水面５に浮遊する画像データ伝送ブイ５１に対して、地上に設置した管理棟２９内の送受信機から、アンテナ３０を介して送信された電波３２により、通信衛星２７を中継して画像データ伝送ブイ５１内のモータ８を駆動して、画像データ伝送ブイ５１を移動して上部カメラ２と下部カメラ部９により水上や水中の様子を撮影し、その画像を処理して水位や水質のデータが衛星送受信機１２からアンテナ１を介して管理棟２９に送信される。
また、画像データ伝送ブイ５１内の電池７を交換するために、ＧＰＳ衛星３１により画像データ伝送ブイ５１の位置情報を取得し、その情報を通信衛星２７を介して管理棟２９が受信して、画像データ伝送ブイ５１を確認して回収することができる。
【００１４】
以上のとおり本発明の画像データ伝送ブイの実施形態について説明したが、実施形態はあくまでも一例であり、画像データ伝送ブイの形状は図に示す形状に限定されることなく、どのような形状でも構わない。また、本発明では、移動手段としてスクリュー１１による方法について説明したが、水上に設けたプロペラを回転して移動する方法でも構わない。また、本実施形態では、データロガー２４により画像データを処理して、そのデータを送信しているが、データロガー２４を省略して、画像データをそのまま送信して、管理棟２９で画像データを処理するようにしても良い。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の第1の実施形態に係る画像データ伝送ブイの断面構成図である。
【図２】本発明の第２の実施形態に係る画像データ伝送ブイの断面構成図である。
【図３】制御部を中心とした各構成要素との接続を示すブロック図である。
【図４】本発明の画像データ伝送ブイを使用した一実施例を示す模式図である。
【符号の説明】
【００１６】
１  アンテナ、２  上部カメラ、３  窓部、４  本体部、５  水面、６  制御部、７  電池、８  モータ、９  下部カメラ、１０  窓部、１１  スクリュー、１２  衛星送受信機、１３  浮き部、１４  密閉容器、１５  移動手段、５０、５１  画像データ伝送ブイ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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