特許 7288372 センサシステム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-05-30

(45)【発行日】2023-06-07

(54)【発明の名称】センサシステム

(51)【国際特許分類】

   G08C 17/00 20060101AFI20230531BHJP

   G08C 15/00 20060101ALI20230531BHJP

   G01F 23/296 20220101ALI20230531BHJP

【ＦＩ】

G08C17/00 Z

G08C15/00 D

G01F23/296

【請求項の数】 5

(21)【出願番号】P 2019155620

(22)【出願日】2019-08-28

(65)【公開番号】P2021033830

(43)【公開日】2021-03-01

【審査請求日】2022-04-19

(73)【特許権者】

【識別番号】000002462

【氏名又は名称】積水樹脂株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000796

【氏名又は名称】弁理士法人三枝国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】古田 兼三

(72)【発明者】

【氏名】出来 信久

(72)【発明者】

【氏名】世継 和也

(72)【発明者】

【氏名】宮崎 大悟

【審査官】菅藤 政明

(56)【参考文献】

【文献】特開２００３－３４６２７０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－１７０５４１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－１２３１１８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０８Ｃ １５／００－２５／０４

Ｇ０１Ｄ ２１／００

Ｈ０４Ｑ ９／００

Ｇ０１Ｆ ２３／２９６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

河川の同一地点に配置される複数の超音波センサと、
各前記超音波センサと通信可能な管理サーバーとを有し、
各前記超音波センサは、電池から電力が供給されることで作動するものであって、前記河川の水面に向けて超音波を発信し当該超音波の反射波を受信することで物理量を計測し、前記管理サーバーに送信する計測手段を備え、
前記管理サーバーは、
異常が各前記超音波センサに生じたか否かを判定する異常判定部と、
前記異常判定部によって一の前記超音波センサに異常が生じたと判定された際に、前記異常が生じたと判定されていない前記超音波センサが前記計測手段を作動する時間間隔を短くする時間間隔調整部と、
を有するセンサシステム。

【請求項2】

前記異常判定部は、一の前記超音波センサに異常が生じたと判定した際に、異常が生じていない超音波センサの数ｎが２以上であるか否かを判定し、
前記異常判定部によって異常が生じていない前記超音波センサの数ｎが２以上であると判定された場合は、異常が生じていない前記超音波センサの数ｎが１であると判定されるまでの間、前記時間間隔調整部が、異常が生じていない前記超音波センサが前記計測手段を作動する時間間隔をｎ×Ｔ時間にし、且つ、異常が生じていない前記超音波センサによる前記計測手段の作動が順次実行されるように、先行及び後行の前記超音波センサが前記計測手段を作動するタイミングをＴ時間ほどずらし、
前記異常判定部によって、異常が生じていない前記超音波センサの数ｎが１であると判定された場合、前記時間間隔調整部は、異常が生じていない前記超音波センサが計測手段を作動する時間間隔をＴ時間にする請求項１に記載のセンサシステム。

【請求項3】

前記河川の同一地点に２つの超音波センサが配置され、
前記時間調整部は、前記２つの超音波センサが前記計測手段を作動する時間間隔を２Ｔ時間にするとともに、前記２つの超音波センサが前記計測手段を作動させるタイミングをＴ時間ほどずらし、
前記２つの超音波センサが前記計測手段を作動させる時間間隔がそれぞれ２Ｔ時間とされ、前記２つの超音波センサが前記計測手段を作動させるタイミングがＴ時間ほどずらした条件下で、前記異常判定部は、前記異常が前記２つの超音波センサに生じたか否かを判定し、
前記異常判定部によって前記２つの超音波センサのうち一方に異常が生じたと判定された際に、前記時間間隔調整部は、他方の超音波センサが前記計測手段を作動する時間間隔を、２Ｔ時間からＴ時間に短くする請求項１に記載のセンサシステム。

【請求項4】

前記河川の同一地点に配置される２つの超音波センサとして、河川の第一地点に配置される第一及び第二の前記超音波センサと、前記河川の第二地点に配置される第三及び第四の前記超音波センサとを備え、
前記管理サーバーは、
前記異常判定部によって前記第一～第四の超音波センサに異常が生じたと判定されていない間、前記第一～第四の前記超音波センサの全てから前記物理量を受信するたびに、前記第一の超音波センサから送信された物理量Ａと、前記第二の超音波センサから送信された物理量Ｂとの差分Ａ―Ｂを取得し、且つ、前記第三の超音波センサから送信された物理量Ｃと、前記第四の超音波センサから送信された物理量Ｄとの差分Ｃ－Ｄを取得する第一差分取得部と、
前記第一差分取得部が前記差分Ａ―Ｂ及び前記差分Ｃ－Ｄを取得するたびに、前記差分Ａ―Ｂの絶対値が第一所定値以上であるか否かを判定する第一差分判定部と、
前記第一差分判定部によって、前記差分Ａ―Ｂの絶対値が所定値以上であると判定された場合に、前記差分Ｃ－Ｄの絶対値が第二所定値未満であるか否かを判定する第二差分判定部と、
前記第二差分判定部によって、前記差分Ｃ－Ｄの絶対値が第二所定値未満であると判定された場合に、前記差分Ａ－Ｂの絶対値が第一所定値以上であり、前記差分Ｃ－Ｄの絶対値が第二所定値未満であることが、所定時間以上継続したか否かを判定する時間判定部と、
前記時間判定部によって、前記差分Ａ－Ｂの絶対値が第一所定値以上であり、前記差分Ｃ－Ｄの絶対値が第二所定値未満であることが、所定時間以上継続したと判定された場合に、異常が、前記第一及び第二の超音波センサのいずれかに生じたことを示す情報を出力する情報出力部とを、有する請求項３に記載のセンサシステム。

【請求項5】

前記管理サーバーは、
前記時間判定部によって、前記差分Ａ－Ｂの絶対値が第一所定値以上であり、前記差分Ｃ－Ｄの絶対値が第二所定値未満であることが、所定時間以上継続したと判定された場合、前記第一差分判定部によって、前記差分Ａ―Ｂの絶対値が第一所定値以上ではないと最後に判定された時刻の直前において、前記第一、第二、第三、第四の超音波センサから送信された第一、第二、第三、第四の物理量Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ（以下、差分未超過最終判定直前の第一、第二、第三、第四の物理量Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ）をそれぞれ特定し、且つ、前記時間判定部によって、前記差分Ａ－Ｂの絶対値が第一所定値以上であり、前記差分Ｃ－Ｄの絶対値が第二所定値未満であることが、所定時間以上継続したとの判定が行われた時刻の直前において、前記第一、第二、第三、第四の超音波センサから送信された第一、第二、第三、第四の物理量Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ（以下、時間超過判定直前の第一、第二、第三、第四の物理量Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ）をそれぞれ特定する情報特定部と、
前記差分未超過最終判定直前の第一、第三の物理量Ａ，Ｃの差分Ａ－Ｃ（以下、差分未超過最終判定直前の差分Ａ－Ｃ）、前記差分未超過最終判定直前の第二、第四の物理量Ｂ，Ｄの差分Ｂ－Ｄ（以下、差分未超過最終判定直前の差分Ｂ－Ｄ）、前記時間超過判定直前の第一、第三の物理量Ａ，Ｃの差分Ａ－Ｃ（以下、時間超過判定直前の差分Ａ－Ｃ）、及び前記時間超過判定直前の第二、第四の物理量Ｂ，Ｄの差分Ｂ－Ｄ（以下、時間超過判定直前の差分Ｂ－Ｄ）を取得し、且つ、前記差分未超過最終判定直前の差分Ａ－Ｃと前記時間超過判定直前の差分Ａ－Ｃとの間の変化量（以下、差分Ａ－Ｃの変化量）及び前記差分未超過最終判定直前の差分Ｂ－Ｄと前記時間超過判定直前の差分Ｂ－Ｄとの間の変化量（以下、差分Ｂ－Ｄの変化量）を取得する第三差分取得部と、
前記差分Ａ－Ｃの変化量の絶対値と前記差分Ｂ－Ｄの変化量の絶対値とのいずれが大きいかを判定する第三差分判定部とをさらに有し、
前記情報出力部は、前記第三差分判定部によって前記差分Ａ－Ｃの変化量の絶対値が前記差分Ｂ－Ｄの変化量の絶対値よりも大きいと判定された場合、異常が前記第一の超音波センサに生じたことを示す情報を出力し、 前記第三差分判定部によって前記差分Ｂ－Ｄの絶対値が前記差分Ａ－Ｃの絶対値よりも大きいと判定された場合、異常が前記第二の超音波センサに生じたことを示す情報を出力する請求項４に記載のセンサシステム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、河川の水位を観測するために超音波センサを使用するセンサシステムに関する。

【背景技術】

【0002】

従来、河川の水位を観測するために超音波センサを使用する技術が提案されている。この種の技術として、特許文献１には、超音波センサが、水面に向けて超音波を送信してから、水面で反射した超音波の反射波を受信するまでの時間を計測し、当該時間に基づき取得された物理量を管理サーバーに無線送信する技術が開示されている。この特許文献１では、超音波センサが設けられる端末に電池が搭載されて、当該電池から超音波センサに電力が供給されることで、超音波センサが作動する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１９－０６０７４７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ところで特許文献１のように、電池から超音波センサに電力を供給する場合には、電池容量が少なくなった際に、作業者が、超音波センサの配置場所に出向いて、電池容量を増やす作業（電池の充電作業や電池の交換作業）を行う必要がある。電池容量が短期間で少なくなる場合には、上記の作業が多発することで、多大な手間を要することになる。

【0005】

上記の電池容量が短期間で少なくなることを防止する措置として、例えば、超音波センサが物理量（例えば超音波を発信してから反射波を受信するまでの時間）を無線送信する時間間隔を長くすることで、消費電力を小さく抑えることが考えられる。しかしながらこの場合には、超音波センサが管理サーバーに物理量を送信する時間間隔が長くなるため、単位時間当たりに管理サーバーに受信される物理量の数が少なくなる。したがって、河川の水位を短い時間間隔で観察することができず、河川の水位が急激に上昇する異常時に、河川が危険水位に到達する時点を正確に特定できなくなる虞がある。

【0006】

また上記の問題を回避すべく、例えば、河川の同一地点に２つの超音波センサを配置して、当該２つの超音波センサが物理量を送信する時間間隔を長くし、且つ、当該２つの超音波センサが物理量を送信するタイミングをずらすことが考えられる。しかしながらこのようにする場合でも、一方のセンサに異常が生じて当該一方のセンサから物理量が送信されなくなる場合には、管理サーバーは他方のセンサからしか物理量を受信できないため、河川の水位を短い時間間隔で観察できない。

【0007】

本発明は、上記事項に鑑みてなされたものであって、その目的は、河川に複数の超音波センサが配置されるセンサシステムにおいて、各超音波センサに電力を供給する電池の容量が短期間で少なくなることを防止可能であるとともに、複数の超音波センサのいずれかに物理量を送信しない異常が生じた場合でも、他の超音波センサから送信される情報によって、河川の水位を短い時間間隔で観察できるセンサシステムを提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0008】

上記目的を達成するため、本発明は、次の項に記載の主題を包含する。

【0009】

項１．河川の同一地点に配置される複数の超音波センサと、
各前記超音波センサと通信可能な管理サーバーとを有し、
各前記超音波センサは、電池から電力が供給されることで作動するものであって、前記河川の水面に向けて超音波を発信し当該超音波の反射波を受信することで物理量を計測し、前記管理サーバーに送信する計測手段を備え、
前記管理サーバーは、
異常が各前記超音波センサに生じたか否かを判定する異常判定部と、
前記異常判定部によって一の前記超音波センサに異常が生じたと判定された際に、前記異常が生じたと判定されていない前記超音波センサが前記計測手段を作動する時間間隔を短くする時間間隔調整部と、
を有するセンサシステム。

【0010】

項２．前記異常判定部は、一の前記超音波センサに異常が生じたと判定した際に、異常が生じていない超音波センサの数ｎが２以上であるか否かを判定し、前記異常判定部によって異常が生じていない前記超音波センサの数ｎが２以上であると判定された場合は、異常が生じていない前記超音波センサの数ｎが１であると判定されるまでの間、前記時間間隔調整部が、異常が生じていない前記超音波センサが前記計測手段を作動する時間間隔をｎ×Ｔ時間にし、且つ、異常が生じていない前記超音波センサによる前記計測手段の作動が順次実行されるように、先行及び後行の前記超音波センサが前記計測手段を作動するタイミングをＴ時間ほどずらし、
前記異常判定部によって、異常が生じていない前記超音波センサの数ｎが１であると判定された場合、前記時間間隔調整部は、異常が生じていない前記超音波センサが計測手段を作動する時間間隔をＴ時間にする項１に記載のセンサシステム。

【0011】

項３．前記河川の同一地点に２つの超音波センサが配置され、
前記時間調整部は、前記２つの超音波センサが前記計測手段を作動する時間間隔を２Ｔ時間にするとともに、前記２つの超音波センサが前記計測手段を作動させるタイミングをＴ時間ほどずらし、
前記２つの超音波センサが前記計測手段を作動させる時間間隔がそれぞれ２Ｔ時間とされ、前記２つの超音波センサが前記計測手段を作動させるタイミングがＴ時間ほどずらした条件下で、前記異常判定部は、前記異常が前記２つの超音波センサに生じたか否かを判定し、
前記異常判定部によって前記２つの超音波センサのうち一方に異常が生じたと判定された際に、前記時間間隔調整部は、他方の超音波センサが前記計測手段を作動する時間間隔を、２Ｔ時間からＴ時間に短くする項１に記載のセンサシステム。

【0012】

項４．前記河川の同一地点に配置される２つの超音波センサとして、河川の第一地点に配置される第一及び第二の前記超音波センサと、前記河川の第二地点に配置される第三及び第四の前記超音波センサとを備え、
前記管理サーバーは、
前記異常判定部によって前記第一～第四の超音波センサに異常が生じたと判定されていない間、前記第一～第四の前記超音波センサの全てから前記物理量を受信するたびに、前記第一の超音波センサから送信された物理量Ａと、前記第二の超音波センサから送信された物理量Ｂとの差分Ａ―Ｂを取得し、且つ、前記第三の超音波センサから送信された物理量Ｃと、前記第四の超音波センサから送信された物理量Ｄとの差分Ｃ－Ｄを取得する第一差分取得部と、
前記第一差分取得部が前記差分Ａ―Ｂ及び前記差分Ｃ－Ｄを取得するたびに、前記差分Ａ―Ｂの絶対値が第一所定値以上であるか否かを判定する第一差分判定部と、
前記第一差分判定部によって、前記差分Ａ―Ｂの絶対値が所定値以上であると判定された場合に、前記差分Ｃ－Ｄの絶対値が第二所定値未満であるか否かを判定する第二差分判定部と、
前記第二差分判定部によって、前記差分Ｃ－Ｄの絶対値が第二所定値未満であると判定された場合に、前記差分Ａ－Ｂの絶対値が第一所定値以上であり、前記差分Ｃ－Ｄの絶対値が第二所定値未満であることが、所定時間以上継続したか否かを判定する時間判定部と、
前記時間判定部によって、前記差分Ａ－Ｂの絶対値が第一所定値以上であり、前記差分Ｃ－Ｄの絶対値が第二所定値未満であることが、所定時間以上継続したと判定された場合に、異常が、前記第一及び第二の超音波センサのいずれかに生じたことを示す情報を出力する情報出力部とを、有する項３に記載のセンサシステム。

【0013】

項５．前記管理サーバーは、
前記時間判定部によって、前記差分Ａ－Ｂの絶対値が第一所定値以上であり、前記差分Ｃ－Ｄの絶対値が第二所定値未満であることが、所定時間以上継続したと判定された場合、前記第一差分判定部によって、前記差分Ａ―Ｂの絶対値が第一所定値以上ではないと最後に判定された時刻の直前において、前記第一、第二、第三、第四の超音波センサから送信された第一、第二、第三、第四の物理量Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ（以下、差分未超過最終判定直前の第一、第二、第三、第四の物理量Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ）をそれぞれ特定し、且つ、前記時間判定部によって、前記差分Ａ－Ｂの絶対値が第一所定値以上であり、前記差分Ｃ－Ｄの絶対値が第二所定値未満であることが、所定時間以上継続したとの判定が行われた時刻の直前において、前記第一、第二、第三、第四の超音波センサから送信された第一、第二、第三、第四の物理量Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ（以下、時間超過判定直前の第一、第二、第三、第四の物理量Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ）をそれぞれ特定する情報特定部と、
前記差分未超過最終判定直前の第一、第三の物理量Ａ，Ｃの差分Ａ－Ｃ（以下、差分未超過最終判定直前の差分Ａ－Ｃ）、前記差分未超過最終判定直前の第二、第四の物理量Ｂ，Ｄの差分Ｂ－Ｄ（以下、差分未超過最終判定直前の差分Ｂ－Ｄ）、前記時間超過判定直前の第一、第三の物理量Ａ，Ｃの差分Ａ－Ｃ（以下、時間超過判定直前の差分Ａ－Ｃ）、及び前記時間超過判定直前の第二、第四の物理量Ｂ，Ｄの差分Ｂ－Ｄ（以下、時間超過判定直前の差分Ｂ－Ｄ）を取得し、且つ、前記差分未超過最終判定直前の差分Ａ－Ｃと前記時間超過判定直前の差分Ａ－Ｃとの間の変化量（以下、差分Ａ－Ｃの変化量）及び前記差分未超過最終判定直前の差分Ｂ－Ｄと前記時間超過判定直前の差分Ｂ－Ｄとの間の変化量（以下、差分Ｂ－Ｄの変化量）を取得する第三差分取得部と、
前記差分Ａ－Ｃの変化量の絶対値と前記差分Ｂ－Ｄの変化量の絶対値とのいずれが大きいかを判定する第三差分判定部とをさらに有し、
前記情報出力部は、前記第三差分判定部によって前記差分Ａ－Ｃの変化量の絶対値が前記差分Ｂ－Ｄの変化量の絶対値よりも大きいと判定された場合、異常が前記第一の超音波センサに生じたことを示す情報を出力し、
前記第三差分判定部によって前記差分Ｂ－Ｄの絶対値が前記差分Ａ－Ｃの絶対値よりも大きいと判定された場合、異常が前記第二の超音波センサに生じたことを示す情報を出力する項４に記載のセンサシステム。

【発明の効果】

【0014】

本発明のセンサシステムによれば、異常の生じていない超音波センサの数が多い期間では、超音波センサが物理量を送信する時間間隔が長くされる。このため、超音波センサに対して設けられる電池の容量が短期間で少なくなることを防止できる。そして超音波センサのいずれかに異常が生じた場合には、異常が生じていない超音波センサが物理量を送信する時間間隔が短くされる。したがって当該異常が生じていない超音波センサから送信される物理量によって、河川の水位を短い時間間隔で観察できる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】本発明の第一実施形態に係るセンサシステムを構成する装置を示す概略図である。

【図2】第一実施形態のセンサシステムで使用される超音波センサが河川の上方に配置された状態を示す概略図である。

【図3】超音波センサを河川の上方に配置するために使用される器具を示す斜視図である。

【図4】第一実施形態のセンサシステムで使用される超音波センサを構成する要素や、管理サーバーに構成される手段を示すブロック図である。

【図5】時間間隔調整部及び異常判定部によって実行される処理を示すフロチャートである。

【図6】河川の同一位置に配置される２つの超音波センサの一方に異常が生じた状態を示す概略図である。

【図7】本発明の第二実施形態に係るセンサシステム３０を構成する装置を示す概略図である。

【図8】第二実施形態のセンサシステム３０で使用される超音波センサＵが河川Ｋの上方に配置された状態を示す概略図である。

【図9】第二実施形態のセンサシステム３０で使用される超音波センサＵを構成する要素や、管理サーバーＳに構成される手段を示すブロック図である。

【図10】時間間隔調整部及び異常判定部によって実行される処理を示すフロチャートである。

【図11】（ａ）は、河川の同一位置に配置される３つの超音波センサのうち１つに異常が生じた状態を示す概略図である。（ｂ）は、河川の同一位置に配置される３つの超音波センサのうち２つに異常が生じた状態を示す概略図である。

【図12】本発明の第三実施形態に係るセンサシステム３０を構成する装置を示す概略図である。

【図13】第三実施形態のセンサシステム３０で使用される超音波センサＵが河川Ｋの上方に配置された状態を示す概略図である。

【図14】第三実施形態のセンサシステム３０で使用される超音波センサを構成する要素や、管理サーバーに構成される手段を示すブロック図である。

【図15】第一差分取得部、第一差分判定部、第二差分判定部、時間判定部、物理量特定部、第三差分取得部、第三差分判定部、及び情報出力部によって実行される処理を示すフロチャートである。

【図16】第一～第四の超音波センサから管理サーバーが受信する物理量の例を示す表である。

【図17】図１６に示す物理量Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄから取得される差分Ａ―Ｂ，Ｃ―Ｄを示す表である。

【図18】第一差分取得部、第一差分判定部、第二差分判定部、時間判定部、及び情報出力部によって実行される処理を示すフロチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0016】

以下、本発明の第一実施形態について、添付図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の第一実施形態に係るセンサシステム１を構成する装置を示す概略図である。図２は、第一実施形態のセンサシステム１で使用される超音波センサＵ１，Ｕ２が河川Ｋの上方に配置された状態を示す概略図である。図３は、超音波センサＵ１，Ｕ２を河川Ｋの上方に配置するために使用される器具を示す斜視図である。図４は、第一実施形態のセンサシステム１で使用される超音波センサＵ１，Ｕ２を構成する要素や、管理サーバーＳに構成される手段を示すブロック図である。

【0017】

第一実施形態のセンサシステム１では、河川Ｋの水位を観測するために、河川Ｋの同一地点に超音波センサＵ１，Ｕ２が配置される。河川Ｋの同一地点とは、例えば、国土交通省が設置する河川距離標から特定される距離が同一の地点を意味する。

【0018】

センサシステム１では、超音波センサＵ１，Ｕ２と基地局Ｂとが無線通信可能とされ、無線又は有線のネットワークＮを介して基地局Ｂと管理サーバーＳとが通信可能とされることで、超音波センサＵ１，Ｕ２と管理サーバーＳとの間の通信が可能とされる。

【0019】

超音波センサＵ１，Ｕ２は、同様の特徴を有する。このため以下では、超音波センサＵ１，Ｕ２の総称として「超音波センサＵ」を使用し、超音波センサＵ１，Ｕ２の特徴をまとめて説明する。

【0020】

超音波センサＵは、箱状の筐体３に保持される（図２～図４）。本実施形態では、橋梁Ｇに吊り下げられる支持体４に上記の筐体３が取り付けられることで、超音波センサＵは、河川Ｋの上方に配置される。

【0021】

支持体４の構造は特に限定されないが、図示例では、支持体４は、上下方向に延びるポール７と、水平方向に延びるアーム８とを備える。ポール７は、樹脂、FRP、カーボン又は、アルミ等の防錆力に優れた金属、或いは塗装や樹脂被覆等の防錆処理を施した金属等によって形成される。ポール７は、橋梁ＧのガードレールＲに取り付けられる。この取り付けは、例えば、防護柵や標識等にポールを取り付けるために使用される公知の手段を用いることで実現され得る。

【0022】

アーム８は、樹脂、FRP、カーボン又は、アルミ等の防錆力に優れた金属、或いは塗装や樹脂被覆等の防錆処理を施した金属等によって形成される。アーム８の一端側は、ポール７に固定される。図３の例では、金属製のＵ字クランプ９の内側にポール７を通した状態で、ボルト１０を用いてＵ字クランプ９の両端部をアーム８の一端側に締結することで、アーム８の一端側がポール７に固定されている。なおＵ字クランプ９以外の公知の手段によって、アーム８の一端側がポール７に固定されてもよい。また図示例では、ポール７の下端にアーム８が固定されているが、ポール７の任意の高さ位置にアーム８は固定され得る。

【0023】

アーム８は、長手方向に延びる空洞を有しており、当該アーム８の空洞にはアンテナ５が配置される。

【0024】

筐体３は、アーム８の他端側に取り付けられる。筐体３は、樹脂、FRP、或いは通信のための電波を通す構造を有するアルミ等の防錆力に優れた金属等から形成される。

【0025】

筐体３の内部には電池Ｄ（図４）が配置されており、電池Ｄから超音波センサＵの構成要素に電力が供給されることで、超音波センサＵの構成要素は作動する。

【0026】

超音波センサＵは、上記の構成要素として、送波部２０と、受波部２１と、通信部２２と、制御装置２３とを備える。

【0027】

送波部２０は、電池Ｄから電圧が印加されることで、振動を生じる圧電素子を備えており、当該圧電素子の振動によって、超音波Ｐが発生する。

【0028】

受波部２１は、受信した超音波の振動エネルギーを電気信号に変換する圧電素子を備える。

【0029】

図３に示すように、筐体３の壁面には開口部１１が形成されており、開口部１１に送波部２０（図４）や受波部２１が配置される。開口部１１の形成された筐体３の壁面３ａが河川Ｋ側（下側）を向けられることで、送波部２０から発せられた超音波Ｐを、開口部１１から発信させて、河川Ｋの水面Ｋａに向かわせるとともに、水面Ｋａで反射した超音波Ｐの反射波Ｈを、開口部１１に通過させて、受波部２１に受信させることが可能とされる。

【0030】

通信部２２は、筐体３の内部に配置されるものであって、ケーブル１２（図３）を介してアンテナ５と接続される（ケーブル１２の一端側は、筐体３を貫通して、通信部２２に接続され、ケーブル１２の他端側は、アーム８を貫通して、アンテナ５に接続される）。通信部２２は、ＬＰＷＡ（Low Power Wide Area）やＷｉ－Ｆｉ（登録商標）や３Ｇや４Ｇ等の方式によって、アンテナ５を介して基地局Ｂと無線通信を行なうことが可能である。なお消費電力を抑えて遠距離通信を実現する観点から、通信方式はＬＰＷＡであることが好ましい。また図示例では、ケーブル１２は、筐体３の外側に配置されているが、筐体３の内部に配置されてもよい。

【0031】

制御装置２３（図４）は、筐体３の内部に配置される。当該制御装置２３は、ＣＰＵやメモリを有するものであって、以下の（１），（２）に示す処理を行うことが可能である。

【0032】

（１）メモリに記憶された時間が経過するたびに、送波部２０が備える圧電素子に電圧を印加して圧電素子を振動させることで、当該振動で生じた超音波Ｐ（図２）を、河川Ｋの水面Ｋａに向けて発信するとともに、当該超音波Ｐの反射波Ｈを受波部２１に受信させること。
（２）超音波Ｐの発信及び反射波Ｈの受信を行なうことで取得される物理量を、メモリに記憶された時刻に、管理サーバーＳに送信すること（この情報の送信は、通信部２２及び基地局Ｂ間の無線通信や、基地局Ｂ及び管理サーバーＳ間の通信によって行われる）。

【0033】

ここで、超音波センサＵは、上記（１），（２）の処理をまとめて行なう計測手段を備えている。上記の計測手段は、例えば、制御装置２３のＣＰＵが、制御装置２３のメモリに格納されたプログラムを実行することで実現されるものである。制御装置２３は、メモリに格納された情報（後述の時間間隔及び作動タイミング）に従って、計測手段を作動させる（すなわち上記（１），（２）の処理を行なう）。

【0034】

例えば、上記の「物理量」は、「超音波Ｐを発信してから反射波Ｈを受信するまでの時間」とされる。この場合、例えば、制御装置２３は、反射波Ｈが受波部２１に受信されるたびに、上記の「超音波Ｐを発信してから反射波Ｈを受信するまでの時間（以下、発信受信時間）」を計測する。そして制御装置２３は、メモリに記憶された時間が経過するたびに、当該時間内に計測された発信受信時間の値のうち、最大値、最小値、最頻値、最終値（最後に検知された発信受信時間の値）、或いは計測された値全てを、管理サーバーＳに送信する。

【0035】

或いは、上記の「物理量」は、メモリに記憶された時間内に計測された複数の発信受信時間の平均値とされる。この場合、制御装置２３は、メモリに記憶された時間が経過するたびに、当該時間内に計測された発信受信時間の平均値を求めて、当該平均値を、管理サーバーＳに送信する。

【0036】

また、上記の「物理量」は、例えば、超音波センサＵと水面Ｋａとの間の距離Ｌ（図２）とされる。この場合、制御装置２３は、発信受信時間を計測するたびに、当該発信受信時間の値と音速とから、超音波センサＵと水面Ｋａとの間の距離Ｌの値を求める。そして制御装置２３は、メモリに記憶された時間が経過するたびに、当該時間内に求められた距離Ｌの値のうち、最大値、最小値、最頻値、或いは最終値（最後に検知された距離Ｌの絶対値）を管理サーバーＳに送信する。なお音速は気温に応じて変化するため、気温を計測する温度センサを筐体３に取り付けて、温度センサが計測した気温に基づき、距離Ｌの演算に用いる音速を補正してもよい。

【0037】

或いは、上記の「物理量」は、メモリに記憶された時間内に求められた「複数の距離Ｌの平均値」とされる。この場合、制御装置２３は、メモリに記憶された時間が経過するたびに、当該時間内に求めた距離Ｌの平均値を求めて、当該距離Ｌの平均値を管理サーバーＳに送信する。

【0038】

また、上記の「物理量」は、例えば、反射波Ｈの強度とされる。この場合、制御装置２３は、反射波Ｈが受波部２１に受信されるたびに、反射波Ｈの強度を計測する。そして制御装置２３は、メモリに記憶された時間が経過するたびに、当該時間内に計測された反射波Ｈの強度の値のうち、最大値、最小値、最頻値、或いは最終値（最後に検知された発信受信時間の値）を、管理サーバーＳに送信する。

【0039】

或いは、上記の「物理量」は、メモリに記憶された時間内に計測された「複数の反射波Ｈの強度」の平均値とされる。この場合、制御装置２３は、メモリに記憶された時間が経過するたびに、当該時間内に計測された「反射波Ｈの強度」の平均値を求めて、当該平均値を、管理サーバーＳに送信する。

【0040】

そして第一実施形態のセンサシステム１では、以下の目的１，２を実現するために、図４に示す時間間隔調整部２５及び異常判定部２６が、管理サーバーＳに構成される。

【0041】

目的１：超音波センサＵ１，Ｕ２に対して設けられる電池Ｄ（図４）の容量が短期間で少なくなることを防止すること。
目的２：下記表１の「１」～「３」に示す「異常」が超音波センサＵ１，Ｕ２の一方に生じた場合でも、他方の超音波センサＵから送信される物理量によって河川Ｋの水位を短い時間間隔で観察すること。

【0042】

【表1】

【0043】

時間間隔調整部２５及び異常判定部２６は、管理サーバーＳのＣＰＵが、当該管理サーバーＳのメモリに格納されたプログラムを実行することで機能的に構成されるものである。以下、図５を参照して、時間間隔調整部２５及び異常判定部２６によって実行される処理を説明する。

【0044】

時間間隔調整部２５は、２つの超音波センサＵ１，Ｕ２が計測手段を作動させる時間間隔を２Ｔ時間（例えば２０分間）にするとともに、２つの超音波センサＵ１，Ｕ２が計測手段を作動するタイミングをＴ時間（例えば１０分間）ほどずらす（図５のステップＳ１０１）。このステップＳ１０１の処理は、例えば、時間間隔調整部２５が、上記の時間間隔２Ｔ時間と、ずれがＴ時間となる作動タイミングとを、２つの超音波センサＵ１，Ｕ２に送信するものである。この場合、超音波センサＵ１，Ｕ２の制御装置２３は、受信した時間間隔及び作動タイミングをメモリに格納し、メモリに格納された時間間隔及び作動タイミングにおいて計測手段が作動し、取得した物理量を管理サーバーＳに送信する。すなわち、管理サーバーＳは、Ｔ時間ほどの間隔（例えば１０分間隔）で、超音波センサＵ１，Ｕ２のいずれかから物理量を受信することになる。

【0045】

そして、上記のように超音波センサＵ１，Ｕ２が計測手段を作動する時間間隔が２Ｔ時間（例えば２０分間）とされ、計測手段を作動するタイミングがＴ時間（例えば１０分間）ほどずらした条件下で超音波センサＵ１，Ｕ２が物理量を送信する。異常判定部２６は、超音波センサＵ１，Ｕ２の一方の受信予定時刻から他方の受信予定時刻を超えない時間内に、計測手段が正常に作動しない異常が超音波センサＵ１又はＵ２に生じたか否かを判定する（図５のステップＳ１０２）。

【0046】

異常判定部２６によって２つの超音波センサＵ１，Ｕ２に異常が生じていないと判定される期間では（ステップＳ１０２でＮＯと判定される期間では）、超音波センサＵ１，Ｕ２が計測手段を作動する時間間隔が２Ｔ時間（例えば２０分間）とされ、超音波センサＵ１，Ｕ２が計測手段を作動するタイミングが、Ｔ時間（例えば１０分間）ほどずれた状態が維持される。

【0047】

そして異常判定部２６によって２つの超音波センサＵ１，Ｕ２のうち一方に異常が生じたと判定された際に（ステップＳ１０２でＹＥＳと判定された際に）、時間間隔調整部２５は、他方の超音波センサＵが計測手段を作動する時間間隔を２Ｔ時間からＴ時間に短くする（ステップＳ１０３）。

【0048】

例えば、図６に示すように超音波センサＵ２が超音波Ｐを発信できないことで、超音波センサＵ２からエラー値が送信される場合や、超音波センサＵ２の受信予定時間を過ぎて超音波センサＵ１の受信予定時刻までに超音波センサＵ２から物理量が送信されない場合には、計測手段が正常に作動しない異常が超音波センサＵ２に生じたと判定される（ステップＳ１０２でＹＥＳ）。これにより、他方の超音波センサＵ１が計測手段を作動する時間間隔が２Ｔ時間からＴ時間（例えば１０分間）に短くされる（ステップＳ１０３）。

【0049】

第一実施形態のセンサシステム１によれば、異常が超音波センサＵ１，Ｕ２に生じていない場合には、超音波センサＵ１，Ｕ２が計測手段を作動する時間間隔が２Ｔ時間（例えば２０分）とされ、超音波センサＵ１，Ｕ２が計測手段を作動するタイミングがＴ時間（例えば１０分）ほどずらされる。このため、管理サーバーＳは、Ｔ時間ほどの間隔（例えば１０分間隔）で、超音波センサＵ１，Ｕ２のいずれかから、物理量を受信することになる。

【0050】

そして異常が超音波センサＵ１，Ｕ２の一方に生じた場合には、異常が生じていない他方の超音波センサＵが計測手段を作動する時間間隔が、２Ｔ時間から、Ｔ時間に短くされる。このため、超音波センサＵ１，Ｕ２の一方に異常が生じた場合でも、管理サーバーＳは、他方の超音波センサＵからＴ時間の間隔（例えば１０分間隔）で、物理量を受信することになる。

【0051】

第一実施形態のセンサシステム１によれば、超音波センサＵ１，Ｕ２の一方に異常が生じた場合には、異常が生じていない他方の超音波センサＵが計測手段を作動する時間間隔が短くされる。これにより他方の超音波センサＵから送信される情報によって、河川Ｋの水位を短い時間間隔で観察することができる。

【0052】

さらに第一実施形態のセンサシステム１によれば、異常が超音波センサＵ１，Ｕ２に生じていない間では、計測手段が作動する時間間隔が長い状態が維持される（計測手段が作動する時間間隔が２Ｔ時間に維持される）。このため、超音波センサＵ１，Ｕ２に対して設けられる電池Ｄの容量が短期間で少なくなることを防止できる。

【0053】

また第一実施形態のセンサシステム１によれば、異常が生じていない超音波センサＵが存在する限り、管理サーバーＳには、常に、Ｔ時間の間隔（例えば１０分間隔）で物理量が受信される。したがって河川Ｋの水位を一定の時間間隔で観察できる。

【0054】

次に本発明の他の実施形態について説明する。なお以下の説明では、第一実施形態と相違する点を説明し、第一実施形態と共通する点については、同一の符号を図面に付して、説明を省略する。

【0055】

図７は、本発明の第二実施形態に係るセンサシステム３０を構成する装置を示す概略図である。図８は、第二実施形態のセンサシステム３０で使用される超音波センサＵ１，Ｕ２，Ｕ３が河川Ｋの上方に配置された状態を示す概略図である。図９は、第二実施形態のセンサシステム３０で使用される超音波センサＵを構成する要素や、管理サーバーＳに構成される手段を示すブロック図である。

【0056】

第二実施形態のセンサシステム３０は、河川Ｋの同一地点に配置される３以上の超音波センサＵ１，Ｕ２，Ｕ３と、超音波センサＵ１，Ｕ２，Ｕ３と通信可能な管理サーバーＳとを有する。なお河川Ｋの同一地点に配置する超音波センサＵの数は、図示例の３に限定されず、３以上の任意の複数にすることができる。

【0057】

超音波センサＵ１，Ｕ２，Ｕ３の各々は、実施形態１の超音波センサＵと同様、電池Ｄから電力が供給されることで作動するものであって、河川Ｋの水面Ｋａに向けて超音波Ｐを発信し当該超音波Ｐの反射波Ｈを受信することで取得される物理量を、管理サーバーＳに送信する計測手段を備える。

【0058】

第二実施形態のセンサシステム３０に設けられる管理サーバーＳは、異常判定部３１（図９）と、時間間隔調整部３２とを有する。異常判定部３１は、異常が超音波センサＵ１，Ｕ２，Ｕ３に生じたか否かを判定する。時間間隔調整部３２は、異常判定部３１によって一の超音波センサＵに異常が生じたと判定された際に、異常が生じたと判定されていない超音波センサＵが計測手段を作動する時間間隔を短くする。

【0059】

異常判定部３１及び時間間隔調整部３２は、管理サーバーＳのＣＰＵが、当該管理サーバーＳのメモリに格納されたプログラムを実行することで機能的に構成されるものである。以下、図１０を参照して、異常判定部３１及び時間間隔調整部３２によって実行される処理の詳細を説明する。

【0060】

まず、時間間隔調整部３２は、異常が生じたと判定されていない超音波センサＵが計測手段を作動する時間間隔をｎ×Ｔ時間にするとともに、一の超音波センサＵが計測手段を作動するタイミングと、これの次に二の超音波センサＵが計測手段を作動するタイミングとを、Ｔ時間ほどずらす（図１０のステップＳ２０１）。この処理は、例えば、時間間隔調整部３２が、上記時間間隔がｎ×Ｔ時間となり、上記タイミングのずれがＴ時間となる時刻を、超音波センサＵ１，Ｕ２，Ｕ３に送信するものである。この処理が行われる場合には、超音波センサＵ１，Ｕ２，Ｕ３の制御装置２３は、受信した時刻をメモリに格納し、メモリに格納された時刻において、計測手段を作動し、取得した物理量を管理サーバーＳに送信する。

【0061】

例えばＴ時間が１０分間とされる場合には、当初のステップＳ２０１において、超音波センサＵ１，Ｕ２，Ｕ３が計測手段を正常に作動する時間間隔が３０分間（＝３×１０分）にされるとともに、一の超音波センサＵが計測手段を作動するタイミングと、これの次に二の超音波センサＵが計測手段を作動するタイミングとが１０分間ほどずらされる。これにより、管理サーバーＳには、１０分（Ｔ時間）ほどの間隔で、３つの超音波センサＵ１，Ｕ２，Ｕ３のいずれかから、物理量が受信されることになる。

【0062】

そして、異常判定部３１は、異常が超音波センサＵ１，Ｕ２，Ｕ３に生じたか否かを判定する（ステップＳ２０２）。

【0063】

異常判定部３１によって、異常が超音波センサＵ１，Ｕ２，Ｕ３に生じていないと判定されている期間では（ステップＳ２０２でＮＯと判定される期間では）、各超音波センサＵが計測手段を作動する時間間隔は、先のステップＳ２０１で設定された３Ｔ時間に維持される。また超音波センサＵが計測手段を作動するタイミングのずれは、先のステップＳ２０１で設定されたＴ時間に維持される。

【0064】

そして異常判定部３１が、超音波センサＵ１，Ｕ２，Ｕ３のいずれかに異常が生じたと判定した場合には（ステップＳ２０２でＹＥＳ）、異常判定部３１は、異常が生じたと判定されていない超音波センサＵの数ｎが、２以上であるか否かを判定する（ステップＳ２０３）。

【0065】

例えば、超音波センサＵ３において、電池Ｄから通信部２２或いは制御装置２３に電力が供給されないことや、通信部２２或いは制御装置２３に故障が生じることで、図１１（ａ）に示すように異常が超音波センサＵ３に生じた場合、異常判定部３１は、超音波センサＵ３に異常が生じたと判定する（図１０のステップＳ２０２でＹＥＳ）。そして異常判定部３１は、異常が生じていない超音波センサＵの数ｎが２であることで、ステップＳ２０３でＹＥＳと判定する。

【0066】

そして異常が超音波センサＵ３に生じている期間に、図１１（ｂ）に示すように、超音波センサＵ２で超音波Ｐから発信されなくなり、超音波センサＵ２にエラー値を送信する異常が生じた場合には、異常判定部３１は、超音波センサＵ２，Ｕ３に異常が生じたと判定する（図１０ステップＳ２０２でＹＥＳ）。そして異常判定部３１は、異常が生じたと判定されていない超音波センサＵの数ｎが１であることで、ステップＳ２０３でＮＯと判定する。

【0067】

そして異常が生じたと判定されていない超音波センサＵの数ｎが、２以上である場合には（ステップＳ２０３でＹＥＳ）、時間間隔調整部３２によるステップＳ２０１の処理が再び行なわれることで、異常が生じたと判定されていない超音波センサＵが計測手段を作動する時間間隔が短くされる。その一方で、当該超音波センサＵが計測手段を作動するタイミングのずれはＴ時間のままとされる。

【0068】

例えば、Ｔ時間が１０分である状況下で、図１１（ａ）に示すように超音波センサＵ３に異常が生じた場合には、異常が生じていない超音波センサＵの数ｎが３から２になることで、異常が生じていない超音波センサＵ１，Ｕ２が計測手段を作動する時間間隔が、３０分（＝３×１０分）から、２０分（＝２×１０分）に短くされる。その一方で、例えば、超音波センサＵ１が計測手段を作動するタイミングと、これの次に超音波センサＵ２が計測手段を作動するタイミングとのずれは、１０分間（Ｔ時間）のままとされる。

【0069】

また異常が生じたと判定されていない超音波センサの数が１と判定される場合には（ステップＳ２０３でＮＯ）、時間間隔調整部３２は、異常が生じたと判定されていない一の超音波センサＵが、計測手段を作動する時間間隔を２Ｔ時間からＴ時間に短くする（ステップＳ２０４）。例えば、Ｔ時間が１０分とされる状況下で、図１１（ｂ）に示すように、超音波センサＵ２，Ｕ３に異常が生じた場合には、異常が生じたと判定されていない超音波センサの数が１と判定される（ステップＳ２０３でＮＯ）。これにより、超音波センサＵ１が計測手段を作動する時間間隔が、２０分（２Ｔ時間）から、１０分（Ｔ時間）に短くされる（ステップＳ２０４）。

【0070】

第二実施形態のセンサシステム３０によれば、異常が生じたと判定されていない超音波センサＵが計測手段を作動する時間間隔がｎ×Ｔ時間とされる。このため、異常の生じていない超音波センサＵの数ｎが多い期間では、当該超音波センサＵが計測手段を作動する時間間隔ｎ×Ｔが長くなる。したがって超音波センサＵに対して設けられる電池Ｄの容量が短期間で少なくなることを防止できる。そして、超音波センサＵ１，Ｕ２，Ｕ３のいずれかに計測手段が正常に作動しない異常が生じた場合には、異常が生じていない超音波センサＵが計測手段を作動する時間間隔が短くされる。したがって、当該異常が生じていない超音波センサＵから送信される物理量によって、河川Ｋの水位を短い時間間隔で観察できる。

【0071】

また第二実施形態のセンサシステム３０によれば、異常の生じていない超音波センサＵが存在する限り、管理サーバーＳに、常に、Ｔ時間ほどの間隔（例えば１０分間隔）で物理量が受信される。このため、一定の時間間隔で河川Ｋの水位を観察できる。

【0072】

次に本発明の第三実施形態のセンサシステム４０について説明する。

【0073】

図１２は、本発明の第三実施形態に係るセンサシステム４０を構成する装置を示す概略図である。図１３は、第三実施形態のセンサシステム４０で使用される超音波センサＵ１，Ｕ２が河川Ｋの上方に配置された状態を示す概略図である。図１４は、第三実施形態のセンサシステム４０で使用される超音波センサＵを構成する要素や、管理サーバーＳに構成される手段を示すブロック図である。

【0074】

まず、第三実施形態のセンサシステム４０の概要について説明する。

【0075】

図１３のように河川Ｋの同一地点に２つの超音波センサＵ１，Ｕ２が配置される状況下において、一方のセンサＵに下記表２の左例に示す現象が生じた場合には、一方のセンサＵに下記表２の右列に示す「物理量が異常値となる異常」が生じる。

【0076】

【表2】

【0077】

そして表２に示す「物理量が異常値となる異常」が一方のセンサＵに生じているにもかかわらず、一方のセンサＵが計測する物理量が、河川Ｋの水位を検知するために使用続けられる場合には、河川Ｋの水位が誤検知されることになる。

【0078】

そこで第三実施形態のセンサシステム４０では、上記の誤検知を回避するために、河川の同一地点に配置される２つの超音波センサＵ，Ｕの組が２組設けられる。そして管理サーバーＳには、一方の組の超音波センサＵ１，Ｕ２と、他方の組の超音波センサＵ３，Ｕ４とから受信される物理量に基づき、一方の組の超音波センサＵ１，Ｕ２に「物理量が異常値となる異常」が生じたことを通知するための手段が設けられる。

【0079】

以下、第三実施形態のセンサシステム４０の詳細について説明する。

【0080】

図１２に示すように、第三実施形態のセンサシステム４０では、河川の同一地点に配置される２つの超音波センサＵ，Ｕとして、河川Ｋの第一地点に配置される第一及び第二の超音波センサＵ１，Ｕ２と、河川Ｋの第二地点に配置される第三及び第四の超音波センサＵ３，Ｕ４とが設けられる。

【0081】

そして、第一及び第二の超音波センサＵ１，Ｕ２のうち、一方のセンサＵに、表１に示した「異常」が生じた場合でも、他方のセンサＵから送信される物理量によって、河川Ｋの第一地点の水位を短い時間間隔で観察可能とすべく、時間間隔調整部２５Ａ及び異常判定部２６Ａ（図１４）が、管理サーバーＳに構成される。

【0082】

また第三及び第四の超音波センサＵ３，Ｕ４のうち、一方のセンサＵに、表１に示した「異常」が生じた場合でも、他方のセンサＵから送信される物理量によって、河川Ｋの第二地点の水位を短い時間間隔で観察可能とすべく、時間間隔調整部２５Ｂ及び異常判定部２６Ｂ及び（図１４）が、管理サーバーＳに構成される。

【0083】

上記の時間間隔調整部２５Ａ及び異常判定部２６Ａは、第一及び第二の超音波センサＵ１，Ｕ２に対して図５と同様の処理を行なうものである。上記の時間間隔調整部２５Ｂ及び異常判定部２６Ｂは、第三及び第四の超音波センサＵ３，Ｕ４に対して図５と同様の処理を行なうものである。

【0084】

そして異常判定部２６Ａ，２６Ｂによって超音波センサＵ１～Ｕ４に「異常」が生じたと判定されていない期間において、超音波センサＵ１，Ｕ２に表２に示した「異常（なかでも、物理量が異常値となる異常）」が生じたことを通知するための手段として、図１３に示す第一差分取得部４１・第一差分判定部４２・第二差分判定部４３・時間判定部４４・物理量特定部４５・第三差分取得部４６・第三差分判定部４７・情報出力部４８が管理サーバーＳに構成される。以下、図１５を参照して、上記の各部が行なう処理について説明する。

【0085】

第一差分取得部４１は、異常判定部３１によって第一～第四の超音波センサＵ１～Ｕ４に表１に示した「異常」が生じたと判定されていない期間において、第一～第四の超音波センサＵ１～Ｕ４の全てから物理量が受信されるたびに、以下の処理１，２を行なう（図１５のステップＳ３０１）。

【0086】

処理１：第一の超音波センサＵ１から送信された物理量Ａと、第二の超音波センサＵ２から送信された物理量Ｂとの差分Ａ－Ｂを取得する。
処理２：第三の超音波センサＵ３から送信された物理量Ｃと、第四の超音波センサＵ４から送信された物理量Ｄとの差分Ｃ－Ｄを取得する。

【0087】

例えば、図１６に示す物理量Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄが第一～第四の超音波センサＵ１，Ｕ２，Ｕ３，Ｕ４から送信された場合には、第一差分取得部４１は、図１７に示す差分Ａ－Ｂ及び差分Ｃ－Ｄを取得する。

【0088】

なお図１６及び図１７は、上記の物理量Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄが超音波センサＵと水面Ｋａとの間の
距離Ｌ（図１３）である場合の例を示すが、上記の物理量Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄは、超音波センサＵ１，Ｕ２，Ｕ３，Ｕ４が超音波Ｐを発信してから反射波Ｈを受信するまでの発信受信時間であってもよい。或いは、上記の物理量Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄは、超音波センサＵ１，Ｕ２，Ｕ３，Ｕ４が受信する反射波Ｈの強度であってもよい。

【0089】

第一差分判定部４２は、第一差分取得部４１が差分Ａ－Ｂ及び差分Ｃ－Ｄを取得するたびに、差分Ａ－Ｂの絶対値が第一所定値以上であるか否かを判定する（図１５のステップＳ３０２）。

【0090】

上記の第一所定値が例えば５ｃｍとされる場合、図１７で一重丸を付した時刻において、差分Ａ－Ｂの絶対値が５ｃｍ以上であると判定される。

【0091】

第二差分判定部４３は、第一差分判定部４２によって、差分Ａ－Ｂの絶対値が第一所定値以上であると判定された場合に、差分Ｃ－Ｄの絶対値が第二所定値未満であるか否かを判定する（図１５のステップＳ３０３）。

【0092】

例えば、上記の第一所定値が５ｃｍとされ、上記の第二所定値が５ｃｍとされる場合、図１７で二重丸を付した時刻において、差分Ｃ―Ｄの絶対値が５ｃｍ未満であると判定される。

【0093】

時間判定部４４は、第二差分判定部４３によって差分Ｃ－Ｄの絶対値が第二所定値未満であると判定された場合に、差分Ａ－Ｂの絶対値が第一所定値以上であり、差分Ｃ－Ｄの絶対値が第二所定値未満である状態が、所定時間以上継続したか否かを判定する（図１５のステップＳ３０４）。

【0094】

ここで上記のステップＳ３０１～Ｓ３０４の処理は、以下のａ及びｂに示す事項を前提として行なわれるものである。
ａ：第三及び第四の超音波センサＴ３，Ｔ４から送信された物理量Ｃ，Ｄが正常値であること。
ｂ：第一及び第二の超音波センサＴ１，Ｔ２が配置される河川Ｋの第一地点と、第三及び第四の超音波センサＴ３，Ｔ４が配置される河川Ｋの第二地点とでは、差分Ａ－Ｂ，Ｃ－Ｄの絶対値を増減させる水面Ｋａの状況が、所定時間以内に似通ったものになること（具体的には、第一地点の水面Ｋａの状況が荒いことで、差分Ａ－Ｂの絶対値が第一所定値以上となった時点から、所定時間以内に、第二地点の水面Ｋａの状況が荒くなることで、差分Ｃ－Ｄの絶対値が第二所定値以上になること）。

【0095】

上記のａ，ｂを前提とすれば、ステップＳ３０４で、差分Ａ－Ｂの絶対値が第一所定値以上であり、差分Ｃ－Ｄの絶対値が第二所定値未満である状態が、所定時間以上継続したか否かを判定することは、第一地点に配置される第一及び第二の超音波センサＵ１，Ｕ２のいずれかに、異常が生じたか否かを判定することといえる。

【0096】

例えば図１７に示す差分Ａ－Ｂ，Ｃ－Ｄが取得されて、上記第一所定値及び第二所定値がそれぞれ５ｃｍとされ、上記所定時間が６０分とされる場合には、2018/10/7 9:11の時刻において、差分Ａ－Ｂの絶対値が第一所定値（５ｃｍ）以上であり、差分Ｃ－Ｄの絶対値が第二所定値（５ｃｍ）未満である状態が、所定時間（６０分）以上継続したと判定される（図１５のステップＳ３０４でＹＥＳと判定される）。

【0097】

物理量特定部４５は、時間判定部４４によって、差分Ａ－Ｂの絶対値が第一所定値以上であり、差分Ｃ－Ｄの絶対値が第二所定値未満であることが、所定時間以上継続したと判定された場合（図１５のステップＳ３０４でＹＥＳ）、第一差分判定部４２によって差分Ａ―Ｂの絶対値が第一所定値以上ではないと最後に判定された時刻の直前（ステップＳ３０２で最後のＮＯの判定が行なわれた時刻の直前）において、第一、第二、第三、第四の超音波センサから送信された第一、第二、第三、第四の物理量Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ（以下、差分未超過最終判定直前の第一、第二、第三、第四の物理量Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ）をそれぞれ特定する（ステップＳ３０５）。さらに、物理量特定部４５は、時間判定部４４によって、差分Ａ－Ｂの絶対値が第一所定値以上であり、差分Ｃ－Ｄの絶対値が第二所定値未満であることが、所定時間以上継続したとの判定が行われた時刻の直前（ステップＳ３０４でＹＥＳの判定が行なわれた時刻の直前）において、第一、第二、第三、第四の超音波センサから送信された第一、第二、第三、第四の物理量Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ（以下、時間超過判定直前の第一、第二、第三、第四の物理量Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ）をそれぞれ特定する。

【0098】

例えば上記の例のように、ステップＳ３０４のＹＥＳの判定が2018/10/7 9:11に行なわれた場合には、ステップＳ３０２で最後のＮＯの判定が行なわれた時刻（2018/10/7 7:51）の直前において、第一、第二、第三、第四の超音波センサＵ１，Ｕ２，Ｕ３，Ｕ４から送信された物理量「287cm（図１６の7:41の物理量Ａ）」「291cm（7:51の物理量Ｂ）」「268cm（7:41の物理量Ｃ）」「268cm（7:51の物理量Ｄ）」が、それぞれ差分未超過最終判定直前の第一、第二、第三、第四の物理量Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄとして特定される。さらに、ステップＳ３０４でＹＥＳの判定が行なわれた時刻（2018/10/7 9:11）の直前において、第一、第二、第三、第四の超音波センサＵ１，Ｕ２，Ｕ３，Ｕ４から送信された物理量「288cm（図１６の9:01の物理量Ａ）」「303cm（9:11の物理量Ｂ）」「270cm（9:01の物理量Ｃ）」「270cm（9:11の物理量Ｄ）」が、それぞれ時間超過判定直前の第一、第二、第三、第四の物理量Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄとして特定される。

【0099】

第三差分取得部４６は、差分未超過最終判定直前の第一の物理量Ａと、差分未超過最終判定直前の第三の物理量Ｃとの差分Ａ―Ｃ（以下、差分未超過最終判定直前の差分Ａ－Ｃ）を取得し、且つ、差分未超過最終判定直前の第二の物理量Ｂと、差分未超過最終判定直前の第四の物理量Ｄとの差分Ｂ－Ｄ（以下、差分未超過最終判定直前の差分Ｂ－Ｄ）を取得する。さらに第三差分取得部４６は、時間超過判定直前の第一の物理量Ａと、時間超過判定直前の第三の物理量Ｃとの差分Ａ―Ｃ（以下、時間超過判定直前の差分Ａ－Ｃ）を取得し、且つ、時間超過判定直前の第二の物理量Ｂと、時間超過判定直前の第四の物理量Ｄとの差分Ｂ－Ｄ（以下、時間超過判定直前の差分Ｂ－Ｄ）を取得する。さらに、第三差分取得部４６は、差分未超過最終判定直前の差分Ａ－Ｃと時間超過判定直前の差分Ａ－Ｃとの間の変化量（以下、差分Ａ－Ｃの変化量）を取得し、差分判定による差分Ｂ－Ｄと時間判定による差分Ｂ－Ｄとの間の変化量（以下、差分Ｂ－Ｄの変化量）を取得する（図１５のステップＳ３０６）。

【0100】

例えば、上記のように、差分未超過最終判定直前の第一及び第三の物理量Ａ，Ｃとして「287cm」，「268cm」が特定され、時間超過判定直前の第一及び第三の物理量Ａ，Ｃとして「288cm」，「270cm」が特定された場合には、差分未超過最終判定直前の差分Ａ－Ｃとして「19cm（=287cm-268cm）」が取得され、時間超過判定直前の差分Ａ－Ｃとして「18cm（=288cm-270cm）」が取得される。また上記のように、差分未超過最終判定直前の第二及び第四の物理量Ｂ，Ｄとして「291cm」，「268cm」が特定され、時間超過判定直前の第二及び第四の物理量Ｂ，Ｄとして「303cm」，「270cm」が特定された場合には、差分未超過最終判定直前の差分Ｂ－Ｄとして「23cm（=291cm-268cm）」が取得され、時間超過判定直前の差分Ｂ－Ｄとして「33cm（=303cm-270cm）」が取得される。

【0101】

そして上記のように、差分未超過最終判定直前の差分Ａ－Ｃ（19cm）、時間超過判定直前の差分Ａ―Ｃ（18cm）、差分未超過最終判定直前の差分Ｂ－Ｄ（23cm）、及び時間超過判定直前の差分Ｂ－Ｄ（33cm）が取得された場合には、差分Ａ－Ｃの変化量として「1cm（=19cm-18cm）」が取得され、差分Ｂ－Ｄの変化量として「10cm（=33cm-23cm）」が取得される。

【0102】

第三差分判定部４７は、差分Ａ－Ｃの変化量の絶対値と差分Ｂ－Ｄの変化量の絶対値とのいずれが大きいかを判定する（図１５のステップＳ３０７）。

【0103】

差分Ａ－Ｂの絶対値が第一所定値以上であり、かつ、差分Ｃ－Ｄの絶対値が第２所定値未満であり、第三差分判定部４７によって差分Ａ－Ｃの変化量の絶対値が差分Ｂ－Ｄの変化量の絶対値よりも大きいと判定された場合、情報出力部４８は、異常値の物理量を送信する異常が、第一の超音波センサＵ１に生じたことを示す情報を出力する（ステップＳ３０８）。

【0104】

一方、第三差分判定部４７によって差分Ｂ－Ｄの変化量の絶対値が差分Ａ－Ｃの変化量の絶対値よりも大きいと判定された場合、情報出力部４８は、異常値の物理量を送信する異常が、第二の超音波センサＵ２に生じたことを示す情報を出力する（ステップＳ３０９）。例えば、上記の例のように差分Ａ―Ｃの変化量として「1cm」が取得され、差分Ｂ―Ｄの変化量として「10cm」が取得されていた場合には、差分Ｂ－Ｄの変化量の絶対値(10cm)が差分Ａ－Ｃの変化量の絶対値（1cm）よりも大きいことで、第二の超音波センサＵ２に異常が生じたことを示す情報が出力される。

【0105】

ここで上記のステップＳ３０５～Ｓ３０９の処理は、第三及び第四の超音波センサＵ３，Ｕ４が計測する物理量Ｃ，Ｄが同等であることを前提に行なうものである。この前提に立てば、差分Ａ－Ｃの変化量の絶対値が差分Ｂ－Ｄの変化量の絶対値よりも大きい場合、異常値の物理量を送信する異常が、第一の超音波センサＵ１に生じたと判断できる。また差分Ｂ－Ｄの変化量の絶対値が差分Ａ－Ｃの変化量の絶対値よりも大きいと判定された場合、情異常値の物理量を送信する異常が、第二の超音波センサＵ２に生じたと判断できる。

【0106】

第三実施形態のセンサシステム４０によれば、「物理量が異常値となる異常」が超音波センサＵ１，Ｕ２に生じたことを示す情報が出力されるので、超音波センサＵ１，Ｕ２が計測する物理量が、河川Ｋの水位を検知するために使用され続けることを回避できるので、河川Ｋの水位が誤検知されることを防止できる。

【0107】

さらに第三実施形態のセンサシステム４０によれば、超音波センサＵ１，Ｕ２のうち、「物理量が異常値となる異常」の生じた超音波センサＵを特定できる。このため、「物理量が異常値となる異常」を迅速に解消できる。

【0108】

なお上記の例では、図１５の処理を、超音波センサＵ１，Ｕ２に表２に示した「物理量が異常値となる異常」が生じたことを通知するための処理として示したが、図１５の処理は、超音波センサＵ３，Ｕ４に表２に示した「物理量が異常値となる異常」が生じたことを通知するための処理に変更され得る。この場合、超音波センサＵ３，Ｕ４がそれぞれ図１５に示す第一、第二の超音波センサとなり、超音波センサＵ１，Ｕ２がそれぞれ図１５に示す第三、第四の超音波センサとなるように、図１５の処理が変更される（具体的には、超音波センサＵ３，Ｕ４から送信される物理量がそれぞれ図１５に示す物理量Ａ，Ｂとして使用され、超音波センサＵ１，Ｕ２から送信される物理量がそれぞれ図１５に示す物理量Ｃ，Ｄとして使用される）。このようによれば、超音波センサＵ３，Ｕ４に表２に示した「物理量が異常値となる異常」が生じたことを通知することができる。なお、各部で行う処理は上記と同様であるので、説明は省略する。また図１５に示す第一所定値・第二所定値・所定時間は、超音波センサＵ１，Ｕ２，Ｕ３，Ｕ４が設置される河川Ｋの位置の状況等に応じて適宜設定される。

【0109】

また図１８に示すように、差分Ａ－Ｂの絶対値が第一所定値以上であり、差分Ｃ－Ｄの絶対値が第二所定値以上であることが、所定時間以上継続したと判定された場合に（ステップＳ３０４でＹＥＳ）、情報出力部が、第一地点に配置される第一及び第二の超音波センサＵ１，Ｕ２のいずれかに「物理量が異常値となる異常」が生じたことを示す情報を出力してもよい（ステップＳ３０５）。この場合、図１４に示す物理量特定部４５・第三差分取得部４６・第三差分判定部４７は省略される。上記のようにする場合でも、超音波センサＵ１，Ｕ２のいずれかに「物理量が異常値となる異常」が生じた際に、超音波センサＵ１，Ｕ２が計測する物理量が、河川Ｋの水位を検知するために使用され続けることを回避できるので、河川Ｋの水位が誤検知されることを防止できる。

【0110】

なお、図１８の処理は、超音波センサＵ３，Ｕ４がそれぞれ図１８に示す第一、第二の超音波センサとなり、超音波センサＵ１，Ｕ２がそれぞれ図１８に示す第三、第四の超音波センサとなるように、変更され得る（具体的には、超音波センサＵ３，Ｕ４から送信される物理量がそれぞれ図１８に示す物理量Ａ，Ｂとして使用され、超音波センサＵ１，Ｕ２から送信される物理量がそれぞれ図１８に示す物理量Ｃ，Ｄとして使用され、図１８に示す第一所定値・第二所定値・所定時間は、超音波センサＵ１，Ｕ２，Ｕ３，Ｕ４が設置される河川Ｋの状況等に応じて適宜設定され得る）。このようによれば、超音波センサＵ３，Ｕ４に「異常」が生じたことを通知することができる。なお、各部で行う処理は上記と同様であるので、説明は省略する。また図１８に示す第一所定値・第二所定値・所定時間は、超音波センサＵ１，Ｕ２，Ｕ３，Ｕ４が設置される河川Ｋの位置の状況等に応じて適宜設定される。

【符号の説明】

【0111】

１，３０，４０ センサシステム
２５，２５Ａ，２５Ｂ，３２ 時間間隔調整部
２６，２６Ａ，２６Ｂ，３１ 異常判定部
４１ 第一差分取得部
４２ 第一差分判定部
４３ 第二差分判定部
４４ 時間判定部
４５ 物理量特定部
４６ 第三差分取得部
４７ 第三差分判定部
４８ 情報出力部
Ｈ 反射波
Ｐ 超音波
Ｕ１ 第一の超音波センサ
Ｕ２ 第二の超音波センサ
Ｕ３ 第三の超音波センサ
Ｕ４ 第四の超音波センサ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】