特許 5775646 指示針式メータ用画像解析装置、指示針式メータ用画像解析方法及びプログラム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】5775646

(24)【登録日】2015年7月10日

(45)【発行日】2015年9月9日

(54)【発明の名称】指示針式メータ用画像解析装置、指示針式メータ用画像解析方法及びプログラム

(51)【国際特許分類】

   G08C 19/00 20060101AFI20150820BHJP

【ＦＩ】

   G08C19/00 301G

【請求項の数】9

【全頁数】18

(21)【出願番号】特願2015-43604(P2015-43604)

(22)【出願日】2015年3月5日

【審査請求日】2015年3月5日

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】591212718

【氏名又は名称】株式会社正興電機製作所

(74)【代理人】

【識別番号】100116573

【弁理士】

【氏名又は名称】羽立 幸司

(74)【代理人】

【識別番号】100136180

【弁理士】

【氏名又は名称】羽立 章二

(72)【発明者】

【氏名】鈴木 啓司

(72)【発明者】

【氏名】平野 一郎

(72)【発明者】

【氏名】宇佐美 光雄

【審査官】 櫻井 仁

(56)【参考文献】

【文献】 特表２０１０−５１４０５９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−１１４８２８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１０−２８８５４１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０３−１００４２４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０８Ｃ １３／００−２５／０４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

指示針式メータの指示針を撮影した画像データから前記指示針の方向を特定する指示針式メータ用画像解析装置であって、
前記メータの指針の一部又は全部を撮影して得られた前記画像データにおいて、画像基準点を設定する画像基準設定手段と、
前記画像データにおいて、前記画像基準点を囲み、前記指示針の一方端側と反対端側で前記指示針を横切る閉凸線を設定する閉凸線設定手段と、
前記画像データにおいて、前記閉凸線における各点において、メータ面か非メータ面かによって２値化する２値化処理手段と、
前記閉凸線上の前記非メータ面の各点のうち前記一方端側で前記閉凸線が横切る部分である一方端側部分及び前記他方端側で前記閉凸線が横切る部分である他方端側部分を抽出する抽出手段と、
少なくとも前記閉凸線上の前記非メータ面の各点について、前記画像基準点に対して反対に位置する前記閉凸線上の点がメータ面かそれ以外かを判定し、前記一方端側部分の各点のうち反対に位置する点がメータ面となる点を前記一方端側部分から除外し、前記他方端側部分の各点のうち反対に位置する点がメータ面となる点を前記他方端側部分から除外する補正手段と、
前記一方端側部分と前記他方端側部分のいずれかを先端側部分とする選択手段と、
前記先端側部分から方向基準点を求め、前記画像基準点から前記方向基準点への向きを前記指示針が示す向きとして特定する方向特定手段を備える指示針式メータ用画像解析装置。

【請求項2】

前記補正手段は、
前記一方端側部分の各点の反対に位置し、非メータ面となる前記閉凸線上の点の群である他方端側点群を抽出し、
前記他方端側部分の各点の反対に位置し、非メータ面となる前記閉凸線上の点の群である一方端側点群を抽出し、
前記選択手段は、
前記一方端側部分の選択基準点と前記他方端側部分の選択基準点を求め、
前記一方端側部分の選択基準点から前記前記一方端側点群までの距離と前記他方端側部分の選択基準点から前記他方端側点群までの距離を比較し、短いものを前記先端側部分として選択する、請求項１記載の指示針式メータ用画像解析装置。

【請求項3】

前記閉凸線は、前記画像中心点を中心とする円であり、
前記補正手段は、
前記一方端側部分の各点を一方の端点とする直径の他方の端点を、前記反対に位置する点とし、
前記他方端側部分の各点を一方の端点とする直径の他方の端点を、前記反対に位置する点とし、
前記方向特定手段は、前記先端端側部分の両端の点の中心を前記方向基準点とする、請求項１又は２に記載の指示針式メータ用画像解析装置。

【請求項4】

前記閉凸線設定手段は、前記画像基準点を囲み、前記指示針の一方端側と反対端側で前記指示針を横切る複数の閉凸線を設定し、
前記２値化処理手段は、前記各閉凸線における各点において、メータ面か非メータ面かによって２値化し、
前記抽出手段は、前記各閉凸線上の前記非メータ面の各点のうち前記一方端側で前記各閉凸線が横切る部分である一方端側部分及び前記他方端側で前記各閉凸線が横切る部分である他方端側部分を抽出し、
前記補正手段は、
少なくとも前記各閉凸線上の前記非メータ面の各点について、前記画像基準点に対して反対に位置する前記各閉凸線上の点がメータ面かそれ以外かを判定し、前記一方端側部分の各点のうち反対に位置する点がメータ面となる点を前記一方端側部分から除外し、前記他方端側部分の各点のうち反対に位置する点がメータ面となる点を前記他方端側部分から除外するとともに、
前記複数の閉凸線に対する前記一方端側部分及び／又は前記複数の閉凸線に対する前記他方端側部分において、連続していない点を排除する、請求項１から３のいずれかに記載の指示針式メータ用画像解析装置。

【請求項5】

前記画像基準設定手段は、
少なくとも前記補正手段による除外後の前記一方端側部分及び／又は前記他方端側部分が存在しない場合に、
除外前の前記一方端側部分及び前記他方端側部分からそれぞれ一方端側基準点及び他方端側基準点を演算し、
前記一方端側基準点及び前記他方端側基準点から修正後画像基準候補点を演算し、
前記修正後画像基準候補点を前記画像基準点とする、請求項１から４のいずれかに記載の指示針式メータ用画像解析装置

【請求項6】

指示針式メータの指示針を撮影した画像データから前記指示針の方向を特定する指示針式メータ用画像解析装置であって、
前記メータの指針の一部又は全部を撮影して得られた前記画像データにおいて、画像基準点及びメッシュ座標系を設定する画像基準設定手段と、
前記画像データにおいて、前記画像基準点を囲み、前記指示針の一方端側と反対端側で前記指示針を横切る閉凸線を設定する閉凸線設定手段と、
前記画像データにおいて、前記閉凸線における各メッシュにおいて、メータ面か非メータ面かによって２値化する２値化処理手段と、
前記閉凸線上の前記非メータ面の各メッシュのうち前記一方端側で前記閉凸線が横切る部分である一方端側部分及び前記他方端側で前記閉凸線が横切る部分である他方端側部分を抽出する抽出手段と、
前記一方端側部分と前記他方端側部分のいずれかを先端側部分とする選択手段と、
前記先端側部分から方向基準点を求め、前記画像基準点から前記方向基準点への向きを前記指示針が示す向きとして特定する方向特定手段を備える指示針式メータ用画像解析装置。

【請求項7】

指示針式メータの指示針を撮影した画像データから前記指示針の方向を特定する指示針式メータ用画像解析装置であって、
前記メータの指針の一部又は全部を撮影して得られた前記画像データにおいて、画像基準点を設定する画像基準設定手段と、
前記画像データにおいて、前記画像基準点を囲み、前記指示針の一方端側と反対端側で前記指示針を横切る閉凸線を設定する閉凸線設定手段と、
前記画像データにおいて、前記閉凸線における各点において、メータ面か非メータ面かによって２値化する２値化処理手段と、
前記閉凸線上の前記非メータ面の各点のうち前記一方端側で前記閉凸線が横切る部分である一方端側部分及び前記他方端側で前記閉凸線が横切る部分である他方端側部分を抽出する抽出手段と、
前記一方端側部分と前記他方端側部分のいずれかを先端側部分とする選択手段と、
前記先端側部分から方向基準点を求め、前記画像基準点から前記方向基準点への向きを前記指示針が示す向きとして特定する方向特定手段を備える指示針式メータ用画像解析装置における前記画像データを取得するための指示針式メータ用撮影装置であって、
前記指示針式メータの透光面に取り付けるための取り付け部と、
前記指示針式メータの透光面に取り付けた状態で前記指示針の一部又は全部を撮影することにより前記画像データを取得する撮影部を備える指示針式メータ用撮影装置。

【請求項8】

指示針式メータの指示針を撮影した画像データから前記指示針の方向を特定する指示針式メータ用画像解析方法であって、
画像解析装置が備える画像基準設定手段が、前記メータの指針の一部又は全部を撮影して得られた前記画像データにおいて、画像基準点を設定する画像基準点設定ステップと、
前記画像解析装置が備える閉凸線設定手段が、前記画像データにおいて、前記画像基準点を囲み、前記指示針の一方端側と反対端側で前記指示針を横切る閉凸線を設定する閉凸線設定ステップと、
前記画像解析装置が備える２値化処理手段が、前記画像データにおいて、前記閉凸線における各点において、メータ面か非メータ面かによって２値化する２値化ステップと、
前記画像解析装置が備える抽出手段が、前記閉凸線上の前記非メータ面の各点のうち前記一方端側で前記閉凸線が横切る部分である一方端側部分及び前記他方端側で前記閉凸線が横切る部分である他方端側部分を抽出する抽出ステップと、
前記画像解析装置が備える補正手段が、少なくとも前記閉凸線上の前記非メータ面の各点について、前記画像基準点に対して反対に位置する前記閉凸線上の点がメータ面かそれ以外かを判定し、前記一方端側部分の各点のうち反対に位置する点がメータ面となる点を前記一方端側部分から除外し、前記他方端側部分の各点のうち反対に位置する点がメータ面となる点を前記他方端側部分から除外する補正ステップと、
前記画像解析装置が備える選択手段が、前記一方端側部分と前記他方端側部分のいずれかを先端側部分とする選択ステップと、
前記画像解析装置が備える方向基準点演算手段が、前記先端側部分から方向基準点を求める方向基準点演算ステップと、
前記画像解析装置が備える方向特定手段が、前記画像基準点から前記方向基準点への向きを前記指示針が示す向きとして特定する方向特定ステップを含む指示針式メータ用画像解析方法。

【請求項9】

コンピュータにおいて、請求項８記載の指示針式メータ用画像解析方法を実現するためのプログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、指示針式メータ用画像解析装置、指示針式メータ用画像解析方法及びプログラムに関し、特に、指示針式メータの指示針を撮影した画像データから前記指示針の方向を特定する指示針式メータ用画像解析装置等に関する。

【背景技術】

【0002】

指示針式メータは、回転軸のまわりに回転する指示針を設け、測定しようとする量や方向を、指示針の振れ量で知ることができるものであり、油圧計や油面計等において使用されている。

【0003】

特許文献１には、アナログメータを斜めから撮影した画像を用いて指示値を自動的に読み取るものが記載されている。特許文献２には、指針式メータを撮影して、予め定めた指針のグレー値及び特徴量を用いて指針を認識することが記載されている。特許文献３には、検査対象物の２値化画像にエッジ処理を行って検査を行うことが記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００６−１２０１３３号公報

【特許文献2】特開２００２−１８８９３９号公報

【特許文献3】特開２００１−３５７４０１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

特許文献１乃至３にあるように、従来、指示針全体を算出するものが主流である。しかしながら、指示針式メータの全体画像を撮影するためには、被写体から一定以上の距離から撮影する必要がある。そのため、撮影機材を取り付けるために工夫が必要となる。さらに、撮影機材などへの供給電力も多くなり、運用コストが増加するなどの問題が生じる。さらに、指示針式メータの全体画像から指示針の輪郭や方向を算出するためには、多くの画像データを処理する必要があり、画像解析時間が膨大なものになる。

【0006】

よって、本発明は、指示針の一部の画像データを利用して指示針の向きを検出することが可能な指示針式メータ用画像解析装置等を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本願発明の第１の観点は、指示針式メータの指示針を撮影した画像データから前記指示針の方向を特定する指示針式メータ用画像解析装置であって、前記メータの指針の一部又は全部を撮影して得られた前記画像データにおいて、画像基準点を設定する画像基準設定手段と、前記画像データにおいて、前記画像基準点を囲み、前記指示針の一方端側と反対端側で前記指示針を横切る閉凸線を設定する閉凸線設定手段と、前記画像データにおいて、前記閉凸線における各点において、メータ面か非メータ面かによって２値化する２値化処理手段と、前記閉凸線上の前記非メータ面の各点のうち前記一方端側で前記閉凸線が横切る部分である一方端側部分及び前記他方端側で前記閉凸線が横切る部分である他方端側部分を抽出する抽出手段と、前記一方端側部分と前記他方端側部分のいずれかを先端側部分とする選択手段と、前記先端側部分から方向基準点を求め、前記画像基準点から前記方向基準点への向きを前記指示針が示す向きとして特定する方向特定手段を備えるものである。

【0008】

本願発明の第２の観点は、第１の観点の指示針式メータ用画像解析装置であって、少なくとも前記閉凸線上の前記非メータ面の各点について、前記画像基準点に対して反対に位置する前記閉凸線上の点がメータ面かそれ以外かを判定し、前記一方端側部分の各点のうち反対に位置する点がメータ面となる点を前記一方端側部分から除外し、前記他方端側部分の各点のうち反対に位置する点がメータ面となる点を前記他方端側部分から除外する補正手段を備えるものである。

【0009】

本願発明の第３の観点は、第２の観点の指示針式メータ用画像解析装置であって、前記補正手段は、前記一方端側部分の各点の反対に位置する点が非メータ面となる前記閉凸線上の他方端側点群を抽出し、前記他方端側部分の各点の反対に位置する点が非メータ面となる前記閉凸線上の一方端側点群を抽出し、前記選択手段は、前記一方端側部分の選択基準点と前記他方端側部分の選択基準点を求め、それぞれから前記一方端側点群と前記他方端側点群までの距離を比較し、短いものを前記先端側部分として選択するものである。

【0010】

本願発明の第４の観点は、第２又は第３の観点の指示針式メータ用画像解析装置であって、前記閉凸線は、前記画像中心点を中心とする円であり、前記補正手段は、前記一方端側部分の各点を一方の端点とする直径の他方の端点を、前記反対に位置する点とし、前記他方端側部分の各点を一方の端点とする直径の他方の端点を、前記反対に位置する点とし、前記方向特定手段は、前記先端端側部分の両端の点の中心を前記方向基準点とするものである。

【0011】

本願発明の第５の観点は、第２から第４のいずれかの観点の指示針式メータ用画像解析装置であって、前記閉凸線設定手段は、前記画像基準点を囲み、前記指示針の一方端側と反対端側で前記指示針を横切る複数の閉凸線を設定し、前記２値化処理手段は、前記各閉凸線における各点において、メータ面か非メータ面かによって２値化し、前記抽出手段は、前記各閉凸線上の前記非メータ面の各点のうち前記一方端側で前記各閉凸線が横切る部分である一方端側部分及び前記他方端側で前記各閉凸線が横切る部分である他方端側部分を抽出し、前記補正手段は、少なくとも前記各閉凸線上の前記非メータ面の各点について、前記画像基準点に対して反対に位置する前記各閉凸線上の点がメータ面かそれ以外かを判定し、前記一方端側部分の各点のうち反対に位置する点がメータ面となる点を前記一方端側部分から除外し、前記他方端側部分の各点のうち反対に位置する点がメータ面となる点を前記他方端側部分から除外するとともに、前記複数の閉凸線に対する前記一方端側部分及び／又は前記複数の閉凸線に対する前記他方端側部分において、連続していない点を排除するものである。

【0012】

本願発明の第６の観点は、第２から第５のいずれかの観点の指示針式メータ用画像解析装置であって、前記画像基準設定手段は、少なくとも前記補正手段による除外後の前記一方端側部分及び／又は前記他方端側部分が存在しない場合に、除外前の前記一方端側部分及び前記他方端側部分からそれぞれ一方端側基準点及び他方端側基準点を演算し、前記一方端側基準点及び前記他方端側基準点から修正後画像基準候補点を演算し、前記修正後画像基準候補点を前記画像基準点とするものである。

【0013】

本願発明の第７の観点は、第１から第６のいずれかの観点の指示針式メータ用画像解析装置であって、前記画像中心点設定手段は、前記画像中心点に加えて、メッシュ座標系を設定するものであり、前記２値化処理手段及び前記抽出手段は、点に代えて、メッシュを基準として処理を行うものである。

【0014】

本願発明の第８の観点は、第１から第７のいずれかの観点の画像データを取得するための指示針式メータ用撮影装置であって、前記指示針式メータの透光面に取り付けるための取り付け部と、前記指示針式メータの透光面に取り付けた状態で前記指示針の一部又は全部を撮影することにより前記画像データを取得する撮影部を備えるものである。

【0015】

本願発明の第９の観点は、指示針式メータの指示針を撮影した画像データから前記指示針の方向を特定する指示針式メータ用画像解析方法であって、画像解析装置が備える画像基準設定手段が、前記メータの指針の一部又は全部を撮影して得られた前記画像データにおいて、画像基準点を設定する画像基準点設定ステップと、前記画像解析装置が備える閉凸線設定手段が、前記画像データにおいて、前記画像基準点を囲み、前記指示針の一方端側と反対端側で前記指示針を横切る閉凸線を設定する閉凸線設定ステップと、前記画像解析装置が備える２値化処理手段が、前記画像データにおいて、前記閉凸線における各点において、メータ面か非メータ面かによって２値化する２値化ステップと、前記画像解析装置が備える抽出手段が、前記閉凸線上の前記非メータ面の各点のうち前記一方端側で前記閉凸線が横切る部分である一方端側部分及び前記他方端側で前記閉凸線が横切る部分である他方端側部分を抽出する抽出ステップと、前記画像解析装置が備える選択手段が、前記一方端側部分と前記他方端側部分のいずれかを先端側部分とする選択ステップと、前記画像解析装置が備える方向基準点演算手段が、前記先端側部分から方向基準点を求める方向基準点演算ステップと、前記画像解析装置が備える方向特定手段が、前記画像基準点から前記方向基準点への向きを前記指示針が示す向きとして特定する方向特定ステップを含むものである。

【0016】

本願発明の第１０の観点は、コンピュータにおいて、第９の観点の指示針式メータ用画像解析方法を実現するためのプログラムである。

【0017】

なお、本願発明を、第１０の観点のプログラムを記録するコンピュータ読み取り可能な記録媒体として捉えてもよい。

【発明の効果】

【0018】

本願発明の各観点によれば、指示針の一部又は全部が撮影された画像データに対して、指示針を先端側と他端側で横切る閉凸線を利用して指示針が指し示す向きを特定する。そのため、指示針全体の画像処理を行う必要がなく、解析する画像量を減らして、指示針の一部の画像データを利用して指示針の向きを検出することができる。

【0019】

さらに、本願発明の第２の観点によれば、画像基準点を用いた対応関係を用いて補正手段により補正を行うことにより、指示針が撮影されている部分を精度よく活用することができる。

【0020】

さらに、本願発明の第３の観点によれば、画像基準点を用いた対応関係を用いて先端側を判定することにより、指示針の向きを精度よく検出することができる。

【0021】

さらに、本願発明の第４の観点によれば、閉凸線を円にすることにより、画像基準点を用いた対応関係に関する処理を単純して負荷を軽減することができる。

【0022】

さらに、本願発明の第５の観点によれば、複数の閉凸線を活用することにより、指示針を平面的に検出するだけでなく、連続しない点を除外して文字や汚れなどの情報を排除することが可能になる。

【0023】

さらに、本願発明の第６の観点によれば、指示針が画像基準点を通らない場合であっても、画像基準点を修正することにより指示針として認識することができる。

【0024】

さらに、本願発明の第７の観点によれば、メッシュを単位にして処理を行うことにより、負荷を軽減することができる。

【0025】

さらに、本願発明の第８の観点によれば、指示針式メータ用画像解析装置が画像データにおける指示針の一部を利用するために、指示針式メータ用撮影装置は、指示針全体を撮影する必要はなく、取り付け部によってメータの透光面に取り付けて撮影するものとすることができる。このように、画像撮影するカメラを小型化することができ、既設メータのガラス面に直接取り付け可能となる。さらに、画像データも小容量であるため、撮影装置と画像解析装置の間の通信時間も短くてすみ、装置の消費電力が抑えられるなど、設置工事費やランニングコストを大幅に削減することができる。さらに、無線通信装置を内蔵することにより、遠隔での情報収集が可能となり、保守点検などの省力化によるコスト削減にも効果がある。

【図面の簡単な説明】

【0026】

【図1】本願発明の実施の形態に係る検出システムの構成の一例を示す図である。

【図2】図１の検出システム１の動作の一例を示すフロー図である

【図3】一つの円を用いて指示針の向きを検出する場合を示す図である。

【図4】複数の円を用いて指示針の向きを検出する場合を示す図である。

【図5】画像基準点が指示針を通らない場合の処理の一例を示す図である。

【図6】本願発明の具体的な構成の例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0027】

以下、図面を参照して、本願発明の実施例について述べる。なお、本願発明の実施の形態は、以下の実施例に限定されるものではない。

【実施例】

【0028】

図１は、本願発明の実施の形態に係る検出システムの構成の一例を示す図である。検出システム１は、指示針式メータ３と、指示針式メータ用撮影装置５と、指示針式メータ用画像解析装置７を備える。

【0029】

指示針式メータ３は、針支点のまわりに回転する指示針を設け、測定しようとする量や方向を、指示針の振れ量で知ることができるものである。指示針は、先端が細く、他端に向けて徐々に幅が広くなる形状である。指示針は、目盛が付されたメータ面と透光面の間で回転する。そのため、一般的に、利用者は、透光面から指示針の先端が示す目盛を読み取ることによって、測定しようとする量や方向を知ることができる。

【0030】

指示針式メータ用撮影装置５は、指示針式メータ３の指示針を撮影するものである。指示針式メータ用撮影装置５は、取り付け部１１（本願請求項の「取り付け手段」の一例）と、撮影部１３（本願請求項の「撮影手段」の一例）と、撮影通信部１５を備える。取り付け部１１は、指示針式メータ３の透光面に取り付けるためのものである。撮影部１３は、少なくとも指示針の一部とメータ面の一部を撮影して撮影データを得る。撮影通信部１５は、撮影データを指示針式メータ用画像解析装置７に送信するものである。本願発明では、指示針の全体を撮影する必要はない。そのため、取り付け部１３により透光面に取り付けた状態で、撮影部１３が撮影することができる。そのため、指示針式メータ用撮影装置５は、指示針式メータ３に容易に取り付けることができる。

【0031】

指示針式メータ用画像解析装置７は、画像データにおける指示針の先端側と反対側で横切る閉凸線を用いて、指示針の先端が指し示す向きを検出するものである。以下では、閉凸線の一例として円を用いて説明する。指示針式メータ用画像解析装置７は、解析通信部１７と、画像基準設定部１９（本願請求項の「画像基準設定手段」の一例）と、円設定部２１（本願請求項の「閉凸線設定手段」の一例）と、２値化処理部２３（本願請求項の「２値化処理手段」の一例）と、抽出部２５（本願請求項の「抽出手段」の一例）と、補正部２７（本願請求項の「補正手段」の一例）と、選択部２９（本願請求項の「選択手段」の一例）と、方向特定部３１（本願請求項の「方向特定手段」の一例）と、表示部３３を備える。

【0032】

解析通信部１７は、撮影通信部１５から送信された画像データを受信し、図示を省略する記憶部に記憶させる。画像基準設定部１９は、記憶部に記憶された画像データに画像基準点を原点とするメッシュ座標を設定する。円設定部２１は、画像基準点を中心とし、指示針を先端側と他端側で横切る一つ又は複数の円を設定する。２値化処理部２３は、円設定部２１が設定した円周の各メッシュにおいて、メータ面かメータ面でない（非メータ面）かによって２値化する。抽出部２５は、円周のうち、指示針を横切る２か所の部分を特定する。一方端側を「一方端側部分」と呼び、他方端側を「他方端側部分」という。補正部２７は、後に説明するように、各メッシュにおける各値を補正する。選択部２９は、指示針の先端側を特定して、一方端側部分と他方端側部分の一方を先端側部分とする。方向特定部３１は、画像基準点と先端側部分から指示針の向きを特定する。表示部３３は、画像処理の過程や指示針の向きや指示針の向きに対応する目盛などを表示する。

【0033】

なお、指示針式メータ用撮影装置５と指示針式メータ用画像解析装置７は、一つの装置として実現してもよい。その場合、撮影通信部１５及び解析通信部１７は省略することができる。

【0034】

図２を参照して、図１の解析システム１の動作の一例を説明する。図２は、図１の検出システム１の動作の一例を示すフロー図である。

【0035】

指示針式メータ用撮影装置５は、取り付け部１１によって指示針式メータ３の透光面に取り付けられた状態である。撮影部１３は、指示針式メータ３の指示針の一部又は全部を撮影して撮影データを得る（ステップＳＴ１）。撮影通信部１５は、撮影データを送信し、解析通信部１７が受信する。

【0036】

画像基準設定部１９は、画像基準点を原点とするメッシュ座標を設定する（ステップＳＴ２）。

【0037】

円設定部２１は、画像基準点を中心とし、指示針を先端側と他端側で横切る円を設定する（ステップＳＴ３）。

【0038】

２値化処理部２３は、円設定部２１が設定した円周の各メッシュにおいて、メータ面か非メータ面かによって２値化する（ステップＳＴ４）。抽出部２５は、円周のうち、指示針を横切る２か所の部分を特定する。一方端側を「一方端側部分」と呼び、他方端側を「他方端側部分」という。

【0039】

円設定部２１は、設定された円周上に２か所の横断部分があるか否かを判定する（ステップＳＴ５）。横断するのであれば、ステップＳＴ３に戻り、半径を小さくして新たな円を設定し、ステップＳＴ４により２値化する。これを、横断しなくなるまで繰り返す。

【0040】

なお、ステップＳＴ５は、図４を参照して説明するように、複数の円を用いて処理をする場合の一例である。複数の円は、例えば、最初に小さな円を設定して半径を大きくして設定してもよく、半径を増減させつつ設定してもよい。また、図３を参照して説明するように、一つの円を用いて円を指示針の向きを検出する場合には、ステップＳＴ５に関する処理を省略すればよい。また、増減の幅は、メッシュ幅等を基準とした一定値でもよく、不均一なものであってもよい。

【0041】

補正部２７は、各メッシュにおける各値を補正する（ステップＳＴ６）。補正部２７による補正処理については、図３（ｃ）及び図４（ｂ）を参照して具体的に説明する。

【0042】

画像基準設定部１９は、画像基準点が適切か否かの判断をする（ステップＳＴ７）。適切でないならば、一方端側基準点と他方端側基準点を演算し（ステップＳＴ８）、修正後画像基準候補点を演算し（ステップＳＴ９）、ステップＳＴ２に戻り、修正後画像基準候補点を新たな画像基準点としてメッシュ座標を設定する。具体例については、図５を参照して説明する。

【0043】

画像基準点が適切ならば、選択部２９は、指示針の先端側を特定して、一方端側部分と他方端側部分の一方を先端側部分とする（ステップＳＴ１０）。そして、方向特定部３１は、先端側部分から方向基準点を求め（ステップＳＴ１１）、画像基準点と方向基準点から指示針の向きを特定する（ステップＳＴ１２）。

【0044】

図３〜図５を参照して、具体的に説明する。

【0045】

図３は、一つの円を用いて指示針の向きを検出する場合を説明するための図である。

【0046】

（手順１−１）図３（ａ）は、指針メータの全体像である。中心の星印は、画像基準点であり、これを原点とするメッシュ座標（Ｘ−Ｙ軸）を設定する。以下では、図中、原点から下向きのＭの向きに対して、指示針が向く角度θを特定する。図３では、簡単のために、指示針の回転軸と一致している例を示す。次に、画像基準点（星印）を中心に円周を描く。図３（ａ）では、破線の円で示す。続いて、円周上の各メッシュに対して、表１の二値化換算表を用いて２値化処理を行う。図３（ｂ）は、二値化処理後の結果を示すものである。一方端側と他方端側で横断する部分で、「１」のメッシュ群が検出されている。

【0047】

【表1】

【0048】

（手順１−２）次に、円周上の座標と、画像基準点（星印、メッシュ座標の原点）に対して対角線上にある座標の数値化した値を表２の補正換算表を用いて数値補正を行う。図３（ｃ）は、補正後の各メッシュの値を示す。例えば、ａのメッシュを起点座標とすると、対角座標はａ’である。起点座標は“１”であるのに対し、対角座標は“１”である。そのため、補正後も“１”のままである。同様に、ｂのメッシュを起点座標とする対角座標ｂ’も、ともに“１”であるために、補正後も“１”のままである。ｃのメッシュを起点座標とする対角座標ｃ’は、起点座標が“１”で対角座標が“０”であるために起点座標を“２”に補正する。また、ｃ’のメッシュを起点座標とする対角座標ｃは、起点座標が“０”で対角座標が“１”であるために起点座標を“３”に補正する。ｄのメッシュを起点座標とする対角座標ｄ’の場合、起点座標が“１”で対角座標が“０”であるために、起点座標を“２”に補正する。また、ｄ’のメッシュを起点座標とする対角座標ｄは、起点座標が“０”で対角座標が“１”であるために起点座標を“３”に補正する。

【0049】

【表2】

【0050】

（手順１−３）補正後の値により、指針部と特定された座標以外の部分（補正換算表では“０”、“２”、“３”）は、指針部の対象から除外することで、円周上を横切る指針部の最小単位（最小幅）が求められる。ここでは、ａ−ｂ、ａ’−ｂ’となる。

【0051】

（手順１−４）図３（ｄ）に示すように、円周上を横切る指針部の最小幅（ａ−ｂ、ａ’−ｂ’）それぞれの中心点（１／２幅）と円の中心点（画像基準点）を直線で結ぶ。

【0052】

（手順１−５）手順１−４で求められた指針部の中心点π／２（ａ−ｂ／２）、π’／２（ａ’−ｂ’／２）の座標点から円周上に補正換算結果“３”を求め、中心点からの距離が短い方向を指針部の先端方向として定義する。図３（ｃ）では、ａ−ｂの座標側が指針部の先端方向となる。

【0053】

（手順１−６）指針部の先端方向と定義した中心点（ａ−ｂ／２）を方向基準点とし、図３（ｂ）のＭの向きから、指針部の先端方向と定義した中心点（ａ−ｂ／２）までの角度が、指針部の指し示す角度”θ”として求められる。

【0054】

（手順１−７）手順１−５及び１−６の結果と、あらかじめ定義しておいた各計測器毎の目盛の範囲、一目盛の重みと角度を纏めたテーブルから指針が指し示す目盛の読み値を割り出すことが可能となる。

【0055】

図４は、複数の円を用いて指示針の向きを検出する場合を説明するための図である。

【0056】

図３（ａ）に示すように、メータ面には、指示針以外にも、文字や目盛があり、さらに、シミなどの汚れがある。そのため、撮影して得られた画像データには、指示針以外のものが含まれている。このように全体画像より、指針のみを画像解析で表現しようとした場合、文字や目盛・汚れなどを指針部以外の情報の解析まで行わななければならず処理速度が遅くなる、データ通信量が膨大になるなどの問題点がある。この問題の解決手段として、図３（ａ）にあるように、撮影した画像の一部のみを解析することで、文字や目盛などの不要な情報を排除するとともに、解析時間の短縮、処理データ量の最小化を行うことが可能となる。

【0057】

図４は、複数の円を用いることにより画像内の文字や目盛・汚れなどの指針部以外の情報を排除するための技術についての説明図である。

【0058】

（手順２−１）手順１−１の処理を異なる円周上でｎ回繰り返す。図４（ａ）は、各円周に対する２値化処理後の結果を示す。図３と異なり、「ＭＥＴＥＲ」の部分についても二値化処理が行われている。このときの円周の描き方は、図３の円周から半径をＸ−Ｙ軸を均等に増加して解析対象の画像幅となるまでのものと、均等に減少して指示針内に入るまでのものとする。

【0059】

（手順２−２）図４（ｂ）取得したｎ回分の二値化結果に対して手順１−２による補正を行ったものを示す。図４（ｂ）のＸ（８）、Ｙ（−７）軸上のデータのように、円周の対角上に文字などの情報が入っていない画像であれば、補正後の値は“２”又は“３”となる。そのため、指針部としては取り扱われないこととなり、文字情報などの排除が行われることとなる。

【0060】

（手順２−３）これに対し、指針部と重ならない対角線上にそれぞれ存在する文字については、直線上の座標に連続して補正後の値“１”が存在しないことが分かる。このように、連続性の無い補正値“１”がある場合は、指針部として認識しないことで対角線上に存在する文字を排除することが可能となる。図４（ｃ）は、補正結果“１”のみを表示したもので、画像基準点から相対的な結果になっている。

【0061】

図５は、画像基準点が指示針を通らない場合の処理の一例を説明するための図である。図３及び図４を用いて説明した手法では、指示針部が画像の中心を通らない場合、指示針部として認識できない現象となる場合がある。この問題についての解消法を、図５を参照して説明する。

【0062】

（手順３−１）図５（ａ）は、指示針部が画像の中心部を通らない場合に、手順１−１の二値化処理後の結果を示す。この場合、図５（ｂ）に示すように、手順１−２による補正結果は全て“２”の指針部以外の結果となる。そのため、指示針部を抽出することができない。補正処理の結果で指針部が存在しない場合、図５（ｃ）で示すように円周上を横切る指針部イ−ロ、ニ−ハのそれぞれの中心を結ぶ直線を描き、中心点ｃを求める。

【0063】

（手順３−２）求めた中心点ｃを図５（ｄ）のようにＸ−Ｙ軸上を画像の中心へ位置をずらした後、改めて手順１−１以降の処理を実施することで、指針部の角度θを求めることができる。

【0064】

図６は、本願発明の具体的な構成の例を示す図である。従来の画像解析技術と構成装置では、計測器全体を一定距離以上離れた場所からカメラで撮影した画像より、指針の角度や目盛の読み値を算出するものがほとんどである。そのため、施工するにあたって、スペースを確保する必要があったり、設備の配置状況においてはカメラの設置位置が取れないなどの問題が発生したりする。

【0065】

本発明では、指示針式メータの指示針部の一部の画像解析より、指針の角度や目盛の値を算出することができる。そのため、撮影用カメラ本体の小型化が可能であり、上記の様な問題点を解決することができる。

【0066】

本願発明によれば、指示針の角度を解析するために必要な画像は計測器メータの一部で行うことができるため、小型の接写用レンズで対応することができる。そのため、図６（ａ）のような構成にすることができる。このように、撮影用カメラが小型で良いため、従来の撮影用カメラに比べはるかに小型化することができる。これにより、撮影用カメラを計測器メータのレンズ面に直接取り付け可能となり、施工が非常に便利である。

【0067】

また、装置本体に照明装置を組み込んでおり、夜間や暗部での撮影に必要な外部照明が不要なことから、設置するに当たり照明器具やスペースを確保する必要がなくなり、設置工事が容易に行うことができる。

【0068】

さらに、撮影用カメラを直接レンズ面に取り付け可能なため、レンズの反射光による画像の採光調整が不要になるほか、照明の光を分散させる手法として、光ファイバを介して光をメータ面に照射するため、光源が分散されメータ面の反射光が軽減される。

【0069】

さらに、反射光をカットする拡散板により採光調整を必要としない画像取得が可能となり、照明による、カメラの設置条件など問題が解消される。

【0070】

さらに、カメラや照明などの装置が小型であるために、駆動電源の容量が少なく済むことにより、乾電池などの小型バッテリーで長時間の駆動が可能であり、外部電源工事も不要となり、便利性がある。

【0071】

本装置の通信方式は、無線・有線共に対応可能なほか、無線機一台で複数の撮影用カメラを接続することが可能なため、不要な通信ケーブルの敷設は省略できるなどの便利性もある。

【0072】

本願発明によれば、従来の画像監視で用いられるカメラ部が小型であり、指示針式メータのガラス面に取り付け可能である。そのため、既設設備の改良などが不要となり、容易かつ安価に設置することができる。

【符号の説明】

【0073】

１ 検出システム、３ 指示針式メータ、５ 指示針式メータ用撮影装置、７ 指示針式メータ用画像解析装置、１１ 取り付け部、１３ 撮影部、１５ 撮影通信部、１７ 解析通信部、１９ 画像基準設定部、２１ 円設定部、２３ ２値化処理部、２５ 抽出部、２７ 補正部、２９ 選択部、３１ 方向特定部、３３ 表示部ｄ

【要約】

【課題】 指示針の一部の画像データを利用して指示針の向きを検出することが可能な指示針式メータ用画像解析装置等を提供する。
【解決手段】 指示針の一部又は全部が撮影された画像データに対して、画像基準点を設定し、画像基準点を囲んで指示針を先端側と他端側で横切る閉凸線を設定する。そして、閉凸線上で２値化処理を行い、閉凸線上の各点で、画像基準点との関係で起点座標と対角座標の値を補正し、補正後の値を用いて、先端側で横切る部分により指示針が指し示す向きを特定する。本願発明によれば、指示針全体の画像処理を行う必要がなく、解析する画像量を減らして、指示針の一部の画像データを利用して指示針の向きを検出することができる。
【選択図】 図１

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】