特開 2023-32943 アナログメータの読取装置、読取り方法および読取りプログラム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023032943

(43)【公開日】2023-03-09

(54)【発明の名称】アナログメータの読取装置、読取り方法および読取りプログラム

(51)【国際特許分類】

   G06T 7/60 20170101AFI20230302BHJP

   G08C 19/36 20060101ALI20230302BHJP

   G08C 19/00 20060101ALI20230302BHJP

【ＦＩ】

G06T7/60 300Z

G08C19/36

G08C19/00 301G

【審査請求】未請求

【請求項の数】13

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021139327

(22)【出願日】2021-08-27

(71)【出願人】

【識別番号】520285880

【氏名又は名称】中部電力ミライズ株式会社

(71)【出願人】

【識別番号】000213297

【氏名又は名称】中部電力株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100105957

【弁理士】

【氏名又は名称】恩田 誠

(74)【代理人】

【識別番号】100068755

【弁理士】

【氏名又は名称】恩田 博宣

(72)【発明者】

【氏名】赤坂 千春

(72)【発明者】

【氏名】塚前 伊久磨

(72)【発明者】

【氏名】小森 健太郎

【テーマコード（参考）】

2F073

5L096

【Ｆターム（参考）】

2F073AA09

2F073AA34

2F073AB01

2F073AB02

2F073BB02

2F073BB07

2F073BC02

2F073BC04

2F073CC03

2F073CC06

2F073CC12

2F073CD11

2F073DD06

2F073DD07

2F073DE07

2F073DE13

2F073EF08

2F073FF01

2F073FG01

2F073FG02

2F073FG09

2F073FG11

2F073GG01

2F073GG08

2F073GG10

5L096DA02

5L096EA16

5L096EA31

5L096FA03

5L096FA04

5L096FA05

5L096FA06

5L096FA25

5L096FA67

5L096FA69

5L096GA53

(57)【要約】

【課題】手軽にアナログメータを読み取ることができるアナログメータの読取装置、読取り方法および読取りプログラムを提供する。
【解決手段】アナログメータは、円弧状の目盛と、定められた回転中心を中心として回転して目盛上の指示値を指し示す指示針と、を有する。アナログメータの読取装置は、アナログメータを撮影した画像が記憶される記憶装置と、記憶装置に記憶されたアナログメータの画像から指示値を読み取るための処理を実行する制御装置と、を備えている。制御装置は、指示針の形状の異なる複数の部分ごとに図形によるパターンマッチングを行うことにより前記アナログメータの画像から前記指示針を抽出する（ステップＳ１０３）。制御装置は、抽出される指示針と定められた基準線とのなす角度に基づき指示値を算出する（ステップＳ１０４）。
【選択図】図４

【特許請求の範囲】

【請求項1】

円弧状の目盛と、定められた回転中心を中心として回転して前記目盛上の指示値を指し示す指示針と、を有するアナログメータの読取装置であって、
前記アナログメータを撮影した画像が記憶される記憶装置と、
前記記憶装置に記憶された前記アナログメータの画像から前記指示値を読み取るための処理を実行する制御装置と、を備え、
前記制御装置は、前記指示針の形状の異なる複数の部分ごとに図形によるパターンマッチングを行うことにより前記アナログメータの画像から前記指示針を抽出し、その抽出される前記指示針と定められた基準線とのなす角度に基づき前記指示値を算出するアナログメータの読取装置。

【請求項2】

前記指示針は、その正面からみて、四角形状、円形状および三角形状のうち少なくとも２つの形状を有する部分を含んでいる請求項１に記載のアナログメータの読取装置。

【請求項3】

前記制御装置は、前記アナログメータの画像から抽出された前記指示針を矩形近似するとともに、前記アナログメータの画像に対して矩形近似された前記指示針の長手方向に沿って延びる中心線を設定し、その設定される前記中心線と前記基準線とのなす角度に基づき前記指示値を算出する請求項１または請求項２に記載のアナログメータの読取装置。

【請求項4】

前記指示針は、その正面からみて、末端部から先端部へ向かうにつれて面積が狭くなっており、
前記制御装置は、前記アナログメータの画像から抽出された前記指示針の面積が狭くなっていく方向を前記指示針の指し示す方向として認識するとともに、前記中心線における前記先端部に対応する部分と前記基準線とのなす角度に基づき前記指示値を算出する請求項３に記載のアナログメータの読取装置。

【請求項5】

前記記憶装置は、前記角度と前記指示値との関係を規定するテーブルデータを記憶しており、
前記制御装置は、前記角度に基づき前記テーブルデータを使用して前記指示値を算出する請求項３に記載のアナログメータの読取装置。

【請求項6】

前記制御装置は、前記指示針の画像を抽出する処理に先立ち、前記アナログメータの画像の傾きを水平に補正する請求項１～請求項５のうちいずれか一項に記載のアナログメータの読取装置。

【請求項7】

前記制御装置は、前記アナログメータの画像から前記アナログメータを抽出するとともに、その抽出される前記アナログメータを楕円に近似し、その楕円の長軸が水平になるように前記アナログメータの画像を回転させる請求項６に記載のアナログメータの読取装置。

【請求項8】

前記制御装置は、前記アナログメータの画像に水平または垂直に設けられるべき物体が含まれている場合、前記物体が水平または垂直になるように前記アナログメータの画像を回転させる請求項６に記載のアナログメータの読取装置。

【請求項9】

前記目盛は、円弧の中間点と円弧の中心点とを結ぶ直線を対称軸とする線対称であって、前記目盛の最小値に対応する始点および前記目盛の最大値に対応する終点を有し、
前記制御装置は、前記アナログメータの画像に対して前記始点と前記終点とを結ぶ直線である基準線を設定し、その設定される基準線が水平になるように前記アナログメータの画像を回転させる請求項６に記載のアナログメータの読取装置。

【請求項10】

前記制御装置は、前記指示針の画像を抽出する処理に先立ち、前記アナログメータの画像から前記アナログメータを抽出するとともに、その抽出される前記アナログメータを楕円に近似し、その近似された楕円を円に近づけるように前記アナログメータの画像を補正する請求項１～請求項５のうちいずれか一項に記載のアナログメータの読取装置。

【請求項11】

前記記憶装置に格納される前記アナログメータの画像は、前記アナログメータの撮影者が所持する携帯端末からネットワークを介して送られてくる前記アナログメータの画像を含んでいる請求項１～請求項１０のうちいずれか一項に記載のアナログメータの読取装置。

【請求項12】

円弧状の目盛と、定められた回転中心を中心として回転して前記目盛上の指示値を指し示す指示針と、を有するアナログメータの読取方法であって、
記憶装置に記憶された前記アナログメータの画像に対して、前記指示針の形状の異なる複数の部分ごとに図形によるパターンマッチングを行うことにより前記アナログメータの画像から前記指示針を抽出する段階と、
前記アナログメータの画像から抽出される前記指示針と定められた基準線とのなす角度に基づき前記指示値を算出する段階と、を有しているアナログメータの読取方法。

【請求項13】

円弧状の目盛と、定められた回転中心を中心として回転して前記目盛上の指示値を指し示す指示針と、を有するアナログメータを撮影した画像から前記指示値を読み取るための処理をコンピュータに実行させるアナログメータの読取プログラムであって、
前記指示針の形状の異なる複数の部分ごとに図形によるパターンマッチングを行うことにより前記アナログメータの画像から前記指示針を抽出するステップと、
前記アナログメータの画像から抽出される前記指示針と定められた基準線とのなす角度に基づき前記指示値を算出するステップと、を有しているアナログメータの読取プログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、アナログメータの読取装置、読取り方法および読取りプログラムに関する。

【背景技術】

【0002】

従来、たとえば工場には様々なタイプのアナログメータが設けられている。作業者は、アナログメータを目視で確認し、その確認したアナログメータの値を手作業でデータベースに登録する。しかし、アナログメータの数が多い場合、あるいはアナログメータを巡回して読み取っていく場合、アナログメータを一つ一つ目視で読み取ることは煩雑である。

【0003】

そこで、従来、アナログメータの値を自動的に読み取る装置が提案されている。たとえば特許文献１の読取システムは、携帯情報端末からアップロードされるアナログメータの画像と、予め作成した分類モデル（学習モデル）とを比較することによって、アナログメータの指針の測定位置を判断し、測定値の読み取りを行う。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０２０－１８１４６７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の読取システムによれば、確かにアナログメータを自動的に読み取ることができる。しかし、特許文献１の読取システムでは、アナログメータの種類ごとに学習用の画像データを用意し、その用意される画像データを使用してアナログメータの種類ごとに学習モデルを作成する必要がある。これは、面倒である。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記課題を解決し得るアナログメータの読取装置は、円弧状の目盛と、定められた回転中心を中心として回転して前記目盛上の指示値を指し示す指示針と、を有するアナログメータの読取装置である。アナログメータの読取装置は、前記アナログメータを撮影した画像が記憶される記憶装置と、前記記憶装置に記憶された前記アナログメータの画像から前記指示値を読み取るための処理を実行する制御装置と、を備えている。前記制御装置は、前記指示針の形状の異なる複数の部分ごとに図形によるパターンマッチングを行うことにより前記アナログメータの画像から前記指示針を抽出し、その抽出される前記指示針と定められた基準線とのなす角度に基づき前記指示値を算出する。

【0007】

この構成によれば、たとえばアナログメータの画像と予め作成した学習モデルとを比較することによってアナログメータの指示値を読み取るタイプの装置と異なり、学習モデルを作成する必要がない。このため、手軽にアナログメータを読み取ることができる。

【0008】

上記のアナログメータの読取装置において、前記指示針は、その正面からみて、四角形状、円形状および三角形状のうち少なくとも２つの形状を有する部分を含んでいてもよい。

【0009】

この構成によれば、指示針が有する四角形状、円形状および三角形状のうち少なくとも２つの形状を有する部分ごとに図形によるパターンマッチングを行うことにより、前記アナログメータの画像から前記指示針を抽出することができる。

【0010】

上記のアナログメータの読取装置において、前記制御装置は、前記アナログメータの画像から抽出された前記指示針を矩形近似するとともに、前記アナログメータの画像に対して矩形近似された前記指示針の長手方向に沿って延びる中心線を設定し、その設定される前記中心線と前記基準線とのなす角度に基づき前記指示値を算出するようにしてもよい。

【0011】

この構成によれば、矩形近似された指示針の中心線と基準線とのなす角度に基づき、指示値を算出することが可能である。
上記のアナログメータの読取装置において、前記指示針は、その正面からみて、末端部から先端部へ向かうにつれて面積が狭くなっていてもよい。この場合、前記制御装置は、前記アナログメータの画像から抽出された前記指示針の面積が狭くなっていく方向を前記指示針の指し示す方向として認識するとともに、前記中心線における前記先端部に対応する部分と前記基準線とのなす角度に基づき前記指示値を算出するようにしてもよい。

【0012】

この構成によれば、中心線における指示針の先端部に対応する部分と基準線とのなす角度に基づき、より正確な指示値を算出することが可能である。
上記のアナログメータの読取装置において、前記記憶装置は、前記角度と前記指示値との関係を規定するテーブルデータを記憶していてもよい。この場合、前記制御装置は、前記角度に基づき前記テーブルデータを使用して前記指示値を算出するようにしてもよい。

【0013】

この構成によれば、テーブルデータを使用することによって、より簡単に指示値を算出することができる。
上記のアナログメータの読取装置において、前記制御装置は、前記指示針の画像を抽出する処理に先立ち、前記アナログメータの画像の傾きを水平に補正するようにしてもよい。

【0014】

この構成によれば、アナログメータの画像の傾きを水平に補正することにより、より正確な指示値を算出することが可能である。
上記のアナログメータの読取装置において、前記制御装置は、前記アナログメータの画像から前記アナログメータを抽出するとともに、その抽出される前記アナログメータを楕円に近似し、その楕円の長軸が水平になるように前記アナログメータの画像を回転させるようにしてもよい。

【0015】

この構成によれば、楕円に近似したアナログメータの長軸が水平になるようにアナログメータの画像を回転させることにより、アナログメータの画像の傾きを水平に補正することができる。

【0016】

上記のアナログメータの読取装置において、前記制御装置は、前記アナログメータの画像に水平または垂直に設けられるべき物体が含まれている場合、前記物体が水平または垂直になるように前記アナログメータの画像を回転させるようにしてもよい。

【0017】

この構成によれば、水平または垂直に設けられるべき物体が水平または垂直になるようにアナログメータの画像を回転させることにより、アナログメータの画像の傾きを水平に補正することができる。

【0018】

上記のアナログメータの読取装置において、前記目盛は、円弧の中間点と円弧の中心点とを結ぶ直線を対称軸とする線対称であって、前記目盛の最小値に対応する始点および前記目盛の最大値に対応する終点を有していてもよい。この場合、前記制御装置は、前記アナログメータの画像に対して前記始点と前記終点とを結ぶ直線である基準線を設定し、その設定される基準線が水平になるように前記アナログメータの画像を回転させるようにしてもよい。

【0019】

この構成によれば、目盛の始点と終点とを結ぶ直線である基準線が水平になるようにアナログメータの画像を回転させることにより、アナログメータの画像の傾きを水平に補正することができる。

【0020】

上記のアナログメータの読取装置において、前記制御装置は、前記指示針の画像を抽出する処理に先立ち、前記アナログメータの画像から前記アナログメータを抽出するとともに、その抽出される前記アナログメータを楕円に近似し、その近似された楕円を円に近づけるように前記アナログメータの画像を補正するようにしてもよい。

【0021】

この構成によれば、アナログメータを楕円に近似し、その近似された楕円を円に近づけるようにアナログメータの画像を補正することにより、アナログメータの目盛が正面からみたときと同様に等間隔になる。このため、より正確な指示値を算出することが可能である。

【0022】

上記のアナログメータの読取装置において、前記記憶装置に格納される前記アナログメータの画像は、前記アナログメータの撮影者が所持する携帯端末からネットワークを介して送られてくる前記アナログメータの画像を含んでいてもよい。

【0023】

この構成によれば、読取対象のアナログメータを携帯端末で撮影し、その撮影したアナログメータの画像を読取装置へ送信するだけでよい。携帯端末から送られてくるアナログメータは読取装置によって自動的に読み取られる。作業者は目視でアナログメータを読み取る必要がないため、便利である。

【0024】

上記課題を解決し得るアナログメータの読取方法は、円弧状の目盛と、定められた回転中心を中心として回転して前記目盛上の指示値を指し示す指示針と、を有するアナログメータの読取方法である。アナログメータの読取方法は、記憶装置に記憶された前記アナログメータの画像に対して、前記指示針の形状の異なる複数の部分ごとに図形によるパターンマッチングを行うことにより前記アナログメータの画像から前記指示針を抽出する段階と、前記アナログメータの画像から抽出される前記指示針と定められた基準線とのなす角度に基づき前記指示値を算出する段階と、を有している。

【0025】

この読取方法によれば、たとえばアナログメータの画像と予め作成した学習モデルとを比較することによってアナログメータの指示値を読み取る方法と異なり、学習モデルを作成する必要がない。このため、手軽にアナログメータを読み取ることができる。

【0026】

上記課題を解決し得るアナログメータの読取プログラムは、円弧状の目盛と、定められた回転中心を中心として回転して前記目盛上の指示値を指し示す指示針と、を有するアナログメータを撮影した画像から前記指示値を読み取るための処理をコンピュータに実行させるアナログメータの読取プログラムである。アナログメータの読取プログラムは、前記指示針の形状の異なる複数の部分ごとに図形によるパターンマッチングを行うことにより前記アナログメータの画像から前記指示針を抽出するステップと、前記アナログメータの画像から抽出される前記指示針と定められた基準線とのなす角度に基づき前記指示値を算出するステップと、を有している。

【0027】

この読取プログラムによれば、たとえばアナログメータの画像と予め作成した学習モデルとを比較することによってアナログメータの指示値を読み取るタイプのプログラムと異なり、学習モデルを作成する必要がない。このため、手軽にアナログメータを読み取ることができる。

【発明の効果】

【0028】

本発明によれば、手軽にアナログメータを読み取ることができる。

【図面の簡単な説明】

【0029】

【図1】アナログメータの読取装置の一実施の形態と携帯端末とがネットワークを介して接続されている状態を示すブロック図である。

【図2】読取装置の一実施の形態とネットワークを介して接続される携帯端末の構成を示すブロック図である。

【図3】読取装置の一実施の形態の構成を示すブロック図である。

【図4】一実施の形態におけるアナログメータの読取処理手順を示すフローチャートである。

【図5】（ａ），（ｂ），（ｃ）は、一実施の形態のメータの抽出処理を説明するための正面図である。

【図6】（ａ），（ｂ），（ｃ）は、一実施の形態におけるメータ画像の補正処理を説明するための正面図である。

【図7】（ａ），（ｂ）は、一実施の形態における指示針の抽出処理を説明するための正面図である。

【図8】（ａ），（ｂ），（ｃ）は、一実施の形態における指示針の読取処理を説明するための正面図である。

【図9】（ａ），（ｂ）は、一実施の形態における指示針の補間処理を示す正面図である。

【図10】（ａ），（ｂ）は、一実施の形態における文字盤の補間処理を示す正面図である。

【図11】（ａ），（ｂ），（ｃ）は、他の実施の形態におけるメータ画像の補正処理を説明するための正面図である。

【図12】（ａ），（ｂ）は、他の実施の形態におけるメータ画像の補正処理を説明するための正面図である。

【図13】（ａ），（ｂ）は、他の実施の形態におけるメータ画像の補正処理を説明するための正面図である。

【発明を実施するための形態】

【0030】

以下、アナログメータの読取装置、読取方法および読取りプログラムを具体化した一実施の形態を説明する。
図１に示すように、読取装置１０は、インターネットなどの通信ネットワーク２０に接続されている。読取装置１０は、たとえば電力会社などの事業者に設けられる。読取装置１０は、通信ネットワーク２０を介して携帯端末３０との間で相互に通信可能である。携帯端末３０は、いわゆるタブレット型端末あるいはスマートフォンを含む。携帯端末３０は、たとえば工場などに設置されるアナログメータ４０を撮影するために使用される。アナログメータ４０は、目盛４０Ａ（文字盤）と指示針４０Ｂとによって指示値を表す。携帯端末３０は、撮影したアナログメータ４０の画像であるメータ画像を読取装置１０へ送信する。読取装置１０は、携帯端末３０から送信されるメータ画像を受信する。読取装置１０は、メータ画像からアナログメータの指示値を読み取り、その読み取った指示値をデータベースに登録する。

【0031】

図２に示すように、携帯端末３０は、記憶装置３０Ａ、通信装置３０Ｂ、制御装置３０Ｃ、ディスプレイ３０Ｄおよびカメラ３０Ｅを有している。記憶装置３０Ａ、通信装置３０Ｂ、制御装置３０Ｃ、ディスプレイ３０Ｄおよびカメラ３０Ｅは、信号線であるバス３０Ｆを介して相互に接続されている。

【0032】

カメラ３０Ｅは、動画像および静止画像を撮影可能である。カメラ３０Ｅは、制御装置３０Ｃからの指令に従い撮影対象を撮影する。撮影対象は、アナログメータ４０を含む。
ディスプレイ３０Ｄは、たとえばタッチパネルである。ディスプレイ３０Ｄの画面上の表示をタッチ操作することによりデータを入力したり携帯端末３０の動作を指示したりすることが可能である。

【0033】

記憶装置３０Ａは、制御装置３０Ｃからの命令に従って情報を記憶する。情報には、カメラ３０Ｅにより撮影された画像のデータである画像データが含まれる。記憶装置３０Ａは、ＲＡＭ（Random Access Memory）およびＲＯＭ（Read Only Memory）を有している。ＲＡＭは、制御装置３０Ｃが処理を行う際の作業領域であって、コンピュータプログラムあるいは演算結果などの一時的なデータが展開される。ＲＯＭは、制御装置３０Ｃが実行するコンピュータプログラムおよびデータを記憶する。

【0034】

通信装置３０Ｂは、制御装置３０Ｃと通信ネットワーク２０との間のインターフェースである。通信装置３０Ｂは、通信ネットワーク２０を介して情報の送信および受信を行う。通信装置３０Ｂは、制御装置３０Ｃからの命令に従って、通信ネットワーク２０に接続される外部装置との間で情報を授受する。外部装置には、読取装置１０が含まれる。

【0035】

制御装置３０Ｃは、ＣＰＵ（Central Processing Unit）などのプロセッサを有している。プロセッサは、記憶装置３０Ａの作業領域に展開されるコンピュータプログラムの実行を通じて携帯端末３０の全体を統括的に制御する。制御装置３０Ｃは、利用者の操作に従ってカメラ３０Ｅの動作を制御する。制御装置３０Ｃは、カメラ３０Ｅにより撮影された画像データを記憶装置３０Ａに記憶する。制御装置３０Ｃは、アナログメータ４０の画像データに固有の識別情報および撮影日時を付加するようにしてもよい。

【0036】

図３に示すように、読取装置１０は、記憶装置１０Ａ、通信装置１０Ｂ、制御装置１０Ｃ、ディスプレイ１０Ｄおよび入力装置１０Ｅを有している。記憶装置１０Ａ、通信装置１０Ｂ、制御装置１０Ｃ、ディスプレイ１０Ｄおよび入力装置１０Ｅは、信号線であるバス１０Ｆを介して相互に接続されている。

【0037】

ディスプレイ１０Ｄは、たとえば液晶ディスプレイあるいは有機エレクトロルミネッセンスディスプレイである。
入力装置１０Ｅは、キーボードおよびマウスなどを有している。入力装置１０Ｅを通じて読取装置１０が有する各種の機能の実行および各種のデータの入力が行われる。

【0038】

通信装置１０Ｂは、制御装置１０Ｃと通信ネットワーク２０との間のインターフェースである。通信装置１０Ｂは、通信ネットワーク２０を介して情報の送信および受信を行う。通信装置１０Ｂは、制御装置１０Ｃからの命令に従って、通信ネットワーク２０に接続される外部装置との間で情報を授受する。外部装置には、携帯端末３０が含まれる。

【0039】

記憶装置１０Ａは、たとえば主記憶部１０Ａ３および補助記憶部１０Ａ４を有している。主記憶部１０Ａ３は、制御装置１０Ｃが実行するコンピュータプログラム、および制御装置１０Ｃが処理するデータなどを記憶する。プログラムは、アナログメータ４０の読取プログラム１０Ａ１を含む。読取プログラム１０Ａ１は、アナログメータ４０を撮影した画像からアナログメータ４０の指示値を読み取るための処理を実行するコンピュータプログラムである。読取プログラム１０Ａ１は、各種の画像処理プログラムを含む。主記憶部１０Ａ３は、ＲＡＭ（Random Access Memory）および（Read Only Memory）を有している。

【0040】

補助記憶部１０Ａ４は、ＯＳ（Operating System）を含む各種のプログラムおよび各種のデータを読み書き自在に格納する不揮発性の記憶装置である。補助記憶部１０Ａ４は、フラッシュメモリ、ハードディスクドライブ（Hard Disk Drive）あるいはＳＳＤ（Solid State Drive）などである。ＯＳは、通信装置１０Ｂを介して接続される外部装置との間のデータの受け渡しを行う通信インターフェースプログラムを含む。補助記憶部１０Ａ４には、通信装置１０Ｂを介して受信される情報が格納される。この情報には、携帯端末３０から通信ネットワーク２０を介して送られてくるアナログメータ４０の画像データが含まれる。

【0041】

制御装置１０Ｃは、記憶装置１０Ａに記憶されるプログラムに従って各種の処理を実行する。制御装置１０ＣＡ、ＣＰＵ（Central Processing Unit）などのプロセッサを有している。プロセッサは、記憶装置１０Ａの作業領域に展開されるコンピュータプログラムの実行を通じて読取装置１０の全体を統括的に制御する。

【0042】

制御装置１０Ｃは、携帯端末３０から通信ネットワーク２０を介して送られてくるアナログメータ４０の画像データを、通信装置１０Ｂを介して受信し、その受信される画像データをアナログメータ４０に固有の識別情報と関連付けた状態で記憶装置１０Ａに格納する。制御装置１０Ｃは、記憶装置１０Ａに格納されたアナログメータ４０の画像データに基づきアナログメータ４０の画像をディスプレイ１０Ｄに表示させることが可能である。制御装置１０Ｃは、記憶装置１０Ａに格納されたアナログメータ４０の画像データに基づき、アナログメータ４０の指示値を自動的に読み取る。

【0043】

＜アナログメータ４０の読取処理の手順＞
つぎに、アナログメータ４０の読取処理の手順を説明する。
図４のフローチャートに示すように、アナログメータ４０の読取処理は、ステップＳ１０１～ステップＳ１０４の４つの処理を有している。これらステップＳ１０１～ステップＳ１０４の４つの処理は、記憶装置１０Ａに格納されたアナログメータ４０の読取プログラム１０Ａ１に従って実行される。

【0044】

＜ステップＳ１０１＞
制御装置１０Ｃは、まず、記憶装置１０Ａに格納された画像からアナログメータ４０の画像を抽出する（ステップＳ１０１）。

【0045】

図５（ａ）に示すように、一例としての画像５０は、複数のアナログメータ４０が設けられたメータパネル５１を撮影したものである。画像５０は、メータパネル５１が写っている領域である第１の領域５０Ａと、メータパネル５１の周辺が写っている領域である第２の領域５０Ｂとを有している。図５（ａ）において、第２の領域５０Ｂは多数のドットを付して示す。アナログメータ４０の輪郭形状は、正面からみて円形を有する。

【0046】

図５（ｂ）に示すように、制御装置１０Ｃは、画像５０の第１の領域５０Ａと第２の領域５０Ｂとの境界５０Ｃを検出し、画像５０から第１の領域５０Ａを抽出する。
図５（ｃ）に示すように、制御装置１０Ｃは、円形を認識するパターンマッチングによって、アナログメータ４０の円形の輪郭であるエッジ４０Ｃを検出し、第１の領域５０Ａからアナログメータ４０の画像を抽出する。パターンマッチングは、形状認識に分類されるものであって、分析対象の画像の中から事前に登録した基準となるパターン（モデル）に類似する検索対象を検出する画像処理の手法である。パターンマッチングでは、基準となるパターンに対して定められた類似性以上の類似性を有する検索対象を検出することが可能である。

【0047】

＜ステップＳ１０２＞
つぎに、制御装置１０Ｃは、ステップＳ１０１で抽出されたアナログメータ４０の画像を補正する（ステップＳ１０２）。ここでは、一例として、水平に撮影できていないアナログメータ４０の画像を水平になるように回転補正する。

【0048】

図６（ａ）に示すように、制御装置１０Ｃは、アナログメータ４０の画像に対して楕円近似処理を施す。楕円近似処理とは、任意の方向から撮影した円状の物体を画像処理によって楕円で近似する処理をいう。

【0049】

図６（ｂ）に示すように、制御装置１０Ｃは、楕円近似したアナログメータ４０の画像のＸＹ座標系における長軸４０Ｄの座標および短軸４０Ｅの座標を検出する。
図６（ｃ）に示すように、制御装置１０Ｃは、長軸４０Ｄの座標がＸＹ座標系のＸ軸に一致するように、かつ短軸４０Ｅの座標がＸＹ座標系のＹ軸に一致するようにアナログメータ４０の画像を回転補正する。Ｘ軸は、水平方向に対応する水平の基準線である。Ｙ軸は、垂直方向に対応する垂直の基準線である。

【0050】

＜ステップＳ１０３＞
つぎに、制御装置１０Ｃは、ステップＳ１０２で補正した後のアナログメータ４０の画像から指示針４０Ｂの画像を抽出する（ステップＳ１０３）。

【0051】

図７（ａ）に示すように、一例として、指示針４０Ｂは３つの部分に分割される。すなわち、指示針４０Ｂは、末端部４０Ｂ１、支持部４０Ｂ２、および先端部４０Ｂ３を有している。末端部４０Ｂ１と先端部４０Ｂ３とは、支持部４０Ｂ２を基準として互いに反対側に位置している。先端部４０Ｂ３は、目盛４０Ａを指す部分である。アナログメータ４０を正面からみて、末端部４０Ｂ１は四角形状（より正確には、台形状）、支持部４０Ｂ２は円形状、先端部４０Ｂ３は三角形状である。指示針４０Ｂは、支持部４０Ｂ２を中心として回転する。

【0052】

図７（ｂ）に示すように、制御装置１０Ｃは、四角形を認識するパターンマッチングによって、アナログメータ４０の末端部４０Ｂ１の輪郭であるエッジ４０Ｆ１を検出する。制御装置１０Ｃは、円形を認識するパターンマッチングによって、アナログメータ４０の支持部４０Ｂ２の輪郭であるエッジ４０Ｆ２を検出する。制御装置１０Ｃは、三角形を認識するパターンマッチングによって、アナログメータ４０の先端部４０Ｂ３の輪郭であるエッジ４０Ｆ３を検出する。制御装置１０Ｃは、検出される末端部４０Ｂ１のエッジ４０Ｆ１、支持部４０Ｂ２のエッジ４０Ｆ２および先端部４０Ｂ３のエッジ４０Ｆ３に基づき、アナログメータ４０の画像から指示針４０Ｂの画像を抽出する。

【0053】

＜ステップＳ１０４＞
最後に、制御装置１０Ｃは、ステップＳ１０３で抽出された指示針４０Ｂの画像から指示値を読み取る（ステップＳ１０４）。

【0054】

制御装置１０Ｃは、図８（ａ）に示される抽出後の指示針４０Ｂの画像に対して矩形近似処理を施す。矩形近似処理とは、任意の方向から撮影した物体を画像処理によって矩形で近似する処理をいう。

【0055】

図８（ｂ）に示すように、制御装置１０Ｃは、矩形で近似された指示針４０Ｂの輪郭４０Ｂ４に対して、その長手方向に沿って延びる中心線４０Ｂ５を設定する。
図８（ｃ）に矢印で示すように、制御装置１０Ｃは、図８（ａ）に示される抽出後の指示針４０Ｂの面積が広い側から狭い側へ向かう方向、すなわち末端部４０Ｂ１から先端部４０Ｂ３へ向かう方向を指示針４０Ｂの指し示す方向として認識する。

【0056】

制御装置１０Ｃは、中心線４０Ｂ５におけるＸＹ座標系の原点Ｏから先端Ｏ１まで部分と、ＸＹ座標系におけるＸ軸とのなす角度θを検出し、この検出される角度θに基づきアナログメータ４０の指示値を算出する。原点Ｏは、アナログメータ４０を正面からみたときの中心、および指示針４０Ｂの回転中心に対応する。中心線４０Ｂ５の原点Ｏから先端Ｏ１まで部分は、指示針４０Ｂの先端部４０Ｂ３に対応する部分である。Ｘ軸は、角度θを算出する際の基準となる基準線である。

【0057】

角度θは、たとえば中心線４０Ｂ５の原点Ｏから先端Ｏ１まで部分がＸ軸の正の部分に一致するとき、「０°」である。角度θは、中心線４０Ｂ５の原点Ｏから先端Ｏ１まで部分がＸ軸の正の部分を基準として反時計方向へ回転するとき、負の値となる。角度θは、中心線４０Ｂ５の原点Ｏから先端Ｏ１まで部分がＸ軸の正の部分を基準として時計方向へ回転するとき、正の値となる。

【0058】

制御装置１０Ｃは、テーブルデータ１０Ａ２に基づきアナログメータ４０の指示値を算出する。テーブルデータ１０Ａ２は、角度θと指示値との関係を規定するものであって、予め設定される。テーブルデータ１０Ａ２は、記憶装置１０Ａに記憶されている。制御装置１０Ｃは、検出される角度θに対応するアナログメータ４０の指示値をディスプレイ３０Ｄに表示させる。また、制御装置１０Ｃは、算出されるアナログメータ４０の指示値を記憶装置１０Ａに構築されるデータベースに格納する。データベースでは、アナログメータ４０が識別情報に関連付けられて管理される。データベースには、アナログメータ４０ごとに指示値が蓄積される。

【0059】

以上で、アナログメータ４０の読取処理が完了となる。
＜本実施の形態の効果＞
したがって、本実施の形態によれば、以下の効果を得ることができる。

【0060】

（１）制御装置１０Ｃは、指示針４０Ｂの形状の異なる複数の部分ごとに図形によるパターンマッチングを行うことによりアナログメータ４０の画像から指示針４０Ｂを抽出し、その抽出される指示針４０Ｂと定められた基準線であるＸ軸とのなす角度θに基づきアナログメータ４０の指示値を算出する。このため、たとえばアナログメータの画像と予め作成した学習モデルとを比較することによってアナログメータの指示値を読み取るタイプの装置と異なり、学習モデルを作成する必要がない。このため、手軽にアナログメータ４０の指示値を読み取ることができる。また、カメラを常設するとともに照明をアナログメータに対して所定の角度で設置するタイプの読取システムと異なり、設備的な制約が少なく、導入しやすい。

【0061】

（２）指示針４０Ｂは、その正面からみて、形状の異なる３つの部分、すなわち四角形状の末端部４０Ｂ１、円形状の支持部４０Ｂ２および三角形状の先端部４０Ｂ３を有している。このため、これら末端部４０Ｂ１、支持部４０Ｂ２および先端部４０Ｂ３ごとに図形によるパターンマッチングを行うことにより、アナログメータ４０の画像から指示針４０Ｂを抽出することができる。

【0062】

（３）制御装置１０Ｃは、アナログメータ４０の画像に対して矩形近似された指示針４０Ｂの長手方向に沿って延びる中心線４０Ｂ５を設定する。また、制御装置１０Ｃは、アナログメータ４０の画像から抽出された指示針４０Ｂの面積が狭くなっていく方向を指示針４０Ｂの指し示す方向として認識する。制御装置１０Ｃは、中心線４０Ｂ５における先端部４０Ｂ３に対応する部分とＸ軸とのなす角度θに基づき、アナログメータ４０の指示値をより正確に算出することが可能である。

【0063】

（４）記憶装置１０Ａは、中心線４０Ｂ５における先端部４０Ｂ３に対応する部分とＸ軸とのなす角度θとアナログメータ４０の指示値との関係を規定するテーブルデータ１０Ａ２を記憶している。制御装置１０Ｃは、角度θに基づきテーブルデータ１０Ａ２を使用してアナログメータ４０の指示値を算出する。テーブルデータ１０Ａ２を使用することによって、より簡単にアナログメータ４０の指示値を算出することができる。

【0064】

（５）制御装置１０Ｃは、指示針４０Ｂの画像を抽出する処理に先立ち、アナログメータ４０の画像の傾きを水平に補正する。このため、アナログメータ４０の指示値をより正確に算出することが可能である。

【0065】

（６）制御装置１０Ｃは、指示針４０Ｂの画像を抽出する処理に先立ち、アナログメータ４０の画像からアナログメータ４０を抽出する。また、制御装置１０Ｃは、その抽出されるアナログメータ４０を楕円に近似し、その楕円の長軸４０Ｄが水平になるようにアナログメータ４０の画像を回転させる。これにより、アナログメータ４０の画像の傾きを水平に補正することができる。

【0066】

（７）記憶装置１０Ａに格納されるアナログメータ４０の画像は、アナログメータ４０の撮影者が所持する携帯端末３０から通信ネットワーク２０を介して送られてくるアナログメータ４０の画像を含んでいる。読取装置１０は、記憶装置１０Ａに記憶されたアナログメータ４０の画像から指示値を自動的に読み取る。このため、作業者は、読取対象のアナログメータ４０を携帯端末３０で撮影し、その撮影したアナログメータ４０の画像を読取装置１０へ送信するだけでよい。作業者は目視でアナログメータ４０を読み取る必要がないため、便利である。

【0067】

（８）図形によるパターンマッチングを利用することにより、多少の影あるいはハレーションの影響を無視できる。ハレーションとは、撮影対象を撮影する際、強い光が当たった部分が白くぼやける現象をいう。図９（ａ）に示すように、影あるいはハレーション４０Ｇによって、指示針４０Ｂの一部分が隠れていることが考えられる。この場合であれ、図９（ｂ）に示されるように、指示針４０Ｂの３つの部分（４０Ｂ１，４０Ｂ２，４０Ｂ３）の図形によるパターンマッチングを通じて、末端部４０Ｂ１のエッジ４０Ｆ１、支持部４０Ｂ２のエッジ４０Ｆ２および先端部４０Ｂ３のエッジ４０Ｆ３を検出することにより指示針４０Ｂを抽出できる。また、図１０（ａ）に示すように、影あるいはハレーション４０Ｇによって、目盛４０Ａの一部分が隠れていることが考えられる。この場合であれ、図１０（ｂ）に示されるように、図形によるパターンマッチングを通じて、アナログメータ４０のエッジ４０Ｃを検出することによりアナログメータ４０を抽出できる。

【0068】

＜他の実施の形態＞
なお、本実施の形態は、つぎのように変更して実施してもよい。
・図１１（ａ）に示すように、アナログメータ４０が斜め上から撮影されることが考えられる。また、図１１（ｂ）に示すように、アナログメータ４０がその正面からみて左側あるいは右側から撮影されることも考えられる。この場合、先の図４のステップＳ１０２において、つぎのような補正処理を行ってもよい。すなわち、制御装置１０Ｃは、ステップＳ１０１で抽出されたアナログメータ４０の画像（エッジ４０Ｃ）に対して楕円近似処理を施す。つぎに、図１１（ｃ）に示すように、制御装置１０Ｃは、楕円近似されたアナログメータ４０の画像におけるエッジ４０Ｃを円に近づけるように補正する。たとえば、制御装置１０Ｃは、画像処理によって楕円の長軸の長さ「ａ」、および短軸の長さ「ｂ」を演算し、楕円を短軸方向に「ａ／ｂ」倍する。このようにすれば、アナログメータ４０の目盛４０Ａは、正面からみたときと同様に、等間隔となる。このため、先の図４のステップＳ１０４における読取処理の実行を通じて、より正確に指示値を読み取ることが可能となる。

【0069】

・図１２（ａ）に示すように、アナログメータ４０の画像が水平に撮影できていない場合、その画像に垂直に設けられるべき物体が含まれているとき、先の図４のステップＳ１０２において、つぎのような補正処理を行ってもよい。すなわち、制御装置１０Ｃは、アナログメータ４０の画像に垂直に設けられるべき物体が含まれている場合、その物体が垂直になるようにアナログメータ４０の画像を回転させる。これにより、アナログメータ４０の画像の傾きを水平に補正することができる。

【0070】

たとえばアナログメータ４０を垂直に支持する棒状の物体である支持部材６０が画像に写っている場合、制御装置１０Ｃは、アナログメータ４０の画像上に支持部材６０の中心線６０Ａを設定する。中心線６０Ａは、支持部材６０の延設方向、すなわち垂直方向に沿って延びる。つぎに、図１２（ｂ）に示すように、制御装置１０Ｃは、中心線６０ＡがＸＹ座標系のＹ軸に一致または平行となるように、アナログメータ４０の画像を回転補正する。これにより、アナログメータ４０の画像を水平になるように補正することができる。

【0071】

・アナログメータ４０の画像が水平に撮影できていない場合、その画像に水平に設けられるべき物体が含まれているとき、先の図４のステップＳ１０２において、つぎのような補正処理を行ってもよい。すなわち、制御装置１０Ｃは、アナログメータ４０の画像に水平に設けられるべき物体が含まれている場合、その物体が水平になるようにアナログメータ４０の画像を回転させる。これにより、アナログメータ４０の画像の傾きを水平に補正することができる。

【0072】

たとえば、図示は割愛するものの、アナログメータ４０を水平に支持する棒状の物体である支持部材が画像に写っている場合、制御装置１０Ｃは、アナログメータ４０の画像上に支持部材の中心線を設定する。中心線は、支持部材の延設方向、すなわち水平方向に沿って延びる。制御装置１０Ｃは、中心線がＸＹ座標系のＸ軸に一致または平行となるように、アナログメータ４０の画像を回転補正する。これにより、アナログメータ４０の画像を水平になるように補正することができる。

【0073】

また、アナログメータ４０を水平に支持する物体であるメータパネル５１の水平方向に沿って延びる一つの辺が画像に写っている場合、制御装置１０Ｃは、アナログメータ４０の画像上にメータパネル５１の水平方向に沿って延びる一つの辺に平行な基準線を設定する。制御装置１０Ｃは、基準線がＸＹ座標系のＸ軸に平行となるように、アナログメータ４０の画像を回転補正する。このようにしても、アナログメータ４０の画像を水平になるように補正することができる。

【0074】

・アナログメータ４０の画像が水平に撮影できていない場合、先の図４のステップＳ１０２において、つぎのような補正処理を行ってもよい。すなわち、図１３（ａ）に示すように、目盛４０Ａは、正面からみて円弧状である。目盛４０Ａは、円弧の中間点と円弧の中心点とを結ぶ直線を対称軸とする線対称である。たとえば目盛の最小値が「０」、最大値が「１」であって、１目盛が「０．０２」である場合、円弧の中間点は「０．５」の目盛に対応する位置である。目盛４０Ａは、最小値に対応する始点４０Ａ１および最大値に対応する終点４０Ａ２を有している。この目盛４０Ａの構成を前提として、制御装置１０Ｃは、始点４０Ａ１と終点４０Ａ２とを結ぶ直線である基準線４０Ａ３を設定する。その後、制御装置１０Ｃは、その設定される基準線４０Ａ３が水平になるようにアナログメータ４０の画像を回転させる。すなわち、図１３（ｂ）に示すように、制御装置１０Ｃは、基準線４０Ａ３がＸＹ座標系のＸ軸に対して平行となるように、アナログメータ４０の画像を回転補正する。このようにしても、アナログメータ４０の画像を水平になるように補正することができる。

【0075】

・アナログメータ４０の画像が水平に撮影できていない場合、目盛４０Ａが円弧状であるものの線対称でないとき、先の図４のステップＳ１０２において、つぎのような補正処理を行ってもよい。すなわち、制御装置１０Ｃは、アナログメータ４０が水平に設けられた場合に最も上に位置するべき目盛位置と円弧の中心線とを結ぶ基準線を設定し、その設定される基準線がＸＹ座標系のＹ軸に一致するように、アナログメータ４０の画像を回転補正する。このようにしても、アナログメータ４０の画像を水平になるように補正することができる。

【0076】

・本実施の形態では、指示針４０Ｂは形状の異なる３つの部分（末端部４０Ｂ１、支持部４０Ｂ２、先端部４０Ｂ３）を有していたが、指示針４０Ｂは形状の異なる２つの部分を有するものであってもよい。たとえば、指示針４０Ｂは、正面から見て四角形状の末端部４０Ｂ１および三角形状の先端部４０Ｂ３が互いに連結されてなる。この場合、制御装置１０Ｃは、四角形および三角形を検出するパターンマッチングを通じて、指示針４０Ｂを抽出することができる。ちなみに、制御装置１０Ｃは、検出される頂点の数に基づき指示針の各部分の形状を認識することも可能である。このように、指示針４０Ｂには様々な形状を有するものが存在するものの、指示針４０Ｂの形状の異なる複数の部分ごとに図形によるパターンマッチングを行うことにより指示針４０Ｂを抽出することができる。

【0077】

・目盛４０Ａの形成範囲が指示針４０Ｂの回転方向における１８０°以下である場合、かつ指示針４０Ｂが末端を中心として回転するタイプである場合、制御装置１０Ｃは、指示針４０Ｂの指し示す方向を認識するための処理を実行しなくてもよい。これは、指示針４０ＢとＸ軸とのなす角度θは、０°～１８０°以下の範囲内で変化するからである。この場合、制御装置１０Ｃは、アナログメータ４０の画像に対して矩形近似された指示針４０Ｂの長手方向に沿って延びる中心線４０Ｂ５を設定し、その設定される中心線４０Ｂ５と基準線であるＸ軸とのなす角度θに基づきアナログメータ４０の指示値を算出することが可能である。

【0078】

・本実施の形態では、読取装置１０がアナログメータ４０の画像から指示値を読み取る読取処理を実行したが、携帯端末３０が読取処理を実行してもよい。この場合、携帯端末３０は、アナログメータ４０の読取装置として機能する。携帯端末３０は、カメラ３０Ｅで撮影したアナログメータ４０の画像から指示値を読み取り、その読み取った指示値を読取装置１０に送信する。読取装置１０は、携帯端末３０から送られてくるアナログメータ４０の指示値を管理する管理装置として機能する。

【符号の説明】

【0079】

１０…読取装置
１０Ａ…記憶装置
１０Ａ２…テーブルデータ
１０Ｃ…制御装置
２０…ネットワーク
３０…携帯端末
４０…アナログメータ
４０Ａ…目盛
４０Ａ１…始点
４０Ａ２…終点
４０Ａ３…基準線
４０Ｂ…指示針
４０Ｂ１…末端部
４０Ｂ２…支持部
４０Ｂ３…先端部
４０Ｂ５…中心線
４０Ｄ…長軸
θ…角度
５１…メータパネル（物体）
６０…支持部材（物体）

【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】