(57)【要約】【課題】  計測値の読み取り処理の負荷を低減することができる計器読み取り装置及び計器読み取り方法を提供する。【解決手段】  計器読み取り装置は、計器の目盛り、計測値を指す指示部、及び前記計器に設けられたマーカが撮像された画像を取得する取得部と、前記画像内の前記指示部が指す指示座標と、予め設定された前記画像内の前記目盛り上の基準座標に基づき、前記計器が計測した前記計測値を算出する算出部と、前記画像内の前記マーカの変化に応じて前記基準座標を補正する補正部とを有する。【選択図】図３
2019204238.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
計器の目盛り、計測値を指す指示部、及び前記計器に設けられたマーカが撮像された画像を取得する取得部と、
前記画像内の前記指示部が指す指示座標と、予め設定された前記画像内の前記目盛り上の基準座標に基づき、前記計器が計測した前記計測値を算出する算出部と、
前記画像内の前記マーカの変化に応じて前記基準座標を補正する補正部とを有することを特徴とする計器読み取り装置。
【請求項２】
前記マーカは複数の点を含み、
前記補正部は、撮像された前記画像内の前記複数の点の位置の変化から、前記基準座標を補正することを特徴とする請求項１に記載の計器読み取り装置。
【請求項３】
前記目盛りは円弧状に配置され、
前記算出部は、前記指示座標、前記目盛り内の最小点及び最大点に応じた前記基準座標、及び前記円弧の中心点に応じた中心座標に基づき、前記中心点と前記最小点を結ぶ線分、前記中心点と前記最大点を結ぶ線分、及び前記中心点と前記指示部が指す点を結ぶ線分の間の角度の比から前記計測値を算出し、
前記補正部は、前記画像内の前記マーカの変化に応じて前記基準座標及び前記中心座標を補正することを特徴とする請求項１または２に記載の計器読み取り装置。
【請求項４】
計器の目盛り、前記目盛り上の計測値を指す指示部、及び前記計器に設けられたマーカが撮像された画像を取得する工程と、
前記画像内の前記指示部が指す指示座標と、予め設定された前記画像内の前記目盛り上の基準座標に基づき前記計測値を算出する工程と、
前記画像内の前記マーカの変化に応じて前記基準座標を補正する工程とを含むことを特徴とする計器読み取り方法。
【請求項５】
前記マーカは複数の点を含み、
前記基準座標を補正する工程は、撮像された前記画像内の前記複数の点の位置の変化から、前記基準座標を補正することを特徴とする請求項４に記載の計器読み取り方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、計器読み取り装置及び計器読み取り方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＩｏＴ（Internet On Things）関連技術の普及に伴い、制御盤やメータなどのアナログ表示方式の計器を撮像し、撮像画像から計測値を読み取ってデジタル化する技術が研究開発されている。計測値をデジタル化すれば、作業担当者が計測値を入力する手間が省かれるだけでなく、例えばサーバが多数の計測値を収集して総合的に解析することもできる。
【０００３】
画像から計測値を正常に読み取るには、一例として計器の寸法及び形状が既知であって、撮像の範囲が固定されていることが条件となるため、計器と撮影装置の位置関係が一定であることが要求される。したがって、例えば外力により計器と撮影装置の位置関係に変化が生じると、計測値を正常に読み取ることができないおそれがある。この場合、計器及び撮影装置の各位置を元に戻す手間、または計器と撮影装置の位置関係の設定を変更する手間が生ずる。
【０００４】
例えば特許文献１には、流量計の計測値を読み取る場合に、目盛りの周辺画像を記憶済みの画像と比較することで流量計の相対的な位置ずれを検出し、画像上の目盛りの座標軸を補正する点が記載されている。また、特許文献２には、回転式メータの指針値を読み取る場合にメータと一定の位置関係にあるマークを追尾することにより、ビデオカメラがその設置位置の変化によらずに常にメータの表示部を撮像可能とする点が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−８４４１８号公報
【特許文献２】特開２００５−３２０２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、特許文献１の技術の場合、画像の比較処理の負荷が高く、特許文献２の技術の場合、マークを追尾するためのビデオカメラの制御処理の負荷が高い。また、例えば人工知能により計器を自動認識させて計測値を補正することも考えられるが、事前の学習処理や計算処理などの負荷が高い。
【０００７】
そこで本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、計測値の読み取り処理の負荷を低減することができる計器読み取り装置及び計器読み取り方法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】
【０００８】
本明細書に記載の計器読み取り装置は、計器の目盛り、計測値を指す指示部、及び前記計器に設けられたマーカが撮像された画像を取得する取得部と、前記画像内の前記指示部が指す指示座標と、予め設定された前記画像内の前記目盛り上の基準座標に基づき、前記計器が計測した前記計測値を算出する算出部と、前記画像内の前記マーカの変化に応じて前記基準座標を補正する補正部とを有する。
【０００９】
本明細書に記載の計器読み取り方法は、計器の目盛り、前記目盛り上の計測値を指す指示部、及び前記計器に設けられたマーカが撮像された画像を取得する工程と、前記画像内の前記指示部が指す指示座標と、予め設定された前記画像内の前記目盛り上の基準座標に基づき前記計測値を算出する工程と、前記画像内の前記マーカの変化に応じて前記基準座標を補正する工程とを含む。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によると、計測値の読み取り処理の負荷を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】計測値を読み取るシステムの一例を示す構成図である。
【図２】計器と撮影装置の位置関係が正常である場合の画像の一例を示す図である。
【図３】計器と撮影装置の位置関係が横方向に変化した例を示す図である。
【図４】計器と撮影装置の位置関係が互いに離れるように変化した例を示す図である。
【図５】撮影装置の撮像軸が計器に対して斜めとなったときの計器と撮影装置の位置関係を示す図である。
【図６】通信端末の一例を示す構成図である。
【図７】設定画面の一例を示す図である。
【図８】設定値テーブル及びマーカ座標データの一例を示す図である。
【図９】設定値テーブルの初期設定処理の一例を示すフローチャートである。
【図１０】マーカ座標データの初期設定処理の一例を示すフローチャートである。
【図１１】計測値の算出処理の一例を示すフローチャートである。
【図１２】マーカの検出処理の一例を示すフローチャートである。
【図１３】補正処理の一例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】
【００１２】
図１は、計測値を読み取るシステムの一例を示す構成図である。本例のシステムには、インターネットなどのネットワーク９３に接続された通信端末９２及びサーバ９４とカメラなどの撮影装置９１が含まれる。撮影装置９１と通信端末９２は無線通信または有線通信が可能となるようにリンクしている。
【００１３】
撮影装置９１は、制御盤やメータなどの計器９０の計測値の表示面を撮影する。撮影装置９１は、例えばＣＣＤ（Charged Coupled Device）イメージセンサにより撮像した画像をデジタル処理することで画像データを生成する。撮影装置９１は画像データを通信端末９２に送信する。なお、図１では撮影装置９１は通信端末９２から独立しているが、通信端末９２と一体化されてもよい。
【００１４】
通信端末９２は計器読み取り機能９２０を備える。通信端末９２は計器読み取り機能９２０により画像データから計測値を読み取り、ネットワーク９３を介してサーバ９４に送信する。サーバ９４は、例えば複数の通信端末９２から収集した計測値を総合的に解析してユーザに通知する。
【００１５】
また、通信端末９２に代えてサーバ９４が計器読み取り機能９４０を備えてもよい。この場合、通信端末９２は画像データをサーバ９４に送信する。サーバ９４は計器読み取り機能９４０により画像データから計測値を読み取り、計測値から計測結果を解析する。
【００１６】
しかし、画像データのサイズは計測値のデータサイズより大きくなり得るため、通信端末９２が画像データを送信したときにはネットワーク９３内の伝送遅延が大きくなる。また、サーバ９４の負荷は、計器読み取りの処理対象が増えるほど高くなる。このため、サーバ９４の解析処理が遅延するおそれがある。
【００１７】
一方、通信端末９２が計器読み取り機能９２０を備える場合、通信端末９２は、画像データよりサイズの小さい計測値のデータをサーバ９４に送信すればよいため、上記のような遅延が生ずることが抑制される。以下の例では通信端末９２に計器読み取り機能９２０を備える場合を挙げるが、計器読み取り処理方法はサーバ９４が計器読み取り機能９４０を備える場合も同様に適用できる。
【００１８】
図２は、計器９０と撮影装置９１の位置関係が正常である場合の画像Ｇａの一例を示す図である。計器９０にはメータ＃１〜＃３とマーカＭが設けられている。メータ＃１〜＃３は、例えばガスの圧力、流量、及び残量などの計測値を示す。メータ＃１〜＃３は、円弧状に配置された目盛りＴａ〜Ｔｃと、計測値を示す指針Ｉａ〜Ｉｃとを有する。なお、指針Ｉａ〜Ｉｃは、目盛りＴａ〜Ｔｃ上の測定値を指す指示部の一例である。
【００１９】
通信端末９２は計器読み取り機能９２０により画像Ｇａから計測値を読み取る。通信端末９２には、予めユーザにより画像Ｇａ内の目盛りＴａ〜Ｔｃ上の基準座標及び中心座標が設定されている。なお、画像Ｇａ内の座標は、画像Ｇａの図２の左下を原点として、紙面右方向をＸ軸方向とし、紙面上方向をＹ軸方向として表される。
【００２０】
基準座標は画像Ｇａにおける目盛りＴａ〜Ｔｃの最小点Ｓ［１］〜Ｓ［３］及び最大点Ｅ［１］〜Ｅ［３］の各座標である。最小点Ｓ［１］〜Ｓ［３］は目盛りＴａ〜Ｔｃ上の最小値を示す位置であり、最大点Ｅ［１］〜Ｅ［３］は目盛りＴａ〜Ｔｃ上の最大値を示す位置である。また、中心座標は、画像Ｇａにおける目盛りＴａ〜Ｔｃが配置される円弧の中心点Ｏ［１］〜Ｏ［３］の各座標である。
【００２１】
通信端末９２は、指針Ｉａ〜Ｉｃの指示点Ｐ［１］〜Ｐ［３］が指す指示座標、基準座標、及び中心座標に基づいて各メータ＃１〜＃３の測定値を算出する。なお、指示座標の変化は周期的に撮像される画像Ｇａの差分から検出することができる。
【００２２】
例えば通信端末９２は、中心座標と各基準座標及び指示座標を結ぶ線分の間の角度の比から測定値を算出する。一例として、通信端末９２は各メータ＃ｉ（ｉ＝１，２，３）における線分Ｏ［ｉ］Ｓ［ｉ］、線分Ｏ［ｉ］Ｅ［ｉ］、及び線分Ｏ［ｉ］Ｐ［ｉ］の間の２つの角度の比から計測値を算出する。メータ＃２を例に挙げると、線分Ｏ［２］Ｓ［２］と線分Ｏ［２］Ｅ［２］とがなす角度θｏ＝∠Ｓ［２］Ｏ［２］Ｅ［２］と、線分Ｏ［２］Ｓ［２］と線分Ｏ［２］Ｐ［２］とがなす角度θ＝∠Ｓ［２］Ｏ［２］Ｐ［２］の比θ／θｏが計測値の算出に用いられる。
【００２３】
通信端末９２には、予めユーザにより最大点Ｅ［ｉ］及び最小点Ｓ［ｉ］に応じた数値、つまり目盛りＴａ〜Ｔｃの最大値及び最小値が設定をされている。通信端末９２は最大値と最小値の差分に比θ／θｏを乗ずることにより、メータ＃２の計測値を算出することができる。このため、通信端末９２は負荷の低い簡単な計算により計測値を算出することができる。なお、上記の例において角度θ＝∠Ｅ［２］Ｏ［２］Ｐ［２］あるいは角度θｏ＝∠Ｐ［２］Ｏ［２］Ｅ［２］として計測値を算出することも可能である。
【００２４】
マーカＭは一例として長方形の形状を有しており、その四隅には規定点Ｍａ〜Ｍｄが設けられている。通信端末９２は、撮影装置９１が撮影した画像データにおける規定点Ｍａ〜Ｍｄの座標の変化から、計器９０と撮影装置９１の位置関係の変化を検出する。通信端末９２はその検出結果に基づいて基準座標と中心座標を補正する。以下に位置関係の変化例を挙げる。
【００２５】
図３は、計器９０と撮影装置９１の位置関係が横方向に変化した例を示す図である。図３において図２と共通する構成には同一の符号を付し、その説明は省略する。なお、本例と以降の例では撮影装置９１の位置が正常時の位置からずれた場合を挙げるが、これとは逆に計器９０の位置が正常時の位置からずれた場合も下記の説明は同様である。
【００２６】
撮影装置９１の位置は、図２に示された位置と比較すると符号ｄで示されるように横方向にずれている。このため、計器９０の位置が点線で示される撮影装置９１の撮影範囲の端の方にずれてしまい、撮影装置９１が撮像した画像Ｇｂ内の計器９０の位置はＸ軸の正方向にずれている。基準座標及び中心座標もＸ軸方向にずれているので、各メータ＃１〜＃３の基準座標及び中心座標を図２の値と同一のままとしてしまう誤った計測値が算出される。
【００２７】
そこで通信端末９２は、画像Ｇｂ内のマーカＭの位置変化に基づいてメータ＃１〜＃３の基準座標及び中心座標を補正する。通信端末９２は例えばマーカＭの規定点Ｍａ〜Ｍｄの位置変化から射影変換の行列を算出し、基準座標及び中心座標を射影変換する。これにより、通信端末９２は画像Ｇｂを用いて正常な測定値を算出することができる。なお、画像Ｇｂ内の計器９０の位置がＹ軸方向、またはＸ軸方向及びＹ軸方向にずれた場合も同様に基準座標及び中心座標が補正される。
【００２８】
図４は、計器９０と撮影装置９１の位置関係が互いに離れるように変化した例を示す図である。図４において図２と共通する構成には同一の符号を付し、その説明は省略する。
【００２９】
撮影装置９１の位置は、図２に示された位置と比較すると符号ｄで示されるように計器９０から離れる方向にずれている。このため、計器９０の位置が、点線で示される撮影装置９１の撮影範囲の奥の方（つまりズームアウトされる方向）にずれてしまい、撮影装置９１が撮像した画像Ｇｃ内の計器９０の大きさが小さくなる。これにより、基準座標及び中心座標がＸ軸方向及びＹ軸方向にずれている。
【００３０】
通信端末９２は画像Ｇｃ内のマーカＭの変化に基づいてメータ＃１〜＃３の基準座標及び中心座標を補正する。このため、通信端末９２は画像Ｇｃを用いて正常な測定値を算出することができる。
【００３１】
図５は、撮影装置９１の撮像軸が計器９０に対して斜めとなったときの計器９０と撮影装置９１の位置関係を示す図である。図５において図２と共通する構成には同一の符号を付し、その説明は省略する。
【００３２】
撮影装置９１の位置は、図２に示された位置と比較すると符号ｄで示されるように計器９０に対し撮影装置９１の撮像軸が斜め方向となるようにずれている。このため、撮影装置９１が撮像した画像Ｇｄ内の計器９０が奥行に向かって斜めにずれる。これにより、基準座標及び中心座標がＸ軸方向及びＹ軸方向にずれている。
【００３３】
通信端末９２は画像Ｇｄ内のマーカＭの変化に基づいてメータ＃１〜＃３の基準座標及び中心座標を補正する。このため、通信端末９２は画像Ｇｄから正常な測定値を算出することができる。以下、画像Ｇａ〜Ｇｄも含め、撮像装置９１が撮像した画像を「画像Ｇ」と総称する。
【００３４】
図６は、通信端末９２の一例を示す構成図である。通信端末９２は計器読み取り機能９２０を用いて計器９０から計測値を読み取る。
【００３５】
通信端末９２は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１０、ＲＯＭ（Read Only Memory）１１、ＲＡＭ（Random Access Memory）１２、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）１３、複数の通信ポート１４、操作デバイス１５、及びモニタ１６を有する。ＣＰＵ１０は、互いに信号の入出力ができるように、ＲＯＭ１１、ＲＡＭ１２、ＨＤＤ１３、複数の通信ポート１４、操作デバイス１５、及びモニタ１６と、バス１９を介して接続されている。なお、通信端末９２はＣＰＵ１０に代えてＧＰＵ（Graphics Processing Unit）などの他のプロセッサを有してもよい。
【００３６】
ＲＯＭ１１には、ＣＰＵ１０を駆動するプログラムが格納されている。プログラムにはＯＳ（Operating System）、及び計器読み取り方法を実行するソフトウェアが含まれる。ＲＡＭ１２は、ＣＰＵ１０のワーキングメモリとして機能する。
【００３７】
複数の通信ポート１４は、例えば無線ＬＡＮ（Local Area Network）カードやＮＩＣ（Network Interface Card）であり、ネットワーク９３や撮影装置９１との通信をそれぞれ処理する。なお、撮影装置９１が通信端末９２と一体化されている場合、撮影装置９１は例えばバス１９に直接的に接続される。
【００３８】
操作デバイス１５は、ユーザが通信端末９２に情報を入力するための装置である。操作デバイス１５としては、例えばキーボード、マウス、及びタッチパネルなどが挙げられる。操作デバイス１５は、ユーザが入力した情報を、バス１９を介しＣＰＵ１０に出力する。
【００３９】
モニタ１６は通信端末９２の情報を出力する装置である。モニタ１６としては、例えばディスプレイやタッチパネルモニタなどが挙げられる。モニタ１６はＣＰＵ１０からバス１９を介して情報を取得して画面に出力する。
【００４０】
ＣＰＵ１０は、ＲＯＭ１１からプログラムを読み込むと、計器読み取り機能９２０として、動作制御部１００、画像取得部１０１、設定入力処理部１０２、計測値算出部１０４、マーカ検出部１０５、及び座標補正部１０６として動作する。また、ＨＤＤ１３には、画像データ１３０（１３０’）、設定値テーブル１３１、マーカ座標データ１３２、及び算出パラメータ１３３が格納される。
【００４１】
なお、動作制御部１００、画像取得部１０１、設定入力処理部１０２、計測値算出部１０４、マーカ検出部１０５、及び座標補正部１０６の機能は、ソフトウェアに代えて、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）などのハードウェア、あるいはハードウェアとソフトウェアの両方により実現されてもよい。
【００４２】
動作制御部１００は通信端末９２の全体の動作を制御する。動作制御部１００は、プログラムに規定されたシーケンスに従い画像取得部１０１、設定入力処理部１０２、計測値算出部１０４、マーカ検出部１０５、及び座標補正部１０６に対して動作を指示する。
【００４３】
動作制御部１００は、プログラムが起動すると画像取得部１０１に画像データの取得を指示する。画像取得部１０１は取得部の一例であり、画像Ｇを取得する。画像取得部１０１は、通信ポート１４を介し撮影装置９１から画像データ１３０を例えば周期的に取得する。画像取得部１０１は画像データ１３０を取得時刻ごとにＨＤＤ１３に保存する。
【００４４】
また、動作制御部１００は、起動時、設定入力処理部１０２に設定の受付けなどを指示する。設定入力処理部１０２は、設定部の一例であり、例えば計器９０と撮影装置９１の位置関係が正常であるときの画像Ｇａ内の各メータ＃１〜＃３の基準座標及び中心座標の設定と基準座標に応じた数値の設定などをユーザから受け付ける。このとき、設定入力処理部１０２は、ユーザから操作デバイス１５による各種の設定を受け付けるためにモニタ１６に設定画面を表示する。
【００４５】
図７は、設定画面の一例を示す図である。設定画面には画像ウィンドウＷａと設定ウィンドウＷｂが含まれる。画像ウィンドウＷａには画像Ｇａが表示される。設定入力処理部１０２はＨＤＤ１３から画像データ１３０を読み出してモニタ１６に出力する。
【００４６】
また、設定入力処理部１０２は、マウスやタッチパネルなどの操作に従って移動するポインタＰＴを画像ウィンドウＷａに表示する。ユーザは、ポインタＰＴにより画像Ｇａ内の最小点Ｓ［１］〜Ｓ［３］、最大点Ｅ［１］〜Ｅ［３］、及び中心点Ｏ［１］〜Ｏ［３］を指定する。これにより、設定入力処理部１０２は基準座標及び中心座標の設定を受け付ける。
【００４７】
さらに設定入力処理部１０２は、各メータ＃１〜＃３の指針Ｉａ〜Ｉｃの指示点Ｐ［１］〜Ｐ［３］の座標の設定もポインタＰＴにより受け付ける。指示点Ｐ［１］〜Ｐ［３］の座標は、その後の計測値の算出処理における指示点Ｐ［１］〜Ｐ［３］の検出に用いられる。
【００４８】
また、設定ウィンドウＷｂには数値テーブルＴＬが表示される。数値テーブルＴＬには、メータ＃１〜＃３の識別番号「Ｎｏ．」、最小点Ｓ［１］〜Ｓ［３］に応じた「最小値」、最大点Ｅ［１］〜Ｅ［３］に応じた「最大値」、及び指示点Ｐ［１］〜Ｐ［３］が示す「現在値」が表示される。ユーザは、例えばキーボードからメータ＃１〜＃３ごとに最小値、最大値、及び現在値を入力する。
【００４９】
設定入力処理部１０２は画像ウィンドウＷａ及び設定ウィンドウＷｂを介して設定を受け付けるため、ユーザは視覚的に各設定を入力でき利便性が高い。また、ユーザが予め画像Ｇａ上で基準座標及び中心座標とその数値を設定することにより、計器９０の種類によらず計測値の読み取りが可能となる。
【００５０】
設定入力処理部１０２は画像ウィンドウＷａ及び設定ウィンドウＷｂにおけるユーザの入力に応じてＨＤＤ１３に設定値テーブル１３１を登録する。
【００５１】
図８は設定値テーブル１３１の一例を示す。設定値テーブル１３１には、メータ＃１〜＃３の識別番号「Ｎｏ．」と、メータ＃１〜＃３ごとの最小点Ｓ［ｉ］、最大点Ｅ［ｉ］、及び指示点Ｐ［ｉ］の各基準座標（Ｘｓｉ，Ｙｓｉ）、（Ｘｅｉ，Ｙｅｉ）及び各値と中心点Ｏ［ｉ］の中心座標（Ｘｏｉ，Ｙｏｉ）とが登録される（ｉ＝１，２，３）。最小点Ｓ［ｉ］の値は目盛りＴａ〜Ｔｃの最小値であり、最大点Ｅ［ｉ］の値は目盛りＴａ〜Ｔｃの最大値である。
【００５２】
計測値算出部１０４は、設定値テーブル１３１に基づき∠Ｓ［ｉ］Ｏ［ｉ］Ｅ［ｉ］、∠Ｓ［ｉ］Ｏ［ｉ］Ｐ［ｉ］、線分Ｏ［ｉ］Ｓ［ｉ］、線分Ｏ［ｉ］Ｅ［ｉ］、及び線分Ｏ［ｉ］Ｐ［ｉ］を算出して、算出パラメータ１３３としてＨＤＤ１３に保存する。計測値算出部１０４は算出パラメータ１３３と設定値テーブル１３１に基づき計測値を算出する。
【００５３】
再び図６を参照すると、動作制御部１００はマーカ検出部１０５に画像Ｇ内のマーカＭの検出を指示する。マーカ検出部１０５は画像データ１３０の画像Ｇ内の規定点Ｍａ〜Ｍｄの座標を検出する。マーカ検出部１０５は規定点Ｍａ〜Ｍｄの座標をマーカ座標データ１３２としてＨＤＤ１３に保存する。なお、マーカＭの検出は例えばマッチング処理により行われる。
【００５４】
図８にはマーカ座標データ１３２の一例が示されている。マーカ座標データ１３２には、各規定点Ｍａ〜Ｍｄの前回検出された座標（「前回座標」参照）（Ｘａ，Ｙａ）〜（Ｘｄ，Ｙｄ）と新規に検出された座標（「検出座標」参照）（Ｘａ’，Ｙａ’）〜（Ｘｄ’，Ｙｄ’）が登録されている。
【００５５】
マーカ検出部１０５は、画像Ｇから検出した規定点Ｍａ〜Ｍｄの座標を検出座標として保存する。マーカ検出部１０５は、その検出座標が前回座標と異なる場合、検出座標により前回座標を更新する。なお、マーカ検出部１０５は、プログラムの起動時、前回座標が保存されていないため、後述するマーカ座標データの初期設定処置で保存した規定点Ｍａ〜Ｍｄの座標を前回座標として保存する。
【００５６】
再び図６を参照すると、設定入力処理部１０２は設定値テーブル１３１の登録処理が完了すると、その旨を動作制御部１００に通知する。動作制御部１００は通知に応じて計測値算出部１０４に計測値の算出処理の開始を指示する。
【００５７】
計測値算出部１０４は画像データ１３０の画像Ｇから指針Ｉａ〜Ｉｃの指示座標を検出する。計測値算出部１０４は例えば中心点Ｏ［ｉ］と指示点Ｐ［ｉ］を結ぶ線分Ｏ［ｉ］Ｐ［ｉ］を半径とする円弧上の画素の変化から指示座標を検出する。
【００５８】
計測値算出部１０４は指示座標と設定値テーブル１３１の基準座標及び中心座標と各数値から計測値を周期的に算出する。計測値算出部１０４は、上述したように例えば最大値と最小値の差分に比θ／θｏを乗ずることにより計測値を算出する。このとき、計測値算出部１０４は算出パラメータ１３３と設定値テーブル１３１から計測値を算出する。なお、計測値算出部１０４は周期的ではなく、動作制御部１００の指示に従い動作してもよい。
【００５９】
計測値算出部１０４は計測値を動作制御部１００に出力する。動作制御部１００は計測値を通信ポート１４からネットワーク９３に送信する。
【００６０】
また、設定入力処理部１０２は、基準座標に応じた数値の設定を受け付けるため、計測値算出部１０４は各メータ＃１〜＃３の目盛り内の最小値と最大値の幅、つまり計測値のレンジを設定することができる。したがって、ユーザは計器９０の種類によらず計測値を読み取ることができる。なお、計測値算出部１０４は基準座標に応じた数値を予め固定値として計測値を算出してもよい。
【００６１】
また、マーカ検出部１０５はマーカＭの規定点Ｍａ〜Ｍｄの検出座標と前回座標の比較結果を動作制御部１００に通知する。動作制御部１００は、検出座標と前回座標が相違する場合、座標補正部１０６に基準座標及び中心座標の補正を指示する。
【００６２】
座標補正部１０６は、補正部の一例であり、画像Ｇ内のマーカＭの変化に応じて基準座標及び中心座標を補正する。このため、座標補正部１０６は、例えば画像Ｇを補正する処理、画像Ｇの全体的な比較処理、あるいは撮影装置９１の位置を制御する処理のような負荷の高い処理を行わない。したがって、通信端末９２は計測値の読み取り処理の負荷を低減することができる。
【００６３】
例えば座標補正部１０６は、画像Ｇ内の規定点Ｍａ〜Ｍｄの位置の変化から、基準座標及び中心座標を射影変換により補正するための行列を算出する。このため、座標補正部１０６は負荷の低い簡単な数学的処理により高精度に計測値を算出することができる。
【００６４】
次にＣＰＵ１０の各種の処理について述べる。
【００６５】
図９は、設定値テーブル１３１の初期設定処理の一例を示すフローチャートである。本処理はＣＰＵ１０のプログラムの起動時に実行される。
【００６６】
画像取得部１０１は通信ポート１４を介して、撮像装置９１が撮像した計器９０の画像データ１３０を撮影装置９１から取得する（Ｓｔ１）。画像データ１３０はＨＤＤ１３に保存される。
【００６７】
次に設定入力処理部１０２は変数ｉを１にセットする（Ｓｔ２）。次に設定入力処理部１０２はモニタ１６に画像ウィンドウＷａ及び設定ウィンドウＷｂを表示する（Ｓｔ３）。画像ウィンドウＷａには画像データ１３０の画像Ｇａが表示され、設定ウィンドウＷｂには数値テーブルＴＬが表示される。
【００６８】
次に設定入力処理部１０２はメータ＃ｉの最小点Ｓ［ｉ］、指示点Ｐ［ｉ］、最大点Ｅ［ｉ］、及び中心点Ｏ［ｉ］の各座標の設定を受け付ける（Ｓｔ４）。このとき、ユーザは例えばマウスなどによりポインタＰＴを操作することにより最小点Ｓ［ｉ］、指示点Ｐ［ｉ］、最大点Ｅ［ｉ］を指定し、設定入力処理部１０２は指定された座標を設定値テーブル１３１に登録する。
【００６９】
次に設定入力処理部１０２はメータ＃ｉの目盛りＴａ〜Ｔｃの最大値、最小値、及び現在値の設定を受け付ける（Ｓｔ５）。このとき、ユーザは例えばキーボードにより値を数値テーブルＴＬに入力し、設定入力処理部１０２は入力された値を設定値テーブル１３１に保存する。なお、Ｓｔ４及びＳｔ５の各処理は順不同である。
【００７０】
次に設定入力処理部１０２は設定値テーブル１３１に基づき∠Ｓ［ｉ］Ｏ［ｉ］Ｅ［ｉ］、∠Ｓ［ｉ］Ｏ［ｉ］Ｐ［ｉ］、線分Ｏ［ｉ］Ｓ［ｉ］、線分Ｏ［ｉ］Ｅ［ｉ］、及び線分Ｏ［ｉ］Ｐ［ｉ］を算出して（Ｓｔ６）、算出パラメータ１３３としてＨＤＤ１３に保存する（Ｓｔ７）。
【００７１】
次に設定入力処理部１０２は変数ｉに１を加算する（Ｓｔ８）。次に設定入力処理部１０２は変数ｉを所定値Ｉｍａｘ（本例では３）と比較する（Ｓｔ９）。変数ｉが所定値Ｉｍａｘ以下である場合（Ｓｔ９のＮｏ）、未設定のメータ＃１〜＃３があるため、設定入力処理部１０２は再びＳｔ３以降の各処理を実行する。
【００７２】
また、変数ｉが所定値Ｉｍａｘを超える場合（Ｓｔ９のＹｅｓ）、全てのメータ＃１〜＃３の設定が完了しているため、設定入力処理部１０２は図９の処理を終了する。
【００７３】
このように、設定入力処理部１０２は、最小点Ｓ［ｉ］、指示点Ｐ［ｉ］、最大点Ｅ［ｉ］、及び中心点Ｏ［ｉ］の各座標の設定と目盛りＴａ〜Ｔｃの最大値、最小値、及び現在値を設定する。このため、通信端末９２は計器９０の種類によらずに計測値を読み出すことができる。
【００７４】
図１０は、マーカ座標データ１３２の初期設定処理の一例を示すフローチャートである。本処理はＣＰＵ１０のプログラムの起動時に実行される。
【００７５】
画像取得部１０１は通信ポート１４を介して撮影装置９１から画像データ１３０を取得する（Ｓｔ１１）。画像データ１３０はＨＤＤ１３に保存される。なお、本処理はＳｔ１の処理と同時に行ってもよい。この場合、Ｓｔ１で取得したマーカ座標データ１３２の初期設定用の画像データと同一の画像データを、設定値テーブル１３１の設定時にも用いることができる。
【００７６】
次にマーカ検出部１０５は、画像ＧａからマーカＭを検出する（Ｓｔ１２）。このとき、マーカ検出部１０５はパタンマッチングなどの手段によりマーカＭを検出する。
【００７７】
次にマーカ検出部１０５はマーカＭの各規定点Ｍａ〜Ｍｄの座標をマーカ座標データ１３２の前回座標としてＨＤＤ１３に保存する（Ｓｔ１３）。
【００７８】
図１１は、計測値の算出処理の一例を示すフローチャートである。本処理は、上記の各初期設定処理の後、例えば周期的に実行される。
【００７９】
画像取得部１０１は通信ポート１４を介して撮影装置９１から画像データ１３０’を取得する（Ｓｔ２１）。
【００８０】
次に画像取得部１０１は、ＨＤＤ１３に保存済みの画像データ１３０の有無を判定する（Ｓｔ２２）。画像取得部１０１は、画像データ１３０がＨＤＤ１３に保存されていない場合（Ｓｔ２２のＮｏ）、新たに取得された画像データ１３０’をＨＤＤ１３に保存して（Ｓｔ３６）、処理を終了する。また、保存済みの画像データ１３０が有る場合（Ｓｔ２２のＹｅｓ）、この画像データを前回取得の画像データとして用い、Ｓｔ２３以降の各処理が実行される。
【００８１】
計測値算出部１０４は前回取得された画像データ１３０と新たに取得された画像データ１３０’の差分画像を生成する（Ｓｔ２３）。次に計測値算出部１０４は差分画像をグレースケールに変換する（Ｓｔ２４）。次に計測値算出部１０４はグレースケールの画像を二値化する（Ｓｔ２５）。次に計測値算出部１０４は、二値化した画像を例えば平均化フィルタによりフィルタリング処理する（Ｓｔ２６）。
【００８２】
次に計測値算出部１０４は変数ｉを１にセットする（Ｓｔ２７）。次に計測値算出部１０４はメータ＃ｉの画像内の中心点Ｏ［ｉ］から半径Ｒ［ｉ］の円周上に位置する画素を抽出する（Ｓｔ２８）。ここで、中心点Ｏ［ｉ］の座標は設定値テーブル１３１から取得され、半径Ｒ［ｉ］は算出パラメータ１３３の線分Ｏ［ｉ］Ｐ［ｉ］から取得される。
【００８３】
次に計測値算出部１０４は、抽出した画素の色などが前回抽出した画素から変化したか否かを判定する（Ｓｔ２９）。画素に変化がない場合（Ｓｔ２９のＮｏ）、画像取得部１０１は新たに取得された画像データ１３０’をＨＤＤ１３に保存して（Ｓｔ３６）、処理を終了する。なお、画素の抽出が初回である場合も同様にＳｔ３６の処理が実行される。
【００８４】
画素に変化がある場合（Ｓｔ２９のＹｅｓ）、計測値算出部１０４は指示点Ｐ［ｉ］の座標を画素の変化点に更新する（Ｓｔ３０）。次に計測値算出部１０４は新たな指示点Ｐ［ｉ］の座標に基づき算出パラメータ１３３の∠Ｓ［ｉ］Ｏ［ｉ］Ｐ［ｉ］及び線分Ｏ［ｉ］Ｐ［ｉ］を更新する（Ｓｔ３１）。これにより計測値算出部１０４は指針Ｉａ〜Ｉｃの指示座標を取得する。
【００８５】
次に計測値算出部１０４は算出パラメータ１３３の∠Ｓ［ｉ］Ｏ［ｉ］Ｅ［ｉ］と∠Ｓ［ｉ］Ｏ［ｉ］Ｐ［ｉ］の比（θ／θｏ）を算出する（Ｓｔ３２）。次に計測値算出部１０４は設定値テーブル１３１内の最大値と最小値の差と算出した角度の比から計測値を算出する（Ｓｔ３３）。なお、計測値は例えばＣＰＵ１０から通信ポート１４を介してネットワーク９３に送信される。
【００８６】
次に計測値算出部１０４は変数ｉに１を加算する（Ｓｔ３４）。次に計測値算出部１０４は変数ｉと所定値Ｉｍａｘを比較する（Ｓｔ３５）。変数ｉが所定値Ｉｍａｘ以下である場合（Ｓｔ３５のＮｏ）、計測値の読み取りが完了していないメータがあるため、計測値算出部１０４は再びＳｔ２８以降の各処理を実行する。
【００８７】
また、変数ｉが所定値Ｉｍａｘを超える場合（Ｓｔ３５のＹｅｓ）、全てのメータ＃１〜＃３の設定が完了しているため、計測値算出部１０４は新たに取得された画像データ１３０’をＨＤＤ１３に保存し（Ｓｔ３６）、図１１の処理を終了する。
【００８８】
このように、計測値算出部１０４は指示座標、基準座標、及び中心座標に基づき∠Ｓ［ｉ］Ｏ［ｉ］Ｅ［ｉ］と∠Ｓ［ｉ］Ｏ［ｉ］Ｐ［ｉ］の比を算出することにより計測値を算出する。このため、計測値算出部１０４は負荷の低い簡単な計算により、計器の計測値を算出することができる。なお、計測値算出部１０４は∠Ｓ［ｉ］Ｏ［ｉ］Ｅ［ｉ］と∠Ｓ［ｉ］Ｏ［ｉ］Ｐ［ｉ］の比に代えて∠Ｓ［ｉ］Ｏ［ｉ］Ｅ［ｉ］と∠Ｅ［ｉ］Ｏ［ｉ］Ｐ［ｉ］の比、あるいは∠Ｓ［ｉ］Ｏ［ｉ］Ｐ［ｉ］と∠Ｅ［ｉ］Ｏ［ｉ］Ｐ［ｉ］の比を算出してもよい。
【００８９】
また、計測値算出部１０４は指針Ｉａ〜Ｔｃの指示座標が変化したときに計測値を算出する。このため、計測値の算出処理の負荷は画像データ１３０の取得のたびに計測値を算出する場合より低減される。
【００９０】
図１２は、マーカＭの検出処理の一例を示すフローチャートである。本処理は例えば計測値の算出処理に同期して実行され、その算出処理より先に実行される。
【００９１】
画像取得部１０１は通信ポート１４を介して撮影装置９１から画像データ１３０’を取得する（Ｓｔ４１）。画像データ１３０はＨＤＤ１３に保存される。なお、計測値算出とマーカＭの検出には同一の画像データを用いた方が好ましいため、本処理はＳｔ２１の処理と同時に行ってもよい。
【００９２】
マーカ検出部１０５は画像データ１３０として保存されている画像からマーカＭを検出する（Ｓｔ４２）。このとき、マーカ検出部１０５はパタンマッチングなどの手段によりマーカＭを検出する。
【００９３】
マーカ検出部１０５は画像Ｇ内の各規定点Ｍａ〜Ｍｄの座標をマーカ座標データ１３２の検出座標としてＨＤＤ１３に保存する（Ｓｔ４３）。マーカ検出部１０５は検出座標を前回座標と比較する（Ｓｔ４４）。マーカ検出部１０５は、検出座標と前回座標が一致する場合（Ｓｔ４４のＹｅｓ）、処理を終了する。
【００９４】
検出座標と前回座標が一致しない場合（Ｓｔ４４のＮｏ）、座標補正部１０６は基準座標及び中心座標の補正処理を実行する（Ｓｔ４５）。このとき、マーカ検出部１０５は検出座標と前回座標の不一致を動作制御部１００に通知し、動作制御部１００は座標補正部１０６に補正を指示する。
【００９５】
補正処理後、マーカ検出部１０５は検出座標により前回座標を更新し（Ｓｔ４６）、マーカ座標データ１３２の前回座標が検出座標により上書きされる。
【００９６】
このように、基準座標及び中心座標の補正処理はマーカＭの変化に応じて実行されるため、基準座標及び中心座標は計器９０と撮影装置９１の位置関係の変化に応じて補正される。また、補正処理は前後して撮像された画像ＧｄのマーカＭが変化したときに実行されるため、マーカＭの位置などに変化がないときには補正処理が実行されず、画像Ｇの取得のたびに補正処理を実行する場合より負荷が低減される。
【００９７】
図１３は、補正処理の一例を示すフローチャートである。本処理はＳｔ４５において実行される。
【００９８】
座標補正部１０６は、マーカＭの規定点Ｍａ〜Ｍｄの座標の変化から射影変換の行列を算出する（Ｓｔ５１）。例えば座標補正部１０６はマーカ座標データ１３２内の各規定点Ｍａ〜Ｍｄの前回座標と今回座標の差分から数学的な手法により射影変換の行列を算出する。なお、数学的手法は特定の手法に限定されない。
【００９９】
次に座標補正部１０６は設定値テーブル１３１内の指示座標、基準座標、及び中心座標を上記の行列により射影変換することにより補正する（Ｓｔ５２）。これにより計器９０と撮影装置９１の位置関係の変化に応じて指示座標、基準座標、及び中心座標が補正される。
【０１００】
次に座標補正部１０６は、∠Ｓ［ｉ］Ｏ［ｉ］Ｅ［ｉ］、∠Ｓ［ｉ］Ｏ［ｉ］Ｐ［ｉ］、線分Ｏ［ｉ］Ｓ［ｉ］、線分Ｏ［ｉ］Ｅ［ｉ］、及び線分Ｏ［ｉ］Ｐ［ｉ］を算出する（Ｓｔ５３）。これにより計器９０と撮影装置９１の位置関係の変化に応じて算出パラメータ１３３が補正される。
【０１０１】
座標補正部１０６は、画像Ｇ内のマーカＭの変化に応じて基準座標と中心座標を補正する。座標補正部１０６は、例えば画像Ｇを補正する処理、画像Ｇの全体的な比較処理、あるいは撮影装置９１の位置を制御する処理のような負荷の高い処理を行わない。したがって、計測値の読み取り処理の負荷が低減される。なお、マーカＭが計器９０の種類によらずに共通である場合、座標補正部１０６は計器９０の種類によらず補正処理を実行することができる。
【０１０２】
本実施例では計器９０の一例として、目盛りＴａ〜Ｔｃが円弧状に配置されたメータ＃１〜＃３を挙げたが、これに限定されない。例えば目盛りＴａ〜Ｔｃが直線状に配置された計器も上記の計器読み取り方法を適用することができる。この場合、円弧状の目盛りＴａ〜Ｔｃの場合とは異なり、中心点Ｏ［ｉ］から最大値Ｅ［ｉ］または最小点Ｓ［ｉ］、及び指示点Ｐ［ｉ］のなす角度の比θ／θｏを算出する必要がなく、最大値Ｅ［ｉ］、最小点Ｓ［ｉ］、及び指示点Ｐ［ｉ］の間の距離の比から計測値を算出することが可能である。
【０１０３】
なお、座標の補正は、計器９０上の座標の補正だけでなく、指定された座標範囲内の画像の撮影装置と被写体の位置関係の変化に応じて補正する場合にも有用である。例えば画像内の特定の範囲を画定する座標を初期設定で指定しておき、マーカＭの変化に応じて初期設定された座標を補正すれば、特定範囲内の画像を補正することが可能である。
【０１０４】
また、上記の例では通信端末９２に計器読み取り機能９２０が備えられる場合を挙げたが、これに代えてサーバ９４に計器読み取り機能９４０が備えられてもよい。この場合、通信端末９２は撮影装置９１からの画像データ１３０を、ネットワーク９３を介してサーバ９４に転送し、サーバ９４の画像取得部１０１はネットワーク９３から画像データ１３０を取得する。なお、サーバ９４は複数の計測値から計測結果を総合的に分析してもよい。
【０１０５】
上述した実施形態は本発明の好適な実施の例である。但し、これに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変形実施可能である。
【符号の説明】
【０１０６】
１０      ＣＰＵ
１０１     画像取得部
１０２     設定入力処理部
１０４     計測値算出部
１０５     マーカ検出部
１０６     座標補正部
９０      計器
９１      撮影装置
９２      通信端末
９４      サーバ
Ｍ      マーカ
Ｍａ〜Ｍｄ     規定点
Ｔａ〜Ｔｃ     目盛り
Ｉａ〜Ｉｃ     指針
【図１】
2019204238.tif 000003
【図２】
2019204238.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
2019204238.tif 000007
【図６】
2019204238.tif 000008
【図７】
2019204238.tif 000009
【図８】
2019204238.tif 000010
【図９】
2019204238.tif 000011
【図１０】
2019204238.tif 000012
【図１１】
2019204238.tif 000013
【図１２】
2019204238.tif 000014
【図１３】
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