(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
文字およびその上方に位置する所定パターンの黒丸が所定の間隔で付された標尺の目盛り面を視準望遠鏡で視準して撮像する撮像手段と、
該撮像手段が撮像した目盛り面の画像を画素単位の画素データとして記憶する記憶手段と、
前記記憶手段が記憶した画素データを解析する解析手段と、を備え、
該解析手段は、前記記憶手段が記憶した画素データから、前記文字の上端位置を検出して、該上端位置よりも上方の所定位置から水平方向に画素データ列のレベルを検知して連続した黒レベルが存在するか否か判定し、連続した黒レベルが１つ以上存在するときは該連続した黒レベルのそれぞれの略中心位置から鉛直上方に画素データ列のレベルを検知し、連続した黒レベルが複数存在するときは連続した黒レベルと連続した黒レベルの略中間位置から鉛直上方に画素データ列のレベルを検知して、これら画素データ列のレベルの検知により検出された連続した黒レベルの数により黒丸の数を検出すること、
を特徴とする標尺の文字自動読み取り装置を備えた測量機。
【請求項２】
前記標尺の目盛り面は、鉛直方向と水平方向の辺を有する明暗の帯からなる目盛りが鉛直方向に所定周期で並べられたピッチスケールと、該ピッチスケールを挟んで一方の側にピッチスケールに沿って所定の間隔で付された前記文字及び黒丸のパターンと、他方の側に前記文字及び黒丸のパターンの間隔とは異なる間隔で並べられた、前記文字より小さい文字とを有し、前記解析手段は、前記ピッチスケールの目盛りの画像の像幅または像高の画素数が所定のしきい値以上か否かにより前記小さい文字を認識するか前記文字及び黒丸のパターンを認識するかを判定する請求項１記載の標尺の文字自動読み取り装置を備えた測量機。
【請求項３】
前記解析手段は、前記文字及び黒丸のパターンを認識するとき、前記記憶手段に記憶した画素データ中、水平方向の画素データ列について順に画素データのレベルを検知して文字が含まれる左右の境界位置を検出する処理を、鉛直方向の異なる位置の画素データ列について実行して、文字が含まれる左右の境界を含む画素データ列が文字の高さ相当分連続して検出されたとき、境界が検出された鉛直方向の最上位置および最下位置の画素データ列を文字の上端位置および下端位置とする請求項１または２記載の標尺の文字自動読み取り装置を備えた測量機。
【請求項４】
前記解析手段は、前記検出した上下と左右の各境界位置における水平方向と鉛直方向の画素データ列について、一列の画素データ中に連続した黒レベルが存在しているか否かを検知し、連続した黒レベルが存在すると検知したときは検知する画素データ列の検知範囲を広げ、連続した黒レベルが含まれないと判断したときは画素データ列の検知範囲を狭めて、認識する文字の上下および左右の境界位置を修正する請求項３記載の標尺の文字自動読み取り装置を備えた測量機。
【請求項５】
前記解析手段は、前記検出した上下および左右の境界位置から文字の縦横比を求めて、その文字が１か否か判定する請求項４記載の標尺の文字自動読み取り装置を備えた測量機。
【請求項６】
前記解析手段は、前記文字が数字の１では無いと認識したときは、前記境界位置より内方に位置する、略長方形の４個の頂点に相当する特徴位置の画素データレベルを検知して、その組み合わせによって他の数字を判定する請求項５記載の標尺の文字自動読み取り装置を備えた測量機。
【請求項７】
前記解析手段は、前記判定する文字が小さな１桁から３桁の数字と判定したときは、前記ピッチスケールの目盛りの所定位置を基準として、各桁の文字の概略範囲を設定し、各文字の概略範囲を囲む上下、左右辺の画素データレベルをチェックし、連続した黒レベルが存在するか否かによって、文字の上下、左右の境界位置を検出し、該境界位置に基づいて文字の縦横比を求め、該文字が数字の１か否か判定する請求項２記載の標尺の文字自動読み取り装置を備えた測量機。
【請求項８】
前記解析手段は、前記文字が数字の１ではないと判定したときは、前記境界位置より内方に位置する１個の特徴位置を算出し、その特徴位置の画素データレベルをチェックして、その結果により可能性のある数字を判定結果とし、この判定結果をもとに別の特徴位置を算出して同様に画素データレベルをチェックする処理を、可能性のある数字が一つになるまで繰り返す請求項７記載の標尺の文字自動読み取り装置を備えた測量機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の技術分野】
本発明は、視準望遠鏡などの望遠鏡視野内の画像を撮像して文字認識する、標尺の文字自動読み込み装置を備えた測量機に関する。
【０００２】
【従来技術およびその問題点】
従来の測量は、作業者が視準望遠鏡を覗き、十字線等と重なる、標尺に表示されている文字やパターンを読み取って測定していた。例えば図２に示す汎用標尺１０１の場合、遠距離用パターン１０２、大きな文字列１０３、小さな文字列１０４、スケール１０５およびスケール１０５の内挿値を読み取っていた。
標尺の目盛りを自動読み込み可能なデジタルオートレベルなどが開発されているが、そのオートレベル専用のコードを有する標尺を用いなければ自動読み込みはできず、汎用標尺の文字やパターンを読み取る機能は無かった。
【０００３】
また、人間の眼で文字やパターンを読み取る場合、近距離では小さい文字列１０４およびピッチスケール１０５の内挿値を読み取るだけでよいが、遠距離においてはパターン１０２、大きい文字列１０３、ピッチスケール１０５および内挿値を読み取らなければならない。
【０００４】
【発明の目的】
本発明は、従来、作業者が望遠鏡を介して視認して読み取っていた標尺の文字、パターンを自動読み取りできる標尺の文字自動読み取り装置を備えた測量機を提供することを目的とする。
【０００５】
【発明の概要】
この目的を達成する本発明は、文字およびその上方に位置する所定パターンの黒丸が所定の間隔で付された標尺の目盛り面を視準望遠鏡で視準して撮像する撮像手段と、該撮像手段が撮像した目盛り面の画像を画素単位の画素データとして記憶する記憶手段と、前記記憶手段が記憶した画素データを解析する解析手段と、を備え、該解析手段は、前記記憶手段が記憶した画素データから、前記文字の上端位置を検出して、該上端位置よりも上方の所定位置から水平方向に画素データ列のレベルを検知して連続した黒レベルが存在するか否か判定し、連続した黒レベルが１つ以上存在するときは該連続した黒レベルのそれぞれの略中心位置から鉛直上方に画素データ列のレベルを検知し、連続した黒レベルが複数存在するときは連続した黒レベルと連続した黒レベルの略中間位置から鉛直上方に画素データ列のレベルを検知して、これら画素データ列のレベルの検知により検出された連続した黒レベルの数により黒丸の数を検出すること、に特徴を有する。
前記標尺の目盛り面は、鉛直方向と水平方向の辺を有する明暗の帯からなる目盛りが鉛直方向に所定周期で並べられたピッチスケールと、該ピッチスケールを挟んで一方の側にピッチスケールに沿って所定の間隔で付された前記文字及び黒丸のパターンと、他方の側に前記文字及び黒丸のパターンの間隔とは異なる間隔で並べられた、前記文字より小さい文字とを有し、前記解析手段は、前記ピッチスケールの目盛りの画像の像幅または像高の画素数が所定のしきい値以上か否かにより前記小さい文字を認識するか前記文字及び黒丸のパターンを認識するかを判定する。
解析手段は、前記文字及び黒丸のパターンを認識するとき、前記記憶手段に記憶した画素データ中、水平方向の画素データ列について順に画素データのレベルを検知して文字が含まれる左右の境界位置を検出する処理を、鉛直方向の異なる位置の画素データ列について実行して、文字が含まれる左右の境界を含む画素データ列が文字の高さ相当分連続して検出されたとき、境界が検出された鉛直方向の最上位置および最下位置の画素データ列を文字の上端位置および下端位置とする
そして、解析手段は、前記検出した上下と左右の各境界位置における水平方向と鉛直方向の画素データ列について、一列の画素データ中に連続した黒レベルが存在しているか否かを検知し、連続した黒レベルが存在すると検知したときは検知する画素データ列の検知範囲を広げ、連続した黒レベルが存在しないと判断したときは画素データ列の検知範囲を狭めて、認識する文字の上下および左右の境界位置を修正する。
さらに、前記検出した上下および左右の境界位置から文字の縦横比を求めて、その文字が１か否か判定する。文字が数字の１では無いと認識したときは、前記境界位置より内方に位置する、略長方形の４個の頂点に相当する特徴位置の画素データレベルを検知して、その組み合わせによって他の数字を判定する。
【０００６】
さらに前記解析手段は、前記判定する文字が小さな１桁から３桁の数字と判定したときは、前記ピッチスケールの目盛りの所定位置を基準として、各桁の文字の概略範囲を設定し、各文字の概略範囲を囲む上下、左右辺の画素データレベルをチェックし、連続した黒レベルが存在するか否かによって、文字の上下、左右の境界位置を検出し、該境界位置に基づいて文字の縦横比を求め、該文字が数字の１か否か判定する。
そして前記解析手段は、前記文字が数字の１ではないと判定したときは、前記境界位置より内方に位置する１個の特徴位置を算出し、その特徴位置の画素データレベルをチェックして、その結果により可能性のある数字を判定結果とし、この判定結果をもとに別の特徴位置を算出して同様に画素データレベルをチェックする処理を、可能性のある数字が一つになるまで繰り返す。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下図面に基づいて本発明を説明する。まず、本発明を適用した測量機（デジタルレベル）の実施形態の光学系の概要を図１を参照して、汎用スタッフの一例を図２を参照して説明する。
【０００８】
このディジタルレベル１０は視準望遠鏡１１として、視準物側から、対物レンズ群（対物光学系）Ｌ１、焦点調節レンズ群（焦点調節光学系）Ｌ２、補償・正立光学素子（補償・正立光学系）Ｌ３、光束分割光学素子（分割光学系）Ｌ４、焦点板１３および接眼レンズ（接眼光学系）Ｌ５を備えている。焦点板１３には十字線（鉛直ラインおよび水平ライン）およびスタジアライン（アッパスタジアラインおよびロアスタジアライン）が設けられている。したがって作業者がこの接眼レンズ群Ｌ５を介してこの視準望遠鏡１１により標尺を視準すると、対物レンズ群Ｌ１および焦点調節レンズ群Ｌ２を介して焦点板１３上に形成されるその標尺の目盛り面の像と、焦点板１３に形成された十字線（鉛直ラインおよび水平ライン）およびスタジアライン（アッパスタジアラインおよびロアスタジアライン）とが重なって視認される。作業者は、鉛直ライン、水平ライン、アッパスタジアラインおよびロアスタジアラインが重なった標尺の目盛り面の像を目視し、標尺のパターン、数字、スケールなどを読み取って測量値を得る（図４参照）。なお、補償・正立光学素子Ｌ３としては、例えば吊りコンペンセータ正立プリズムなどが使用される。
【０００９】
このディジタルレベル１０は、対物レンズ群Ｌ１および焦点調節レンズ群Ｌ２によって形成される標尺の目盛り面の像を撮像する撮像手段としてエリアセンサ２１を備えている。光束分割光学素子Ｌ４に入射した光束は、分割面Ｌ４Ｄを透過して接眼レンズＬ５に向かって進む光束と、分割面Ｌ４Ｄで反射されてエリアセンサ２１方向に進む光束とに分割される。エリアセンサ２１方向に分割された光束は、エリアセンサ２１の受光面２１ａ上に入射する。エリアセンサ２１の受光面２１ａは焦点板１３の焦点面と等価位置に配置されているので、標尺の目盛り面に焦点が合っているときは、受光面２１ａに目盛り面の鮮明な像が形成される。
【００１０】
このディジタルレベル１０は、詳細は図示しないが、このエリアセンサ２１で撮像した画像データを利用したコントラスト法によって焦点状態を検出し、焦点調節する自動焦点調節装置を備えている。エリアセンサ２１で撮像した標尺の像のコントラストが最も高くなる合焦位置まで焦点調節レンズ群Ｌ２を移動する構成である。また、自動焦点調節装置は、焦点調節レンズ群Ｌ２を保持して光軸方向に移動するレンズ駆動機構１５、このレンズ駆動機構１５を駆動する動力源としてのモータ１７、および焦点調節レンズ群Ｌ２の位置を検出するエンコーダ１９を備えている。
【００１１】
このディジタルレベル１０のディジタル測量系の主要回路構成について、図１を参照して説明する。エリアセンサ２１の受光面２１ａは、焦点板１３と等価な位置に配置されている。つまり、視準望遠鏡１１によって標尺を視準しているときは、その標尺の目盛り面の像がエリアセンサ２１の受光面２１ａに形成される。
なお、エリアセンサ２１の受光面２１ａ（センサ領域）は一般に長方形であって、受光面２１ａのエリアが広い方向を水平方向、エリアが狭い方向を垂直方向としたときに、標尺の長手方向の像がエリアセンサ２１の垂直方向に結像するようにエリアセンサ２１を取り付けた場合、視準望遠鏡１１が水平に設置された状態において、受光面２１ａの垂直方向が視準視野における鉛直方向と一致する。
また、標尺の長手方向の像がエリアセンサ２１の水平方向に結像するようにエリアセンサ２１を取り付けた場合、視準望遠鏡１１が水平に設置された状態において、受光面２１ａの水平方向が視準視野における鉛直方向と一致する。
【００１２】
エリアセンサ２１は、受光面２１ａに形成された像を各受光素子（光電変換素子）によって電気的な画素信号に変換して蓄積し、画素単位で出力する。エリアセンサ２１としては、いわゆるＣＣＤ撮像素子、ＣＭＯＳ型撮像素子などを使用できるが、本実施の形態では、エリアセンサ２１で撮像した画像が画素単位の画素データとして、画像処理回路２５を介してフレームメモリ（ＲＡＭ）２７にメモリされる。つまり、エリアセンサ２１から出力された画素信号は、Ｓ／Ｈ（サンプルホールド）・Ａ／Ｄ変換回路２３によって量子化（数値化）される。そして量子化された画素信号が、画像処理回路２５を介してフレームメモリ（ＲＡＭ）２７にメモリされる。
【００１３】
フレームメモリ２７に書き込まれた１フレーム分のディジタル画像データは、画素データ単位で画像処理回路２５に読み込まれ、所定の処理が施され、解析手段としてのＣＰＵ３１によって所定の画像解析がなされる。ＣＰＵ３１は、画像解析処理によってエリアセンサ２１が撮像した標尺の目盛り面の画像情報を解析し、識別してレベル、距離を演算する。そしてＣＰＵ３１は、求めたレベルまたは距離に関するデータを表示器３３に表示して作業者に知らせる。また、フレームメモリ２７は、画像解析のためのワークエリアとしても使用されるメモリである。
【００１４】
エリアセンサ２１の撮像動作、例えば不要電荷の掃き出し、電荷の蓄積（撮像）、蓄積電荷の出力（画素信号出力）、Ｓ／Ｈ・Ａ／Ｄ変換回路２３のサンプリングおよびＡ／Ｄ変換動作、画像処理回路２５の動作など一連の動作は、タイミングジェネレータ２９から出力されるクロックパルスに同期して実行される。
【００１５】
ＣＰＵ３１は、測量処理前には、測量に必要な項目、パラメータ等を表示器３３に表示し、自動測量処理を実行したときは測量結果等を表示器３３に表示する。またＣＰＵ３１は、自動焦点調節モードのときは、エリアセンサ２１で撮像した標尺像のコントラストを検出するコントラスト法によって焦点状態を検出し、焦点状態から焦点調節レンズ群Ｌ２を合焦位置に移動するために必要な駆動方向および駆動量を求めてモータドライバ３７を介してモータ１７を駆動し、レンズ駆動機構１５を介して焦点調節レンズ群Ｌ２を合焦位置まで駆動する。
【００１６】
また、焦点調節レンズ群Ｌ２の光軸方向位置は、エンコーダ１９を介して検知される。焦点調節レンズ群Ｌ２の位置と合焦する物体距離の関係は一義的に決まるので、焦点調節レンズ群Ｌ２の位置を検出できれば、その位置から合焦した物体までのおよその距離が求まる。
【００１７】
なお、自動測量に必要なパラメータの選択、入力などは、入力手段、例えばキーボード３９により行う。またキーボード３９には、例えばテンキー、ファンクションキー、あるいは専用の操作キーを備えることができる。
【００１８】
メモリ３５には、調整基準値、温度補償係数など通常の測量に必要な補正情報と、標尺の目盛り面のパターン、数字、またはスケールを解析、識別するために必要なデータが、複数の標尺について用意され、書き込まれている。
【００１９】
メモリ３５としては、ＥＥＰＲＯＭ、あるいは着脱可能な不揮発性メモリが適している。ＥＥＰＲＯＭ、フラッシュＲＯＭなどは、電気的に書き換えが可能なメモリで、電源を切ってもその内容を失わず、記憶しておくことが可能なため、プログラムを記憶しておくことの外に、各装置毎に異なる調整値や設定値を記憶しておくのに適している。精密な測定のため、定期的に調整値を変更する必要があるような測量機について有利である。
特にこのような装置においては、望遠鏡を覗いたときの水平ラインと撮像手段の受光面上に設定する水平ラインとの関係が重要で、これが一致しなくなった場合は再度調整し、調整値を書き換える必要があるので、上記不揮発性メモリが適している。
【００２０】
以上のディジタル測量、つまりレベル（水平ヘアライン上の標尺の読み値）、水平距離の自動読み込み処理は、ディジタル測量開始キーがオン操作されたときにＣＰＵ３１が、作業者が予めキーボード３９を介して選択した標尺コード情報に対応するデータをメモリ３５から読出して実行する。なお、このレベル、水平距離の自動読み込み処理を実行する前に、正確な測定を可能にするため、予め自動焦点調節装置によって合焦させておくか、作業者が手動で焦点調節して測定対象に対して合焦させておく。
【００２１】
視準望遠鏡１１の視野５１は、視準望遠鏡１１の視野絞りによって規制され、通常、図２に示すように輪郭が円形になる。この視野５１内に、焦点板１３に設けられた、十字線として鉛直ライン５２および水平ライン５３およびスタジアとしてアッパスタジアライン５４およびロアスタジアライン５５が視認できる。
一方、エリアセンサ２１の有効な受光面２１ａは、視野５１と同領域とする必要はないが、本実施の形態ではアッパスタジアライン５４よりも上方領域およびロアスタジアライン５５より下方領域を含むように設定してある。
【００２２】
この実施形態では、光束分割光学素子（プリズム）Ｌ４を焦点板１３よりも対物レンズ群Ｌ１側に配置してあるので、接眼レンズＬ５から視準望遠鏡１１を覗いた場合、物体側の像の上に十字線（ライン５２、５３、５４、５５）が重なって見える。しかし、エリアセンサ２１の受光面２１ａに物体側の像は形成されるが、ライン５２、５３、５４、５５の像は形成されない。また、物体側の像の上に重なるライン５２、５３、５４、５５の像の位置は、観測する対象が変わっても視野の中で常に同じ位置になる。そこで、予めライン５２、５３、５４、５５の像に相当するエリアセンサ２１上の位置（座標）を求めてメモリ３５に記憶させておく。
ここで、ライン５２、５３、５４、５５の像の位置はエリアセンサ２１上の画素アドレスとして記憶させるが、ライン５２、５３、５４、５５の像は必ずしも受光素子上に重なる訳ではないので、ライン５２、５３、５４、５５の像位置は、画素アドレスとともにその内挿値を求め、その内挿値もメモリ３５に記憶させておく。
【００２３】
また、エリアセンサ２１の傾きを考慮して、１本のライン５２、５３、５４、５５に対して少なくとも離反した２点のアドレスを求める。その求め方は、例えば十字線のチャートを用意してこれを正確に鉛直方向に設置する。そしてこの十字線チャートを視準望遠鏡１１を通して視準し、ライン５２、５３と十字線とを一致させる。このとき、エリアセンサ２１上に形成された十字線の画像データから、線の部分のピークを検出し、そのアドレス（鉛直方向の位置および水平方向の位置）を算出する。ただし、このときの十字線チャートが水平および垂直の基準となるので、チャート位置の設定および調整は正確に行い、鉛直、水平ライン５２、５３はこれに合わせて可及的正確に調整するようにする。
【００２４】
次に、このディジタルレベル１０によって自動認識可能な、測量に広く使用されている汎用のスタッフ（標尺）の構成について説明する。汎用標尺（スタッフ）にもいろいろな種類（等級、材質）、いろいろな表示（文字列、パターン、スケール）のものがあるが、一例として最も汎用的な簡易水準用の標尺１０１の構成について説明する。標尺１０１は最高５mまで測量可能なアルミ製の３段引出し式の箱尺であって、最下段の幅が５０mm、中間の段の幅が４５mm、最上段の最も幅狭段の幅が４０mmである。
【００２５】
図２には、視準望遠鏡１１の視野５１において観測される標尺１０１の目盛り面（表示面）の様子を示してある。この標尺１０１の目盛り表示は、遠距離用パターン１０２、遠距離用の大きな文字列１０３、近距離用の小さな文字列１０４及び１０mmピッチの目盛りとしてのピッチスケール１０５からなる。なお、通常、標尺１０１の目盛り面の地色は白色、遠距離用パターン１０２、文字列１０３、１０４、ピッチスケール１０５は黒色または赤色である。
【００２６】
大きな文字列１０３の各数字の文字高は５０mmであり、小さな文字列１０４の各数字の文字高は６mmである。文字列１０３、１０４の各数字の上辺とピッチスケール１０５の目盛り（黒帯）の上辺とは、標尺１０１が鉛直に設置されたときに同一水平線上に位置するように設定されていて、各数字の上辺よりも上方がその数字で示された高さになる。
そして大きな文字の文字幅は、下段から順に１１mm、９mm、８mmであり、小さな文字の文字幅は段に関係なく２.５mmである。
【００２７】
遠距離用パターン１０２は、大きな文字列１０３の各数字の上部に付された黒丸であって、黒丸１個は１×１０００mm（１m）台であることを示している。例えば図２において、黒丸３個は３×１０００mm（３m）台であることを表示し、黒丸２個は２×１０００mm台であることを表示している。大きな文字列１０３は１桁の数字で構成され、単位は１００mm（１０cm）である。例えば図２の大きな文字列１０３の数字「２」は２×１００＝２００mm台であることを示している。図２の場合、大きな文字列１０３の文字「２」の上部に遠距離用パターン１０２として黒丸３個が付されているので、この大きな文字列１０３の数字２は３０００＋２００＝３２００mm台を示していることが分かる。
【００２８】
小さな文字列１０４は３桁の数字で示され、最小単位（下一桁目）は１cm（10mm）であり、二桁目は１０cm（100mm）台、三桁目は１００cm（1,000mmまたは１m）台を表示している。例えば、図２において小さな文字列１０４の３桁の数字「３２３」は３２３cm、３２３０mmまたは３m２３cmであることを示している。
【００２９】
１０mmピッチスケール１０５は、二列で構成されていて、左の５ミリ目盛りＳ１は５mm単位で形成された、１０mm周期の明暗の帯の繰り返しであり、右の１０ミリ目盛りＳ２は１０mm単位で形成された、２０mm周期の明暗の帯の繰り返しである。なお、目視による測量の場合、通常、近距離においてはピッチスケール１０５の白または黒帯の幅５mmの１／５、すなわち１mmまで読み取るが、本発明の実施の形態の自動読み取り処理によれば、所定の端数演算によって、１mmより小さい値を読み取ることができる。
【００３０】
また、目視による水準測量の場合、作業者は、視準望遠鏡１１の視野において、レベル（水準高さ）は水平ライン５３が重なる標尺１０１の目盛り面の遠距離用パターン１０２、文字列１０３、１０４の数字およびピッチスケール１０５から読み取り、所定の数式に代入して演算する。距離は、上下のスタジアライン５４、５５が重なる標尺１０１の目盛り面の遠距離用パターン１０２、文字列１０３、１０４の数字およびピッチスケール１０５を読み取ってスタジアライン５４、５５間の長さを求め、求めた長さを所定の数式に代入して演算する。なお、図において符号５２は十字線の鉛直ラインであり、鉛直ライン５２と水平ライン５３の交点を視準望遠鏡１１の視準軸（光軸）Ｏが通るように設定されている。
【００３１】
このディジタルレベル１０によって視準した標尺の文字を自動認識する本発明の実施形態について、さらに図３〜図７を参照して以下説明する。
この文字・パターン認識処理は、作業者等により動作スイッチが押されたときに、ＣＰＵ３１がＲＯＭ３５に格納されたプログラムを読み込んで実行する処理である。理解を容易にするため、汎用標尺として、標尺１０１を使用するものとする。なお、この処理に入る前に、視準望遠鏡１０１によって標尺１０１を視準し、焦点調節レンズ群Ｌ２を駆動して標尺１０１に合焦させた状態で、エリアセンサ２１を駆動して１フレーム分の画像データが画素データとしてフレームメモリ２７に書き込まれている。
この実施形態では、視準望遠鏡１１を標尺１０１に合焦させ、該標尺１０１における１０５cm〜１１２cm範囲の目盛りを視準した場合、つまり、視野内に図４に示す目盛りが含まれている場合を一例として説明する。
【００３２】
この文字・パターン認識処理に入るときは、その前に、先ず使用している標尺の判別をし、目盛り部分を検出する。その後、この文字・パターン認識処理に入る。
【００３３】
文字・パターン認識処理に入ると、先ず、認識する文字の種類を判別する（Ｓ２１）。本実施の形態では、大きな文字列１０３か小さな文字列１０４かを判別する。
大きな文字の認識と判別したときは、大きな文字の位置を検出し（Ｓ２２）、検出した位置に基づいて大きな文字の認識処理をし（Ｓ２３）、認識した大きな文字の上部に付されているパターンの認識処理をする（Ｓ２４）。そして、目盛りの数、すなわち、認識した大きな文字が表す位置から、求めるべき水平ラインの位置との間に１０mmの目盛りが何個入るかを求める（Ｓ２５）。
小さな文字の認識と判別したときは、小さな文字の位置を検出し（Ｓ２６）、３桁の各小さな文字の認識処理をして（Ｓ２７）、認識処理を終了する。
【００３４】
以上の文字・パターン認識処理の詳細について、さらに図４〜図７を参照して説明する。以下の説明では、エリアセンサ２１の受光面２１ａに形成された標尺１０１の像および受光面２１ａ上の座標を基準として説明する。
【００３５】
Ｓ２１：  認識する文字列の判別
大きな文字列１０３または小さな文字列１０４のいずれの文字列を認識するかは、エリアセンサ２１の受光面２１ａ上に形成された画像に基づいて判別する。通常、近距離範囲では小さな文字列を、遠距離範囲では大きな文字列を認識するように設定されている。
本実施形態の場合は、近距離範囲か遠距離範囲かを、撮像した画像の画素データから、ピッチスケール１０５の目盛りの像幅または像高（水平方向長または垂直方向長）を検出して判別する。
【００３６】
（1-1）  伸縮式の標尺１０１の場合は、通常、白地に黒または赤でパターン、文字、目盛りが描かれている。そこで、目盛りの輝度が低い部分、すなわち、黒または赤で描かれた部分（以下「黒部分」という）を検出し、その任意の水平方向の辺（Ｈ１〜Ｈ３のいずれか）と、垂直方向の辺（Ｖ１〜Ｖ４のいずれか）の２辺の長さの比を求めて何段目を視準しているか識別する。
【００３７】
辺の長さを求める方法の一実施例を、図４を参照して説明する。
（1-1-1）  所定の水平方向検出開始位置において鉛直方向一列の画素データを読み込み、単純平均値を求める。水平方向検出開始位置は、通常の視準測量にあっては、視準望遠鏡において標尺を視準する場合、通常は十字線の交点を標尺の水平方向中心の目盛りに一致させるので、この標尺の中心位置が水平方向検出開始位置に相当する。ただし、標尺によっては目盛り部分が標尺の中心付近に位置しない場合もあるので、そのような場合は中心から左右にずらした位置を水平方向検出開始位置とする。
使用する画素データは、標尺によって決定されている水平方向検出開始位置の垂直方向全データ、もしくは一部のデータのみを使用して行う。
ただし、標尺の上端付近で測定を行う場合、水平ライン５３より上に出る分が無くなる可能性があるので、この場合は水平ライン５３より下の画素データのみ使用する。
【００３８】
なお、モノクロエリアセンサの場合は画素一列分、カラーエリアセンサの場合は画素二列分のデータを読み込む。ただし、カラーエリアセンサで特定の色成分だけを使用して検出する場合は一列分でよい。例えばカラーエリアセンサがＲ、Ｇ、Ｂの原色フィルタを備えていて、かつＧ成分だけを使用する場合はＧフィルタが装着された画素列の画素データのみを使用する。
【００３９】
（1-1-2）  求めた一列分の画素データの平均値と各画素データを一つずつ比較して、各画素データを二値化する。これにより、明暗の画素データが得られる。
【００４０】
（1-1-3）  二値化した画素データから同レベルの画素データが連続する連続数を順に求める。なお、図示実施例では、上下端の画素データよりもさらに上下の画素データのレベルが不明なので、上下端の画素データと同レベルで連続する画素データはカウントしない。
図４の（Ｂ）の領域では、下から順に白レベル；５、黒レベル；５、白レベル；５、黒レベル；６、白レベル；５、・・・である。
図４の（Ｃ）の領域では、下から順に、白レベル；３、黒レベル；３、白レベル；４、黒レベル；３、白レベル；１、黒レベル；５、白レベル；５、黒レベル；２、白レベル；２、・・・である。
【００４１】
（1-1-4）  同レベル（白または黒レベル）で連続する画素データの連続数と、他の同レベルで連続する画素データの連続数と（白レベルは白レベルと、黒レベルは黒レベルと）の差の絶対値を求める。
図４の（Ｂ）の領域では、白−白＝０、黒−黒＝１、白−白＝０である。
図４の（Ｃ）の領域では、白−白＝１、黒−黒＝０、白−白＝３、黒−黒＝２、白−白＝４、黒−黒＝３、白−白＝３である。
【００４２】
（1-1-5）  求めた同レベルで連続する画素データ数同士の差の平均値を求める。
図４（Ｂ）の領域では0.33、図４（Ｃ）の領域では2.28、になる。
【００４３】
（1-1-6）  （1-1-5）で求めた差の平均値が所定のしきい値以下の場合は、その列を目盛り部分と判断する。逆に、差の平均値が所定のしきい値以下でない場合は、その列を目盛り部分ではないと判断する。
ここで、例えば所定のしきい値を１とすると、図４（Ｂ）はしきい値よりも小さいので目盛り部分と判断し、図４（Ｃ）はしきい値よりも大きいので目盛り部分ではないと判断する。
【００４４】
（1-1-7）  目盛り部分と判断したときは、そこから左または右に１画素分または２画素分以上解析する列を移動して（1-1-1）から（1-1-6）の処理を実行する処理を、目盛りでは無いと判断する列を検出するまで繰り返す。
また、１回目の検出結果から目盛り部分で無いと判断した場合は、目盛り部分を検出するまで、（1-1-1）から（1-1-6）の処理を、左または右に１画素分または２画素分以上移動しながら繰り返す。
【００４５】
（1-1-8）  （1-1-3）で求めた同レベルの画素データが連続する数の一列当たりの平均値を求め、それが隣り合う列で大きく変化する列間を、ピッチスケール１０５の５ミリ目盛りＳ１と１０ミリ目盛りＳ２の境界とする（図２）。
【００４６】
水平方向の辺Ｈ１〜Ｈ３の長さは、目盛りＳ１、Ｓ２の両端および境界位置が求まっているので、それぞれの位置の間隔から求めることができる。
垂直方向Ｖ１〜Ｖ４は、目盛りＳ１、Ｓ２の同レベルが連続する画素データ数をそれぞれの範囲内で求めれば、求まる。
【００４７】
垂直方向の辺の長さは目盛りなので段にかかわらず同一であるが、水平方向の辺の長さは、図示標尺１０１の場合は各段毎に異なっている。したがって、水平方向の辺の長さと垂直方向の辺の長さの比が求められれば、何段目を視準しているかを判別できる。
【００４８】
（1-2）  黒部分を検出したら、黒部分の任意の一辺（Ｈ１〜Ｈ３、Ｖ１〜Ｖ４のいずれか）の長さと、（上記何段目を見ているかという判定結果を基に、どの文字列、つまり大きな文字列１０３または小さな文字列１０４のいずれの文字列を認識するかを判定する。
【００４９】
汎用の標尺といっても、標尺の文字は、標尺の種類によって大きさ、形、配置等が異なるので、それらの相違に対応したパラメータ、アルゴリズムを複数内蔵しておき、その中から使用する標尺に適したパラメータ、アルゴリズムを選択して使用する。
【００５０】
Ｓ２２：  任意の辺の長さが所定のしきい値より小さい場合（大きな文字列１０３の位置検出）
検出した垂直方向または水平方向の辺の長さが所定のしきい値より小さい場合は、大きな文字列１０３の認識と判別する。すなわち、このような場合は標尺１０１が遠距離に設置されているので、小さな文字列１０４の文字の画像が小さく、各文字の占有画素数が少な過ぎるからである。以下、図７を参照して大きな文字列１０３の認識について説明する。本実施形態では、ピッチスケール１０５よりも左側領域において、画素データレベルをチェックし、黒レベルが連続する水平方向列を検出する。
【００５１】
(2-1) ピッチスケール１０５の目盛りＳ１よりも左側に位置する黒丸Ｐおよび大きな文字Ｃ１が存在する領域において（図５）、水平方向一列の画素データのレベルの検知を、鉛直方向に目盛り１０mm間隔で実行し、黒レベルが複数連続する部分を検出する。
このように一目盛間隔でのチェックを複数箇所で繰り返すことで、水平方向に黒レベルが複数連続して出現しなくなった上下の列の間に大きな文字Ｃ１および黒丸Ｐが存在することを検知できる。
黒丸Ｐを検出する位置は、黒丸Ｐおよび大きな文字Ｃ１が存在する範囲を検出するときに水平ライン５３対応位置付近で求めた１目盛り分の上辺および下辺の位置から求め、その他の検出位置はその位置から目盛り周期分の画素数を加減算することで求める。
【００５２】
(2-2)  この連続した黒レベルの存在する列が垂直方向に文字の高さ相当分連続して検出されたら、黒レベルを検出した最上の検出位置をパターンの認識開始位置、最上から二番目の検出位置を含む目盛りの上端を文字の上端位置、最下端の検出位置を含む目盛りの下端を文字の下端位置とする。だだし、黒レベルが検出された数が文字の大きさ分でしかなかった場合はパターンが無い部分、つまり標尺の１mよりも下を測定していると判断する。
(2-3)  さらに、水平方向に連続する黒レベルを検出したときは、最初に白レベルから黒レベルに変化する位置と、最後に黒レベルから白レベルに変化する位置をメモリ２７に書き込んでおく。この二つのレベル変化位置間が、文字の水平方向線幅に相当する。
(2-4)  (2-3)の水平方向の列の画素データレベルのチェック結果において、文字の右縁部は連続する黒レベルが検出された列の中で最初に白から黒レベルに変化する画素、文字の左縁部は最後に黒から白レベルに変化する画素をそれぞれ右縁部、左縁部の位置とする。つまり、文字を囲む長方形の４個の辺、角（頂点）の位置を求める。
(2-5)  さらに、求めた上下、左右の各縁部の列について、一列の画素データ中に黒レベルが連続する部分があるか確認する。黒レベルが連続する部分が無ければ確認する画素データを内側へ（上端のときは下方に、下端のときは上方に、左端のときは右方向に、右端のときは左方向に）移動し、黒レベルが連続する部分があれば外側へ（上端のときは上方に、下端のときは下方に、左端のときは左方向に、右端のときは右方向に）移動して再確認して境界部分を修正する。つまり、文字の線が切れる列と切れない列の境界を検出するのである。このように検出した境界のうち、文字の線が切れない列を文字の上下、左右の境界位置とする。
【００５３】
以上のように、最初に文字を含む領域の大まかな位置を求め、求めた大まかな境界位置から文字の範囲を絞り込むことで、検出時間の短縮と正確な切り出しを両立させることが可能になった。
【００５４】
Ｓ２３：  大きな文字を認識する（百mmの位の数字を求める）
（3-1）  Ｓ２２で求めた文字の上下左右境界位置情報から大きな文字の縦横の比を求め、その結果から数字が「１」かそれ以外の数字かを認識する。
（3-2）  「１」と判断されなかった場合は、切り出した文字範囲内において一定の比率で決定した特徴点、例えば図８のような文字の場合はＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄの４点、のレベルを調べるだけで文字を認識することができる。各Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ点のレベルと数字との関係を、表１に示した。
【００５５】
【表１】
Ａ       Ｂ         Ｃ       Ｄ     結果（数字）
白       黒         黒       黒         ２
白       黒         白       黒         ３
白       白         黒       黒         ４
黒       黒         白       白         Ｖ（５）
黒       白         黒       黒         ６
白       黒         白       白         ７
黒       黒         黒       黒         ８
黒       黒         白       黒         ９
【００５６】
（3-3）  この文字プロフィール（字体）の場合は４点の黒白レベルを認識すれば２〜９の文字を識別できるが、（3-2）の方法に従って特徴点の数を増やせば、認識精度が向上する。
（3-4）  特徴点のレベル判断時に各特徴に対応する１画素点データのみではなく、周辺の複数点の画素データを利用して判断すれば、ノイズ等によるレベル変動の影響を除去し、誤判断が減少する。
【００５７】
以上の通り本実施の形態の文字認識方法によれば、４点という少数の特徴点の画素データのレベルを確認することにより数字を識別し、認識することができるので、認識速度を向上できる。また、汎用の標尺の文字は幅が太く幾何学的な形状をしているので、本実施形態のように４点の認識でも高い認識精度を維持できる。
【００５８】
Ｓ２４：  パターン１０２（黒丸Ｐ）を認識する（千mm、メートルの位を求める）
（4-1）  Ｓ２３で求めた大きな数字と、目盛り部分との位置から一定距離の範囲内にパターン１０２は存在し、その位置は大きな文字列１０３の上端及び、目盛りの左端の位置から標尺上では一定の距離に存在している。その範囲の決定方法としては、使用する標尺毎に最も大きいパターンの存在する範囲から大きい文字の上端及び目盛りの左端までの間隔を目盛り一周期に対する比としてメモリ３５に記憶しておき、目盛り一周期の含まれる画素数を求めてこれらの比をかけると、それぞれの位置からの間隔を求めることができる。
【００５９】
（4-2）  黒丸Ｐを認識するために必要なデータレベルの変化を確認する最初の列（水平方向の画素データ列）を決定する。最初の列は（4-1）で求めた範囲より外側が始点、終点になるようにして、最初と最後のレベルの変化点を必ず検出できるようにする。この標尺１０１の場合、大きな文字の上端から10mm周期の目盛りＳ１一周期分だけ上の位置に必ずパターン１０２（黒丸Ｐ）の円形の中心が来るように配置されているので（図５）、この列のレベル変化を始めに確認することで、まずはパターン１０２（黒丸Ｐ）の有無を確実に確認することができる。
目盛り部分の鉛直方向の全画素データから、その平均値を求めて平均値を二値化のしきい値とする。そして、この列の画素データについて、右から左へ順にそのしきい値と比較して、白または黒レベルかの判定を繰り返して、黒レベルの判定が２以上連続した場合（連続した黒レベル）を黒とする。
（4-3）  各水平列または鉛直列毎に画素データレベルが白から黒に変化した後に白に変化する変化点を検出し、変化点の数を計数する。
【００６０】
（4-4）  それぞれの水平列、鉛直列に存在する変化点の数から、以下のステップでパターンを認識する。
（4-4-1）  水平列に変化点が全く存在しなかったときは、黒丸が０個で０ｍ台（１ｍ未満）であると判定する（図８（Ａ）の丸付き数字1）。
（4-4-2）  水平列に白−黒−白に変化する変化点が一組存在したときは、黒丸が１個で１ｍ台（１ｍ以上２ｍ未満）であると判定する（図８（Ｂ）の丸付き数字1）。
（4-4-3）  水平列に白−黒−白に変化する変化点が二組存在したときは（図８（Ｃ）の丸付き数字1）、最初の組の白から黒に変化する変化点と、その後黒から白に変化する変化点の略中央座標（黒丸の略中間位置）から、鉛直方向（鉛直上方）に鉛直列上の画素データが黒レベルか白レベルかを順番に判定する。
（4-4-3-1）  鉛直列に黒から白に変化した後、白−黒−白に変化する変化点が一組存在したときは、黒丸が４個、４ｍ台（４ｍ以上５ｍ未満）であると判定する（図８（Ｃ）の丸付き数字2）。
（4-4-3-2）  鉛直列に黒から白に変化した後、白−黒−白に変化する変化点が存在しなかったときは（図８（Ｄ）の丸付き数字2）、水平方向に最初に黒から白に変化する変化点と、その後白から黒に変化する二つの変化点の略中央座標（黒丸と黒丸の略中間位置）から、鉛直方向（鉛直上方）に鉛直列上の画素データが黒レベルか白レベルかを順番に判定する（図８（Ｄ）の丸付き数字3）。
（4-4-3-3）  鉛直列に白から黒、黒から白への変化点が一組存在したときは黒丸が３個で３ｍ台（３ｍ以上４ｍ未満）であると判定する（図８（Ｄ）の丸付き数字3）。
（4-4-3-4）  鉛直列に白から黒、黒から白への変化点が存在しなかったときは黒丸が２個で２ｍ台（２ｍ以上３ｍ未満）であると判定する（図８（Ｅ）の丸付き数字3）。
以上の水平列、鉛直列における白黒の変化状態（連続した黒レベルの数）とパターン（黒丸の数）が表す高さ（メートルの位の数値）との関係を、表２に示した。
【００６１】
【表２】
0004884612.tif 000002
【００６２】
パターン１０２では無く数値で表示している標尺の場合は、Ｓ２７の小さな文字の認識と同様に処理して、数値を認識する。
【００６３】
パターン１０２については、その存在範囲を決定するときに、大きな文字と目盛りの位置からその存在範囲を決定しても、多少のズレが発生する可能性がある。パターンを認識する方法として、文字の認識と同様に、その存在範囲内の一定比率で決定される特徴点のレベルで判断する方法が考えられるが、その存在範囲のずれによって間違った認識をする可能性がある。この誤認識を防止するためにパターンの存在範囲を修正することを考慮すると、パターンの存在範囲内のデータレベルを確認し、データレベルが変化する点を検出して、それらの最も外側に位置する部分を存在範囲の端と判断することで、パターンの存在範囲を修正することが可能である。しかし、このような方法でパターンの存在範囲を修正した場合、パターンの外形の寸法はそれぞれ異なるので、特徴点はさらにずれて、間違った認識をする可能性が増加する。
そこで本実施形態では、データの中から、まず確実にパターンの存在を確認できる列のレベル変化の仕方を確認し、判別することで、認識率を上げることを可能にした。
【００６４】
Ｓ２５：  目盛りの数を求める（１０mmの位を求める）
（5-1）  大きな数字の上辺ＵＣと求める位置（水平ライン５３、アッパスタジアライン５４またはロアスタジアライン５５）との間に含まれる画素数を算出する。
（5-2）  求めた画素数を１０mm目盛りの１周期当たりに含まれる画素数で割り、その整数部分だけを取り出して、目盛りの個数を求める。
【００６５】
大きな数字の位置から測定する位置までの目盛りの数を求めるには、目盛りの数を計数すればよいが、これを単純に処理するために、大きな文字の上辺の垂直座標を初期位置として同一垂直方向列上の画素データを順に確認しながら白から黒、黒から白に変化する変化点を上記測定する位置まで検出し、上記測定範囲中に一目盛分の変化点が何個存在するかを計数すればよい。
【００６６】
ただし、この方法では測りたい間隔にあるすべての画素データにおいて、直前の画素データと今回の画素データのレベルを比較して変化点を検知する必要がある。
これに対して文字の上端の位置と測定したい位置のエリアセンサ上の位置情報（座標）をお互いの位置の座標の差をとると、２つの位置の間に含まれる画素数が求められる。その画素数を１周期当たりに含まれる画素数で割り、その商の整数部分だけを取り出せば、目盛りの数が求められる。文字の上端と求める位置が極端に近い場合を除けば、この処理の方が短時間で済む。
【００６７】
Ｓ２６：  任意の辺の長さが所定のしきい値よりも大きい場合（小さな文字列１０４の文字の位置を検出する）
（6-1）  標尺の右端位置、および目盛りの水平、垂直方向の長さを基準として、小さい文字が存在する範囲を求める。
目盛りの水平方向の長さに対する目盛りの右端位置からの各小さい文字までの長さを前もって記憶しておき、目盛りの水平方向の辺に含まれる画素数を数え、それに比率をかけて各文字の水平方向の位置（文字の右端と左端）を求める。
鉛直方向は、目盛りの黒レベルの上端と文字の上端が一致し、下端は、目盛りの一周期に相当する画素数に、比をかけることで求めることができる。
（6-2）  （6-1）で求めた端の位置について、それぞれ四方の辺にあたるデータを確認して黒レベルが連続して存在する列としない列が隣り合わせている二列を検出して、このときの黒レベルが連続して存在する列を文字の端とする。
文字の端とは、小さい文字が内接するように囲んだ四角形のそれぞれの辺の位置のことであり、小さい文字の検出はこれらの四辺の位置をすべて求めることである。
【００６８】
このように小さな文字の検出処理では、大きな文字の位置検出と同様にして、始めに大まかな位置を求め、そこから文字の範囲を絞り込むことで、検出時間の短縮と正確な切り出しを両立させている。
【００６９】
Ｓ２７  ３桁の小さな文字の認識（1,000mm、100mm、10mmの位の数字をそれぞれ認識する）
（7-1）  Ｓ２６で求めた小さな文字の位置情報から小さな文字の縦横の比を求め、その結果から文字が「１」かそれ以外の数字かを認識する。この縦と横の比率は、「１」の場合は約５：１、それ以外の場合は約３：１になるので、４：１を基準として縦横比がそれより大きければ１と判断し、それ以下であれば「１」以外であると判断する。
（7-2）  （7-1）において「１」と認識されなかった場合、予め記憶しておいた、図８のように数値が確実に認識できる位置の画素データを、予め設定された順番に認識する。つまり、各位置の画素データのレベルを確認する毎に、その情報の組み合わせで決まる数字を決定していく方法で文字を認識する。
【００７０】
本実施の形態では、縦横比が４：１以下の場合に、小さい文字の左上端を基準位置として、以下の順に認識する。図９および図１０は、「１」以外の数字を認識するアルゴリズムを示す模式図およびフローチャートである。図９において、縦長の長方形が小さな文字の切り出し範囲（輪郭）であり、％で示された数字が、輪郭内の判別位置（座標）を示しており、白抜きの矢印はその判別位置が白レベルのときに進む方向を、黒塗りの矢印はその判別位置が黒レベルのときに進む方向を示し、正方形で囲まれた数字は判別した数字を示している。なお、％は、それぞれ、左上端基準位置から水平方向辺長に％掛けた長さだけ水平右方向に離れた位置、垂直方向辺長に％掛けた長さだけ垂直方向下方に離れた位置、または座標を示している。例えば、基準位置から水平方向５０％、垂直方向２０％位置は、座標（５０、２０）と表示する。
【００７１】
まず、座標（５０、２０）、座標（５０、６５）、座標（１０、５０）、座標（４０、６０）、座標（２０、６０）、座標（５０、４５）を順に判定してすべての画素データレベルが白レベルの場合、その数字は「０」と判定する（Ｓ２７０１、Ｓ２７０３；白、Ｓ２７０５、Ｓ２７０７；白、Ｓ２７０９、Ｓ２７１１；白、Ｓ２７１３、Ｓ２７１５；白、Ｓ２７１７、Ｓ２７１９；白、Ｓ２７２１、Ｓ２７２３；白、Ｓ２７２５）。
【００７２】
座標（５０、２０）が黒レベルの場合（Ｓ２７０３；黒）
座標（１０、７３）が白レベルの場合は数字「７」と判別し（Ｓ２７２７、Ｓ２７２９；白、Ｓ２７３１）、黒レベルの場合は数字「４」と判別する（Ｓ２７２７、Ｓ２７２９；黒、Ｓ２７３０）。
【００７３】
座標（５０、２０）が白レベルで（Ｓ２７０３；白）、座標（５０、６５）が黒レベル（Ｓ２７０３；白、Ｓ２７０５、Ｓ２７０７；黒）の場合
座標（１０、５０）のレベルを求め、黒レベルのときは数字「９」と判定する（Ｓ２７３３、Ｓ２７３５；黒、Ｓ２７３６）。
座標（１０、５０）が白レベルで、座標（１０、９０）が白レベルのときは数字「７」と判定する（Ｓ２７３５；白、Ｓ２７３７、Ｓ２７３９；白、Ｓ２７４１）。座標（１０、５０）が白レベルで、座標（１０、９０）が黒レベルのときは数字「２」と判定する（Ｓ２７３５；白、Ｓ２７３７、Ｓ２７３９；黒、Ｓ２７４０）。
【００７４】
座標（５０、２０）が白レベル（Ｓ２７０３；白）、かつ座標（５０、６５）が白レベル（Ｓ２７０７；白）で、座標（１０、５０）が黒レベル（Ｓ２７１１；黒）の場合
座標（１０、６０）が白レベル（Ｓ２７４３；Ｓ２７４５；白）で、かつ座標（９０、２０）が白レベルのときは数字「５」と判定し（Ｓ２７４７、Ｓ２７４９；白、Ｓ２７５１）、座標（９０、２０）が黒レベルのときは数字「９」と判定する（Ｓ２７４９；黒、Ｓ２７５０）。
座標（１０、６０）が黒レベル（Ｓ２７４３；Ｓ２７４５；黒）、かつ座標（９０、３３）が白レベルのときは数字「６」と判定する（Ｓ２７５３、Ｓ２７５５；白、Ｓ２７５７）。
【００７５】
座標（９０、３３）が黒レベル（Ｓ２７５７；黒）の場合
座標（５０、４５）が黒レベルのときは数字「８」と判定する（Ｓ２７５９、Ｓ２７６１；黒、Ｓ２７６２）。
座標（５０、４５）が白レベル（Ｓ２７５９、Ｓ２７６１；白）、かつ座標（５０、６３）が黒レベルのときは数字「９」と判定する（Ｓ２７６３；Ｓ２７６５；黒、Ｓ２７６６）。
座標（５０、４５）が白レベル（Ｓ２７５９、Ｓ２７６１；白）、かつ座標（５０、６３）が白レベルのときは数字「０」と判定する（Ｓ２７６３；Ｓ２７６５；白、Ｓ２７６７）。
【００７６】
座標（５０、２０）が白レベル（Ｓ２７０３；白）、座標（５０、６５）が白レベル（Ｓ２７０７；白）、かつ座標（１０、５０）が白レベル（Ｓ２７１１；黒）の場合
座標（４０、６０）のレベルを判定し（Ｓ２７１３、Ｓ２７１５）、黒レベルのときは数字「７」と判定する（Ｓ２７１５；黒、Ｓ２７１６）。
座標（４０、６０）が白レベルのときは（Ｓ２７１５；白）、座標（２０、６０）のレベルを判定し（Ｓ２７１７、Ｓ２７１９）、黒レベルのときは数字「８」と判定する（Ｓ２７１９；黒、Ｓ２７２０）。
座標（２０、６０）が白レベルのときは（Ｓ２７１９；白）、座標（５０、４５）のレベルを判定し（Ｓ２７２１、Ｓ２７２３）、黒レベルのときは数字の「３」と判定し（Ｓ２７２３；黒、Ｓ２７２４）、白レベルのときは数字の「０」と判定する（Ｓ２７２３；白、Ｓ２７２５）。
【００７７】
以上の通り、本実施形態では、上下左右の境界位置で囲まれた切り出し範囲内の所定の座標の白黒レベルの判定を所定の順番で実行することで、切り出し範囲内の数字を判定することができる。
小さな文字は大きな文字よりも文字が細かく、すべての文字に同じ認識点を与えて認識を行った場合は、認識点の数が多く処理に時間を要するが、本発明の実施形態の場合は、切り出し範囲内の予め設定された所定箇所の画素データレベルを順番に判別し、判別順に該当する文字を判定し、確定していくので、不要な判別点の認識を省略することが可能になり、認識の確度の高い処理が可能になる。なお、本実施形態での判別点の座標は、図示の文字種、文字輪郭の場合の好ましい実施例であり、異なる文字種、文字輪郭等の場合はその文字種、輪郭等に応じて設定する。また、本発明の実施形態では、複数種の標尺に応じた座標を予めメモリに記憶しておいて、使用する標尺に応じてメモリから読み出して使用することができる。
【００７８】
【発明の効果】
以上の説明から明らかな通り本発明は、望遠鏡で視準した標尺の文字、数字を自動認識できるので、人為的な誤差を生じることがなく、より短時間でより精度の高い測量が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の方法を適用した測量機の実施形態の概要を示すブロック図である。
【図２】  同測量機の視準視野と標尺との関係の一例を示す図である。
【図３】  同測量機の標尺の文字を自動読み取り処理の概要をフローチャートで示す図である。
【図４】  同測量機で撮像した標尺の像の一例を示す図である。
【図５】  同測量機で撮像した標尺のピッチスケールの拡大図である。
【図６】  同ピッチスケールの目盛りの様子をさらに詳細に示す図である。
【図７】  同測量機でパターンを認識するときの様子を示す図である。
【図８】  同測量機で大きな文字を認識するときの大きな文字の切り出し範囲および判別点を示す図である。
【図９】  本実施形態において「１」以外の数字を認識するアルゴリズムを模式的に示す図である。
【図１０】  同模式的に示したアルゴリズムに基づく処理をフローチャートで示す図である。
【符号の説明】
１０  ディジタルレベル
１１  視準望遠鏡
１３  焦点板
１５  レンズ駆動機構
１７  モータ
１９  エンコーダ
２１  エリアセンサ
２３  Ｓ／Ｈ・Ａ／Ｄ変換回路
２５  画像処理回路
２７  フレームメモリ（ＲＡＭ）
２９  タイミングジェネレータ
３１  ＣＰＵ（演算手段、解析手段）
３３  表示器
３５  メモリ（メモリ手段）
３７  モータドライバ
５１  視野
５２  鉛直ライン
５３  水平ライン
５４  アッパスタジアライン
５５  ロアスタジアライン
１０１  標尺
１０２  遠距離用パターン
１０３  大きな文字列
１０４  小さな文字列
１０５  ピッチスケール（目盛り）
【図１】
0004884612.tif 000003
【図２】
0004884612.tif 000004
【図３】
0004884612.tif 000005
【図４】
0004884612.tif 000006
【図５】
0004884612.tif 000007
【図６】
0004884612.tif 000008
【図７】
0004884612.tif 000009
【図８】
0004884612.tif 000010
【図９】
0004884612.tif 000011
【図１０】
0004884612.tif 000012