JP2002288779A

JP2002288779A - メータ自動検針装置およびそれを利用した計測システム

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Publication number: JP2002288779A
Application number: JP2001092309A
Authority: JP
Inventors: Kenichi Shinbou; 健一新房; Kenji Tanaka; 健二田中; Yasuhiro Ide; 康弘井出; Hajime Fujii; 元藤井
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp; Osaka Gas Co Ltd
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp; Osaka Gas Co Ltd
Priority date: 2001-03-28
Filing date: 2001-03-28
Publication date: 2002-10-04

Abstract

(57)【要約】【課題】既に設置されている針式ガス使用量メータを
そのまま使用でき、しかもより短時間でより正確性の高
い計測が可能なメータ自動検針装置およびそれを利用し
た計測システムを提供する。【解決手段】文字盤と針を利用して計測値を表示する
メータ２０のための自動検針装置３０であって、メータ
２０の表示面２１を撮像する人工網膜素子などからなる
撮像装置３３と、撮像装置３３で撮影された撮像イメー
ジから針の角度を判別しその角度から文字盤の指針値を
判別する指針値判別手段３８とを備えた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、電気、ガス、水
道などの計量に用いられる文字盤と針を利用して計測結
果を表すメータのための自動検針装置およびそれを利用
した計測システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】図１０は従来から行われているメータ計
測の一例を示す図である。これによれば、各家庭に取付
られたガスなどの使用量メータ１の値は定期的に訪問す
る集計者により読みとられ、その場で専用入力端末２や
手書き帳票などに記録される。そして、それらの記録デ
ータは、集計者が基地へ戻った時などに、データを集中
管理するホストマシン３などに向けて一括入力される。

【０００３】また、図１１は間に人手を介さないメータ
計測システムの一例を示す構成図である。これによれ
ば、各家庭に取付られたガスなどの使用量メータ１１
は、定期的に若しくは要求時に自身のメータ値データを
出力する。その出力値は、通常その時点で使用量メータ
１１に表示されている値そのものである。そして、使用
量メータ１１から出力されたメータ値データは、モデム
などの通信機器１２により通信回線１３に乗せられて相
手側の通信機器１４に伝送され、データを集中管理する
ホストマシン１５などに入力される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記のよ
うなメータ計測には、以下のような問題があった。即
ち、人手により使用量を計測しそれを集計する従来のメ
ータ計測の場合、（１）人件費によるコスト高、（２）
敷地への立ち入りが出来ない場合の業務停滞、（３）集
計作業の長時間化、（４）ホストマシンに入力される過
程での人間の入力ミスの可能性、などの問題があった。
一方、人手によらないメータ計測システムの場合は、上
記（１）〜（４）の問題はないものの、各家庭の使用量
メータをデジタルデータ出力型などの高価な別のメータ
に置き換えなければならないという問題があった。この
発明は上記のような課題を解消するためになされたもの
で、既に設置されている針式メータをそのまま使用で
き、しかもより短時間でより正確性の高い計測が可能な
メータ自動検針装置およびそれを利用した計測システム
を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】この発明の装置は、文字
盤と針を利用して計測値を表示するメータのための自動
検針装置であって、前記メータの表示面を撮像する撮像
装置と、前記撮像装置で撮影された撮像イメージから前
記針の角度を判別しその角度から前記文字盤の指針値を
判別する指針値判別手段とを、備えたことを特徴とす
る。また、上記装置において、前記メータが複数の文字
盤からなる場合、前記指針値判別手段は各文字盤毎にそ
の指針値を判別するものであり、指針値判別手段で判別
された複数の前記指針値を複数桁の１つの計測値とする
指針値配列手段を、備えたことを特徴とする。また、上
記装置において、前記文字盤の概略位置を記憶している
記憶部と、該記憶部に記憶された前記概略位置と前記撮
像装置で撮影された撮像イメージとから前記文字盤の正
確な位置を判別する文字盤位置判別手段とを、備えたこ
とを特徴とする。また、上記装置において、前記撮像装
置で撮像された撮像イメージを取り込んで表示し、その
取り込んだ撮像イメージを利用して前記文字盤の概略位
置を前記記憶部に入力するための文字盤位置情報入出力
手段を備えたことを特徴とする。また、上記装置におい
て、前記メータへ取付るための取付機構を備えたことを
特徴とする。また、上記装置において、前記撮像装置が
人工網膜素子を備え、該人工網膜素子を利用して前記撮
像を行うことを特徴とする。さらに、この発明の計測シ
ステム装置は、上記いずれかのメータ自動検針装置を、
データを集中管理するホストマシンに接続し、前記メー
タ自動検針装置で得られた指針値または計測値を、前記
ホストマシンへ自動的に送信させるようにしたことを特
徴とする。

【０００６】上記構成の各メータ自動検針装置は、メー
タの文字盤部分を撮像し、そこに表示されている指針値
を認識してメータ値データを得るものであるため、既存
のメータがそのまま利用でき、また各メータからの計測
値データ取得からホストマシンでの集計までの間に人間
の作業を介在しないようにできるため、人件費を抑制で
き、しかも人為ミスの発生しにくいシステムを構築する
ことが可能となる。

【０００７】

【発明の実施の形態】図１はこの発明によるメータ自動
検針装置の一例を示す構成図である。ここで、２０は各
家庭に取付られている、例えば図２に示すような電気、
ガス、水道などの計量を目的とした針式（円読式）使用
量メータである。この使用量メータ２０に、文字盤２２
〜２７上の針２２ａ〜２７ａが指し示す指針値を自動的
に読み取るメータ自動検針装置３０が一体に取付けられ
ている。そして、このメータ自動検針装置３０が、通信
機器１２、通信回線１３、通信機器１４などを介して、
データを集中管理するホストマシン１５などに接続され
ている。

【０００８】また、メータ自動検針装置３０の構成は次
の通りである。すなわち、使用量メータ２０の表示部分
２１を覗く位置に配置されたＣＣＤなどからなる撮像素
子（又は撮像装置）３３、撮像素子３３の動作を制御す
るとともに撮像素子３３で得られた撮像イメージを文字
盤位置判別部３７に送る制御部３４、使用量メータ２０
が備える文字盤２２〜２７の概略位置を記憶しているバ
ッファ３６、撮像素子３３で得られた撮像イメージから
上記概略位置の周辺で文字盤を検索し正確な文字盤の位
置を判別する文字盤位置判別部３７、文字盤位置判別部
３７により求められた文字盤の位置において文字盤上の
針の角度を判別して針の指針値を求める指針値判別部３
８、を備えてなる。

【０００９】なお、ここではメータ自動検針装置３０を
便宜的にブロックに分けて記載したが、各ブロックが一
体のユニットであってもよい。また、メータ自動検針装
置３０は、その撮像素子３３が使用量メータ２０の表示
部２１を撮像できる位置に配置される事が肝要である
が、メータ自動検針装置３０は必ずしも使用量メータ２
０に直接取付ける必要はなく、使用量メータ２０を支持
している部材などに取付けてもよい。しかしいずれにし
ても、メータ自動検針装置３０は、使用量メータ２０や
他の部材に後付けするためのネジ機構、カシメ機構、嵌
合機構などの取付機構を備える。さらに、メータ自動検
針装置３０のバッファ３６には、使用量メータ２０が備
える文字盤２２〜２７の概略位置を予め記憶させておく
必要があるが、それは通常、メータ自動検針装置３０を
使用量メータ２０に最初に取付固定した際に行うのが一
般的である。この場合、撮像素子３３で撮った表示部の
撮像イメージを外部のパーソナルコンピュータ４０など
に取り込んでそのモニタに表示し、その表示を見ながら
作業者がその文字盤の位置を確認し、マウスなどで概略
位置をポインティングにて入力することができる。な
お、文字盤が複数ある場合はこの作業を複数回繰り返
す。これによって、バッファ３６には、例えば図４の点
線矩形枠で示すような、文字盤の概略位置情報が記憶さ
れる。

【００１０】次に、図１の計測システムの動作を図９の
フローチャートにより説明する。計測がスタートする
と、まず、撮像素子３３で使用量メータ２０の表示部２
１を撮影する（Ｓ１）。続いて、文字盤位置判別部３７
が、予め記憶しておいた使用量メータ２０の文字盤に対
応する図３に示すような形状のテンプレートを利用し
て、撮像素子３３で得られた撮像イメージを基に、その
中から上記テンプレートに対応する形状がある部分を探
し出すパターンマッチングを行い、例えば図５の実線矩
形枠で示すような、文字盤の位置を判別する処理を行う
（Ｓ２）。ただし図５では、メータ右下の文字盤が判別
されておらず、また、メータ中央部の本来文字盤が無い
部分に文字盤が有ると判別された状態となっている。

【００１１】続いて、文字盤位置判別部３７は、バッフ
ァ３６に記憶されている文字盤概略位置情報と、パター
ンマッチングにより判別した文字盤位置情報とを比較
し、パターンマッチング結果の正否を判定し、文字盤の
正確な位置を判別する（Ｓ３）。この処理は、例えば、
図６に示すように、文字盤概略位置情報とパターンマッ
チングにより判別した文字盤位置情報とを、例えば図６
に示すように重ね合わせて、点線矩形枠内に実線矩形枠
が存在する場合を「正」、点線矩形枠内から実線矩形枠
が外れている場合を「非」、さらに、点線矩形枠内に実
線矩形枠が存在しないものを「空」とする。そして、
「正」に対応するにパターンマッチングの文字盤位置を
正確な位置とし、「非」に対応するにパターンマッチン
グの文字盤位置は文字盤無しとする。また、「空」の場
合には本来あるべき文字盤を判別できなかったものと判
断し、その「空」に対応する領域のみを再度パターンマ
ッチングして、改めてその領域にある文字盤の正確な位
置を判別する。

【００１２】続いて、指針値判別部３８は、文字盤位置
判別部３７で判別された文字盤の正確な位置の中で、指
針である針を見つけてその角度（または方向）を求め
（Ｓ４）、その角度より指針値を判別する（Ｓ５）。な
お、文字盤が複数個ある場合、指針値判別部３８はこれ
らの処理を文字盤の個数分繰り返し（Ｓ６）、得られた
複数の指針値を複数の桁を持つ１つの計測値とする処理
を行う（Ｓ７）。

【００１３】ここで、指針値判別部３８が行う処理の一
例を具体的に説明する。なお、計測対象である文字盤
は、周囲に「０〜９」の１０個の目盛りが記載されてい
る丸型文字盤で、その文字盤の下地が白色、文字盤上を
移動する指針用の針が黒色として以下の説明を行う。図
７にそのような文字盤と針の組合せを例示しておく。ま
ず、文字盤の中心位置より真上方向（数字の「０」方
向）の縁に向かって一本の仮想直線を引き、これを基準
角度「０度」とする。続いて、文字盤画像のなかで、針
に相当する黒色の画素が最長に形成されている方向を見
つけ、その方向が先の仮想直線から何度の角度にあるか
を求める。次に、その求めた角度を、文字盤の目盛りの
なかの相当位置に配置する。文字盤の目盛りは１０個有
り、「０度」を基準に３６度毎に順に「０」から「９」
の数字がふられている。ここで、例えば、角度「３４２
度」以上〜角度「１８度」未満の範囲を目盛り「０」の
範囲、角度「１８度」以上〜角度「５４度」未満の範囲
を目盛り「１」の範囲、角度「５４度」以上〜角度「９
０度」未満の範囲を目盛り「２」の範囲、角度「９０
度」以上〜角度「１２６度」未満の範囲を目盛り「３」
の範囲、角度「１２６度」以上〜角度「１６２度」未満
の範囲を目盛り「４」の範囲、角度「１６２度」以上〜
角度「１９８度」未満の範囲を目盛り「５」の範囲、角
度「１９８度」以上〜角度「２３４度」未満の範囲を目
盛り「６」の範囲、角度「２３４度」以上〜角度「２７
０度」未満の範囲を目盛り「７」の範囲、角度「２７０
度」以上〜角度「３０６度」未満の範囲を目盛り「８」
の範囲、角度「３０６度」以上〜角度「３４２度」未満
の範囲を目盛り「９」の範囲と定めておけば、先に求め
た針に対応する角度が位置している範囲の目盛りを、文
字盤の指針値として決定することができる。

【００１４】図８には、以上の関係を示す、針に相当す
る最長黒色画素の長さと角度位置、文字盤の角度、およ
び文字盤の目盛りとの関係を例示する。図８の場合、最
長黒色画素は０〜１８度の範囲に求められており、従っ
て、その指針値は「０」と決定される。

【００１５】さらに、指針値判別部３８は、上記の指針
値判別処理を文字盤位置判別部３７で判別された文字盤
の個数だけ繰り返してそれぞれの指針値を決定する。指
針値判別部３８はさらに、得られた各指針値を、例えば
文字盤の位置に応じて予め定めた順番に従って１つの連
続した数字データに配列し、それをメータの計測値とす
る。なお、文字盤が１個からなるメータの場合には、メ
ータの指針値がそのままメータの計測値となる。

【００１６】以上のようにしてメータ自動検針装置３０
で計測された計測値（又は指針値）は、通信機器１２、
通信回線１３、および通信機器１４を介して、ホストマ
シン１５に送られ、内部に保存される（Ｓ８）。なお、
通信回線には一般電話回線の他、専用回線が利用でき、
また無線通信も可能である。

【００１７】上記実施例では、メータ表示部のイメージ
取り込みを撮像素子を利用して行ったが、それを人工網
膜素子により行うこともできる。人工網膜素子について
は、特開平６−１３９３６１号公報に詳しく記載されて
おり、その一例とされた人工網膜素子は、受光素子を駆
動する電界効果トランジスタ、および受光素子に対する
制御信号を蓄積するキャパシタを含む受光素子ユニット
が２次元マトリックス状に配された受光素子アレイと、
受光素子アレイの奇数行の各電界効果トランジスタを導
通させるデータ信号を受光素子アレイに与えた後、偶数
行の各電界効果トランジスタを導通させるデータ信号を
受光素子アレイに与えるＸデータドライバと、Ｘデータ
ドライバが奇数行にデータ信号を与えているときに、受
光素子アレイの奇数列に受光素子の感度が正極性になる
制御信号を与えるとともに、その奇数列の直後の偶数列
に感度がゼロになる制御信号を与え、Ｘデータドライバ
が偶数行にデータ信号を与えているときに、受光素子ア
レイの奇数列に受光素子の感度がゼロになる制御信号を
与えるとともに、その奇数列の直後の偶数列に感度が負
極性になる制御信号を与える処理を受光素子アレイの全
列について実行するＹデータドライバと、受光素子アレ
イの各奇数行から出力される信号とその奇数行の直後の
偶数行から出力される信号との各和である各出力信号
を、Ｙデータドライバの各処理に対応して入力し、それ
らの出力信号を並べて出力画像を作成する信号処理回路
とを、有している。

【００１８】撮像に人工網膜素子を用いた場合は、撮像
以外にその構造的特徴により、リアルタイム（映像取り
込みと同時）にパターンマッチングを行うことができる
利点を有する。なお、人工網膜素子の構造的特徴や映像
処理のアルゴリズムはについては、特開平７−１４２７
６１号公報に詳しく記載されている。従って、撮像に人
工網膜素子を用いた場合は、制御部３４において、人工
網膜素子と共同してパターンマッチング処理を行うよう
にすることができ、その場合制御部３４は、パターンマ
ッチングのターゲットとなるパターン（テンプレート）
の指定など、人工網膜素子が主として行う演算作業の補
助を行う。

【００１９】

【発明の効果】本発明の装置によれば、針式メータの表
示面を撮像する撮像装置と、撮像装置で撮影された撮像
イメージから針の方向を判別しその方向から文字盤の指
針値を判別する指針値判別手段とを備えたので、針式メ
ータの計測値を自動的に読み出すことが可能となる。

【００２０】また、メータが複数の文字盤からなる場
合、指針値判別手段は各文字盤毎にその指針値を判別
し、その判別された複数の指針値を複数桁の１つの計測
値とする指針値配列手段を備えたので、メータが複数の
文字盤からなる場合にも、本発明の装置を利用できる。

【００２１】また、文字盤の概略位置を記憶している記
憶部と、記憶部に記憶された概略位置と撮像装置で撮影
された撮像イメージとから文字盤の正確な位置を判別す
る文字盤位置判別手段とを備えたので、メータの文字盤
を確実に認識して、より正確な計測が可能となる。

【００２２】また、前記撮像装置で撮像された撮像イメ
ージを取り込んで表示し、その取り込んだ撮像イメージ
を利用して前記文字盤の概略位置を前記記憶部に入力す
るための文字盤位置情報入出力手段を備えたので、文字
盤の概略位置が簡単に入力できる。

【００２３】また、本装置をメータへ取付るための取付
機構を備えたので、本発明の装置を既に設置されている
メータに後づけでき、メータを他のものと交換する必要
がない。

【００２４】また、撮像装置として人工網膜素子を用い
たので、文字盤の位置を判別するパターンマッチングが
人工網膜素子で行え、他の構成を簡素化できる。

【００２５】さらに、本発明の計測システムによれば、
メータの計測からその管理までを間に人間を介さずにシ
ステム化でき、コスト削減、迅速処理、人為的ミスの排
除などが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施例によるメータ自動検針装置
及びそれを用いた計測システムの構成図である。

【図２】針式使用量メータの例示図である。

【図３】撮像イメージのパターンマッチング処理に用
いるテンプレートである。

【図４】針式使用量メータに配置された文字盤の概略
位置情報の例示図である。

【図５】撮像イメージから求められた文字盤の位置情
報の例示図である。

【図６】文字盤の正確な位置を判別する処理方法の説
明図である。

【図７】針の方向判別処理を説明するための文字盤と
針の例示図である。

【図８】針の指針値判別処理を説明するための説明図
である。

【図９】この発明の実施例によるメータ自動計測のフ
ロチャートである。

【図１０】従来の人手を介したメータ計測の例を示す
図である。

【図１１】従来の人手を介さないメータ計測の例を示
す構成図である。

【符号の説明】

１５ホストマシン、２０針式使用量メータ、２１
針式使用量メータの表示部、２２〜２７文字盤、２２
ａ〜２７ａ針、３０メータ自動検針装置、３３撮
像素子、３４制御部、３６バッファ、３７文字
盤位置判別部、３８指針値判別部、４０パーソナル
コンピュータ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者田中健二東京都千代田区丸の内二丁目２番３号三菱電機株式会社内 (72)発明者井出康弘大阪府大阪市中央区平野町四丁目１番２号大阪瓦斯株式会社内 (72)発明者藤井元大阪府大阪市中央区平野町四丁目１番２号大阪瓦斯株式会社内Ｆターム(参考） 2F073 AA07 AA08 AA09 AB02 AB12 CC01 FG11 FG20 GG01 GG04 GG08 5B057 AA01 AA20 BA11 CA16 CB18 DA07 DA08 DA17 DC08

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】文字盤と針を利用して計測値を表示する
メータのための自動検針装置であって、前記メータの表示面を撮像する撮像装置と、前記撮像装置で撮影された撮像イメージから前記針の角
度を判別しその角度から前記文字盤の指針値を判別する
指針値判別手段とを、備えたことを特徴とするメータ自
動検針装置。
【請求項２】前記メータが複数の文字盤からなるもの
において、前記指針値判別手段は各文字盤毎にその指針
値を判別するものであり、指針値判別手段で判別された複数の指針値を複数桁の１
つの計測値とする指針値配列手段を、備えたことを特徴
とする請求項１記載のメータ自動検針装置。
【請求項３】前記文字盤の概略位置を記憶している記
憶部と、該記憶部に記憶された前記概略位置と前記撮像装置で撮
影された撮像イメージとから前記文字盤の正確な位置を
判別する文字盤位置判別手段とを、備えたことを特徴と
する請求項１または２に記載のメータ自動検針装置。
【請求項４】前記撮像装置で撮像された撮像イメージ
を取り込んで表示し、その取り込んだ撮像イメージを利
用して前記文字盤の概略位置を前記記憶部に入力するた
めの文字盤位置情報入出力手段を備えたことを特徴とす
る請求項３記載のメータ自動計測装置。
【請求項５】前記メータへ取付るための取付機構を備
えたことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載
のメータ自動検針装置。
【請求項６】前記撮像装置が人工網膜素子を備え、該
人工網膜素子を利用して前記撮像を行うことを特徴とす
る請求項１乃至５のいずれかに記載のメータ自動検針装
置。
【請求項７】請求項１乃至６のいずれかに記載のメー
タ自動検針装置を、データを集中管理するホストマシン
に接続し、前記メータ自動検針装置で得られた指針値ま
たは計測値を、前記ホストマシンへ自動送信させるよう
にしたことを特徴とする計測システム。