JP2003149032A

JP2003149032A - レベル計測装置

Info

Publication number: JP2003149032A
Application number: JP2001350980A
Authority: JP
Inventors: Hiroo Tomita; 浩朗富田
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2001-11-16
Filing date: 2001-11-16
Publication date: 2003-05-21

Abstract

(57)【要約】【課題】カメラを他の用途にも使用でき、処理が高速
であり、計測対象の表面の状況や周囲の構造物等に影響
を受けず、テンプレートの更新を必要としないレベル計
測装置を提供する。【解決手段】計測対象１のレベルを計測するスケール
３と、このスケールを撮像するカメラ１１と、このカメ
ラによる撮像情報に基づいて計測対象のレベルを求める
処理手段１３とを備えたレベル計測装置において、上記
処理手段は、上記撮像情報より上記計測対象のレベル変
動方向に切り出された多数の画素列パターンから、上記
スケールの目盛に対応した規則性を有する画素列パター
ンが上記レベル変動方向に直交する方向に連続的に存在
する切り出し位置を求めることにより、上記スケールの
領域を特定するスケール領域検出部１４を含むようにし
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、例えば河川、湖
沼、ダムの水位などのレベルをカメラを用いて計測する
レベル計測装置に関し、特に計測処理の高速化に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】図１３は例えば特開２００１−１４１５
４６号公報などに示された従来のレベル計測装置の概要
構成を示す図である。図において、１はレベル計測対象
としての河川、湖沼、ダムなどの水、２はそのレベル変
位部である水面、３は計測対象１に対し上部が突出する
ように川底などに固定して設けられた量水板（スケー
ル）、４はその目盛基材、５は目盛基材４に設けられた
目盛、６は所定位置に固定して設けられ、量水板３を撮
像する赤外線カメラなどのカメラ、７はこのカメラ６に
より撮像された画像情報を処理して計測対象１のレベル
を計測する画像処理装置である。

【０００３】上記のような従来のレベル計測装置では、
固定設置したカメラ６により量水板３を撮像して画像処
理装置７にスケール映像を入力し、この画像処理装置７
にて水位を算出する。この際、入力した映像情報から量
水板３の部分を抽出するために、初期設定操作により図
示を省略する基準目盛テンプレート画像を予め切り出し
ておき、これを用いて入力画像全体に対する基準目盛テ
ンプレートマッチング処理を行うことにより、量水板３
の領域を抽出し、その後該抽出された量水板３の画像情
報を処理して、レベル計測を行っている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来のレベル計測装置
は以上のように構成されているので、水位などのレベル
計測用に専用の固定カメラを各１台用意する必要があ
り、コストが高くなるという課題があった。また、入力
映像から量水板３の領域を抽出するに際し、入力画像全
体に対するテンプレートマッチング処理を行っているた
め、マッチング計算処理に時間がかかるという課題があ
った。また、レベル計測対象である水面２の波の状況
や、付近の構造物、草木等にテンプレートに似たパター
ンが存在した場合、量水板３の領域を誤検出することが
あるという課題があった。また、テンプレート画像の初
期設定や更新処理が必要であり、さらに長時間計測を中
断し更新処理を行わなかった場合は、再度テンプレート
画像の初期設定が必要となるなどの課題があった。

【０００５】この発明は上記のような従来のレベル計測
装置における課題を解決するためになされたものであ
り、カメラを他の用途にも使用でき、処理が高速であ
り、計測対象の表面の状況や周囲の構造物等に影響を受
けず、テンプレートの更新を必要としないレベル計測装
置を提供することを目的としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この発明によるレベル計
測装置は、計測対象のレベルを計測するを撮像するカメ
ラと、このカメラによる撮像情報に基づいて計測対象の
レベルを求める処理手段とを備えたレベル計測装置にお
いて、上記処理手段は、上記撮像情報より上記計測対象
のレベル変動方向に切り出された多数の画素列パターン
から、上記スケールの目盛に対応した規則性を有する画
素列パターンが上記レベル変動方向に直交する方向に連
続的に存在する切り出し位置を求めることにより、上記
スケールの領域を特定するスケール領域検出部を含むよ
うにしたものである。

【０００７】また、レベル変動方向に切り出された画素
列パターンから所定長に切り出された部分輝度パターン
について正規化処理を行うようにしてなるものである。

【０００８】また、スケールは、その目盛に基準目盛を
備え、処理手段は、該基準目盛に対応する基準目盛テン
プレートを用いて、スケール領域検出部により特定され
たスケールの領域より上記スケールの基準目盛を検出す
るようにしたものである。

【０００９】また、スケールに対しレーザ光を投光する
レーザ投光器を備え、処理手段は、その反射光によりレ
ベル変位部を検出するようにしたものである。

【００１０】さらに、カメラの画角を検出する画角検出
部を備え、この画角検出部の検出結果に応じて処理手段
によるレベル計測を行うようにしたものである。

【００１１】さらにまた、複数のレベル計測地点にそれ
ぞれ設けられたスケールを撮像するカメラと、これら複
数のカメラの撮像映像を多重化する映像画面分割多重化
部とを備え、処理手段は上記多重化された映像について
同時に複数の計測地点のレベル計測を行うようにしたも
のである。

【発明の実施の形態】実施の形態１．図１ないし図３は
この発明の実施の形態１によるレベル計測装置を説明す
るもので、図１は機能構成図、図２は撮像情報からスケ
ールとしての量水板の領域を検出する原理を説明する
図、図３は量水板領域検出部の処理フロー図である。図
において、３は計測対象である河川などの川底あるいは
護岸壁などに固定され水面２から上部が突出するように
設けられたスケールとしての量水板、１１はこの量水板
３を撮像するカメラとしての監視用のＩＴＶカメラ、１
２はこのＩＴＶカメラ１１の撮像信号をデジタル化する
映像入力部である。１３は撮像情報をもとに、水位計測
のための各種処理を行う処理手段であり、映像入力部１
２より入力された映像より量水板３の映っている領域を
検出するスケール領域検出部である量水板領域検出部１
４、この量水板領域検出部１４にて検出された入力映像
の量水板領域情報を用いて水位の算出を行う水位算出部
１５、この水位算出部１５により算出した水位値を表示
装置や印字装置等に出力する結果出力部１６などから構
成されている。

【００１２】また、３０は映像入力部１２にて入力され
た入力画像、、、・・・で示す３１は入力画像デー
タの縦方向（レベル計測対象のレベル変位方向）切り出
し位置の例を示す。枠３２内は入力画像を縦方向に切り
出したときの輝度パターンの例を示し、パターン（ａ）
は入力画像３０の切り出し位置に対応する輝度パター
ン、パターン（ｂ）は同じく切り出し位置に対応する
輝度パターンである。なお、横軸は画面の上から下に向
けての画素位置、縦軸は輝度を示している。３３は量水
板領域検出に用いる量水板３の明暗パターンと同じ波長
を持つ正弦波パターンの例である。なお、正弦波パター
ン３３は、周囲の構造物等の環境と量水板３の目盛パタ
ーンを考慮し、量水板領域の特定に必要最低限の長さを
もたせてある。また、従来装置と同一または相当部分に
は同一符号を付し、説明を省略している。

【００１３】次に上記のように構成された実施の形態１
の動作について説明する。例えば、縦方向切り出し位置
３１がの場合は、量水板３の映っていない領域を示し
ている。この領域の輝度分布は、縦方向輝度パターン３
２の（ａ）に示すようなランダムな輝度分布を持つ。こ
れに対し、縦方向切り出し位置３１がの位置の場合で
は、量水板３の領域を含んでいるため、縦方向輝度パタ
ーン３２は、（ｂ）に示すように画素列パターンが量水
板（スケール）３の目盛に対応した規則性を有する明暗
パターンを含むものとなる。

【００１４】次に、図３を参照して量水板領域検出部１
４の処理のフローを説明する。まず、入力画像から処理
ステップＳ１にて縦方向輝度パターン３２を切り出す。
次に、処理ステップＳ２にて縦方向輝度パターン３２か
ら正弦波パターン３３と同じ長さ分の部分輝度パターン
を切り出して正規化を行う。次に、処理ステップＳ３に
て正弦波パターン３３との相互相関をとると、その相関
値は量水板３を含まない例えば３２（ａ）の輝度パター
ンよりも、量水板３を含む３２（ｂ）の輝度パターンの
方が高い相関値を取る。この処理を、部分輝度パターン
の切り出し位置をレベル変動方向に直交する方向に変え
て（Ｓ４）、かつ入力画像の全ての列に対して行い（Ｓ
５）、処理ステップＳ６にて各列の相関値の最高値を比
較する。

【００１５】量水板３の含まれる列では、相関値の最高
値が高く、かつ量水板３の幅分だけ相関値の高い列が連
続していることにより、入力画像中の量水板３の横方向
位置を容易に、かつ高速に特定することができる。な
お、量水板３に対応する位置、即ち量水板領域が高速に
特定された後は、例えば従来と同様のテンプレートマッ
チング処理を前記特定された、画面サイズに対して小さ
な量水板領域に適用することにより、処理対象領域が限
定され、処理負荷が軽減された状態で高速に水位計測を
行うことができる。

【００１６】なお、切り出し位置３１をレベル変動方向
に直交する方向に変える方法は特に限定されるものでは
なく、例えば撮像画面の一端部から他端部方向に１画素
ラインずつ順次ずらせるようにしたり、所定間隔で飛び
越して走査を行い、画素列パターンが量水板３の目盛に
対応した規則性を有する明暗パターンをとる切り出し位
置を検出したときにその前後を集中的にスキャンし、他
の位置のスキャンを止めることにより、規則性を有する
明暗パターンが存在する切り出し位置の検出スピードを
上げるようするなどの手法をとっても良い。

【００１７】以上のように、この実施の形態１によれ
ば、量水板領域を検出するための相関計算は１次元の比
較処理でよいので、従来の手法にて行っていた入力画像
全面に対する矩形テンプレートのマッチング処理を行う
２次元の探索処理に比べ、少ない計算処理量でスケール
の位置を特定できるので処理が高速である。また、縦方
向輝度パターンから所定長切り出された部分輝度パター
ンの正規化処理を行うようにしたので、テンプレートの
更新等の随時処理によらず昼夜等の明るさの違いによる
影響を除去することができる。また、相関値の比較の際
に量水板の幅分の連続性を考慮することにより、周囲の
構造物等の影響を除去し水位計測処理の信頼性を向上す
ることができるなどの効果が得られる。

【００１８】実施の形態２．図４ないし図６は実施の形
態２に係るレベル検出装置を説明する図であり、図４は
機能構成を示す図、図５はこの実施の形態２に用いる量
水板（スケール）を示すもので、図５（ａ）は目盛を示
す正面図、図５（ｂ）は基準目盛パターンと目盛切替部
パターンを示す図、図５（ｃ）は計測例を説明する図で
ある。図６は基準目盛検出部の処理フロー図である。図
において、３ａは図５（ａ）に示す目盛パターンを有す
るスケールとしての量水板である。なお、図４に示す量
水板３ａは目盛の細部を省略して図示しているが、実際
には図５（ａ）に示すものと同様のパターンとなってい
る。

【００１９】１７は量水板領域検出部１４の結果を元
に、量水板３ａの基準目盛の検出を行う基準目盛検出
部、矢印にて示す４０は量水板３ａの上端部近傍に設け
られた基準目盛である。同様に矢印にて示す４１は量水
板３ａの左右の目盛列の目盛切替部であり、上記基準目
盛４０の位置から下方に向けて所定の等間隔、例えば１
０ｃｍ間隔で規則的に複数設けられている。４２は基準
目盛検出部１７で用いる基準目盛パターン、４３は基準
目盛検出部１７で用いる目盛切替部パターンである。な
お、この目盛切替部パターン４３は、図５（ａ）の右側
の目盛列から左側の目盛列への切替部（１）と、その逆
の切替部（２）とがある。その他の符号は各図を通じて
同一もしくは相当部分には同一符号を付し説明を省略す
る。

【００２０】次に、動作について説明する。ＩＴＶカメ
ラ１１により撮像された量水板３ａを含む撮像情報は映
像入力部１２により処理手段１３に入力され、量水板領
域検出部１４により上記実施の形態１と全く同様にして
入力画像における量水板領域が検出される。次いで、基
準目盛検出部１７により量水板領域検出部１４にて検出
した入力画像の量水板領域に対し、基準目盛パターン４
２および目盛切替部パターン４３をテンプレートとする
２次元のマッチング処理を行うことにより、基準目盛４
０の検出が行われるが、これについては図６に示す処理
フローを用いて以下詳細に説明する。

【００２１】まず、処理ステップＳ１０にて基準目盛パ
ターン４２および目盛切替部パターン４３のテンプレー
ト画像を用意する。そして、処理ステップＳ１１にて量
水板領域検出部１４で検出された量水板領域を元に、量
水板３ａに対応する画像（縦長の画像）を入力画像から
切り出し、さらにその切り出した画像から、上記処理ス
テップＳ１０にて用意したテンプレート画像と同じ大き
さの画像を領域の上から下に向けて順次ずらして切り出
す。

【００２２】次に処理ステップＳ１２にて上記処理ステ
ップＳ１１で切り出した画像とテンプレート画像の２つ
の画像について、各画素での輝度差を２次元の面につい
て求め、その累積値を計算する。この際、基準目盛パタ
ーン４２および目盛切替部パターン４３は白黒の２値パ
ターンを用いる。これに対し、入力映像に映っている量
水板３ａの領域は、気象条件等により様々な明暗レベル
をとるが、入力画像のマッチングを行う領域について正
規化を行うことによりその影響を除去できる。また、各
画素での輝度差を２次元の面について求めるが、切り出
した画像もテンプレート画像も撮像面積に対して面積が
小さく、情報量も少ないため、全体として高速に処理で
きる。

【００２３】なお、量水板３ａの基準目盛４０および目
盛切替部４１は等間隔に配置されているので、２パター
ン目以降の基準目盛パターン４２および目盛切替部パタ
ーン４３のマッチング処理の際は、処理ステップＳ１３
にて前回のパターンのマッチング位置より今回のパター
ンがマッチする位置を予側してマッチング位置探索を行
う領域を限定し、マッチング処理を高速に行うことがで
きる。

【００２４】また、処理ステップＳ１４にてマッチング
位置の内、仮に等間隔に位置しないものがあった場合は
これを誤検出位置として棄却し、マッチング位置の信頼
性を向上させることができる。判定ステップＳ１５によ
り、上記処理ステップＳ１２〜Ｓ１４を量水板領域の下
端まで繰り返えす。そして処理ステップＳ１６にて、切
り出された画像全体に対して、最も適合した位置、即ち
輝度差の累積値が最も少ない位置を求めることにより、
基準目盛４０の位置が特定され、また目盛切替部４１の
パターンの位置と数が特定される。

【００２５】次に水位算出部１５において、最も下に検
出された基準目盛パターンまたは目盛切替部パターンか
ら水面位置までの目盛数をカウントすることにより、計
測対象のレベルである水位が算出される。

【００２６】即ち、一例としての図５（ｃ）について説
明すれば、（１）「最も下に検出された基準目盛パターンまたは目
盛切替部パターン」は、矢印Ａにて示す部分、即ち量水
板３ａの目盛「３」と目盛「２」の切替部パターンの位
置である。（２）「水面位置」とは、量水板３ａと水面２との接点
部分Ｂである。なお、この水面位置Ｂより低い部分の目
盛は水の中に浸かっているので見えず、カメラの撮像情
報からも目盛が検出されない。従って、前記（１）の切
替部パターンの位置から水面位置Ｂまでの目盛数は矢印
Ｃで示す部分であり、具体的には最も下に検出された目
盛切替部パターンである矢印Ａの位置から下に、黒、
白、黒、白（目盛の下半分の目盛を含む）の順に並ぶ４
個である。（３）よって、水位は次の通り求められる。

【００２７】但し、ａ）基準目盛位置の水位＝９０ｃｍ（量水板３ａでは、
「９」の表示と「８」の表示の間の部分。この値は既知
の値として予め装置に登録しておく。）ｂ）隣接する目盛切替部の間隔＝１０ｃｍｃ）白、および黒の帯の幅＝２ｃｍとする。基準目盛の下に検出された目盛切替部パターン４３の
数＝６個（量水板３ａにおける「８」、「７」、・・
・、及び「３」の部分の６個）最下部切替部パターンＡから水面位置までの目盛数＝
４個従って、図５（ｃ）の場合に計測された水位は、水位＝９０ｃｍ−１０ｃｍ／個×６個−２ｃｍ／個×
４個＝２２ｃｍとなる。

【００２８】なお、上記図６の処理ステップは発明の理
解を容易にするために示した一例に過ぎず、必ずしも実
施の形態で説明したものに限定されず、適宜変更しても
同様の効果が得られることはいうまでもない。

【００２９】以上のように、この実施の形態１によれ
ば、高速に量水板基準目盛位置を検出でき、かつ検出位
置の信頼性を向上することができる効果が得られる。

【００３０】実施の形態３．図７ないし図９は実施の形
態３に係るレベル計測装置を示す図であり、図７は機能
構成図、図８及び図９は量水板に対するレーザ光の投光
例を模式的に説明する光路図である。図において、１８
は量水板３にレーザ光を投光するレーザ投光器、１９は
量水板３上に照射されるレーザ光が図の上下方向（レベ
ル変位方向）に走査されるようにレーザ投光器１８を制
御するレーザ投光制御部、２０は水面２が鏡面状である
場合にレーザ投光制御部１９に信号を送り、ＩＴＶカメ
ラ１１から入力される量水板３と量水板の目盛に照射さ
れたレーザ光のスポット映像を用いてレベル変位部であ
る水位面を検出する鏡面水位面検出部である。

【００３１】図８および図９における、３は量水板を横
からみたもの、２ａは波などがなく太陽光ないしは天空
光との位置関係でＩＴＶカメラ１１から見て鏡面状とな
っている水面、１８ｅはレーザ投光器１８から投光され
たレーザ光、１８ｒは量水板３に照射されたレーザ光が
直接反射し、または量水板３および水面２ａに反射した
後、ＩＴＶカメラ１１に入射する反射光、矢印Ｓはレー
ザ投光器１８から投光するレーザ光の走査方向、５４は
レーザ光１８ｅの量水板３上の照射位置をＩＴＶカメラ
１１で捕らえたレーザ光の実像、５５は水面２ａで反射
されたレーザ光１８ｒをＩＴＶカメラ１１で捕らえた虚
像である。

【００３２】なお、図では反射光１８ｒがレーザ投光器
１８に入射するように描かれているが、実際には反射光
１８ｒはＩＴＶカメラ１１に入射されることはいうまで
もない。その他の構成は上記実施の形態２と同様であ
る。

【００３３】次に、動作について説明するが、量水板領
域検出部１４により検出された量水板領域について基準
目盛検出部１７により、基準目盛を検出するまでの動作
は上記実施の形態２と同様であるので説明を省略し、図
８および図９を参照して鏡面水位面検出部２０の動作を
説明する。鏡面水位面検出部２０は、レーザ投光制御部
１９を用いて矢印Ｓで示すようにレーザ光を量水板３の
上下方向に走査して投光する。図８に示すように、レー
ザ光１８ｅが鏡面状の水面２ａよりも上の量水板部分に
照射されている状態では、ＩＴＶカメラ１１では量水板
３からの直接の反射光（図示省略）の他、鏡面状水面２
ａから反射される反射光１８ｒも入射されるので、実像
５４と虚像５５が互いに離れて観測される。

【００３４】レーザ投光制御部１９により、照射方向を
矢印Ｓのように下方向に順次変えていくと、実像５４と
虚像５５が次第に近づき、図９に示すようにレーザ光の
実像５４および虚像５５が重なる位置が観測される。鏡
面水位面検出部２０はその実像５４および虚像５５が重
なる位置を検出して水位面位置とする。なお、上記実像
５４と虚像５５が重なる位置の具体的な検出方法は説明
を省略しているが、公知の従来技術を特別な制限なく用
いることができる。

【００３５】以上のようにこの実施の形態３によれば、
上記実施の形態２による効果に加えて、水面が鏡面状と
なり、水面に量水板の虚像が映る場合でも、水位面を正
確に得て水位を正しく計測することができる効果が得ら
れる。

【００３６】実施の形態４．図１０は実施の形態４に係
るレベル計測装置の機能構成を示す図であり、この実施
例ではＩＴＶカメラを例えば他の対象物の監視用途等に
共用できるようにした場合を示している。図において、
２１はＩＴＶカメラ１１の水平方向の回転角度および迎
角を操作するプリセット機能を持った架台角度設定部、
２２はＩＴＶカメラ１１の焦点距離を操作するプリセッ
ト機能を持った焦点距離設定部である。

【００３７】架台角度設定部２１および焦点距離設定部
２２は、例えば図示を省略している監視制御室からのリ
モート操作により、手動もしくは自動でカメラ１１を任
意の方向及び角度に向け、任意の目標物に焦点を合わせ
るように設定することができる。２３はＩＴＶカメラ１
１が水位計測用のプリセット画角に設定されたこと、お
よびＩＴＶカメラ１１が水位計測用のプリセット画角か
ら変更されたことを検出する画角検出部である。その他
の構成は上記実施の形態２と同様である。なお、ＩＴＶ
カメラ１１による撮像情報を他の監視用途などに使う場
合における構成部分については図示を省略している。

【００３８】次に、上記のように構成された実施の形態
４によるレベル計測装置の動作について説明する。画角
検出部２３は、水位計測用プリセット画角の映像に特有
の部分画像情報を予め保持しておく。計測対象のレベル
計測の際に、画角検出部２３は、この部分画像情報と入
力映像を比較することにより、現在の画角が水位計測用
プリセット画角であるか、他の画角であるかを検出し、
水位計測用プリセット画角である場合は水位計測処理を
行い、他の画角である場合は水位計測処理を停止する。
なお、水位計測処理を行う場合の動作は上記実施の形態
２と同様であるので、重複を避けるため説明を省略す
る。

【００３９】以上のようにこの実施の形態４によれば、
画角検出部を備えるように構成したことにより、ＩＴＶ
カメラ１１を他の監視用途等に共用する場合でも、カメ
ラの操作による水位計測の誤動作を防ぐことができ、レ
ベル計測の信頼性を向上させることができる効果があ
る。

【００４０】実施の形態５．図１１および図１２はこの
実施の形態５になるレベル検出装置を説明するもので、
図１１は機能構成を概略的に示す図、図１２は映像画面
分割多重化部による多重化の例を模式的に説明する図で
ある。図において、２４はそれぞれ互いに別の測定個所
に設けられた量水板３とＩＴＶカメラ１１により構成さ
れた撮像部２４ａ、２４ｂ、および２４ｃからなる複数
の撮像部、２５はこれら各撮像部のＩＴＶカメラ１１か
らの複数の撮像映像をそれぞれ画面分割して多重化する
映像画面分割多重化部である。

【００４１】図１２において、６０〜６２は、各測定個
所にそれぞれ設けられた撮像部２４ａ、２４ｂ、および
２４ｃにてそれぞれ撮像された映像、６３は、各映像６
０〜６２の量水板部分を縦方向に分割して切り出した
後、１枚の映像に多重化した多重化画像である。なお、
図では３つの画像を多重化した例を示しているが、量水
板の映る幅などにもよるが、多重化する映像の数はいく
つであってもよい。その他の構成は上記実施の形態２と
略同様である。

【００４２】次に、実施の形態５の動作を図１２を参照
して映像画面分割多重化部２５の機能を中心に説明す
る。水位計測に必要な量水板３の部分の映像は、量水板
３の形状が一般的に縦長であることに起因して縦長とな
る。撮像された各映像を縦方向に分割し、量水板部分を
とりだして多重化することにより、１つの入力映像によ
り同時に複数の撮像部２４の水位計測処理を行うことが
できる。

【００４３】なお、かかる多重化画像６３についての水
位計測は、例えば実施の形態２及び３に示すような方法
と同様に行うことができる。この場合、処理手段１３に
おける量水板領域検出部１４は、量水板領域を撮像部２
４ａ、２４ｂ、及び２４ｃに対応させて３つ検出し、基
準目盛検出部１７及び水位算出部１５は、検出されたそ
れぞれの領域について個別に水位を求め、結果出力部１
６は各撮像部２４ａ、２４ｂ、及び２４ｃに対応させて
それぞれ結果を出力するように構成されていることは言
うまでもない。なお、上記説明では映像画面分割多重化
部２５により多重化した後、処理手段１３に入力するよ
うに構成したが、各計測地点の撮像情報を順次量水板領
域検出部１４に入力し、量水板領域を検出した後、量水
板領域を分割多重化し、基準目盛検出部１７にて基準目
盛を検出するようにしてもよい。

【００４４】以上のようにこの実施の形態５によれば、
１つの入力映像により同時に複数個所の水位計測を行う
ことができ、コスト等を抑えレベル計測装置を有効利用
できる効果が得られる。

【００４５】ところで、上記各実施の形態では、カメラ
１１としてＩＴＶカメラを用いた場合について説明した
が、特にそれに限定されるものではなく、また赤外線カ
メラなど特定の波長領域に感度を高めたものであっても
良い。また、各種のカラーフィルタ、偏光フィルタなど
をカメラに装着し反射光などの影響を緩和するようにし
ても差し支えない。また、スケールとしての量水板３、
３ａの目盛のパターンは実施の形態に例示したものに限
定されず、公知の各種の目盛であっても同様の効果が期
待できる。計測対象に応じてスケールを変更しても同様
の効果が得られる。

【００４６】さらに、レベル計測対象として河川、ダム
などの水位を計測する場合について説明したが、これら
に限定されず、例えば油類、その他液体類の貯留槽、液
状物質、あるいは穀物などの粒状固体など、レベル変位
部を有するものであれば、この発明を各種のレベル計測
対象に用いることができることは言うまでもない。

【００４７】

【発明の効果】以上説明した通りこの発明によれば、次
のような効果がある。

【００４８】請求項１に記載の第１の発明によれば、処
理が高速であり、計測対象の表面の状況や周囲の構造物
等に影響を受けず、テンプレートの更新を必要としない
レベル計測装置を提供できる効果がある。

【００４９】請求項２に記載の第２の発明によれば、テ
ンプレートの更新等の随時処理によらず昼夜等の明るさ
の違いによる影響を除去したレベル計測装置を得ること
ができる効果がある。

【００５０】請求項３に記載の第３の発明によれば、高
速に量水板基準目盛位置を検出でき、かつ検出位置の信
頼性を向上することができる効果がある。

【００５１】請求項４に記載の第４の発明によれば、レ
ベル計測対象の表面が鏡面状となり、表面にスケールの
虚像が映る場合でも、レベル変位面を正確に検知してレ
ベルを正しく計測することができる効果がある。

【００５２】請求項５に記載の第５の発明によれば、カ
メラを他の監視用途等に共用する場合であっても、カメ
ラの操作によるレベル計測の誤動作を防ぐことができる
効果がある。

【００５３】請求項６に記載の第６の発明によれば、１
つの入力映像により同時に複数個所のレベル計測を行う
ことができ、コスト等を抑えることができる効果があ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施の形態１によるレベル計測装置の機能構
成図である。

【図２】実施の形態１の撮像情報から量水板（スケー
ル）の領域を検出する原理を説明する図。

【図３】実施の形態１に用いる量水板領域検出部の処
理フロー図である。

【図４】実施の形態２によるレベル計測装置の機能構
成図である。

【図５】実施の形態２に用いる量水板（スケール）を
示す図である。

【図６】実施の形態２に用いる基準目盛検出部の処理
フロー図である。

【図７】実施の形態３によるレベル計測装置の機能構
成図である。

【図８】実施の形態３の量水板に対するレーザ光の投
光例を模式的に説明する構成図である。

【図９】実施の形態３の量水板に対するレーザ光投光
の他の例を模式的に説明する光路図である。

【図１０】実施の形態４に係るレベル計測装置の機能構
成を示す図である。

【図１１】実施の形態５によるレベル計測装置の機能構
成図である。

【図１２】実施の形態５に用いる映像画面分割多重化部
による多重化の例を説明する図である。

【図１３】従来のレベル計測装置の概要を示す構成図
である。

【符号の説明】

１水（レベル計測対象）、２、２ａ水面（レベル
変位部）、３、３ａ量水板（スケール）、１１Ｉ
ＴＶカメラ（カメラ）、１２映像入力部、１３処
理手段、１４スケール領域検出部、１８レーザ
投光器、２３画角検出部、２５映像画面分割多
重化部、４０基準目盛、４２基準目盛パターン、
１８ｅ投光レーザ光、１８ｒ反射レーザ光。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】計測対象のレベルを計測するスケールを
撮像するカメラと、このカメラによる撮像情報に基づい
て計測対象のレベルを求める処理手段とを備えたレベル
計測装置において、上記処理手段は、上記撮像情報より
上記計測対象のレベル変動方向に切り出された多数の画
素列パターンから、上記スケールの目盛に対応した規則
性を有する画素列パターンが上記レベル変動方向に直交
する方向に連続的に存在する切り出し位置を求めること
により、上記スケールの領域を特定するスケール領域検
出部を含むことを特徴とするレベル計測装置。
【請求項２】レベル変動方向に切り出された画素列パ
ターンから所定長に切り出された部分輝度パターンにつ
いて正規化処理を行うようにしてなることを特徴とする
請求項１記載のレベル計測装置。
【請求項３】スケールは、その目盛に基準目盛を備
え、処理手段は、該基準目盛に対応する基準目盛テンプ
レートを用いて、スケール領域検出部により特定された
スケールの領域より上記スケールの基準目盛を検出する
ことを特徴とする請求項１または請求項２記載のレベル
計測装置。
【請求項４】スケールに対しレーザ光を投光するレー
ザ投光器を備え、処理手段は、その反射光によりレベル
変位部を検出するようにしたことを特徴とする請求項１
ないし請求項３の何れかに記載のレベル計測装置。
【請求項５】カメラの画角を検出する画角検出部を備
え、この画角検出部の検出結果に応じて処理手段による
レベル計測を行うことを特徴とする請求項１ないし請求
項４の何れかに記載のレベル計測装置。
【請求項６】複数のレベル計測地点にそれぞれ設けら
れたスケールを撮像するカメラと、これら複数のカメラ
の撮像映像を多重化する映像画面分割多重化部とを備
え、処理手段は上記多重化された映像について同時に複
数の計測地点のレベル計測を行うことを特徴とする請求
項１ないし請求項５の何れかに記載のレベル計測装置。