JP2007028344A - データ記録装置及びデータ記録システム - Google Patents

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Abstract

【課題】計測データと画像をともに記録するシステムにおいて、両データの時間的同期を確立する。
【解決手段】センサ10で取得したセンサ出力はデータレコーダ12に供給される。データレコーダ12は、サンプリングクロック源14で生成されたサンプリングクロックでセンサ出力をサンプリングし、計測データ記憶部18に記憶する。一方、ビデオカメラ20で撮影した画像は画像レコーダ22に供給される。画像レコーダ22は、撮影画像をJPEG画像に変換して画像記憶部32に記憶する。サンプリングクロックは画像レコーダ22の時間情報バッファ/カウンタ30にも供給され、サンプリングタイミングに同期した時間情報が生成されてJPEG画像に付加される。
【選択図】図1

Description

本発明はデータ記録装置及びデータ記録システムに関し、特に測定対象のデータと画像の同期確立に関する。
従来より、測定対象にセンサを取り付けてアナログ信号データをデータレコーダに記録するとともに、該測定対象をビデオカメラで撮影して画像としてVTRに記録し、データレコーダのデータとVTRの画像とを照合して測定対象の挙動を総合的に判定する技術が知られている。民生用ビデオカメラを用いる場合、制御信号による撮影開始/終了の高精度な制御が困難であることから、ビデオカメラとデータレコーダがそれぞれのタイミングで記録を行うため、データレコーダのデータとVTRの画像の同期を確立する必要がある。そこで、従来より、データレコーダでの記録開始時点でストロボ等の光源を発光させ、発光させた様子をビデオカメラ画像内に映し込んで開始タイミングを合わせている。
下記に示す特許文献には、タイムコードジェネレータによりタイムコードを生成し、このタイムコードをビデオ信号に重畳することが開示されている。
特開平9−186959号公報
データレコーダのデータとVTR等の画像レコーダの画像との同期を確立するためには、データレコーダでのデータ記録時間に関連する時間情報を画像に付加する必要がある。ストロボ等の光源を発光させて画像に映し込む方法では、開始のタイミングを検出することは可能であるが、データレコーダと画像レコーダはそれぞれ個別のタイミングでデータ及び画像を記録するため、時間のずれが累積されてしまう問題がある。したがって、開始タイミングだけでなく、簡易かつ高精度に時間情報を継続的に画像レコーダに供給し、画像に時間情報を付加する必要がある。
本発明の目的は、データレコーダに記録されたデータと、VTR等の画像レコーダに記録された画像との同期を容易に確立することができる装置及びシステムを提供することにある。
本発明は、ビデオカメラで得られた画像に時間情報を付加して記録する画像記録装置に対して該時間情報を提供する装置であって、センサから入力したアナログセンサ信号をデジタル信号に変換するA/D変換手段と、前記A/D変換手段にサンプリングクロック信号を供給するサンプリングクロック生成手段と、前記A/D変換手段からのデータを記憶するデータ記憶手段と、前記サンプリングクロック信号を前記時間情報として前記画像記録装置に供給する出力手段とを有し、前記アナログセンサ信号のサンプリングタイミングに同期した時間情報を前記画像に付加することを特徴とする。
また、本発明は、ビデオカメラで得られた画像に時間情報を付加して記録する画像記録装置に対して該時間情報を提供する装置であって、GPS衛星からの電波を受信して時間データを抽出するGPSレシーバと、センサから入力したアナログセンサ信号をデジタル信号に変換するA/D変換手段と、前記A/D変換手段にサンプリングクロック信号を供給するサンプリングクロック生成手段と、前記A/D変換手段からのデータを記憶するデータ記憶手段と、前記GPSレシーバで抽出した時間データ及び前記サンプリングクロック信号を前記時間情報として前記画像記録装置に供給する出力手段とを有し、前記アナログセンサ信号のサンプリングタイミングに同期した時間情報を前記画像に付加することを特徴とする。
また、本発明は、測定対象のデータを記録するデータ記録装置と、前記測定対象の画像を記録する画像記録装置とを含むデータ記録システムであって、前記データ記録装置は、センサから入力したアナログセンサ信号をデジタル信号に変換するA/D変換手段と、前記A/D変換手段にサンプリングクロック信号を供給するサンプリングクロック生成手段と、前記A/D変換手段からのデータを記憶するデータ記憶手段と、前記サンプリングクロック信号を前記時間情報として前記画像記録装置に供給する出力手段とを有し、前記画像記録装置は、前記時間情報を前記画像に付加して記憶する画像処理手段とを有することを特徴とする。
また、本発明は、測定対象のデータを記録するデータ記録装置と、前記測定対象の画像を記録する画像記録装置とを含むデータ記録システムであって、前記データ記録装置は、GPS衛星からの電波を受信して時間データを抽出するGPSレシーバと、センサから入力したアナログセンサ信号をデジタル信号に変換するA/D変換手段と、前記A/D変換手段にサンプリングクロック信号を供給するサンプリングクロック生成手段と、前記A/D変換手段からのデータを記憶するデータ記憶手段と、前記GPSレシーバで抽出した時間データ及び前記サンプリングクロック信号を前記時間情報として前記画像記録装置に供給する出力手段とを有し、前記画像記録装置は、前記時間情報を前記画像に付加する画像処理手段と、前記時間情報が付加された画像を記憶する画像記憶手段とを有することを特徴とする。
また、本発明は、測定対象のデータを記録するデータ記録装置と、前記測定対象の画像を記録する画像記録装置とを含むデータ記録システムであって、前記データ記録装置は、GPS衛星からの電波を受信して第1時間データを抽出する第1GPSレシーバと、センサから入力したアナログセンサ信号をデジタル信号に変換するA/D変換手段と、前記A/D変換手段にサンプリングクロック信号を供給するサンプリングクロック生成手段と、前記A/D変換手段からのデータに前記第1時間データを付加して記憶するデータ記憶手段とを有し、前記画像記録装置は、前記GPS衛星からの電波を受信して第2時間データを抽出する第2GPSレシーバと、前記画像に前記第2時間データを付加する画像処理手段と、前記第2時間データが付加された画像を記憶する画像記憶手段とを有し、前記データ記録装置及び前記画像記録装置は、前記第1時間データ及び前記第2時間データが予め設定された時間データに一致した時点でデータの記憶及び画像の記憶を開始することを特徴とする。
本発明によれば、データ記録装置と画像記録装置とで時間情報を共有するため、両データの時間同期を容易に確立することができる。特に、本発明ではデータ記録装置でのデータサンプリングに用いるサンプリングクロックを画像記録装置に供給し、画像記録装置でこのクロックを時間情報として用いるので、簡易な構成で時間同期を確立することができる。本発明では、センサでのデータ取得タイミングと、ビデオカメラでの撮影タイミングが同期していなくても、両データの時間同期を確立することができる。
以下、図面に基づき本発明の実施形態について説明する。
図1に、本実施形態にかかるデータ記録システムの構成を示す。データ記録システムは、データレコーダ12と画像レコーダ22を含む。画像レコーダ22は、VTRやDVDレコーダ等で構成される。
センサ10は測定対象に取り付けられ、測定対象の物理量を検出してアナログセンサ出力をデータレコーダ12に供給する。測定対象は任意であり、例えば車両のサスペンション部に取り付けられる。
データレコーダ12は水晶発振器等のサンプリングクロック源14、A/D変換器16及び計測データ記憶部18を有する。各部は図示しないプロセッサにより制御される。センサ10からのアナログセンサ信号はA/D変換器16に供給される。また、サンプリングクロック源からのサンプリングクロックもA/D変換器16に供給される。A/D変換器16は、供給されたサンプリングクロックを用いてアナログセンサ信号をサンプリングして計測データ記憶部18に出力する。計測データ記憶部18は、サンプリングされたデータを記憶する。
ビデオカメラ20はセンサ10の測定対象あるいはその近傍を撮影する。センサ10が車両のサスペンションに取り付けられる場合、ビデオカメラ20はサスペンションあるいは車輪を撮影する。ビデオカメラ20は撮影した画像を画像レコーダ22に供給する。
画像レコーダ22はビデオA/D変換器24、JPEG変換器26、画像/時間情報埋め込み回路28、時間情報バッファ/カウンタ30及び画像記憶部32を含む。各部は図示しないプロセッサにより制御される。ビデオカメラ20からの画像はビデオA/D変換器24に供給される。ビデオA/D変換器24は画像信号をデジタル信号に変換し、JPEG変換器26に供給する。JPEG変換器26はデジタル画像データをJPEGフォーマットに変換して画像/時間情報埋め込み回路28に供給する。画像/時間情報埋め込み回路28には、時間情報バッファ30からの時間情報も供給される。画像/時間情報埋め込み回路28は、JPEG画像の各フレームに時間情報バッファ30からの時間情報を付加して画像記憶部32に出力する。JPEG画像は1/30(sec)で1フレームであり、これらのフレームのそれぞれに時間情報バッファ30からの時間情報が付加される。画像記憶部32は、時間情報が付加されたJPEG画像を記憶する。
データレコーダ12と画像レコーダ22は、通信ラインで互いに接続される。図には、通信ラインとしてクロック信号ライン(CLK)、シリアル信号ライン、STATUS信号ライン、及びSTART/STOP制御ラインが示されている。データレコーダ12のプロセッサは、START/STOP制御ラインを介してスタート信号及びストップ信号を画像レコーダのプロセッサに供給する。また、STATUS信号ラインを通じて画像レコーダ22の状態を監視し、画像レコーダ22の状態の検出に基づいて各種信号を画像レコーダ22に出力する。すなわち、データレコーダ12と画像レコーダ22の同期動作を行う際に、データレコーダ12のプロセッサは、画像レコーダ22の状態をチェックし、画像レコーダ22から出力される動作準備OKを示す信号(例えば、Ready信号)の検出に基づいて、スタート信号を画像レコーダ22のプロセッサに供給する。各レコーダの動作中は、データレコーダ12のプロセッサがSTATUS信号ラインを通じて画像レコーダ22から出力される信号を常時監視し、何らかの異常信号を検出した場合に、ストップ信号を画像レコーダ22のプロセッサに供給するようにしてもよい。この場合、データレコーダ12の動作も同時に停止させるようにしてもよい。データレコーダ12のサンプリングクロック源14は、A/D変換器16にサンプリングクロックを供給するとともに、クロック信号ラインを介して画像レコーダ22の時間情報バッファ/カウンタ30にもサンプリングクロックを供給する。サンプリングクロックの周波数は任意であり、JPEG画像の周期(33msec)よりも十分短い周期であればよい。時間情報バッファ/カウンタ30は入力したサンプリングクロックをカウントし、JPEG画像の各フレームタイミング(33msec)に同期したカウント値を時間情報として出力する。カウンタのカウント開始及び終了は、上述したデータレコーダ12からのスタート信号及びストップ信号で制御される。すなわち、画像レコーダ22のプロセッサは、データレコーダ12のプロセッサからのスタート信号/ストップ信号に応じて時間情報バッファのカウンタのカウント開始/終了を制御し、サンプリングクロックを33msecにわたってカウントする。画像/時間情報埋め込み回路28は、時間情報バッファ/カウンタ30からの33msec周期のカウント値を時間情報として各JPEG画像フレームに付加する。
図2に、画像記憶部32に記憶されるJPEG画像を模式的に示す。フレーム1,2,3のJPEG画像が示されており、各フレームのJPEG画像の所定位置、例えばコメントマーカ部分100に時間情報としてのカウント値が埋め込まれる。この時間情報により、データレコーダ12の計測データ記憶部18に記憶されたデータのサンプリングタイミングと、画像レコーダ22の画像記憶部32に記憶された画像の時間情報とを関連付けることができ、両データの同期を確立することができる。例えば、計測データのうちのあるデータに異常が発見され、その時点における画像を確認する場合、当該計測データのサンプリングタイミングに対応するカウント値を有する画像を検索すればよい。例えば、着目している計測データのサンプリングタイミングがサンプリングを開始してから100番目のデータである場合、この100番目のサンプリングに対応するカウント値を有する画像、あるいは100番目のサンプリングに対応するカウント値にもっとも近いカウント値を有する画像を検索すればよい。計測データに対応する画像を検索するシステムは、計測データ及び画像をともに入力するコンピュータ利用の照合システムとして構築される。
図3に、計測データ記憶部18に記憶されたデータ、及び画像記憶部32に記憶された画像をコンピュータ40に供給して両データを照合するシステムの構成を示す。コンピュータ40は、計測データ記憶部18に記憶されたデータ及び画像記憶部32に記憶された画像を入力し、メモリに記憶する。コンピュータ40のプロセッサは、インストールされた照合プログラムに従って両データを所定のフォーマットで画面上に表示する。図4に、表示形態の一例を示す。画面42の下部にセンサ10で計測された測定対象の計測データ102がグラフ表示される。グラフの各点のデータは計測データ記憶部18に記憶されたデータである。横軸には時間、あるいはサンプリングナンバが表示される。表示された計測データ群のうち、ユーザがある計測データをマウス等で指定すると、その計測データと時間同期した画像104が画面上部に表示される。すなわち、コンピュータ40のプロセッサは、ユーザがマウス等で指定した計測データのサンプリングナンバに対応するカウント値を算出し、このカウント値に近いカウント値を時間情報として有する画像を検索し、検索して得られた画像を画面上部に表示する。複数の画像がヒットした場合には、これら複数の画像を表示する。マウス等で指定された計測データはハイライト表示される。このようにして、計測データと画像との同期が確立され、特定の計測データと同時間の画像を容易に画面に表示させることができ、ユーザは計測データ異常時の画像を容易に視認できる。もちろん、ユーザが計測データ102を時間軸方向にスクロールさせた場合に、画面上に表示されている計測データと同時間の時間情報を有する画像104をスクロール操作に連動させて順次表示することも可能である。また、計測データを指定して対応する画像を検索するのではなく、逆に、画像を指定して対応する計測データを検索することも可能である。
本実施形態では、センサ10でのデータ取得タイミングとビデオカメラ20での撮影タイミングが同期していなくても、計測データと画像との同期を確立し、照合システムの画面42上で両データを時間同期させて合成表示することができる。時間同期を確立するためには、データレコーダ12でのサンプリングタイミングに同期した時間情報を画像レコーダ22に供給することが必要であるが、本実施形態ではデータレコーダ12でのサンプリングに用いるサンプリングクロックをそのまま画像レコーダ22に供給しているため、この条件を満たしている。本実施形態では、画像レコーダ22の時間情報バッファ/カウンタ30でクロック信号をカウントする際のカウント開始及びカウント終了をデータレコーダ12からのSTART/STOP信号で制御しているが、JPEG変換器26でのJPEG画像変換タイミングに同期した信号をJPEG変換器26から時間情報バッファ/カウンタ30に供給し、この信号に基づいてクロック信号をカウントしてもよい。
図5に、他の実施形態におけるデータ記録システムの構成を示す。図1と異なり、データレコーダ12はGPS衛星からのGPS電波を受信して時間データ(時分秒を規定する絶対時間データ)を抽出する。抽出した絶対時間データはデータレコーダ12のプロセッサに供給される。データレコーダ12のプロセッサは、取得した絶対時間情報をシリアル信号ラインを介して画像レコーダ22に供給する。また、GPSレシーバ41はGPS電波に含まれるクロック信号をサンプリングクロック源14に供給する。サンプリングクロック源14はGPSレシーバ41からのクロック信号に基づいてサンプリングクロックを生成してA/D変換器16に供給する。サンプリングクロックは、複数種類作成してもよく、例えば1kHzクロック信号、10kHzクロック信号等である。これらは測定対象の物理量に応じて適宜選択される。生成されたクロック信号は、クロック信号ラインCLKを介して画像レコーダ22にも供給される。計測データレコーダ12のプロセッサは、A/D変換器16でサンプリングされた計測データに取得した絶対時間情報を付加して計測データ記憶部18に記憶する。
画像レコーダ22はデータレコーダ12から入力した絶対時間情報、及びデータレコーダ12から供給されたクロックをカウントして得られたカウント値を時間情報としてJPEG画像の所定位置に埋め込む。例えば、あるフレームのJPEG画像に時間情報として「12時46分30秒0123」を埋め込む。ここで、「12時46分30秒」はGPSレシーバ41で抽出した絶対時間情報であり、「0123」は時間情報バッファ/カウンタ30のカウンタでクロック信号をカウントして得られるカウント値である。本実施形態では、計測データと画像がともに絶対時間情報を共有しているため、絶対時間情報をキーとして計測データに対応する画像を検索することが可能である。また、絶対時間情報とともにカウント値が付加されているため、単に絶対時間情報のみでは秒単位でしか特定できないところ、秒以下の画像もカウント値で互いに識別し特定することができる。
本実施形態でも、サンプリングクロック源14で生成されたサンプリングクロックで計測データをサンプリングするとともに、このサンプリングクロックを画像レコーダ22での時間情報として利用しているため、両者は時間的に同期している。なお、図1で説明したように、サンプリングクロック源14はGPSレシーバ41からのクロック信号とは別に独自にサンプリングクロックを生成することができる。したがって、GPSレシーバ41からのクロック信号に同期してサンプリングクロックを生成してA/D変換器16に供給するとともに、GPSレシーバ41からのクロック信号に基づいて生成されたクロック信号をクロックラインCLKを介して画像レコーダ22に供給してもよい。この場合、計測データをサンプリングするクロック信号と、画像レコーダ22で時間情報を取得するためのクロック信号は異なることになるが、両信号は時間的に同期しているので問題ない。
図6に、さらに他の実施形態におけるデータ記録システムの構成を示す。図5と異なり、画像レコーダ22もGPSレシーバ42を有する。GPSレシーバ41で抽出した絶対時間データはデータレコーダ12のプロセッサに供給されるとともに、GPS電波に含まれるクロック信号はサンプリングクロック源14に供給される。サンプリングクロック源14は、入力したクロック信号からサンプリングクロックを生成してA/D変換器16に供給する。サンプリングクロックは例えば10kHzである。A/D変換器16はセンサ10からのアナログセンサ信号をサンプリングする。データレコーダ12のプロセッサは、計測データに絶対時間情報を付加して計測データ記憶部18に記憶する。
一方、GPSレシーバ42で抽出した絶対時間データは時間情報バッファ34に供給される。画像/時間情報埋め込み回路28は、JPEG画像に時間情報バッファ34からの絶対時間情報を時間情報として埋め込む。したがって、本実施形態においても、計測データ及び画像は時間情報として絶対時間情報を共有しているため、絶対時間情報をキーとして計測データに対応する画像を検索することが可能である。また、本実施形態では、計測データレコーダ12及び画像レコーダ22がともに同一の絶対時間を有しているため、例えば予めデータレコーダ12に記録開始及び終了の時間をプログラミングしておくとともに、画像レコーダ22にも記録開始及び終了の時間をプログラミングしておくことで、所定の時刻に達したときにデータ及び画像の記録を開始し、所定の時刻に達したときにデータ及び画像の記録を終了させることもできる。本実施形態では、データレコーダ12と画像レコーダ22間でクロック信号やSTART/STOP信号の通信がないため、センサ10及びデータレコーダ12からなるシステムと、ビデオカメラ20及び画像レコーダ22からなるシステムが互いに遠隔地に存在していてもよい。
データ記録システムの構成ブロック図である。 時間情報が付加されたJPEG画像の模式的説明図である。 データ照合システムの構成図である。 図3のシステムにおける画面表示説明図である。 データ記録システムの他の構成ブロック図である。 データ記録システムのさらに他の構成ブロック図である。
符号の説明
10 センサ、12 データレコーダ、14 サンプリングクロック源、16 A/D変換器、18 計測データ記憶部、20 ビデオカメラ、22 画像レコーダ、24 ビデオA/D変換器、26 JPEG変換器、28 画像/時間情報埋め込み回路、30 時間情報バッファ/カウンタ、32 画像記憶部、34 時間情報バッファ、41,42 GPSレシーバ。

Claims (5)

  1. ビデオカメラで得られた画像に時間情報を付加して記録する画像記録装置に対して該時間情報を提供する装置であって、
    センサから入力したアナログセンサ信号をデジタル信号に変換するA/D変換手段と、
    前記A/D変換手段にサンプリングクロック信号を供給するサンプリングクロック生成手段と、
    前記A/D変換手段からのデータを記憶するデータ記憶手段と、
    前記サンプリングクロック信号を前記時間情報として前記画像記録装置に供給する出力手段と、
    を有し、前記アナログセンサ信号のサンプリングタイミングに同期した時間情報を前記画像に付加することを特徴とするデータ記録装置。
  2. ビデオカメラで得られた画像に時間情報を付加して記録する画像記録装置に対して該時間情報を提供する装置であって、
    GPS衛星からの電波を受信して時間データを抽出するGPSレシーバと、
    センサから入力したアナログセンサ信号をデジタル信号に変換するA/D変換手段と、
    前記A/D変換手段にサンプリングクロック信号を供給するサンプリングクロック生成手段と、
    前記A/D変換手段からのデータを記憶するデータ記憶手段と、
    前記GPSレシーバで抽出した時間データ及び前記サンプリングクロック信号を前記時間情報として前記画像記録装置に供給する出力手段と、
    を有し、前記アナログセンサ信号のサンプリングタイミングに同期した時間情報を前記画像に付加することを特徴とするデータ記録装置。
  3. 測定対象のデータを記録するデータ記録装置と、
    前記測定対象の画像を記録する画像記録装置と、
    を含むデータ記録システムであって、
    前記データ記録装置は、
    センサから入力したアナログセンサ信号をデジタル信号に変換するA/D変換手段と、
    前記A/D変換手段にサンプリングクロック信号を供給するサンプリングクロック生成手段と、
    前記A/D変換手段からのデータを記憶するデータ記憶手段と、
    前記サンプリングクロック信号を前記時間情報として前記画像記録装置に供給する出力手段と、
    を有し、
    前記画像記録装置は、
    前記時間情報を前記画像に付加して記憶する画像処理手段と、
    を有することを特徴とするデータ記録システム。
  4. 測定対象のデータを記録するデータ記録装置と、
    前記測定対象の画像を記録する画像記録装置と、
    を含むデータ記録システムであって、
    前記データ記録装置は、
    GPS衛星からの電波を受信して時間データを抽出するGPSレシーバと、
    センサから入力したアナログセンサ信号をデジタル信号に変換するA/D変換手段と、
    前記A/D変換手段にサンプリングクロック信号を供給するサンプリングクロック生成手段と、
    前記A/D変換手段からのデータを記憶するデータ記憶手段と、
    前記GPSレシーバで抽出した時間データ及び前記サンプリングクロック信号を前記時間情報として前記画像記録装置に供給する出力手段と、
    を有し、
    前記画像記録装置は、
    前記時間情報を前記画像に付加する画像処理手段と、
    前記時間情報が付加された画像を記憶する画像記憶手段と、
    を有することを特徴とするデータ記録システム。
  5. 測定対象のデータを記録するデータ記録装置と、
    前記測定対象の画像を記録する画像記録装置と、
    を含むデータ記録システムであって、
    前記データ記録装置は、
    GPS衛星からの電波を受信して第1時間データを抽出する第1GPSレシーバと、
    センサから入力したアナログセンサ信号をデジタル信号に変換するA/D変換手段と、
    前記A/D変換手段にサンプリングクロック信号を供給するサンプリングクロック生成手段と、
    前記A/D変換手段からのデータに前記第1時間データを付加して記憶するデータ記憶手段と、
    を有し、
    前記画像記録装置は、
    前記GPS衛星からの電波を受信して第2時間データを抽出する第2GPSレシーバと、
    前記画像に前記第2時間データを付加する画像処理手段と、
    前記第2時間データが付加された画像を記憶する画像記憶手段と、
    を有し、前記データ記録装置及び前記画像記録装置は、前記第1時間データ及び前記第2時間データが予め設定された時間データに一致した時点でデータの記憶及び画像の記憶を開始することを特徴とするデータ記録システム。
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