JP2020173733A - Analog meter reading device - Google Patents

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Abstract

To provide an analog meter reading device that reads an indicated value of an analog meter while suppressing production cost and power consumption.SOLUTION: An analog meter reading device 1 includes a reading unit 10 comprising: a plurality of LED elements 14 regularly arranged along a prescribed direction; and a plurality of photodiodes 13 regularly arranged along the plurality of LED elements 14. The reading unit 10 reads an indicator needle meter in a state of being mounted on a cover glass surface facing a dial plate of the indicator needle meter.SELECTED DRAWING: Figure 3

Description

本発明は、アナログメータ読取装置に関する。 The present invention relates to an analog meter reader.

従来、アナログメータの指示針が示す値(以下、「指示値」という。)を画像処理によって自動的に読み取り、コンピュータ管理に適したデジタル信号を得ることができる技術が開示されている(特許文献1)。 Conventionally, a technique has been disclosed that can automatically read a value indicated by an indicator needle of an analog meter (hereinafter referred to as "indication value") by image processing and obtain a digital signal suitable for computer management (Patent Document). 1).

特許文献1の技術は、アナログメータから距離を隔てて設置されたカメラを用いて、アナログメータの撮影画像として、指示値が既知である基準画像と、指示針が回転した状態である計測画像と、の2つの画像を得て、2つの画像を比較することで指示針が示す指示値を求める。 The technology of Patent Document 1 uses a camera installed at a distance from the analog meter, and as images taken by the analog meter, a reference image having a known indicated value and a measured image in which the indicator needle is rotated. The two images of, and are obtained, and the indicated value indicated by the indicator needle is obtained by comparing the two images.

また、アナログメータに後付けでき、当該アナログメータの校正状態を損なわず、指示針が示す指示値を読み取って、非接触で外部に指示値を取り出すことができる技術が開示されている(特許文献2)。 Further, there is disclosed a technique that can be retrofitted to an analog meter, can read the indicated value indicated by the indicator needle without impairing the calibration state of the analog meter, and can take out the indicated value to the outside without contact (Patent Document 2). ).

特許文献2の技術は、指示針に導電性ターゲットを貼り付けると共に、アナログメータのカバーガラス面に近接センサを含む計測用ICタグユニットを貼り付けて、近接センサに対する指示針の相対位置を検出することで、指示値を出力する。 The technique of Patent Document 2 detects the relative position of the indicator needle with respect to the proximity sensor by attaching a conductive target to the indicator needle and attaching a measurement IC tag unit including a proximity sensor to the cover glass surface of the analog meter. By doing so, the indicated value is output.

特開2004−133560号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2004-133560 特開2017−203775号公報JP-A-2017-203775

特許文献1の技術は、夜間や暗所などの照明設備がない場所では、アナログメータの指示値を読み取ることができない。また、アナログメータに太陽光が直接照射されるなどのアナログメータへの照明光が適切でない場合、カバーガラス面に強い反射光が発生して、指示値を読み取ることができない問題があった。また、特許文献1の技術は、カメラを用いているので、生産コストがかかると共に消費電力が大きい問題もある。 The technique of Patent Document 1 cannot read the reading of the analog meter in a place where there is no lighting equipment such as at night or in a dark place. Further, when the illumination light for the analog meter is not appropriate, such as when the analog meter is directly irradiated with sunlight, there is a problem that strong reflected light is generated on the cover glass surface and the indicated value cannot be read. Further, since the technique of Patent Document 1 uses a camera, there is a problem that the production cost is high and the power consumption is large.

特許文献2の技術は、アナログメータの指示針が導電性素材で構成されていない場合、カバーガラス面に計測用ICタグユニットを貼り付けても指示値を検出できない。そこで、ユーザは、アナログメータのカバーガラス面を開けて、指示針に直接導電性ターゲットを貼り付ける必要があるが、その作業負担が非常に大きい問題があった。 In the technique of Patent Document 2, when the indicator needle of the analog meter is not made of a conductive material, the indicated value cannot be detected even if the measurement IC tag unit is attached to the cover glass surface. Therefore, the user needs to open the cover glass surface of the analog meter and attach the conductive target directly to the indicator needle, but there is a problem that the work load is very large.

本発明は、このような実情を鑑みて提案されたものであり、生産コスト及び消費電力を抑制しつつ、アナログメータの指示値をリアルタイムで読み取ることができるアナログメータ読取装置を提供することを目的とする。 The present invention has been proposed in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide an analog meter reader capable of reading an analog meter reading in real time while suppressing production cost and power consumption. And.

本発明に係るアナログメータ読取装置は、所定方向に沿って規則的に配列された複数の発光素子と、所定の方向あるいは前記複数の発光素子に沿って規則的に配列された複数の受光素子と、を有する読取部を備え、前記読取部は、アナログメータの透明部材上の所定位置に装着された状態で、前記アナログメータを読み取るものである。 The analog meter reading device according to the present invention includes a plurality of light emitting elements regularly arranged along a predetermined direction, and a plurality of light receiving elements regularly arranged in a predetermined direction or along the plurality of light emitting elements. The reading unit includes a reading unit having a, and the reading unit reads the analog meter in a state of being mounted at a predetermined position on a transparent member of the analog meter.

本発明は、生産コスト及び消費電力を抑制しつつ、アナログメータの指示値を読み取ることができる。 The present invention can read the reading of the analog meter while suppressing the production cost and the power consumption.

(A)は指示針メータに取り付けられた状態の第1実施形態のアナログメータ読取装置の正面図であり、(B)はその外観側面図である。(A) is a front view of the analog meter reading device of the first embodiment attached to the indicator needle meter, and (B) is an external side view thereof. 読取部の読取面を示す図である。It is a figure which shows the reading surface of a reading part. アナログメータ読取装置の機能的な構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the functional structure of an analog meter reader. 指示針の回転中心同定ルーチン並びに変換表作成ルーチンを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the rotation center identification routine of the indicator needle, and the conversion table creation routine. 指示針メータの目盛領域の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the scale area of the indicator needle meter. 極座標平面に展開された目盛領域を示す図である。It is a figure which shows the scale area developed in the polar coordinate plane. 変換表を示す図である。It is a figure which shows the conversion table. 読取処理ルーチンを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the reading process routine. 指示針メータの指示針がフォトダイオードの1つの検出領域の中心部に存在する場合の模式図、及びそのときの各フォトダイオードの出力信号を示す図である。It is a schematic diagram when the indicator needle of the indicator needle meter exists in the central part of one detection area of a photodiode, and the figure which shows the output signal of each photodiode at that time. アナログメータの指示針が2つのフォトダイオードの検出領域の重なり部分に存在する場合の模式図、及びそのときの各フォトダイオードの出力信号を示す図である。It is a schematic diagram when the indicator needle of an analog meter exists in the overlapping part of the detection area of two photodiodes, and the figure which shows the output signal of each photodiode at that time. 第2実施形態に係るフォトダイオードの断面形状を示す図である。It is a figure which shows the cross-sectional shape of the photodiode which concerns on 2nd Embodiment. (A)はフォトダイオードにレンズがない場合のフォトダイオードの光感応領域を示す模式図であり、(B)はフォトダイオードにレンズが形成された場合の光感応領域を示す模式図である。(A) is a schematic diagram showing a light-sensitive region of a photodiode when the photodiode does not have a lens, and (B) is a schematic diagram showing a light-sensitive region when a lens is formed on the photodiode. 直径が異なる光感応領域を示す図である。It is a figure which shows the light-sensitive region which has a different diameter. 第3実施形態に係るアナログメータ読取装置の読取部を示す図である。It is a figure which shows the reading part of the analog meter reading apparatus which concerns on 3rd Embodiment. (A)は読取部の平面図、(B)はその側面図である。(A) is a plan view of the reading unit, and (B) is a side view thereof. 第4実施形態に係るアナログメータ読取装置の読取部を示す図である。It is a figure which shows the reading part of the analog meter reading apparatus which concerns on 4th Embodiment.

以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
[第1実施形態]
図1(A)は指示針メータ100に取り付けられた状態の第1実施形態のアナログメータ読取装置1の正面図であり、同図(B)はその外観側面図である。アナログメータ読取装置1は、指示針メータ100に光を照射して指示針101の位置情報を検出する読取部10と、読取部10が検出した位置情報に基づいて指示針101が示す指示値を算出する制御部30と、を備えている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[First Embodiment]
FIG. 1A is a front view of the analog meter reading device 1 of the first embodiment attached to the indicator needle meter 100, and FIG. 1B is an external side view thereof. The analog meter reading device 1 irradiates the indicator needle meter 100 with light to detect the position information of the indicator needle 101, and the reading unit 10 and the indicated value indicated by the indicator needle 101 based on the position information detected by the reading unit 10. It includes a control unit 30 for calculating.

指示針メータ100は、指示針101と、指示針101が指し示す位置に対応する物理量を表示する目盛板102と、指示針101を保護するためのカバーガラス103と、を備えている。指示針101は、目盛板102の表示面側から所定距離にある平面上において、所定の回転中心を基準に回転する。カバーガラス103は、指示針101を含むように目盛板102の表示面側を覆っている。 The indicator needle meter 100 includes an indicator needle 101, a scale plate 102 that displays a physical quantity corresponding to a position indicated by the indicator needle 101, and a cover glass 103 for protecting the indicator needle 101. The indicator needle 101 rotates with respect to a predetermined rotation center on a plane at a predetermined distance from the display surface side of the scale plate 102. The cover glass 103 covers the display surface side of the scale plate 102 so as to include the indicator needle 101.

指示針メータ100の目盛板102は白色であり、指示針101は黒色である。このため、指示針メータ100に照射された光は、目盛板102では反射され、指示針101では吸収される。読取部10は、このような指示針メータ100の光反射特性を利用して、指示針メータ100の指示針101の位置情報を検出する。 The scale plate 102 of the indicator needle meter 100 is white, and the indicator needle 101 is black. Therefore, the light emitted to the indicator needle meter 100 is reflected by the scale plate 102 and absorbed by the indicator needle 101. The reading unit 10 detects the position information of the indicator needle 101 of the indicator needle meter 100 by utilizing the light reflection characteristic of the indicator needle meter 100.

読取部10は、全体的にほぼ均一の厚みを有し、中央に穴部が形成され、径方向に所定の幅を有する円弧帯状(ドーナツ状)部材である。読取部10の2つ側面のうちの一方の側面は、指示針メータ100のカバーガラス103面に直接装着され、指示針メータ100の指示針101の位置情報を光学的に検出する側面(読取面)である。上記2つの側面のうちの他方の側面は、外部へ露出し、その表面にマーカ10Mが印刷された側面(マーカ面)である。 The reading unit 10 is an arc strip-shaped (doughnut-shaped) member having a substantially uniform thickness as a whole, a hole portion formed in the center, and a predetermined width in the radial direction. One of the two side surfaces of the reading unit 10 is directly mounted on the cover glass 103 surface of the indicator needle meter 100, and is a side surface (reading surface) that optically detects the position information of the indicator needle 101 of the indicator needle meter 100. ). The other side surface of the above two side surfaces is a side surface (marker surface) exposed to the outside and on which the marker 10M is printed.

読取部10の読取面は、指示針メータ100の指示針101の回転中心上に、当該読取部10の中心が一致するように、指示針メータ100の目盛板102の対面側のカバーガラス103面上に直接装着される。このとき、読取部10のマーカ面は正面側になる。本実施形態では、読取部10のマーカ面には、4か所の矩形のマーカ10Mが印刷されている。4つのマーカ10Mは正方形の各頂点の位置に配置され、その正方形の対角線の交点は読取部10の中心に一致する。 The reading surface of the reading unit 10 is the cover glass 103 surface on the opposite side of the scale plate 102 of the indicating needle meter 100 so that the center of the reading unit 10 coincides with the rotation center of the indicating needle 101 of the indicating needle meter 100. Mounted directly on top. At this time, the marker surface of the reading unit 10 is on the front side. In the present embodiment, four rectangular markers 10M are printed on the marker surface of the reading unit 10. The four markers 10M are arranged at the positions of the vertices of the square, and the intersections of the diagonal lines of the square coincide with the center of the reading unit 10.

図2は、読取部10の読取面を示す図である。読取部10は、小さな穴部11が形成された円盤状の収納ケース12と、収納ケース12内の外周部に沿って円弧状に配置された複数のフォトダイオード13と、複数のフォトダイオードと穴部との間に円弧状に配置された複数のLED素子14と、を備えている。 FIG. 2 is a diagram showing a reading surface of the reading unit 10. The reading unit 10 includes a disk-shaped storage case 12 in which a small hole portion 11 is formed, a plurality of photodiodes 13 arranged in an arc shape along the outer peripheral portion of the storage case 12, and a plurality of photodiodes and holes. A plurality of LED elements 14 arranged in an arc shape between the portions are provided.

収納ケース12は、中心に小さな穴部11が形成され、複数のフォトダイオード13及びLED素子14が設置される円形収納底12aと、円形収納底12aの外周部に沿って形成される外周壁12bと、円形収納底12aの内周部に沿って形成される内周壁12cと、を有する。外周壁12b及び内周壁12cの高さは、フォトダイオード13及びLED素子14の配置面からの高さより大きい。このため、読取部10のカバーガラス103への装着の際には、外周壁12b及び内周壁12cの端部がカバーガラス103に接着される。つまり、フォトダイオード13及びLED素子14は、カバーガラス103に接触せずに済み、接触による破損が回避される。 The storage case 12 has a circular storage bottom 12a in which a small hole 11 is formed in the center and a plurality of photodiodes 13 and LED elements 14 are installed, and an outer peripheral wall 12b formed along the outer peripheral portion of the circular storage bottom 12a. And an inner peripheral wall 12c formed along the inner peripheral portion of the circular storage bottom 12a. The height of the outer peripheral wall 12b and the inner peripheral wall 12c is larger than the height from the arrangement surface of the photodiode 13 and the LED element 14. Therefore, when the reading unit 10 is attached to the cover glass 103, the ends of the outer peripheral wall 12b and the inner peripheral wall 12c are adhered to the cover glass 103. That is, the photodiode 13 and the LED element 14 do not have to come into contact with the cover glass 103, and damage due to contact is avoided.

読取部10には、インデックス番号0からインデックス番号20までの21個のフォトダイオード13が円弧状に配列されている。インデックス番号は、21個のフォトダイオード13の中のから1個のフォトダイオード13を識別するために使用されるだけでなく、対応するフォトダイオード13の位置情報としても使用される。このため、インデックス番号は、詳細は後述するが、指示針メータ100の指示値を算出する際に使用される。 In the reading unit 10, 21 photodiodes 13 having index numbers 0 to 20 are arranged in an arc shape. The index number is used not only to identify one photodiode 13 out of the 21 photodiodes 13, but also as position information of the corresponding photodiode 13. Therefore, although the details will be described later, the index number is used when calculating the indicated value of the indicator needle meter 100.

また、読取部10内の各フォトダイオード13と読取部10のマーカ面に印刷された各マーカ10Mとの相対的な位置関係は、予め定められている。このため、指示針メータ100に読取部10が装着された場合に、指示針メータ100に対する各マーカ10Mの位置が決まれば、指示針メータ100に対する各フォトダイオード13の位置も一意に定まる。 Further, the relative positional relationship between each photodiode 13 in the reading unit 10 and each marker 10M printed on the marker surface of the reading unit 10 is predetermined. Therefore, when the reading unit 10 is attached to the indicating needle meter 100, if the position of each marker 10M with respect to the indicating needle meter 100 is determined, the position of each photodiode 13 with respect to the indicating needle meter 100 is also uniquely determined.

複数のLED素子14は、複数のフォトダイオード13に対して同心円の内側に円弧状に配置されている。本実施形態では、フォトダイオード13の個数は、LED素子14の個数よりも多い。しかし、フォトダイオード13及びLED素子14のそれぞれの個数は、特に限定されるものではない。 The plurality of LED elements 14 are arranged in an arc shape inside a concentric circle with respect to the plurality of photodiodes 13. In this embodiment, the number of photodiodes 13 is larger than the number of LED elements 14. However, the number of each of the photodiode 13 and the LED element 14 is not particularly limited.

また本実施形態では、フォトダイオード13は、LED素子14の外側に配置されるとしたが、フォトダイオード13の内側に、LED素子14を配置しても良い。 Further, in the present embodiment, the photodiode 13 is arranged outside the LED element 14, but the LED element 14 may be arranged inside the photodiode 13.

図3は、アナログメータ読取装置1の機能的な構成を示すブロック図である。読取部10は、指示針メータ100の指示針の位置情報を検出し、検出した位置情報を制御部30へ供給する。制御部30は、読取部10から供給された位置情報に基づいて指示針メータ100の指示値を算出し、当該指示値を無線通信によりサーバ装置200へ送信する。これにより、サーバ装置200は、複数の指示針メータ100の指示値をリアルタイムで集計・管理する。 FIG. 3 is a block diagram showing a functional configuration of the analog meter reading device 1. The reading unit 10 detects the position information of the indicating needle of the indicating needle meter 100, and supplies the detected position information to the control unit 30. The control unit 30 calculates the indicated value of the indicator needle meter 100 based on the position information supplied from the reading unit 10, and transmits the indicated value to the server device 200 by wireless communication. As a result, the server device 200 aggregates and manages the indicated values of the plurality of indicating needle meters 100 in real time.

読取部10は、指示針メータ100からの反射光を受光する複数のフォトダイオード13と、指示針メータ100に光を照射する複数のLED素子14と、各フォトダイオード13の出力信号の切替を制御するフォトダイオード制御部15と、各LED素子14を駆動させるLED駆動部16と、を備えている。 The reading unit 10 controls switching between a plurality of photodiodes 13 that receive the reflected light from the indicator needle meter 100, a plurality of LED elements 14 that irradiate the indicator needle meter 100 with light, and an output signal of each photodiode 13. It is provided with a photodiode control unit 15 and an LED drive unit 16 for driving each LED element 14.

制御部30は、制御部30内の各回路及び読取部10へ供給するための電源を蓄積する蓄電池31と、フォトダイオード(PD)切替部32と、PD切替部32からの出力信号をアナログ/デジタル(A/D)変換するA/Dコンバータ33と、CPU34と、LED素子14の点灯/消灯を制御するLED制御部35と、データのワークエリアであるRAM36と、プログラムが記憶されたROM37と、サーバ装置200等の外部機器と無線通信する無線通信部38と、を備えている。 The control unit 30 analog-to-digital / outputs the output signals from the storage battery 31, the photodiode (PD) switching unit 32, and the PD switching unit 32, which store power for supplying power to each circuit in the control unit 30 and the reading unit 10. An A / D converter 33 that performs digital (A / D) conversion, a CPU 34, an LED control unit 35 that controls lighting / extinguishing of the LED element 14, a RAM 36 that is a data work area, and a ROM 37 that stores a program. A wireless communication unit 38 that wirelessly communicates with an external device such as a server device 200.

以上のように構成されたアナログメータ読取装置1は、以下の手順に従って、指示針メータ100の指示値を算出する。 The analog meter reading device 1 configured as described above calculates the indicated value of the indicator needle meter 100 according to the following procedure.

読取部10は、指示針メータ100の正面中央部に装着された状態で、指示針メータ100の指示針101の位置情報を検出する。読取部10は、理想的には、指示針メータ100の指示針101の回転中心に対して、径方向及び回転方向にずれていない位置にあるのが好ましい。しかし、現実的には、読取部10は、上述した径方向及び回転方向にある程度ずれた位置に装着される。そこで、次の(1)及び(2)の処理が必要である。 The reading unit 10 detects the position information of the indicator needle 101 of the indicator needle meter 100 in a state of being mounted on the front center portion of the indicator needle meter 100. Ideally, the reading unit 10 is preferably located at a position that is not displaced in the radial direction and the rotation direction with respect to the rotation center of the instruction needle 101 of the instruction needle meter 100. However, in reality, the reading unit 10 is mounted at a position deviated to some extent in the radial direction and the rotational direction described above. Therefore, the following processes (1) and (2) are required.

(1)指示針メータ100の指示値を正確に算出するためには、予め、径方向及び回転方向のずれが許容範囲であるか否かを判定する必要がある。
(2)読取部10で検出される指示針101の位置情報は、フォトダイオード13のインデックス番号に基づく指示針メータ100の指示針101の位置情報に過ぎず、実際の指示値を算出するには、当該位置情報から指示値へ変換するための変換表を作成する必要がある。
(1) In order to accurately calculate the indicated value of the indicating needle meter 100, it is necessary to determine in advance whether or not the deviation in the radial direction and the rotational direction is within the allowable range.
(2) The position information of the indicator needle 101 detected by the reading unit 10 is merely the position information of the indicator needle 101 of the indicator needle meter 100 based on the index number of the photodiode 13, and the actual indicated value can be calculated. , It is necessary to create a conversion table for converting the position information to the indicated value.

このため、具体的には、次の処理が行われる。
最初に、ユーザは、アナログメータ読取装置1の読取部10を指示針メータ100の正面中央部に装着する。
Therefore, specifically, the following processing is performed.
First, the user attaches the reading unit 10 of the analog meter reading device 1 to the front center portion of the indicator needle meter 100.

次に、ユーザは、例えば携帯端末を使って、読取部10が装着された指示針メータ100を撮影する。撮影により生成された指示針メータ100の画像(以下、「メータ画像」という。)は、各指示針メータ100を管理するサーバ装置200へ送信される。 Next, the user uses, for example, a mobile terminal to take a picture of the indicator needle meter 100 to which the reading unit 10 is mounted. The image of the indicator needle meter 100 (hereinafter, referred to as “meter image”) generated by the photographing is transmitted to the server device 200 that manages each indicator needle meter 100.

サーバ装置200のCPU201は、携帯端末から送信されたメータ画像に基づいて、読取部10の上述した径方向及び回転方向のずれが許容範囲であるか否かを判定するための指示針101の回転中心を同定する。さらにサーバ装置200のCPU201は、フォトダイオード13のインデックス番号に基づいて、指示針メータ100の指示針101の位置情報を指示値へ変換するための変換表を作成する。ここで、変換表とは、指示針メータ100の指示針101の位置情報を指示針メータ100の指示値に変換するためのテーブルをいう。 The CPU 201 of the server device 200 rotates the indicator needle 101 for determining whether or not the above-mentioned radial and rotational deviations of the reading unit 10 are within an allowable range based on the meter image transmitted from the mobile terminal. Identify the center. Further, the CPU 201 of the server device 200 creates a conversion table for converting the position information of the indicator needle 101 of the indicator needle meter 100 into the indicated value based on the index number of the photodiode 13. Here, the conversion table refers to a table for converting the position information of the indicator needle 101 of the indicator needle meter 100 into the indicated value of the indicator needle meter 100.

図4は、指示針101の回転中心同定ルーチン並びに変換表作成ルーチンを示すフローチャートである。 ステップS1では、CPU201は、指示針メータ100を撮影した携帯端末からメータ画像を取得したか否かを判定して、メータ画像を取得するまで待機する。CPU201は、メータ画像を取得すると、次のステップS2へ進む。 FIG. 4 is a flowchart showing a rotation center identification routine and a conversion table creation routine of the indicator needle 101. In step S1, the CPU 201 determines whether or not a meter image has been acquired from the mobile terminal that has captured the indicator needle meter 100, and waits until the meter image is acquired. When the CPU 201 acquires the meter image, the CPU 201 proceeds to the next step S2.

ステップS2では、CPU201は、撮影方向に起因する歪みを補正して、携帯端末が指示針メータ100を真正面から撮影した場合に生成されるメータ画像と等価なメータ画像を得る。なお、撮影方向に起因する歪みを補正する処理は、例えば、特開2006−120133号公報で開示された技術が該当する。 In step S2, the CPU 201 corrects the distortion caused by the shooting direction and obtains a meter image equivalent to the meter image generated when the mobile terminal shoots the indicator needle meter 100 from the front. The process for correcting the distortion caused by the photographing direction corresponds to, for example, the technique disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2006-12133.

ステップS3では、CPU201は、メータ画像に二値化処理を施す。具体的には、CPU201は、メータ画像から輝度成分を抽出し、メータ画像の各画素について、各輝度成分の値が所定の閾値より大きい場合は‘1’を、そうでない場合は‘0’を設定する。 In step S3, the CPU 201 performs a binarization process on the meter image. Specifically, the CPU 201 extracts a luminance component from the meter image, and for each pixel of the meter image, if the value of each luminance component is larger than a predetermined threshold value, it sets "1", otherwise it sets "0". Set.

ステップS4では、CPU201は、二値化されたメータ画像から目盛領域MR1(後述する図5参照)を抽出する。ここで、目盛領域とは、目盛板102上において、指示針101が示す位置と指示値との対応関係を表した目盛が描かれた領域をいう。 In step S4, the CPU 201 extracts the scale region MR1 (see FIG. 5 described later) from the binarized meter image. Here, the scale area means an area on the scale plate 102 on which a scale showing the correspondence between the position indicated by the indicator needle 101 and the indicated value is drawn.

図5は、指示針メータ100の目盛領域MR1の一例を示す図である。本実施形態では、目盛領域MR1は、外半径a、内半径b、垂線より左方向の中心角φ−、同右方向の中心角φ+なる4つのパラメータ値を用いて記述される円弧帯のテンプレートにてモデル化される。これより目盛領域MR1の中心位置は、指示針101の回転中心と同一になる。 FIG. 5 is a diagram showing an example of the scale region MR1 of the indicator needle meter 100. In the present embodiment, the scale region MR1 is used as a template of an arc band described by using four parameter values of an outer radius a, an inner radius b, a central angle φ− to the left of the perpendicular, and a central angle φ + to the right. Is modeled. From this, the center position of the scale region MR1 becomes the same as the rotation center of the indicator needle 101.

なお、目盛領域MR1のテンプレートは、4つのパラメータ(a値、b値、φ−値及びφ+値)によって特定される円弧帯の形状に限定されるものではない。すなわち、目盛領域MR1のテンプレートは、指示針101の回転中心を同定できるものであれば、円弧帯以外の形状であってもよい。 The template of the scale area MR1 is not limited to the shape of the arc band specified by the four parameters (a value, b value, φ− value and φ + value). That is, the template of the scale region MR1 may have a shape other than the arc band as long as it can identify the rotation center of the indicator needle 101.

CPU201は、テンプレートの中心位置及び4つのパラメータ値を変化させて、二値化されたメータ画像内での最適なテンプレートの位置を探索する。そして、CPU201は、テンプレート内の画素値分布が均一になった場合に、そのテンプレートの中心位置及び4つのパラメータ値によって、目盛領域MR1を抽出する。 The CPU 201 searches for the optimum template position in the binarized meter image by changing the center position of the template and the four parameter values. Then, when the pixel value distribution in the template becomes uniform, the CPU 201 extracts the scale region MR1 according to the center position of the template and the four parameter values.

具体的には、テンプレート探索の際、CPU201は、テンプレートの内部領域を幾つかの部分領域に分割し、それぞれの部分領域における平均画素値が当該テンプレートの内部全体に渡ってほぼ一定になった場合に、そのときの中心位置、a値、b値、φ−値及びφ+値として、目盛領域MR1を抽出する。 Specifically, when searching for a template, the CPU 201 divides the internal area of the template into several subregions, and the average pixel value in each subregion becomes substantially constant over the entire interior of the template. In addition, the scale region MR1 is extracted as the center position, a value, b value, φ− value, and φ + value at that time.

ステップS5では、CPU201は、ステップS4で抽出された目盛領域MR1(a値、b値、φ−値及びφ+値)を用いて、指示針101の回転中心を同定する。本実施形態では、指示針101の回転中心は、目盛領域MR1をモデル化した円弧帯形状のテンプレートの中心位置に一致する。そこで、CPU201は、ステップS4で抽出された目盛領域MR1のテンプレートの中心位置を特定することで、指示針101の回転中心を同定する。 In step S5, the CPU 201 identifies the rotation center of the indicator needle 101 using the scale region MR1 (a value, b value, φ− value and φ + value) extracted in step S4. In the present embodiment, the center of rotation of the indicator needle 101 coincides with the center position of the arc band-shaped template that models the scale region MR1. Therefore, the CPU 201 identifies the rotation center of the indicator needle 101 by specifying the center position of the template of the scale region MR1 extracted in step S4.

ステップS6では、CPU201は、メータ画像に基づいて、指示針101の回転中心に対する読取部10の装着位置のずれを検出する。ここで、読取部10の装着位置のずれは、指示針101の回転中心からの平行移動ずれΔrと、指示針メータ100の垂線からの読取部10の回転ずれΔθとで定義される。 In step S6, the CPU 201 detects the deviation of the mounting position of the reading unit 10 with respect to the rotation center of the indicator needle 101 based on the meter image. Here, the deviation of the mounting position of the reading unit 10 is defined by the translation deviation Δr from the rotation center of the indicating needle 101 and the rotation deviation Δθ of the reading unit 10 from the vertical line of the indicating needle meter 100.

平行移動ずれΔr及び回転ずれΔθは、読取部10のマーカ面の所定位置に予め印刷された4か所の矩形のマーカ10Mに基づいて算出される。具体的には、CPU201は、メータ画像にある4つのマーカ10Mの位置情報から読取部10の中心の位置情報を算出し、当該位置情報から指示針101の回転中心までの距離として平行移動ずれΔrを算出する。さらに、CPU201は、上述した垂線を基準として、縦方向あるいは横方向に配置された二つのマーカ10Mを結んだ直線の傾きとして回転ずれΔθを算出する。 The translation deviation Δr and the rotation deviation Δθ are calculated based on the four rectangular markers 10M printed in advance at predetermined positions on the marker surface of the reading unit 10. Specifically, the CPU 201 calculates the position information of the center of the reading unit 10 from the position information of the four markers 10M in the meter image, and translates the translation deviation Δr as the distance from the position information to the rotation center of the indicator needle 101. Is calculated. Further, the CPU 201 calculates the rotation deviation Δθ as the slope of a straight line connecting the two markers 10M arranged in the vertical direction or the horizontal direction with reference to the above-mentioned perpendicular line.

なお、本実施形態では、読取部10の装着位置のずれを検出するためのマーカとして、読取部10のマーカ面の所定位置に予め印刷された矩形マーカ10Mが用いられたが、これに限定されるものではない。例えば、複数の指示針メータ100にそれぞれ読取部10が装着され、各々の読取部10に固有識別子が割り当てられた場合、当該マーカとして、QRコード(登録商標)を用いてもよい。当該QRコード(登録商標)は、固有識別子を符号化して2次元バーコードで表したものであって、読取部10のマーカ面の所定位置に印刷される。一方、CPU201は、メータ画像の中の当該QRコード(登録商標)の3隅のマーカを用いて、読取部10の装着位置のずれを検出すればよい。この場合、CPU201は、読取部10の装着位置のずれを検出するだけでなく、読取部10の固有識別子も取得できる。 In the present embodiment, as a marker for detecting the deviation of the mounting position of the reading unit 10, a rectangular marker 10M pre-printed at a predetermined position on the marker surface of the reading unit 10 is used, but the present invention is limited to this. It's not something. For example, when the reading unit 10 is attached to each of the plurality of indicating needle meters 100 and a unique identifier is assigned to each reading unit 10, a QR code (registered trademark) may be used as the marker. The QR code (registered trademark) is a two-dimensional bar code in which a unique identifier is encoded and is printed at a predetermined position on the marker surface of the reading unit 10. On the other hand, the CPU 201 may detect the deviation of the mounting position of the reading unit 10 by using the markers at the three corners of the QR code (registered trademark) in the meter image. In this case, the CPU 201 not only detects the deviation of the mounting position of the reading unit 10, but also can acquire the unique identifier of the reading unit 10.

ステップS7では、CPU201は、読取部10の装着位置のずれが許容範囲内であるか否かを判定する。具体的には、CPU201は、平行移動ずれΔr及び回転ずれΔθが共に所定の閾値以下であるか否かを判定する。そして、平行移動ずれΔr及び回転ずれΔθが共に所定の閾値以下である場合はステップS9へ進み、平行移動ずれΔr及び回転ずれΔθの少なくとも1つが所定の閾値以下でない場合はステップS8へ進む。 In step S7, the CPU 201 determines whether or not the deviation of the mounting position of the reading unit 10 is within the allowable range. Specifically, the CPU 201 determines whether or not both the translation deviation Δr and the rotation deviation Δθ are equal to or less than a predetermined threshold value. Then, when the translation deviation Δr and the rotation deviation Δθ are both equal to or less than the predetermined threshold value, the process proceeds to step S9, and when at least one of the translation deviation Δr and the rotation deviation Δθ is not equal to or less than the predetermined threshold value, the process proceeds to step S8.

なお、平行移動ずれΔr及び回転ずれΔθのそれぞれの閾値は、読取部10の読取面に実装されたフォトダイオード13及びLED素子14の個数、配置場所、読取部10に求められる指示針メータ100の読取り精度などによって決定され、特に限定される値ではない。 The respective threshold values of the translation deviation Δr and the rotation deviation Δθ are determined by the number of photodiodes 13 and LED elements 14 mounted on the reading surface of the reading unit 10, the arrangement location, and the indicator needle meter 100 required for the reading unit 10. It is determined by the reading accuracy and is not a particularly limited value.

ステップS8では、CPU201は、ユーザに読取部10の再装着を指示するための処理を行う。再装着を指示するための処理とは、例えば、予め登録されたメールアドレスに再装着を指示する電子メールを送信する処理、あるいは所定のモニタ画面に再装着の指示を表示する処理などが該当する。そして、本ルーチンが終了する。 In step S8, the CPU 201 performs a process for instructing the user to reattach the reading unit 10. The process for instructing reattachment corresponds to, for example, a process of sending an e-mail instructing reattachment to a pre-registered e-mail address, a process of displaying a reattachment instruction on a predetermined monitor screen, and the like. .. Then, this routine ends.

一方、ステップS9では、CPU201は、図5に示す目盛領域MR1及びフォトダイオード13の位置情報の極座標変換処理を実行する。
具体的には、CPU201は、メータ画像から抽出された円弧帯形状の目盛領域MR1を、垂線を基準とした中心角を横軸、半径方法を縦軸とした極座標平面に展開する。
On the other hand, in step S9, the CPU 201 executes the polar coordinate conversion process of the position information of the scale region MR1 and the photodiode 13 shown in FIG.
Specifically, the CPU 201 develops the arc band-shaped scale region MR1 extracted from the meter image on a polar coordinate plane with the central angle with respect to the perpendicular as the horizontal axis and the radius method as the vertical axis.

図6は、極座標平面に展開された矩形の目盛領域MR2を示す図である。目盛領域MR2は、横軸のφ−からφ+までを幅、縦軸のaからbまでを高さとした矩形の領域で表される。 FIG. 6 is a diagram showing a rectangular scale region MR2 developed on a polar coordinate plane. The scale region MR2 is represented by a rectangular region having a width from φ− to φ + on the horizontal axis and a height from a to b on the vertical axis.

メータ画像には、読取部10に配置された複数のフォトダイオード13は現れない。しかし、各フォトダイオード13の位置情報は、読取部10に印刷される4つのマーカ10Mの位置情報に関連付けられている。つまり、4つのマーカ10Mの位置情報が検出されれば、各フォトダイオード13の位置情報も検出される。 The plurality of photodiodes 13 arranged in the reading unit 10 do not appear in the meter image. However, the position information of each photodiode 13 is associated with the position information of the four markers 10M printed on the reading unit 10. That is, if the position information of the four markers 10M is detected, the position information of each photodiode 13 is also detected.

そこで、CPU201は、メータ画像を用いて4つのマーカ10Mのそれぞれの位置情報を検出し、これらの位置情報に基づいて各フォトダイオード13の位置情報を検出し、これらのフォトダイオード13の位置情報を極座標平面に展開する。 Therefore, the CPU 201 detects the position information of each of the four markers 10M using the meter image, detects the position information of each photodiode 13 based on the position information, and obtains the position information of these photodiodes 13. Expand to a polar plane.

例えば、読取部10に21個のフォトダイオード13が円弧状に等間隔で配置されている場合、図6に示すように、先述した極座標平面には、矩形の目盛領域MR2が配置され、当該目盛領域MR2の長手方向に沿って、21個のフォトダイオード13(0番目から20番目)が等間隔に配置される。このとき、フォトダイオード13の10番目の位置情報(中間位置)は、回転ずれΔθ=0((φ+)=(φ−)=0)の位置情報に対応する。これは、指示針メータ100の指示針101の回転中心に対して、読取部10がずれなく装着された状態を示している。つまり、読取部10の装着位置のずれが許容範囲であり、実用上は無視してよい(Δr、Δθ=0)状態にある。 For example, when 21 photodiodes 13 are arranged in the reading unit 10 at equal intervals in an arc shape, as shown in FIG. 6, a rectangular scale region MR2 is arranged on the polar coordinate plane described above, and the scale is concerned. Twenty-one photodiodes 13 (0th to 20th) are arranged at equal intervals along the longitudinal direction of the region MR2. At this time, the tenth position information (intermediate position) of the photodiode 13 corresponds to the position information of the rotation deviation Δθ = 0 ((φ +) = (φ−) = 0). This indicates a state in which the reading unit 10 is mounted without deviation with respect to the rotation center of the indicator needle 101 of the indicator needle meter 100. That is, the deviation of the mounting position of the reading unit 10 is within the allowable range and can be ignored in practice (Δr, Δθ = 0).

ステップS10では、CPU201は、フォトダイオード13のインデックス番号に基づく指示針メータ100の指示針101の位置情報を指示値へ変換するための変換表を作成する。具体的には、CPU201は、メータ画像を用いて目盛領域MR2近傍にある目盛数字を数値として認識し、極座標平面の目盛数字の位置情報に、認識された数値を関連付ける。 In step S10, the CPU 201 creates a conversion table for converting the position information of the indicator needle 101 of the indicator needle meter 100 based on the index number of the photodiode 13 into an indicated value. Specifically, the CPU 201 recognizes the scale numbers in the vicinity of the scale region MR2 as numerical values using the meter image, and associates the recognized numerical values with the position information of the scale numbers on the polar coordinate plane.

本実施形態では、公知のOCR(Optical Character Recognition)技術が用いられる。また、目盛数字の位置情報は、指示値メータ100の垂線を基準とした極座標値ψに変換される。そして、目盛数字の位置情報(極座標値ψ)と目盛数字の数値とが対応付けられる。なお、このような対応付けは、目盛領域MR2の近傍にあるすべての目盛数字について行われる。 In this embodiment, a known OCR (Optical Character Recognition) technique is used. Further, the position information of the scale numbers is converted into the polar coordinate value ψ with reference to the perpendicular line of the indicated value meter 100. Then, the position information of the scale numbers (polar coordinate value ψ) and the numerical values of the scale numbers are associated with each other. It should be noted that such association is performed for all the scale numbers in the vicinity of the scale region MR2.

なお、目盛数字は、一般的には、指示針101の代表的な回転角度に対応した値のみ表示されることが多い。これより、目盛数字の位置情報は、目盛数字の認識から検出された位置情報そのままの値に限定されず、垂線を基準にして5°、10°、15°、30°、45°ずれた値(90°の代表的な約数あるいはそれらの倍数)で置き換えてもよい。 In general, the scale number is often displayed only as a value corresponding to a typical rotation angle of the indicator needle 101. From this, the position information of the scale numbers is not limited to the value of the position information as it is detected from the recognition of the scale numbers, but the values deviated by 5 °, 10 °, 15 °, 30 °, and 45 ° with respect to the perpendicular line. It may be replaced with (a typical divisor of 90 ° or a multiple thereof).

最後に、CPU201は、極座標平面に展開されたすべての情報を用いて、フォトダイオード13のインデックス番号に基づく指示針メータ100の指示針101の位置情報を指示値に変換する変換表を作成する。 Finally, the CPU 201 creates a conversion table that converts the position information of the indicator needle 101 of the indicator needle meter 100 based on the index number of the photodiode 13 into the indicated value by using all the information developed on the polar coordinate plane.

図7は、変換表を示す図である。変換表は、指示針メータ100の指示針101の位置情報に相当するフォトダイオード13のインデックス番号、垂線を基準とした回転角度、回転角度に対応した指示値によって構成されている。 FIG. 7 is a diagram showing a conversion table. The conversion table is composed of an index number of the photodiode 13 corresponding to the position information of the indicator needle 101 of the indicator needle meter 100, a rotation angle based on a perpendicular line, and an instruction value corresponding to the rotation angle.

ここで、フォトダイオード13のインデックス番号及び垂線に対する回転角度は、読取部10に実装によって予め定められた値である。
一方、代表的な複数の回転角度及びそれらに対応する指示値(認識された数値)は、上述した処理により取得されている。また、その他の回転角度及びそれらに対応する指示値は、取得済みの回転角度及びそれらに対応する指示値を用いて、線形補間することで求められる。
Here, the index number of the photodiode 13 and the rotation angle with respect to the perpendicular line are values predetermined by mounting on the reading unit 10.
On the other hand, a plurality of typical rotation angles and indicated values (recognized numerical values) corresponding to them are acquired by the above-described processing. Further, other rotation angles and the indicated values corresponding to them are obtained by linear interpolation using the acquired rotation angles and the indicated values corresponding to them.

そこで、CPU201は、このようにして得られたフォトダイオード13のインデックス番号、垂線に対する回転角度、及び回転角度に対応する指示値を対応付けることで、図7に示す変換表を作成する。 Therefore, the CPU 201 creates the conversion table shown in FIG. 7 by associating the index number of the photodiode 13 thus obtained, the rotation angle with respect to the perpendicular line, and the indicated value corresponding to the rotation angle.

なお、図7では、説明の都合上、垂線に対する回転角度が示されているが、実際の変換表からは、当該回転角度を省略してもよい。すなわち、各フォトダイオード13のインデックス番号と指示値との関係が分かれば、垂線に対する回転角度を変換表から省略しても問題はない。 Although the rotation angle with respect to the perpendicular is shown in FIG. 7 for convenience of explanation, the rotation angle may be omitted from the actual conversion table. That is, if the relationship between the index number of each photodiode 13 and the indicated value is known, there is no problem even if the rotation angle with respect to the perpendicular is omitted from the conversion table.

ところで、図4に示した変換表作成処理ルーチンは、読取部10の装着対象である指示値メータ100が未知の場合に適用される。このため、指示値メータ100が既知であって、図4に示した変換表作成処理ルーチンによって当該既知の指示値メータ100に関する変換表が作成済みである場合、当該指示値メータ100の目盛領域MR1と同一の目盛領域を有する指示値メータについては、読取部10の装着位置ずれのみを評価すればよい。 By the way, the conversion table creation processing routine shown in FIG. 4 is applied when the indicated value meter 100 to which the reading unit 10 is mounted is unknown. Therefore, when the indicated value meter 100 is known and the conversion table for the known indicated value meter 100 has been created by the conversion table creation processing routine shown in FIG. 4, the scale area MR1 of the indicated value meter 100 is created. For the indicated value meter having the same scale area as the above, only the mounting position deviation of the reading unit 10 needs to be evaluated.

また、既に当該変換表が作成済みであり、要求される指示値の読取精度が高くなく、その結果、装着時のずれが十分許容できる場合は、図4に示した指示針の回転中心同定ルーチン及び変換表作成処理ルーチンは不要である。 Further, if the conversion table has already been created and the required reading accuracy of the indicated value is not high, and as a result, the deviation at the time of mounting can be sufficiently tolerated, the rotation center identification routine of the indicator needle shown in FIG. And the conversion table creation processing routine is unnecessary.

サーバ装置200は、以上のようにして作成された変換表を無線通信により指示針メータ読取装置1へ送信する。これにより、アナログメータ読取装置1は、サーバ装置200から送信された変換表を用いて、フォトダイオード13のインデックス番号から指示針メータ100の指示値を算出する。具体的には、アナログメータ読取装置1は、次に示す読取処理ルーチンを実行することにより、指示針メータ100の指示値を算出する。 The server device 200 transmits the conversion table created as described above to the indicator needle meter reading device 1 by wireless communication. As a result, the analog meter reading device 1 calculates the reading value of the indicating needle meter 100 from the index number of the photodiode 13 using the conversion table transmitted from the server device 200. Specifically, the analog meter reading device 1 calculates the reading value of the indicating needle meter 100 by executing the reading processing routine shown below.

図8は、読取処理ルーチンを示すフローチャートである。
ステップS11では、制御部30のCPU34は、所定の測定時刻になったか否かを判定し、当該測定時刻になるまで待機する。測定時刻は、所定時間毎に繰り返される時刻でもよいし、予め設定された時刻であってもよい。CPU34は、測定時刻になったと判定すると、ステップS12へ進む。
FIG. 8 is a flowchart showing a reading processing routine.
In step S11, the CPU 34 of the control unit 30 determines whether or not the predetermined measurement time has come, and waits until the measurement time comes. The measurement time may be a time repeated at predetermined time intervals or a preset time. When the CPU 34 determines that the measurement time has come, the process proceeds to step S12.

ステップS12では、CPU34は、蓄電池31から読取部10へ電源供給ラインのスイッチをオンにして、読取部10への電源供給を開始する。 In step S12, the CPU 34 turns on the switch of the power supply line from the storage battery 31 to the reading unit 10 to start supplying power to the reading unit 10.

ステップS13では、CPU34は、読取部10のLED駆動部16を制御して、全てのLED14を点灯させる。これにより、指示針メータ100に光が照射される。 In step S13, the CPU 34 controls the LED drive unit 16 of the reading unit 10 to light all the LEDs 14. As a result, the indicator needle meter 100 is irradiated with light.

ステップS14では、CPU34は、読取部10のフォトダイオード制御部15を制御して、各フォトダイオード13から受光量に応じた信号を読み出す。各フォトダイオード13から読み出された信号は、制御部30のPD切替部32に供給される。 In step S14, the CPU 34 controls the photodiode control unit 15 of the reading unit 10 to read a signal from each photodiode 13 according to the amount of received light. The signal read from each photodiode 13 is supplied to the PD switching unit 32 of the control unit 30.

さらに、CPU34は、各フォトダイオード13から供給される信号の中から、インデックス番号0〜20までのフォトダイオード13の信号を順次切り替えて出力するように、PD切替部32を制御する。PD切替部32から出力された信号は、A/Dコンバータ33によってアナログ/デジタル変換され、CPU34に供給される。この結果、CPU34は、インデックス番号0〜20までのフォトダイオード13の信号を受信する。 Further, the CPU 34 controls the PD switching unit 32 so as to sequentially switch and output the signals of the photodiodes 13 having index numbers 0 to 20 from the signals supplied from the photodiodes 13. The signal output from the PD switching unit 32 is analog-to-digital converted by the A / D converter 33 and supplied to the CPU 34. As a result, the CPU 34 receives the signals of the photodiodes 13 having index numbers 0 to 20.

図9(A)は指示針メータ100の指示針101がフォトダイオード13の1つの検出領域の中心部に存在する場合の模式図、同図(B)はそのときの各フォトダイオード13の出力信号を示す図である。 FIG. 9A is a schematic diagram when the indicator needle 101 of the indicator needle meter 100 is located in the center of one detection region of the photodiode 13, and FIG. 9B is an output signal of each photodiode 13 at that time. It is a figure which shows.

同図において、小さな白円はフォトダイオード13の検出領域を示し、小さな白円の中心部にある正方形はフォトダイオード13を示す。大きな黒円はLED素子14による光照射領域を示し、大きな黒円の中心部にある正方形はLED素子14を示す。なお、後述する図10も同様である。 In the figure, the small white circle indicates the detection region of the photodiode 13, and the square in the center of the small white circle indicates the photodiode 13. The large black circle indicates the light irradiation region by the LED element 14, and the square in the center of the large black circle indicates the LED element 14. The same applies to FIG. 10, which will be described later.

指示針メータ100の指示針がフォトダイオード13の1つの検出領域の中心部に存在する場合、当該フォトダイオード13の出力信号はローレベルになる。それ以外のフォトダイオード13の出力信号はハイレベルになる。これにより、出力信号がローレベルのフォトダイオード13に対応する位置に、指示針メータ100の指示針101があることが分かる。 When the indicator needle of the indicator needle meter 100 is located in the center of one detection area of the photodiode 13, the output signal of the photodiode 13 becomes low level. The output signals of the other photodiodes 13 are at a high level. As a result, it can be seen that the indicator needle 101 of the indicator needle meter 100 is located at a position where the output signal corresponds to the low-level photodiode 13.

図10(A)は指示針メータ100の指示針101が2つのフォトダイオード13の検出領域の重なり部分に存在する場合の模式図、同図(B)はそのときの各フォトダイオード13の出力信号を示す図である。 FIG. 10A is a schematic diagram when the indicator needle 101 of the indicator needle meter 100 exists in the overlapping portion of the detection regions of the two photodiodes 13, and FIG. 10B is an output signal of each photodiode 13 at that time. It is a figure which shows.

指示針メータ100の指示針101が2つのフォトダイオード13の検出領域の重なり部分に存在する場合、当該2つのフォトダイオード13の出力信号はミドルレベルになる。それ以外のフォトダイオード13の出力信号はハイレベルになる。これにより、出力信号がミドルレベルの2つのフォトダイオード13に対応する位置の間に、指示針メータ100の指示針101があることが分かる。 When the indicator needle 101 of the indicator needle meter 100 is present in the overlapping portion of the detection areas of the two photodiodes 13, the output signals of the two photodiodes 13 are at the middle level. The output signals of the other photodiodes 13 are at a high level. As a result, it can be seen that the indicator needle 101 of the indicator needle meter 100 is located between the positions where the output signals correspond to the two photodiodes 13 at the middle level.

このように、指示針メータ100の指示針は、フォトダイオード13の1つの検出領域で検出されることもあれば、2つの検出領域でそれぞれ検出されることもある。そこで、制御部30のCPU34は、これらの状況を考慮して、各フォトダイオード13の出力信号から当該フォトダイオード13のインデックス番号を介して指示針101の位置情報を検出する。 As described above, the indicator needle of the indicator needle meter 100 may be detected in one detection region of the photodiode 13 or may be detected in two detection regions, respectively. Therefore, in consideration of these situations, the CPU 34 of the control unit 30 detects the position information of the indicator needle 101 from the output signal of each photodiode 13 via the index number of the photodiode 13.

ステップS15では、CPU34は、インデックス番号0〜20までのフォトダイオード13の出力信号に基づいて、指示針メータ100の指示針101の位置情報を検出する。 In step S15, the CPU 34 detects the position information of the indicator needle 101 of the indicator needle meter 100 based on the output signals of the photodiodes 13 having index numbers 0 to 20.

ここでは、最初に、CPU34は、各フォトダイオード13の出力信号と、対応する各フォトダイオード13のインデックス番号0〜20とを用いて、指示針メータ100の指示針101の位置情報を検出する。この位置情報は、フォトダイオード13のインデックス番号と異なり、整数に限定されず、小数を含む値でもよい。次に、CPU34は、図7に示す変換表を参照して、指示針101の位置情報に対応する指示値を算出する。 Here, first, the CPU 34 detects the position information of the indicator needle 101 of the indicator needle meter 100 by using the output signal of each photodiode 13 and the index numbers 0 to 20 of each corresponding photodiode 13. Unlike the index number of the photodiode 13, this position information is not limited to an integer and may be a value including a decimal number. Next, the CPU 34 calculates an instruction value corresponding to the position information of the instruction needle 101 with reference to the conversion table shown in FIG. 7.

なお、指示針101の位置情報の検出方法は、特に限定されるものではないが、特に隣接するフォトダイオード13の検出領域が重なり合う場合には、例えば以下のような方法がある。 The method for detecting the position information of the indicator needle 101 is not particularly limited, but there are, for example, the following methods when the detection regions of the adjacent photodiodes 13 overlap.

(指示針の位置情報の検出方法1)
CPU34は、次のように、加重平均を用いて指示針101の位置情報を検出することができる。例えば、CPU34は、最初に、各フォトダイオード13の出力信号のうち、指示針101の影響を受けた出力信号、例えばレベルが所定の閾値以下の出力信号及び対応するフォトダイオード13を選択する。
(Detection method of indicator needle position information 1)
The CPU 34 can detect the position information of the indicator needle 101 by using the weighted average as follows. For example, the CPU 34 first selects, among the output signals of each photodiode 13, an output signal affected by the indicator needle 101, for example, an output signal whose level is equal to or less than a predetermined threshold value and the corresponding photodiode 13.

次に、CPU34は、選択したフォトダイオード13のインデックス番号に重み付けを行う。ここでは、出力信号のレベルが低いほどインデックス番号の重みが大きくなり、出力信号のレベルが高いほどインデックス番号の重みが小さくなる。 Next, the CPU 34 weights the index number of the selected photodiode 13. Here, the lower the level of the output signal, the larger the weight of the index number, and the higher the level of the output signal, the smaller the weight of the index number.

最後に、CPU34は、重み付けされたそれぞれのインデックス番号の加重平均を演算する。演算された加重平均値は、指示針101の位置情報に相当する。 Finally, the CPU 34 calculates a weighted average of each weighted index number. The calculated weighted average value corresponds to the position information of the indicator needle 101.

(指示針の位置情報の検出方法2)
隣接する更に多くのフォトダイオード13の検出領域が重なり合う場合には、CPU34は、次のように、最尤法を用いて指示針101の位置情報を検出することもできる。
(Detection method of indicator needle position information 2)
When the detection regions of more adjacent photodiodes 13 overlap, the CPU 34 can also detect the position information of the indicator needle 101 using the maximum likelihood method as follows.

最初に、各フォトダイオード13の出力信号のうち最小レベルの出力信号に対応するフォトダイオード13を基準にして、基準となるフォトダイオード13が中心になるように連続する5つのフォトダイオード13を選択する。そして、選択された5つのフォトダイオード13の相対的なインデックス番号をそれぞれi=−2、−1、0、1、2とし、各フォトダイオード13の出力信号のレベルをそれぞれY−2、Y−1、Y、Y、Yとする。なお、基準となるフォトダイオード13のインデックス番号はi=0、その出力信号のレベルはYである。 First, with reference to the photodiode 13 corresponding to the lowest level output signal among the output signals of each photodiode 13, five continuous photodiodes 13 are selected so that the reference photodiode 13 is at the center. .. Then, each of i = -2 relative index number of five photodiodes 13 selected, the -1,0,1,2 each Y -2 the level of the output signal of the photodiode 13, Y - Let 1 , Y 0 , Y 1 , and Y 2 . The index number of the reference photodiode 13 is i = 0, and the output signal level thereof is Y 0 .

つぎに、インデックス番号iを独立変数として、5つの出力信号のレベルに関する最尤モデル関数を例えば次式のような放物線(2次関数)で定義する。 Next, with the index number i as an independent variable, the maximum likelihood model function for the levels of the five output signals is defined by a parabola (quadratic function) such as the following equation.

y=a・i+b・i+c y = a · i 2 + b · i + c

ここで最尤モデル関数とは、最小二乗法に基づいて、選択された5つのフォトダイオード13の全ての出力信号のレベルを最も確からしく表現できるモデル関数のことをいう。ここでは、出力信号のレベルが最小になるフォトダイオード13の実質的なインデックス番号は、放物線の値が最小となるときのi(=imin)である。 Here, the maximum likelihood model function is a model function that can most accurately express the levels of all the output signals of the five selected photodiodes 13 based on the least squares method. Here, the substantial index number of the photodiode 13 that minimizes the output signal level is i (= i min ) when the parabolic value is minimized.

すなわち、y’=2a・imin+b=0より That is, from y'= 2a · i min + b = 0

min=−b/2a
=−0.7×(−2Y−2−Y−1+Y+2Y
/(2Y−2−Y−1−2Y−Y+2Y
となる。
i min = −b / 2a
= -0.7 x (-2Y -2 -Y -1 + Y 1 + 2Y 2 )
/ (2Y- 2- Y -1 -2Y 0- Y 1 + 2Y 2 )
Will be.

例えば、インデックス番号7のフォトダイオード13の出力信号のレベルYが最小(0.9μA)で、Y−2、Y−1、Y、Y、Yがそれぞれ52.9μA、16.9μA、0.9μA、4.9μA、28.9μAの場合、imin=0.3となる。 For example, the output signal level Y 0 of the photodiode 13 with index number 7 is the minimum (0.9 μA), and Y -2 , Y -1 , Y 0 , Y 1 , and Y 2 are 52.9 μA and 16.9 μA, respectively. , 0.9 μA, 4.9 μA, and 28.9 μA, i min = 0.3.

minは、基準となるフォトダイオード13からのインデックス番号としてのずれ量に相当する。これより、出力信号のレベルが最小値となるフォトダイオード13の実質的なインデックス番号、つまり、指示針101の位置情報は、インデックス番号7+imin=7.3となる。 imin corresponds to the amount of deviation as an index number from the reference photodiode 13. From this, the substantial index number of the photodiode 13 at which the level of the output signal becomes the minimum value, that is, the position information of the indicator needle 101 becomes the index number 7 + imin = 7.3.

なお、フォトダイオード13の列が、指示針101の先端方向の部分のみならず根元方向の部分にも重なった場合、出力信号のレベルが極小となる場所が2か所存在する。この場合、指示針101の先端方向の部分は根元方向の部分より狭い幅になる。これは、上述した最尤モデル関数では、放物線の広がり具合に相当する。 When the row of photodiodes 13 overlaps not only the portion in the tip direction of the indicator needle 101 but also the portion in the root direction, there are two places where the level of the output signal is minimized. In this case, the portion of the indicator needle 101 in the tip direction is narrower than the portion in the root direction. This corresponds to the degree of spread of the parabola in the maximum likelihood model function described above.

そこで、指示針101の先端方向の部分及び根元方向の部分でそれぞれ得られる最尤モデル関数において、次式のようにaを求める。
a=1/14×(2Y−2−Y−1−2Y−Y+2Y
Therefore, in the maximum likelihood model function obtained in the portion in the tip direction and the portion in the root direction of the indicator needle 101, a is obtained as shown in the following equation.
a = 1/14 × (2Y- 2- Y -1 -2Y 0- Y 1 + 2Y 2 )

そして、aの値がより大きくなる、換言すれば対応する放物線の広がり具合がより小さい最尤モデル関数からフォトダイオード13の実質的なインデックス番号を求めればよい。 Then, the substantial index number of the photodiode 13 may be obtained from the maximum likelihood model function in which the value of a is larger, in other words, the extent of the corresponding parabola is smaller.

なお、本実施形態では、5つのフォトダイオード13の出力信号を用いて指示針101の位置情報を求めたが、フォトダイオード13の数は特に限定されるものではない。 In the present embodiment, the position information of the indicator needle 101 is obtained by using the output signals of the five photodiodes 13, but the number of the photodiodes 13 is not particularly limited.

また、指示針メータ100は、白色の目盛板102上に黒色の指示針101があることを前提としたが、このような構成に限定されるものではない。例えば、目盛板が黒色で指示針が白色の指示針メータを用いることも可能である。この場合、指示針の位置又はその近傍にあるフォトダイオードの出力信号のレベルが高くなる。そこで、出力信号のレベルが最大となるフォトダイオード13の位置情報を検出することで、指示針の位置情報が検出される。 Further, the indicator needle meter 100 is premised on having a black indicator needle 101 on the white scale plate 102, but is not limited to such a configuration. For example, it is also possible to use an indicator needle meter having a black scale plate and a white indicator needle. In this case, the level of the output signal of the photodiode at or near the position of the indicator needle becomes high. Therefore, by detecting the position information of the photodiode 13 that maximizes the output signal level, the position information of the indicator needle is detected.

本実施形態では、最尤モデル関数として放物線を仮定したが、それに限定されるのではない。例えば、最尤モデル関数は、相対的なインデックス番号を基準(i=0)としたフォトダイオードの近傍に極小値(あるいは極大値)を持つ任意の関数であってもよい。 In this embodiment, a parabola is assumed as the maximum likelihood model function, but the present invention is not limited to this. For example, the maximum likelihood model function may be any function having a minimum value (or maximum value) in the vicinity of the photodiode with respect to the relative index number (i = 0).

また本実施形態では、指示針101が近傍に存在しない場合、各フォトダイオード13の受光量が同じであって、各出力信号のレベルが所定のデフォルト値になることを前提としている。しかし、実際には、受光量が同じであっても、各フォトダイオードの個体差に起因して、出力信号のレベルにばらつきが生じることがある。また、目盛板上のフォトダイオードの光感応領域に、目盛数字や製造メーカのロゴマークなどが印刷されている場合、当該目盛数字やロゴマーク等によって光反射が妨げられる。この場合、指示針がないにもかかわらず、デフォルト値としての出力信号のレベルが周辺に比較して小さくなる。 Further, in the present embodiment, it is assumed that when the indicator needle 101 does not exist in the vicinity, the light receiving amount of each photodiode 13 is the same and the level of each output signal becomes a predetermined default value. However, in reality, even if the amount of received light is the same, the level of the output signal may vary due to individual differences of each photodiode. Further, when a scale number or a manufacturer's logo mark is printed in the light-sensitive area of the photodiode on the scale plate, the light reflection is hindered by the scale number or the logo mark. In this case, the level of the output signal as the default value becomes smaller than that of the periphery even though there is no indicator needle.

そこで、上記の演算をフォトダイオードの出力信号強度に直接適用するのでなく、検出された光センサの出力信号強度から、デフォルト値としてのフォトダイオードの出力信号強度を減じた差分情報でもって、上記のような演算を適用してもよい。 Therefore, instead of directly applying the above calculation to the output signal strength of the photodiode, the difference information obtained by subtracting the output signal strength of the photodiode as the default value from the detected output signal strength of the optical sensor is used as described above. Such operations may be applied.

CPU34は、上述のようにして指示針101の位置情報を検出した後、変換表を参照して、指示針101の位置情報を指示値に変換することで、指示値を算出する。この変換表は、図4に示す変換表作成ルーチンにより作成されたものである。 After detecting the position information of the instruction needle 101 as described above, the CPU 34 calculates the instruction value by converting the position information of the instruction needle 101 into the instruction value with reference to the conversion table. This conversion table is created by the conversion table creation routine shown in FIG.

ステップS16では、CPU34は、指示値が異常(予め設定された範囲外)であるか否かを判定する。指示値が異常であると判定された場合は、ステップS14に戻り、各フォトダイオード13から信号が再度読み出され、指示値が再び算出される。指示値が異常でない場合は、ステップS17へ進む。なお、指示値が所定回数連続して異常になった場合は、ステップS14へ戻らず、ステップS18へ進む。 In step S16, the CPU 34 determines whether or not the indicated value is abnormal (outside the preset range). If it is determined that the indicated value is abnormal, the process returns to step S14, the signal is read again from each photodiode 13, and the indicated value is calculated again. If the indicated value is not abnormal, the process proceeds to step S17. If the indicated value becomes abnormal a predetermined number of times in succession, the process proceeds to step S18 without returning to step S14.

ステップS17では、CPU34は、無線通信部38を介して、算出された指示値をサーバ装置200へ送信する。これにより、サーバ装置200は、各指示針メータ100の指示値を常時管理することが可能になる。 In step S17, the CPU 34 transmits the calculated instruction value to the server device 200 via the wireless communication unit 38. As a result, the server device 200 can constantly manage the indicated value of each indicator needle meter 100.

ステップS18では、CPU34は、読取部10のLED駆動部16を制御して、全てのLED14を消灯させる。 In step S18, the CPU 34 controls the LED drive unit 16 of the reading unit 10 to turn off all the LEDs 14.

ステップS19では、CPU34は、蓄電池31から読取部10へ電源供給ラインのスイッチをオフにして、読取部10への電源供給を停止する。そして、ステップS11へ戻る。その後、再びステップS11以下の処理が繰り返される。 In step S19, the CPU 34 turns off the switch of the power supply line from the storage battery 31 to the reading unit 10 to stop the power supply to the reading unit 10. Then, the process returns to step S11. After that, the process of step S11 and the like is repeated again.

以上のように、第1実施形態に係るアナログメータ読取装置1は、イメージセンサを使用することなく、フォトダイオード13及びLED素子14を有する読取部10で指示針メータ100の指示針101の位置情報を検出する。これにより、アナログメータ読取装置1は、イメージセンサを使用する機器に比べて、消費電力を大幅に抑制することができる。 As described above, in the analog meter reading device 1 according to the first embodiment, the position information of the indicating needle 101 of the indicating needle meter 100 is provided by the reading unit 10 having the photodiode 13 and the LED element 14 without using the image sensor. Is detected. As a result, the analog meter reading device 1 can significantly reduce the power consumption as compared with the device using the image sensor.

特に、アナログメータ読取装置1は、イメージセンサを使用する機器に比べて、光検出そのものに必要とする時間が短時間で済むので、指示針メータ100の測定頻度が多くない場合(例えば数時間で1回の場合)には、消費電力を数分の一から十数分の一に抑制することができる。 In particular, the analog meter reading device 1 requires less time for the light detection itself than the device using the image sensor, so that the measurement frequency of the indicator needle meter 100 is not high (for example, in a few hours). In the case of one time), the power consumption can be suppressed from a fraction to a tenth.

なお、本実施形態では、アナログメータ読取装置1は、サーバ装置200に指示値を送信したが、指示値の代わりにフォトダイオード13のインデックス番号で表される指示針101の位置情報を送信してもよい。この場合、サーバ装置200は、自身が作成した変換表を参照して、指示針101の位置情報を指示値に変換すればよいので、自身が作成した変換表をアナログメータ読取装置1に送信する手間を省略できる。 In the present embodiment, the analog meter reading device 1 transmits the indicated value to the server device 200, but instead of the indicated value, the analog meter reading device 1 transmits the position information of the indicating needle 101 represented by the index number of the photodiode 13. May be good. In this case, since the server device 200 may convert the position information of the indicator needle 101 into the indicated value by referring to the conversion table created by itself, the server device 200 transmits the conversion table created by itself to the analog meter reading device 1. You can save time and effort.

[第2実施形態]
つぎに、本発明の第2実施形態について説明する。なお、第1の実施形態と同一の部位には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
[Second Embodiment]
Next, a second embodiment of the present invention will be described. The same parts as those in the first embodiment are designated by the same reference numerals, and redundant description will be omitted.

図11は、第2実施形態に係るフォトダイオード13の断面形状を示す図である。第2実施形態では、フォトダイオード13の受光面にレンズ13aが形成される。レンズ13aの有無によって、フォトダイオード13の光感応領域が変わる。ここで光感応領域とは、フォトダイオード13によって点光源の存在が検出可能な空間領域のことをいう。レンズ13aの光学特性に応じて、光感応領域の深さ方向の範囲及び幅方向の範囲が制限される。 FIG. 11 is a diagram showing a cross-sectional shape of the photodiode 13 according to the second embodiment. In the second embodiment, the lens 13a is formed on the light receiving surface of the photodiode 13. The light sensitive region of the photodiode 13 changes depending on the presence or absence of the lens 13a. Here, the light-sensitive region refers to a spatial region in which the presence of a point light source can be detected by the photodiode 13. The range in the depth direction and the range in the width direction of the light sensitive region are limited according to the optical characteristics of the lens 13a.

図12(A)はフォトダイオード13にレンズがない場合のフォトダイオード13の光感応領域A1を示す模式図であり、同図(B)はフォトダイオード13にレンズ13aが形成された場合の光感応領域A2を示す模式図である。 FIG. 12 (A) is a schematic view showing a light sensitive region A1 of the photodiode 13 when the photodiode 13 does not have a lens, and FIG. 12 (B) is a schematic diagram showing the light sensitivity when the lens 13a is formed on the photodiode 13. It is a schematic diagram which shows the region A2.

図12(A)の場合、フォトダイオード13の光感応領域A1は、指示針101だけでなく目盛板102も含んでいる。このため、フォトダイオード13は、目盛板102に目盛数字や製造メーカのロゴマークなどが表示されている場合、それらの表示物の影響を受けた出力信号を得る。具体的には、実際には指示針101が存在しないにも関わらずあたかも指示針101が存在しているかのように、フォトダイオード13の出力信号のレベルが下がる。 In the case of FIG. 12A, the light-sensitive region A1 of the photodiode 13 includes not only the indicator needle 101 but also the scale plate 102. Therefore, when the scale number or the manufacturer's logo mark is displayed on the scale plate 102, the photodiode 13 obtains an output signal influenced by those displayed objects. Specifically, the level of the output signal of the photodiode 13 is lowered as if the indicator needle 101 actually exists even though the indicator needle 101 does not exist.

図12(B)の場合、レンズ13aの光学特性の影響により、フォトダイオード13の光感応領域A2は、図12(A)の光感応領域A1に比べて深さ方向が制限されている。つまり、光感応領域A2は、深さ方向において、指示針101又はその近傍を含むものの、目盛板102を含まない。よって、目盛板102に目盛数字や製造メーカのロゴマークなどの表示物がある場合でもそのような表示物がない場合でも、フォトダイオード13の出力信号には影響しない。 In the case of FIG. 12 (B), the light-sensitive region A2 of the photodiode 13 is limited in the depth direction as compared with the light-sensitive region A1 of FIG. 12 (A) due to the influence of the optical characteristics of the lens 13a. That is, the light-sensitive region A2 includes the indicator needle 101 or its vicinity in the depth direction, but does not include the scale plate 102. Therefore, even if the scale plate 102 has a display such as a scale number or a manufacturer's logo mark or does not have such a display, the output signal of the photodiode 13 is not affected.

このため、フォトダイオード13は、指示針101を検出した場合、第1実施形態と同様に、ローレベルの出力信号(黒色に相当する信号)を得る。また、フォトダイオード13は、指示針101を検出しない場合、目盛板102上の目盛数字や製造メーカのロゴマークなどの表示物の有無の影響を受けず、ハイレベルの出力信号(白色に相当する信号)を得る。つまり、第1実施形態と同様に、指示針101は、出力信号がローレベルのフォトダイオード13に対応する位置にあることが分かる。 Therefore, when the photodiode 13 detects the indicator needle 101, the photodiode 13 obtains a low-level output signal (a signal corresponding to black) as in the first embodiment. Further, when the indicator needle 101 is not detected, the photodiode 13 is not affected by the presence or absence of a display object such as a scale number on the scale plate 102 or a manufacturer's logo mark, and corresponds to a high level output signal (corresponding to white). Signal). That is, as in the first embodiment, it can be seen that the indicator needle 101 is at a position where the output signal corresponds to the low-level photodiode 13.

したがって、フォトダイオード13は、図12(B)に示すように、レンズ13aによって光感応領域の深さ方向が制限された場合、目盛板102に目盛数字や製造メーカのロゴマークなどの表示物がある場合でも、指示針101の存在のみに依存した適正レベルの出力信号を得ることができる。 Therefore, as shown in FIG. 12B, when the depth direction of the light-sensitive region is limited by the lens 13a, the photodiode 13 has a display object such as a scale number or a manufacturer's logo mark on the scale plate 102. Even in some cases, it is possible to obtain an output signal of an appropriate level depending only on the presence of the indicator needle 101.

図13は、直径が異なる光感応領域A11〜A15,A21〜A25を示す図である。フォトダイオード13にレンズ13aがない場合(図12(A))、隣り合う光感応領域A11〜A15は、図13に示すように、互いに一部が重なっている。したがって、指示針101は、図13に示す位置に存在する場合、2つの光感応領域A12,A13で検出される。 FIG. 13 is a diagram showing light sensitive regions A11 to A15 and A21 to A25 having different diameters. When the photodiode 13 does not have the lens 13a (FIG. 12 (A)), the adjacent light-sensitive regions A11 to A15 partially overlap each other as shown in FIG. Therefore, when the indicator needle 101 is present at the position shown in FIG. 13, it is detected in the two light sensitive regions A12 and A13.

フォトダイオード13にレンズ13aがある場合(図13(B))、各光感応領域A21〜A25の直径は、各光感応領域A11〜A15の直径より小さくなる。このため、隣り合う光感応領域A21〜A25は、互いに重なっておらず、接している。したがって、指示針101は、図13に示す位置に存在する場合、1つの光感応領域A22のみで検出される。すなわち、光感応領域の直径(幅方向)を制限することで、隣り合う光感応領域の重なりを抑制することができ、指示針101の位置情報の検出精度が向上する。 When the photodiode 13 has a lens 13a (FIG. 13B), the diameters of the light-sensitive regions A21 to A25 are smaller than the diameters of the light-sensitive regions A11 to A15. Therefore, the adjacent light-sensitive regions A21 to A25 do not overlap each other and are in contact with each other. Therefore, when the indicator needle 101 is present at the position shown in FIG. 13, it is detected only in one light sensitive region A22. That is, by limiting the diameter (width direction) of the light-sensitive regions, it is possible to suppress the overlap of adjacent light-sensitive regions, and the detection accuracy of the position information of the indicator needle 101 is improved.

これにより、第2実施形態に係るアナログメータ読取装置1は、指示針メータ100の目盛板102に目盛数字や製造メーカのロゴマークなどが表示されている場合でも、光感応領域の深さ方向を制限することで、それら表示物の影響を受けることなく、指示針メータ100の指示針101の位置情報を高精度に検出することができる。また、アナログメータ読取装置1は、光感応領域の幅方向を制限することで、指示針101の位置情報をさらに高精度に検出できる。 As a result, the analog meter reading device 1 according to the second embodiment can detect the depth direction of the light-sensitive region even when the scale number or the manufacturer's logo mark is displayed on the scale plate 102 of the indicator needle meter 100. By limiting, the position information of the indicator needle 101 of the indicator needle meter 100 can be detected with high accuracy without being affected by those displayed objects. Further, the analog meter reading device 1 can detect the position information of the indicator needle 101 with higher accuracy by limiting the width direction of the light sensitive region.

第2実施形態では、図13に示すように、隣り合う光感応領域A21〜A25が重ならずに接することで、指示針101の位置情報の検出精度を向上させているが、このような例に限定されるものではない。例えば、第2実施形態と同様に、光感応領域の直径を小さくして、かつ、第1実施形態と同様に、隣り合う光感応領域が互いに重なるようにしてもよい。このとき、指示針101の位置情報は、第1実施形態の「指示針の位置情報の検出方法1(加重平均)」又は「指示針の位置情報の検出方法2(最尤法)」によって検出可能である。 In the second embodiment, as shown in FIG. 13, adjacent light sensitive regions A21 to A25 are in contact with each other without overlapping, thereby improving the detection accuracy of the position information of the indicator needle 101. Such an example. It is not limited to. For example, as in the second embodiment, the diameter of the light-sensitive regions may be reduced, and as in the first embodiment, adjacent light-sensitive regions may overlap each other. At this time, the position information of the indicator needle 101 is detected by the "indicator needle position information detection method 1 (weighted average)" or "indicator needle position information detection method 2 (maximum likelihood method)" of the first embodiment. It is possible.

以上のように、光感応領域の直径(幅方向)を小さくし、かつ、隣り合う光感応領域が互いに重なることを許容することによって、単位長さ当たりに実装できるフォトダイオード13の個数を飛躍的に増やすことができる。その結果、指示針101の位置情報の検出精度ひいては指示値の算出精度を更に向上させることができる。 As described above, by reducing the diameter (width direction) of the light-sensitive regions and allowing the adjacent light-sensitive regions to overlap each other, the number of photodiodes 13 that can be mounted per unit length is dramatically increased. Can be increased to. As a result, the detection accuracy of the position information of the instruction needle 101 and the calculation accuracy of the instruction value can be further improved.

[第3及び第4実施形態]
つぎに、本発明の第3及び第4実施形態について説明する。なお、上述した実施形態と同一の部位には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
[Third and Fourth Embodiments]
Next, the third and fourth embodiments of the present invention will be described. The same parts as those in the above-described embodiment are designated by the same reference numerals, and duplicate description will be omitted.

第3実施形態では、透明部材からなるテーパ管の内部を非透明部材からなるフロートが移動する形式のアナログメータ(以下、「フロートメータ」という。)が読取対象となる。 In the third embodiment, an analog meter (hereinafter, referred to as “float meter”) in which a float made of a non-transparent member moves inside a tapered tube made of a transparent member is a reading target.

図14は、フロートメータ150に対して、第3実施形態に係るアナログメータ読取装置1の読取部10aを装着した様子を示す図である。また図15(A)は読取部10aの平面図、同図(B)は側面図である。本実施のアナログメータ読取装置は、図1に示した読取部10の代わりに、読取部10aを備えている。 FIG. 14 is a diagram showing a state in which the reading unit 10a of the analog meter reading device 1 according to the third embodiment is attached to the float meter 150. 15 (A) is a plan view of the reading unit 10a, and FIG. 15 (B) is a side view. The analog meter reading device of the present embodiment includes a reading unit 10a instead of the reading unit 10 shown in FIG.

図14に示すように、フロートメータ150は、目盛が表示された透明な管であるテーパ管151と、液体が注入されたテーパ管151の中に挿入され、テーパ管151内を移動可能なフロート152と、を備える。フロート152の位置するところの目盛が指示値となる。 As shown in FIG. 14, the float meter 150 is a float that is inserted into a tapered tube 151 that is a transparent tube with a scale displayed and a tapered tube 151 in which a liquid is injected and can move in the tapered tube 151. It is equipped with 152. The scale at the position of the float 152 is the indicated value.

図15に示すように、読取部10aは、長尺状に形成された収納ケース12pと、収納ケース12p内で直線状に配列された複数のフォトダイオード13と、収納ケース12a内で複数のフォトダイオード13に沿って直線状に配列された複数のLED素子14と、備えている。 As shown in FIG. 15, the reading unit 10a includes a storage case 12p formed in a long shape, a plurality of photodiodes 13 linearly arranged in the storage case 12p, and a plurality of photos in the storage case 12a. A plurality of LED elements 14 arranged linearly along the diode 13 are provided.

収納ケース12pは、複数のフォトダイオード13及びLED素子14が設置される長尺状板部材である収納底12p1と、収納底12p1の外周部に形成された外周壁12p2と、を備えている。外周壁12p2の高さは、フォトダイオード13及びLED素子14の配置面からの高さより大きい。このため、読取部10のテーパ管151への装着の際には、外周壁12p2の端部がテーパ管151に接着される。つまり、フォトダイオード13及びLED素子14は、テーパ管151に接触せずに済み、接触による破損が回避される。 The storage case 12p includes a storage bottom 12p1 which is a long plate member on which a plurality of photodiodes 13 and LED elements 14 are installed, and an outer peripheral wall 12p2 formed on the outer peripheral portion of the storage bottom 12p1. The height of the outer peripheral wall 12p2 is larger than the height from the arrangement surface of the photodiode 13 and the LED element 14. Therefore, when the reading unit 10 is attached to the tapered tube 151, the end portion of the outer peripheral wall 12p2 is adhered to the tapered tube 151. That is, the photodiode 13 and the LED element 14 do not have to come into contact with the tapered tube 151, and damage due to contact is avoided.

LED素子14は、フロートメータ150に対して光を照射する。フォトダイオード13は、フロートメータ150のフロート152の位置に依存した反射光に応じて出力信号を得る。制御部30は、第1実施形態と同様にして、読取部10aからの出力信号に基づいてフロートメータ150の指示値を算出する。 The LED element 14 irradiates the float meter 150 with light. The photodiode 13 obtains an output signal according to the reflected light depending on the position of the float 152 of the float meter 150. The control unit 30 calculates the indicated value of the float meter 150 based on the output signal from the reading unit 10a in the same manner as in the first embodiment.

図16は、第4実施形態に係るアナログメータ読取装置1の読取部10bを示す図である。読取部10bは、図15に示した読取部10aの発光機能と受光機能を分離したものである。具体的には、読取部10bは、直線状に配列された複数のフォトダイオードを有する受光部10b1と、直線状に配列された複数のLED素子を有する発光部10b2と、を備えている。 FIG. 16 is a diagram showing a reading unit 10b of the analog meter reading device 1 according to the fourth embodiment. The reading unit 10b separates the light emitting function and the light receiving function of the reading unit 10a shown in FIG. Specifically, the reading unit 10b includes a light receiving unit 10b1 having a plurality of photodiodes arranged linearly, and a light emitting unit 10b2 having a plurality of LED elements arranged linearly.

なお、受光部10b1は、図15の収納ケース12pと同様に構成された収納ケース内に複数のフォトダイオード14を収納している。発光部10b2も、図15の収納ケース12pと同様に構成された収納ケース内に複数のフォトダイオード13を収納している。このため、後述するが、受光部10b1及び発光部10b2のテーパ管151への装着の際にも、フォトダイオード13及びLED素子14は、テーパ管151に接触せずに済み、接触による破損が回避される。 The light receiving unit 10b1 houses a plurality of photodiodes 14 in a storage case configured in the same manner as the storage case 12p of FIG. The light emitting unit 10b2 also houses a plurality of photodiodes 13 in a storage case configured in the same manner as the storage case 12p of FIG. Therefore, as will be described later, even when the light receiving unit 10b1 and the light emitting unit 10b2 are attached to the tapered tube 151, the photodiode 13 and the LED element 14 do not have to come into contact with the tapered tube 151, and damage due to contact is avoided. Will be done.

受光部10b1と発光部10b2は、フロートメータ150のテーパ管151を挟み込むようにして、フロートメータの両側面にそれぞれ装着される。受光部10b1は、発光部10b2から照射され、テーパ管151の透過光に応じた出力信号を得る。制御部30は、第1実施形態と同様にして、受光部10b1からの出力信号に基づいてフロートメータ150の指示値を算出する。 The light receiving unit 10b1 and the light emitting unit 10b2 are mounted on both side surfaces of the float meter so as to sandwich the tapered tube 151 of the float meter 150. The light receiving unit 10b1 is irradiated from the light emitting unit 10b2 to obtain an output signal corresponding to the transmitted light of the tapered tube 151. The control unit 30 calculates the indicated value of the float meter 150 based on the output signal from the light receiving unit 10b1 in the same manner as in the first embodiment.

以上のように、第3及び第4実施形態に係るアナログメータ読取装置1は、フロートメータ150については、フォトダイオード13及びLED素子14が直線状に配列された読取部10a又は読取部10bを用いることにより、フロートメータ150の指示値を算出することができる。 As described above, the analog meter reading device 1 according to the third and fourth embodiments uses the reading unit 10a or the reading unit 10b in which the photodiode 13 and the LED element 14 are linearly arranged for the float meter 150. As a result, the indicated value of the float meter 150 can be calculated.

1 アナログメータ読取装置
10,10a,10b 読取部
13 フォトダイオード
14 LED素子
30 制御部
100 指示針メータ
101 指示針
102 目盛板
103 カバーガラス
150 フロートメータ
151 テーパ管
152 フロート


1 Analog meter readers 10, 10a, 10b Reading unit 13 Photodiode 14 LED element 30 Control unit 100 Indicator needle Meter 101 Indicator needle 102 Scale plate 103 Cover glass 150 Float meter 151 Taper tube 152 Float


本発明に係るアナログメータ読取装置は、目盛板と、前記目盛板の指示値を示し、前記目盛板の表示面側から所定距離にある平面上で所定の回転中心を基準に回転する指示針と、前記指示針を含むように前記目盛板の表示面側を覆う透明部材と、を有する指示針メータの前記指示値を読み取るアナログメータ読取装置であって、複数の発光素子と、複数の受光素子と、外周に沿って外周壁が形成され、前記複数の発光素子及び前記複数の受光素子を収納する収納部材と、を有する読取部であって、前記複数の受光素子は、前記読取部の前記収納部材内において円弧状に配置され、前記複数の発光素子は、前記読取部の前記収納部材内において前記複数の受光素子の外側あるいは内側に沿って配置され、前記読取部が前記透明部材上の前記指示針の回転中心近傍に装着された状態で、前記複数の受光素子は、前記複数の発光素子から発されて前記指示針メータの前記指示針あるいは前記目盛板で反射された光を検出する前記読取部と、前記読取部の装着面と反対側の面に、前記複数の受光素子に対する所定の相対位置に1つ以上のマーカを有し、前記読取部が前記透明部材に装着された状態で前記指示針メータを撮影した時に得られる前記指示針メータの撮影画像における前記指示針メータの目盛領域の輝度成分に基づいて、前記指示針メータの指示針の回転中心を算出する算出部と、前記算出部により算出された回転中心と、前記撮影画像から抽出される前記目盛領域と、前記撮影画像に基づく前記マーカの位置情報と、に基づいて、前記複数の受光素子の各々の受光素子の配置位置に基づいて割り当てられるインデックス番号と、前記目盛板における目盛の値と、の対応を記述した前記変換表を作成する変換表作成部と、前記変換表作成部により作成された前記変換表を記憶する変換表記憶部と、前記複数の受光素子のうちの少なくとも1つの検出結果に基づいて、前記指示針の存在位置に対応する実質的なインデックス番号を検出するインデックス番号検出部と、前記インデックス番号検出部により検出された前記実質的なインデックス番号と前記変換表記憶部に記憶されている変換表と、に基づいて、前記指示値を算出する指示値算出部と、を備えたものである。
The analog meter reading device according to the present invention includes a scale plate and an indicator needle that indicates an indicated value of the scale plate and rotates with respect to a predetermined rotation center on a plane at a predetermined distance from the display surface side of the scale plate. An analog meter reading device that reads the indicated value of an indicator needle meter having a transparent member that covers the display surface side of the scale plate so as to include the indicator needle, and is a plurality of light emitting elements and a plurality of light receiving elements. A reading unit having an outer peripheral wall formed along the outer circumference and including the plurality of light emitting elements and a storage member for accommodating the plurality of light receiving elements, wherein the plurality of light receiving elements are the said members of the reading unit. The plurality of light emitting elements are arranged in an arc shape in the storage member, the plurality of light emitting elements are arranged along the outside or the inside of the plurality of light receiving elements in the storage member of the reading unit , and the reading unit is placed on the transparent member. In a state of being mounted near the center of rotation of the indicator needle, the plurality of light receiving elements detect light emitted from the plurality of light emitting elements and reflected by the indicator needle or the scale plate of the indicator needle meter. A state in which the reading unit has one or more markers at predetermined relative positions with respect to the plurality of light receiving elements on the surface opposite to the mounting surface of the reading unit, and the reading unit is mounted on the transparent member. A calculation unit that calculates the rotation center of the indicator needle of the indicator needle meter based on the brightness component of the scale region of the indicator needle meter in the photographed image of the indicator needle meter obtained when the indicator needle meter is photographed. Based on the rotation center calculated by the calculation unit, the scale region extracted from the captured image, and the position information of the marker based on the captured image, each of the light receiving elements of the plurality of light receiving elements A conversion table creation unit that creates the conversion table that describes the correspondence between the index number assigned based on the arrangement position and the scale value on the scale plate, and the conversion table created by the conversion table creation unit. A conversion table storage unit to be stored, an index number detection unit that detects a substantial index number corresponding to the presence position of the indicator needle based on the detection result of at least one of the plurality of light receiving elements, and the index. It is provided with an instruction value calculation unit that calculates the instruction value based on the substantial index number detected by the number detection unit, the conversion table stored in the conversion table storage unit, and the conversion table. ..

Claims (8)

所定方向に沿って規則的に配列された複数の発光素子と、所定の方向あるいは前記複数の発光素子に沿って規則的に配列された複数の受光素子と、を有する読取部を備え、
前記読取部は、アナログメータの透明部材上の所定位置に装着された状態で、前記アナログメータを読み取る
アナログメータ読取装置。
A reading unit comprising a plurality of light emitting elements regularly arranged along a predetermined direction and a plurality of light receiving elements regularly arranged along a predetermined direction or the plurality of light emitting elements.
An analog meter reading device that reads the analog meter with the reading unit mounted at a predetermined position on a transparent member of the analog meter.
前記アナログメータは、目盛板と、前記目盛板の表示面側から所定距離にある平面上で所定の回転中心を基準に回転する指示針と、前記指示針を含むように前記目盛板の表示面側を覆う前記透明部材と、を有する指示針メータであり、
前記読取部は、円形状に形成され、前記複数の受光素子及び前記複数の発光素子を収納する第1の収納部を更に有し、前記複数の受光素子は、前記読取部の第1の収納部材内の外周内側に沿って円弧状に配置され、前記複数の発光素子は、前記読取部の前記第1の収納部材内の前記複数の受光素子の外側あるいは内側に沿って円弧状に配置され、
前記読取部が前記透明部材上の前記指示針の回転中心近傍に装着された状態で、前記複数の受光素子は、前記複数の発光素子から発された前記指示針メータの前記指示針あるいは前記目盛坂で反射された光を検出する
請求項1に記載のアナログメータ読取装置。
The analog meter includes a scale plate, an indicator needle that rotates with a predetermined rotation center on a plane at a predetermined distance from the display surface side of the scale plate, and a display surface of the scale plate so as to include the indicator needle. An indicator needle meter having the transparent member covering the side.
The reading unit is formed in a circular shape and further has a first storage unit for accommodating the plurality of light receiving elements and the plurality of light emitting elements, and the plurality of light receiving elements are the first storage units of the reading unit. The plurality of light emitting elements are arranged in an arc shape along the inside of the outer circumference in the member, and the plurality of light emitting elements are arranged in an arc shape along the outside or inside of the plurality of light receiving elements in the first storage member of the reading unit. ,
With the reading unit mounted near the center of rotation of the indicator needle on the transparent member, the plurality of light receiving elements are the indicator needle or the scale of the indicator needle meter emitted from the plurality of light emitting elements. The analog meter reading device according to claim 1, which detects light reflected on a slope.
前記第1の収納部材は、その中心に形成される穴部を有する
請求項2に記載のアナログメータ装置。
The analog meter device according to claim 2, wherein the first storage member has a hole formed in the center thereof.
前記読取部の装着面と反対側の面に、前記複数の受光素子に対する所定の相対位置に1つ以上のマーカが配置され、前記読取部が前記透明部材に装着された状態で前記指示針メータを撮影した時に得られる前記指示針メータの撮影画像における前記指示針メータの目盛領域の輝度成分に基づいて、前記指示針メータの指示針の回転中心を算出する算出部と、
前記算出部により算出された回転中心と前記撮影画像に基づく前記マーカの位置情報とに基づいて、前記読取部の装着位置の妥当性を判定する判定部と、を更に備えた請求項2に記載のアナログメータ装置。
One or more markers are arranged at predetermined relative positions with respect to the plurality of light receiving elements on the surface opposite to the mounting surface of the reading unit, and the indicator needle meter is mounted on the transparent member. A calculation unit that calculates the rotation center of the indicator needle of the indicator needle meter based on the brightness component of the scale region of the indicator needle meter in the captured image of the indicator needle meter obtained when the image is taken.
The second aspect of the present invention further comprises a determination unit for determining the validity of the mounting position of the reading unit based on the rotation center calculated by the calculation unit and the position information of the marker based on the captured image. Analog meter device.
前記アナログメータは、内部に液体が注入され、目盛が表示された前記透明部材であるテーパ管と、前記テーパ管内に挿入された非透明部材であって前記液体の表面を示すフロートと、を有するフロートメータであり、
前記読取部は、長尺状に形成され、前記複数の受光素子及び前記複数の発光素子を収納する第2の収納部材を更に備え、前記複数の受光素子は、前記第2の収納部材内に直線状に配置され、前記複数の発光素子は、前記第2の収納部材内の前記複数の受光素子の配列に沿って直線状に配置され、
前記読取部が前記フロートメータ上であって前記フロートの移動範囲に沿って装着された状態で、前記複数の受光素子は、前記複数の発光素子から発され前記フロートで反射された光を検出する
請求項1に記載のアナログメータ読取装置。
The analog meter has a tapered tube which is a transparent member in which a liquid is injected and a scale is displayed, and a float which is a non-transparent member inserted into the tapered tube and indicates the surface of the liquid. It is a float meter
The reading unit is formed in a long shape and further includes a plurality of light receiving elements and a second storage member for accommodating the plurality of light emitting elements, and the plurality of light receiving elements are housed in the second storage member. The plurality of light emitting elements are linearly arranged, and the plurality of light emitting elements are linearly arranged along the arrangement of the plurality of light receiving elements in the second storage member.
With the reading unit mounted on the float meter and along the movement range of the float, the plurality of light receiving elements detect light emitted from the plurality of light emitting elements and reflected by the float. The analog meter reading device according to claim 1.
前記アナログメータは、内部に液体が注入され、目盛が表示された前記透明部材であるテーパ管と、前記テーパ管内に挿入された非透明部材であって前記液体の表面を示すフロートと、を有するフロートメータであり、
前記読取部は、長尺状に形成され前記複数の受光素子を収納する第3の収納部材と、長尺状に形成され前記複数の発光素子を収納する第4の収納部材と、を更に備え、前記複数の受光素子は、前記第3の収納部材内に直線状に配置され、前記複数の発光素子は、前記第4の収納部材内に直線状に配置され、
前記第3の収納部材が前記フロートメータ上であって前記フロートの移動範囲に沿って装着され、かつ、前記第4の収納部材が前記フロートメータ上であって前記第3の収納部材に対向する位置に装着された状態で、前記複数の受光素子は、前記複数の発光素子から発せられ前記フロートメータを透過した光を検出する
請求項1に記載のアナログメータ読取装置。
The analog meter has a tapered tube which is a transparent member in which a liquid is injected and a scale is displayed, and a float which is a non-transparent member inserted into the tapered tube and indicates the surface of the liquid. It is a float meter
The reading unit further includes a third storage member formed in an elongated shape and accommodating the plurality of light receiving elements, and a fourth accommodating member formed in an elongated shape and accommodating the plurality of light emitting elements. The plurality of light receiving elements are linearly arranged in the third storage member, and the plurality of light emitting elements are linearly arranged in the fourth storage member.
The third storage member is on the float meter and is mounted along the movement range of the float, and the fourth storage member is on the float meter and faces the third storage member. The analog meter reading device according to claim 1, wherein the plurality of light receiving elements detect light emitted from the plurality of light emitting elements and transmitted through the float meter in a state of being mounted at a position.
前記複数の受光素子のそれぞれの受光面にレンズ部材が形成される
請求項2から請求項4のいずれか1項に記載のアナログメータ読取装置。
The analog meter reading device according to any one of claims 2 to 4, wherein a lens member is formed on the light receiving surface of each of the plurality of light receiving elements.
前記受光素子の光感応領域は、前記レンズ部材によって、深さ方向及び横方向の少なくとも一方が制限される
請求項7に記載のアナログメータ読取装置。



The analog meter reading device according to claim 7, wherein the light sensitive region of the light receiving element is limited to at least one of the depth direction and the lateral direction by the lens member.



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