JP2020201077A - アナログインジケータ読取装置、アナログインジケータ読取方法及びプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】高速にかつ精度よく指示値の読み取りが可能なアナログインジケータ読取装置を提供する。【解決手段】本発明のアナログインジケータ読取装置は、アナログインジケータの撮像画像を入力する撮像画像入力手段と、アナログインジケータの、それぞれ指示値が異なる複数の外観データを入力する外観データ入力手段と、複数の外観データを撮像画像とそれぞれ比較し、最も類似度が高い前記外観データを特定することにより撮像画像におけるアナログインジケータの指示値を特定する指示値特定手段と、を備える。【選択図】図１

Description

本発明は、アナログインジケータの撮像画像から指示値を読み取るアナログインジケータ読取装置、アナログインジケータ読取方法及びプログラムに関する。

アナログインジケータを撮像し、撮像した画像の解析に基づき指示値を読み取る方法がある（例えば特許文献１参照）。

特願２０１８−０９０８７３号公報

画像解析に基づく読み取りでは、アナログインジケータにおける目盛や指針などを画像として読み取った上で、目盛の数値や指針が指している目盛の位置を解析して特定する必要がある。そのため、読み取りに時間を要したり、画像が粗い場合には読み取りの精度が悪くなったりするといった問題があった。

本発明の目的は、高速にかつ精度よく指示値の読み取りが可能なアナログインジケータ読取装置、アナログインジケータ読取方法及びプログラムを提供することにある。

本発明のアナログインジケータ読取装置は、アナログインジケータの撮像画像を入力する撮像画像入力手段と、アナログインジケータの、それぞれ指示値が異なる複数の外観データを入力する外観データ入力手段と、複数の外観データを撮像画像とそれぞれ比較し、最も類似度が高い外観データを特定することにより撮像画像におけるアナログインジケータの指示値を特定する指示値特定手段と、を備える。

このように構成することで、撮像画像と様々な指示値が表示された複数の外観データとを外観の類似性で比較して、最も類似する外観データを特定するというシンプルな処理で指示値を特定できるため、高速にかつ精度よく指示値を読み取ることができる。

アナログインジケータの撮像画像を正面から見た正対画像に補正する画像補正手段を更に備え、指示値特定手段が、撮像画像の代わりに正対画像を用いて外観データとの比較を行うように構成してもよい。
又は、撮像画像に含まれるアナログインジケータに対する視点の位置を特定する視点特定手段と、外観データを視点特定手段により特定された視点からの外観データに変換する外観データ変換手段と、を更に備え、指示値特定手段が、外観データの代わりに外観データ変換手段による変換後の外観データを用いて撮像画像との比較を行うように構成してもよい。

これにより、アナログインジケータの撮像画像が正対画像でない場合にも、外観データとの対比を適切に行うことができる。

予め用意されたアナログインジケータのＣＡＤモデルに基づき、指示値がそれぞれ異なるモデルを複数加工生成し、複数の外観データとして外観データ入力手段に入力するモデル生成手段を更に備えてもよい。

予め用意されたＣＡＤモデルを利用することで、容易に複数の外観データを生成することができる。

本発明のアナログインジケータ読取方法は、アナログインジケータの撮像画像が入力される撮像画像入力ステップと、アナログインジケータの、それぞれ指示値が異なる複数の外観データが入力される外観データ入力ステップと、複数の外観データを撮像画像とそれぞれ比較し、最も類似度が高い外観データを特定することにより撮像画像におけるアナログインジケータの指示値を特定する指示値特定ステップと、を実行する。

このように構成することで、撮像画像と様々な指示値が表示された複数の外観データとを外観の類似性で比較して、最も類似する外観データを特定するというシンプルな処理で指示値を特定できるため、高速にかつ精度よく指示値を読み取ることができる。

アナログインジケータの撮像画像を正面から見た正対画像に補正する画像補正ステップを更に実行し、指示値特定ステップは、撮像画像の代わりに正対画像を用いて外観データとの比較を実行するようにしてもよい。
又は、撮像画像に含まれるアナログインジケータに対する視点の位置を特定する視点特定ステップと、外観データを、視点特定ステップにおいて特定された視点からの外観データに変換する外観データ変換ステップと、を更に実行し、指示値特定ステップは、外観データの代わりに外観データ変換ステップで得られた変換後の外観データを用いて撮像画像との比較を行うように構成してもよい。

これにより、アナログインジケータの撮像画像が正対画像でない場合にも、外観データとの対比を適切に行うことができる。

予め用意されたアナログインジケータのＣＡＤモデルに基づき、指示値がそれぞれ異なるモデルを複数加工生成し、複数の外観データとして外観データ入力ステップに提供するモデル生成ステップを更に実行してもよい。

予め用意されたＣＡＤモデルを利用することで、容易に複数の外観データを生成することができる。

本発明のアナログインジケータ読取装置は、各手段の機能をプログラムに記述し、コンピュータに実行させることにより実現してもよい。

本発明のアナログインジケータ読取装置１００の構成例を示す図である。 本発明のアナログインジケータ読取装置１００の処理フロー例を示す図である。 指示値特定手段１３０による処理を説明する図である。 本発明のアナログインジケータ読取装置２００の構成例を示す図である。 本発明のアナログインジケータ読取装置２００の処理フロー例を示す図である。 本発明のアナログインジケータ読取装置３００の構成例を示す図である。 本発明のアナログインジケータ読取装置３００の処理フロー例を示す図である。 本発明の測定情報統合装置の各手段の機能が記述されたプログラムをＣＰＵで実行することにより各手段の機能を実現するための構成例を示す図である。

以下、本発明の実施形態を、図面を参照しつつ説明する。なお、以下の説明及び図面では、同一の機能部には同一の符号を付し、一度説明した機能部については説明を省略するか、必要な範囲で説明する。また、各機能部と処理フローの各処理ステップとは対応関係にあるため、各機能部の説明の末尾に処理ステップ番号を示す。

＜第１実施形態＞
図１に本発明のアナログインジケータ読取装置１００の構成例を、図２にその処理フロー例を、それぞれ示す。アナログインジケータ読取装置１００は、撮像画像入力手段１１０、外観データ入力手段１２０及び指示値特定手段１３０を備える。

撮像画像入力手段１１０は、アナログインジケータの撮像画像を入力する（Ｓ１）。

撮像画像の入力は、装置内部又は外部に設けられた任意の記憶手段に記憶されたものを読み込むことにより行ってもよいし、少なくとも静止画の撮像機能を備える撮像部１１１を設け、これにより撮像された画像を読み込むことにより行ってもよい（Ｓ４）。

外観データ入力手段１２０は、アナログインジケータの、それぞれ指示値が異なる複数の外観データが入力される（Ｓ２）。

入力される外観データは、撮像画像との類似性の判定が可能なデータであれば、２次元データであるか３次元データであるか、画像データであるかＣＡＤモデルデータであるか等、データの形態は問わない。

外観データの入力は、装置内部又は外部に設けられた任意の記憶手段に記憶されたものを読み込むことにより行ってもよいし、外観データを生成する手段を設け、これにより生成された外観データを読み込むことにより行ってもよい。

例えば、ＣＡＤデータの場合、予め用意されたアナログインジケータのＣＡＤモデルをもとに、指示値がそれぞれ異なるモデルを複数加工生成し、これらを複数の外観データとして外観データ入力手段１２０に入力するモデル生成手段１２１を更に備えてもよい（Ｓ５）。これにより、容易に複数の外観データを生成することができる。

入力される外観データの個数は、アナログインジケータの目盛が振られている範囲内において、可能な限り多くすることにより、測定精度を高めることができる。

指示値特定手段１３０は、複数の外観データを撮像画像とそれぞれ比較し、最も類似度が高い外観データを特定することにより撮像画像におけるアナログインジケータの指示値を特定する（Ｓ３）。

例えば、図３に示すように、指針が或る指示値を指した撮像画像Ｐを、指針がそれぞれ異なる指示値を指した複数の外観データＭと比較し、任意の導出方法によりそれぞれの類似度を導出する。なお、類似度の導出に際しては、アナログインジケータの表示範囲の全体に着目して類似度を導出し対比してもよいが、撮像画像Ｐと複数の外観データＭとの間での顕著な相違が、例えば図３の例のように指針の向きのみに限局される場合には、指針の向きにのみ着目して類似度を導出し対比してもよい。

図３は、類似度が最も低いものを１、最も高いものを１０として１０段階評価で評価した場合の一例であり、５つの外観データＭにつき、上から１、３、８、１０、８との類似度が導出されたとする。この場合、４番目の外観データＭの類似度が最も高いため、この外観データＭを撮像画像Ｐの指示値に対応する外観データであると特定する。

複数の外観データから、最も類似度が高い外観データを特定する手順は任意である。例えば、用意した全ての外観データについて類似度を導出した上で、最も類似度が高い外観データを特定してもよいし、指示値の小さい外観データから順次類似度を導出していき、類似度が増加から減少に転じたことが判明した時点で、最も類似度が高い外観データを特定してもよい。

指示値特定手段１３０は、最も類似度が高い外観データの特定をもって処理を終了してもよいし、特定された外観データに対応する指示値を、画面表示、印刷又は記憶媒体へのなど、任意の形態で出力してもよい。なお、指示値を出力する場合には、例えば、外観データ入力手段１２０から入力されるそれぞれの外観データに、対応する指示値をデータファイル名やデータファイルの拡張情報として付しておくことで、特定された外観データから指示値を読み出して出力することができる。

このように構成されたアナログインジケータ読取装置１００によれば、撮像画像と様々な指示値が表示された複数の外観データとを外観の類似性で比較して、最も類似する外観データを特定するというシンプルな処理で指示値を特定できるため、高速にかつ精度よく指示値を読み取ることができる。

＜第２実施形態＞
図４に本発明のアナログインジケータ読取装置２００の構成例を、図５にその処理フロー例を、それぞれ示す。アナログインジケータ読取装置２００は、図１に示すアナログインジケータ読取装置１００に画像補正手段１１２を追加した構成を備える。

画像補正手段１１２は、アナログインジケータの撮像画像を正面から見た正対画像に補正する（Ｓ６）。正対画像への補正方法は、既存の任意の補正方法を採用してよい。

そして、指示値特定手段１３０は、画像補正手段１１２において得られた正対画像を用いて複数の外観データとの比較を行い、最も類似度が高い外観データを特定することにより撮像画像におけるアナログインジケータの指示値を特定する（Ｓ３）。

これにより、アナログインジケータの撮像画像が正対画像でない場合にも、正対画像が指示値特定手段１３０に入力されるため、正対視点からの外観データとの対比を適切に行うことができる。

＜第３実施形態＞
図６に本発明のアナログインジケータ読取装置３００の構成例を、図７にその処理フロー例を、それぞれ示す。アナログインジケータ読取装置３００は、図１に示すアナログインジケータ読取装置１００に視点特定手段１２２及び外観データ変換手段１２３を追加した構成を備える。

視点特定手段１２２は、撮像画像入力手段１１０から入力された撮像画像に含まれるアナログインジケータに対する視点の位置を特定する（Ｓ７）。視点の位置の特定方法は、既存の任意の特定方法を採用してよい。

外観データ変換手段１２３は、外観データ入力手段１２０から入力された外観データを、視点特定手段１２２により特定された視点からの外観データに変換する（Ｓ８）。変換は、例えば、視点特定手段１２２で得られた視点の正対方向に対する角度のズレ分、外観データを回転させる方法などにより行うことができる。

そして、指示値特定手段１３０は、外観データ変換手段１２３による変換後のそれぞれの外観データを用いて撮像画像との比較を行い、最も類似度が高い外観データを特定することにより撮像画像におけるアナログインジケータの指示値を特定する（Ｓ３）。

これにより、第２実施形態と同様、アナログインジケータの撮像画像が正対画像でない場合にも、正対視点からの外観データが、撮像画像と同じ視点からのデータに変換されて指示値特定手段１３０に入力されるため、外観データとの対比を適切に行うことができる。

＜第４実施形態＞
アナログインジケータ読取装置１００、２００、３００を構成する各手段の機能をプログラムに記述し、コンピュータに実行させることにより各手段の機能を実現してもよい。構成例を図８に示す。

アナログインジケータ読取装置１００、２００、３００は、例えば、ＣＰＵ１０１、記憶部１０２、入力部１０３、表示部１０４、通信部１０５及び撮像部１１１を備える。

ＣＰＵ１０１は、記憶部１０２に記憶された各手段の機能が記述されたプログラムを実行し、各手段の機能を実現する。記憶部１０２は、各手段の機能が記述されたプログラムや、撮像画像、外観データなど各手段における処理に使用する情報を記憶する任意の記憶手段である。記憶部１０２には、例えば、ＨＤＤやフラッシュメモリ等の記憶媒体のほか、不揮発性メモリ、揮発性メモリなどを採用することができる。撮像画像及び外観データは、各手段の機能が記述されたプログラムの実行により読み出される。なお、記憶部１０２は、アナログインジケータ読取装置１００の装置内に設ける代わりに、通信部１０５を介して接続されたクラウドストレージを採用して実現してもよい。入力部１０３は、装置外部から撮像画像や外観データを取り込む場合の任意の入力インタフェースである。表示部１０４は、ＣＰＵ１０１の制御に従い各種の情報を表示する。通信部１０５は、無線ネットワーク又は有線ネットワークに接続するためのインタフェースであり、ＣＰＵ１０１の制御に従い、ネットワークに接続されたクラウドストレージなどとの間で情報の送受を行う。撮像部１１１は、アナログインジケータの画像を撮像し、記憶部１０２に記憶させる。

本発明は、上記の実施形態及び変形例に限定されるものではない。上記の実施形態及び変形例は例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。すなわち、本発明において表現されている技術的思想の範囲内で適宜変更が可能であり、その様な変更や改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含む。

１００、２００、３００…アナログインジケータ読取装置
１０１…ＣＰＵ
１０２…記憶部
１０３…入力部
１０４…表示部
１０５…通信部
１１０…撮像画像入力手段
１１１…撮像部
１１２…画像補正手段
１２０…外観データ入力手段
１２１…モデル生成手段
１２２…視点特定手段
１２３…外観データ変換手段
１３０…指示値特定手段
Ｍ…外観データ
Ｐ…撮像画像

Claims (9)

1. アナログインジケータの撮像画像を入力する撮像画像入力手段と、
   前記アナログインジケータの、それぞれ指示値が異なる複数の外観データを入力する外観データ入力手段と、
   複数の前記外観データを前記撮像画像とそれぞれ比較し、最も類似度が高い前記外観データを特定することにより前記撮像画像における前記アナログインジケータの指示値を特定する指示値特定手段と、
   を備えるアナログインジケータ読取装置。
2. アナログインジケータの撮像画像を正面から見た正対画像に補正する画像補正手段を更に備え、
   前記指示値特定手段は、前記撮像画像の代わりに前記正対画像を用いて前記外観データとの比較を行う
   ことを特徴とする請求項１に記載のアナログインジケータ読取装置。
3. 前記撮像画像に含まれる前記アナログインジケータに対する視点の位置を特定する視点特定手段と、
   前記外観データを、前記視点特定手段により特定された前記視点からの外観データに変換する外観データ変換手段と、
   を更に備え、
   前記指示値特定手段は、前記外観データの代わりに前記外観データ変換手段による変換後の前記外観データを用いて前記撮像画像との比較を行う
   ことを特徴とする請求項１に記載のアナログインジケータ読取装置。
4. 予め用意された前記アナログインジケータのＣＡＤモデルに基づき、指示値がそれぞれ異なるモデルを複数加工生成し、複数の前記外観データとして前記外観データ入力手段に入力するモデル生成手段を更に備える請求項１から３のいずれか１項に記載のアナログインジケータ読取装置。
5. アナログインジケータの撮像画像を入力する撮像画像入力ステップと、
   前記アナログインジケータの、それぞれ指示値が異なる複数の外観データを入力する外観データ入力ステップと、
   複数の前記外観データを前記撮像画像とそれぞれ比較し、最も類似度が高い前記外観データを特定することにより前記撮像画像における前記アナログインジケータの指示値を特定する指示値特定ステップと、
   を実行するアナログインジケータ読取方法。
6. アナログインジケータの撮像画像を正面から見た正対画像に補正する画像補正ステップを更に実行し、
   前記指示値特定ステップは、前記撮像画像の代わりに前記正対画像を用いて前記外観データとの比較を行う
   ことを特徴とする請求項５に記載のアナログインジケータ読取方法。
7. 前記撮像画像に含まれる前記アナログインジケータに対する視点の位置を特定する視点特定ステップと、
   前記外観データを、前記視点特定ステップにおいて特定された前記視点からの外観データに変換する外観データ変換ステップと、
   を更に実行し、
   前記指示値特定ステップは、前記外観データの代わりに前記外観データ変換ステップで得られた変換後の前記外観データを用いて前記撮像画像との比較を行う
   ことを特徴とする請求項５に記載のアナログインジケータ読取方法。
8. 予め用意された前記アナログインジケータのＣＡＤモデルに基づき、指示値がそれぞれ異なるモデルを複数加工生成し、複数の前記外観データとして前記外観データ入力ステップに提供するモデル生成ステップを更に実行する請求項５から７のいずれか１項に記載のアナログインジケータ読取方法。
9. コンピュータを、請求項１から４のいずれか１項に記載のアナログインジケータ読取装置として機能させるためのプログラム。
   
   

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