JP3468255B2 - 監視カメラの位置決め制御装置および指示計の読み取り装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、プラント等におい
て、レール等に沿って監視カメラを走行移動させながら
予め定められた位置の監視対象を順次撮像する監視カメ
ラの位置決め制御装置と、監視対象が指示計である場合
の読み取り装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、プラント等においては、機器の点
検や計器類の読み取りの自動化、無人化をはかるため
に、監視カメラをそれぞれの場所に移動させて監視対象
を撮像することがある。この場合、監視カメラはレール
上を走行、移動して監視ポイントに着くたびに、監視カ
メラを監視対象の方向に首振りさせるとともに、最適な
倍率にズームレンズを調整して、対象を撮像していた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、１台の
カメラが移動して複数ポイントを撮像するには、それぞ
れのポイントごとのカメラ位置、首振りのパン角度およ
びチルト角度、ズームレンズの焦点距離を予め設定して
から、カメラの走行台車およびカメラの駆動機構を制御
していたため、機構上の精度の点で撮像画像の再現性が
不充分な場合があった。すなわち、走行台車の停止位置
の誤差に、カメラの首振り角度の誤差が加算された状態
で、高倍率にズームインした画面では、監視対象が画面
中央に位置しないこともあり、ひどい場合は監視対象が
画面から外れることもある。その場合には、手動によ
り、いったんズームアウトして、監視対象を画面上に表
示させてから首振り角度を調整しなおす等の余分な操作
が必要であった。また、こうして撮像される監視ポイン
トの撮像対象が指示計である場合は、監視対象が画像視
野内で撮像のたびに異なる位置となり、再現性が悪い。
そのため撮像対象の指示計画像を抽出して画像処理する
ことにより、指示計の値を自動的に読み取らせようとし
ても、不可能な場合があった。本発明は上記の課題を解
決するためになされたもので、その目的とするところ
は、１台のカメラを複数の監視対象の撮像位置に順次移
動して撮像する際に、必ず画像の中の所定範囲に監視対
象が撮像されるようにした監視カメラの位置決め制御装
置を提供するとともに、指示計の読み取りの自動化を可
能にする指示計の読み取り装置を提供することにある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１の発明は、複数の監視ポイントを順次撮像
するために、予め監視ポイントごとに設定された台車の
停止位置、カメラのパン角度、チルト角度、ズーム倍率
にもとづいてカメラを移動させる監視カメラの位置決め
制御装置において、監視ポイントごとに監視対象の近傍
所定位置に設置されて所定の色・形状からなる識別マー
カと、監視ポイントを撮像して得られた画像から識別マ
ーカを検出する手段と、検出された識別マーカの重心を
算出する手段と、算出された識別マーカ重心位置からカ
メラのパン角度、チルト角度の補正量を算出する手段
と、算出されたカメラのパン角度、チルト角度の補正量
にもとづいてカメラ位置を変更する手段とを備えたこと
を特徴とする。

【０００５】請求項２の発明は、請求項１の発明におい
て、撮像画像内の識別マーカの大きさからズームレンズ
の倍率の補正量を算出する手段と、算出されたズームレ
ンズの倍率の補正量にもとづいてズームレンズの倍率を
変更する手段とを備えたことを特徴とする。

【０００６】請求項３の発明は、請求項１または請求項
２の発明において、撮像画像内の識別マーカの縦長と横
長の比から台車の停止位置の補正量を算出する手段と、
算出された台車の停止位置の補正量にもとづいて台車の
停止位置を変更する手段とを備えたことを特徴とする。

【０００７】請求項４の発明は、請求項１または請求項
２または請求項３の発明において、撮像画像内に識別マ
ーカが検出されない場合に、識別マーカが検出されるま
でズームアウトする手段を備えたことを特徴とする。

【０００８】請求項５の発明は、請求項１または請求項
２または請求項３の発明において、撮像画像内に識別マ
ーカが検出されない場合に、識別マーカが検出されるま
でカメラを上下または／および左右に首振りさせる手段
を備えたことを特徴とする。

【０００９】請求項６の発明は、請求項１から請求項５
のいずれかの発明において、撮像画像内に同一大きさの
監視対象が複数個存在する場合に識別マーカとの相対位
置により各監視対象を特定する手段を備えたことを特徴
とする。

【００１０】請求項７の発明は、請求項１から請求項６
のいずれかの監視カメラの位置決め制御装置を用いて撮
像された監視対象が指針回転型指示計である場合に、画
像から指針部分を抽出して指示値を読み取る手段を備え
たことを特徴とする。

【００１１】請求項８の発明は、請求項１から請求項６
のいずれかの監視カメラの位置決め制御装置を用いて撮
像された監視対象が縦型の指針移動型指示計である場合
に、画像から指針部分を抽出して指示値を読み取る手段
を備えたことを特徴とする。

【００１２】請求項９の発明は、請求項１から請求項６
のいずれかの監視カメラの位置決め制御装置を用いて撮
像された監視対象が液面計である場合に、画像から液面
部分を抽出して指示値を読み取る手段を備えたことを特
徴とする。

【００１３】請求項１０の発明は 請求項７または請求
項８または請求項９の指示計の読み取り装置において、
指示計または液面計の上方および下方に予め基準マーカ
を設置しておき、画像中の両基準マーカに対する指針ま
たは液面の相対位置から指示値を算出することを特徴と
する。

【００１４】

【作用】請求項１の発明においては、監視ポイントごと
に監視対象の近傍所定位置に所定の色・形状からなる識
別マーカが設置されることにより、監視ポイントを撮像
して得られた画像から識別マーカが検出される。次い
で、撮像画像中の識別マーカの重心が算出され、この重
心位置を、画像内における本来の目標とした設定位置と
比較することによりカメラのパン角度、チルト角度の補
正量が算出される。得られたカメラのパン角度、チルト
角度の補正量にもとづいてカメラ位置が変更される。そ
れにより、監視対象が常に画面の所定位置に表示される
ようになる。

【００１５】請求項２の発明においては、さらに撮像画
像内の識別マーカの大きさからズームレンズの倍率の補
正量が算出されて、ズームレンズの倍率が変更される。
それにより、監視対象が常に所定の大きさで表示される
ようになる。

【００１６】請求項３の発明においては、さらに撮像画
像内の識別マーカの縦長と横長の比から、監視ポイント
に対するカメラ角度が求められて、台車の停止位置の補
正量が算出される。この補正量にもとづいて台車の停止
位置が変更されることにより、監視対象を常に所定方向
から撮像した画像が表示されるようになる。

【００１７】請求項４の発明においては、撮像画像内に
識別マーカが検出されない場合に、カメラをズームアウ
トして識別マーカが検出されてから、台車の停止位置、
カメラのパン角度、チルト角度、ズーム倍率の補正量が
算出されて、それぞれ変更されることにより、確実に画
面内に監視対象が表示されるようになる。

【００１８】請求項５の発明においては、撮像画像内に
識別マーカが検出されない場合に、カメラを上下または
／および左右に首振りして識別マーカが検出されてか
ら、台車の停止位置、カメラのパン角度、チルト角度ズ
ーム倍率の補正量が算出されて、それぞれ変更されるこ
とにより、確実に画面内に監視対象が表示されるように
なる。

【００１９】請求項６の発明においては、撮像画像内に
同一大きさの監視対象が複数個存在する場合に、識別マ
ーカとの相対位置により各監視対象が特定される。それ
により、各監視対象の画像を誤ることなく抽出すること
が可能になる。

【００２０】請求項７の発明においては、撮像された監
視対象が指針回転型指示計である場合に、画像から指針
部分が抽出されて指示値が読み取られる。

【００２１】請求項８の発明においては、撮像された監
視対象が縦型の指針移動型指示計である場合に、画像か
ら指針部分が抽出されて指示値が読み取られる。

【００２２】請求項９の発明においては、撮像された監
視対象が液面計である場合に、画像から液面部分が抽出
されて指示値が読み取られる。

【００２３】請求項１０の発明においては、指示計また
は液面計を撮像する場合に、指示計または液面計の上方
および下方に予め基準マーカが設置されることにより、
画像中の両基準マーカに対する指針または液面の相対位
置から指示値が算出される。

【００２４】

【発明の実施の形態】以下、図に沿って本発明の実施形
態を説明する。図１は本発明の構成を示す説明図であ
る。テレビカメラ１は、レール２に懸架された台車３に
支持されており、台車３がレール２上を走行しながら、
予めセットされている複数の監視ポイントに順次、停止
して、識別マーカ４〜６とともに監視対象物７,８を撮
影する。具体的な動作としては、各監視ポイントごと
に、予め、台車３の停止位置と、カメラ１の左右首振り
のパン角度、上下首振りのチルト角度、ズームレンズの
倍率をセットしておく。

【００２５】それにより、台車３がレール２上を移動し
て監視ポイントごとに停止し、監視対象物７,８が画像
視野９の中心に位置するパン角度とチルト角度にカメラ
１が首振りされるとともに、所定の倍率にズームレンズ
が調整される。このとき、カメラ１により撮像された画
像視野９には、所定の色と形状からなる識別マーカ４〜
６が表示されるため、画像処理により、これら識別マー
カ４〜６が抽出される。次いで、識別マーカ４〜６の重
心を求めることにより、予めセットしておいた方向にカ
メラ１が向いているか否かが判別される。ここで向いて
いないと判別された場合は、図２に示すように、識別マ
ーカ４の重心（Ｇｘ,Ｇｙ）からカメラ１のパン角度と
チルト角度の補正量を求めた後、カメラ１の方向を補正
する。それにより、監視対象物７が常に視野９内の所定
位置に表示される。

【００２６】次いで、識別マーカ４の直径を算出し、所
定の直径と異なる場合は、その直径からズームレンズの
倍率の補正量を算出して、ズームレンズの倍率を変更す
る。それにより、監視対象物７は常に所定の大きさに表
示される。また、識別マーカ４の縦長と横長の比から、
監視ポイントに対するカメラ１の角度を求め、この角度
が所定の角度と異なる場合は、その角度から台車３の停
止位置の補正量を算出して、その補正量にもとづいて台
車３の停止位置を変更する。それにより、監視対象物７
は常に所定の方向から撮像された画像として表示され
る。

【００２７】さらには、画像視野９内に識別マーカ４が
検出されない場合に、カメラ１をズームアウトして識別
マーカ４を検出する。識別マーカ４が検出されたら、識
別マーカ４を撮像した画像にもとづいて台車３の停止位
置、カメラ１のパン角度、チルト角度、ズーム倍率の補
正量を算出して、台車３の停止位置、カメラのパン角
度、チルト角度、ズーム倍率をそれぞれ補正する。それ
により、常に画像視野９内に監視対象物７,８が表示さ
れるようになる。

【００２８】同じく、画像視野９内に識別マーカ４が検
出されない場合に、カメラ１を上下または／および左右
に首振りして識別マーカ４を検出する。検出された識別
マーカ４の撮像画像にもとづいて台車３の停止位置、カ
メラ１のパン角度、チルト角度、ズーム倍率の補正量を
算出して、台車３の停止位置、カメラ１のパン角度、チ
ルト角度、ズーム倍率を補正する。それにより、常に画
像視野９内に監視対象物７,８が表示されるようにな
る。

【００２９】また、図３に示すように、画像視野９内に
同一大きさの２個の監視対象物１１,１２が存在する場
合は、識別マーカ４を検知してその重心（Ｇｘ,Ｇｙ）
を求め、予め記憶しておいた重心位置から監視対象物１
１,１２の中心位置までの距離Ｘ１,Ｘ２により、監視対
象物１１,１２を特定する。それにより、監視対象物１
１,１２の画像を、互いに誤認識することなく抽出する
ことができる。

【００３０】このように監視対象物の近傍所定位置に識
別マークを設けたことにより、監視対象物を極めて高精
度に特定することが可能になる。その結果、図１の監視
対象物７,８が、指針回転型指示計である場合は、監視
対象物７,８の画像から指針部分を抽出して画像処理す
ることにより、指示値を読み取ることが可能になる。同
様に、監視対象物７,８が縦型の指針移動型指示計であ
る場合も、画像から指針部分を抽出して画像処理するこ
とにより、指示値を読み取ることが可能になる。さらに
は、監視対象物７,８が液面計である場合にも、画像か
ら液面部分を抽出して画像処理することにより、指示値
を読み取ることが可能になる。

【００３１】また、図１の監視対象物８の上下に識別マ
ーカ５,６が配置されているため、この識別マーカ５,６
の重心を基準にすることにより、指示計または液面計の
指示値を高精度に読み取ることができる。なお、上述し
た実施形態では、識別マーカ４〜６を基準として画像視
野９を調整するのであるが、監視対象物７,８を高倍率
にして表示させるような場合は、ズームアップした最終
画面から、識別マーカ４〜６が外れる場合もある。

【００３２】

【発明の効果】以上述べたように請求項１の発明によれ
ば、監視ポイントごとに識別マーカを設置しておき、撮
像した画像中の識別マーカの重心位置からカメラのパン
角度、チルト角度の補正量を算出して、カメラ位置の変
更をすることにより、監視対象を常に画面の所定位置に
表示させることができる。

【００３３】請求項２の発明によれば、さらに撮像画像
内の識別マーカの大きさからズームレンズの倍率の補正
量を算出して、ズームレンズの倍率を変更することによ
り、監視対象を常に所定の倍率で表示させることができ
る。

【００３４】請求項３の発明によれば、さらに撮像画像
内の識別マーカの縦長と横長の比から、台車の停止位置
の補正量を算出して、台車の停止位置を変更することに
より、監視対象を常に所定方向から撮像した画像を表示
させることができる。

【００３５】請求項４の発明によれば、撮像画像内に識
別マーカが検出されない場合でも、カメラをズームアウ
トして識別マーカを検出してから、台車の停止位置、カ
メラのパン角度、チルト角度、ズーム倍率の補正量を算
出して、それぞれ変更することにより、常に確実に画面
内に監視対象を表示させることができる。

【００３６】請求項５の発明によれば、撮像画像内に識
別マーカが検出されない場合でも、カメラを首振りして
識別マーカを検出してから、台車の停止位置、カメラの
パン角度、チルト角度、ズーム倍率の補正量を算出し
て、それぞれ変更することにより、常に確実に画面内に
監視対象を表示させることができる。

【００３７】請求項６の発明によれば、撮像画像内に同
一大きさの監視対象が複数個存在する場合でも、識別マ
ーカとの相対位置により各監視対象を特定することによ
り、各監視対象の画像を誤ることなく抽出することが可
能になる。

【００３８】請求項７の発明によれば、撮像された監視
対象が指針回転型指示計である場合は、画像から指針部
分を抽出して指示値を読み取ることが可能になる。

【００３９】請求項８の発明によれば、撮像された監視
対象が縦型の指針移動型指示計である場合は、画像から
指針部分を抽出して指示値を読み取ることが可能にな
る。

【００４０】請求項９の発明によれば、撮像された監視
対象が液面計である場合は、画像から指針部分を抽出し
て指示値を読み取ることが可能になる。

【００４１】請求項１０の発明によれば、指示計または
液面計を撮像する場合に、指示計または液面計の上方お
よび下方に予め基準マーカを設置しておき、画像中の両
基準マーカに対する指針または液面の相対位置を算出す
ることにより指示値を高精度に読み取ることが可能にな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態を示す説明図である。

【図２】本発明の実施形態を示す説明図である。

【図３】本発明の実施形態を示す説明図である。

【符号の説明】

１ テレビカメラ ２ レール ３ 台車 ４〜６ 識別マーカ ７,８ 監視対象物 ９ 画像視野 １１,１２ 監視対象物

フロントページの続き (72)発明者 岩森 純好 東京都日野市富士町１番地 富士ファコ ム制御株式会社内 (72)発明者 澤田 治彦 神奈川県川崎市川崎区田辺新田１番１号 富士電機株式会社内 (56)参考文献 特開 平７−192184（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−191755（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−158287（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−259536（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−281182（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−79699（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−347219（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H04N 7/18 H04N 5/225 H04N 5/232

Claims (10)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の監視ポイントを順次撮像するため
   に、予め監視ポイントごとに設定された台車の停止位
   置、カメラのパン角度、チルト角度、ズーム倍率にもと
   づいてカメラを移動させる監視カメラの位置決め制御装
   置において、 監視ポイントごとに監視対象の近傍所定位置に設置され
   て所定の色・形状からなる識別マーカと、 監視ポイントを撮像して得られた画像から識別マーカを
   検出する手段と、 検出された識別マーカの重心を算出する手段と、 算出された識別マーカ重心位置からカメラのパン角度、
   チルト角度の補正量を算出する手段と、 算出されたカメラのパン角度、チルト角度の補正量にも
   とづいてカメラ位置を変更する手段と、 を備えたことを特徴とする監視カメラの位置決め制御装
   置。
2. 【請求項２】 請求項１記載の監視カメラの位置決め制
   御装置において、 撮像画像内の識別マーカの大きさからズームレンズの倍
   率の補正量を算出する手段と、 算出されたズームレンズの倍率の補正量にもとづいてズ
   ームレンズの倍率を変更する手段と、 を備えたことを特徴とする監視カメラの位置決め制御装
   置。
3. 【請求項３】 請求項１または請求項２記載の監視カメ
   ラの位置決め制御装置において、 撮像画像内の識別マーカの縦長と横長の比から台車の停
   止位置の補正量を算出する手段と、 算出された台車の停止位置の補正量にもとづいて台車の
   停止位置を変更する手段と、 を備えたことを特徴とする監視カメラの位置決め制御装
   置。
4. 【請求項４】 請求項１または請求項２または請求項３
   記載の監視カメラの位置決め制御装置において、 撮像画像内に識別マーカが検出されない場合に、識別マ
   ーカが検出されるまでズームアウトする手段を備えたこ
   とを特徴とする監視カメラの位置決め制御装置。
5. 【請求項５】 請求項１または請求項２または請求項３
   記載の監視カメラの位置決め制御装置において、 撮像画像内に識別マーカが検出されない場合に、識別マ
   ーカが検出されるまでカメラを上下または／および左右
   に首振りさせる手段を備えたことを特徴とする監視カメ
   ラの位置決め制御装置。
6. 【請求項６】 請求項１から請求項５のいずれか１項に
   記載の監視カメラの位置決め制御装置において、 撮像画像内に同一大きさの監視対象が複数個存在する場
   合に識別マーカとの相対位置により各監視対象を特定す
   る手段を備えたことを特徴とする監視カメラの位置決め
   制御装置。
7. 【請求項７】 請求項１から請求項６のいずれか１項に
   記載の監視カメラの位置決め制御装置を用いて撮像され
   た監視対象が指針回転型指示計である場合に、画像から
   指針部分を抽出して指示値を読み取る手段を備えたこと
   を特徴とする指示計の読み取り装置。
8. 【請求項８】 請求項１から請求項６のいずれか１項に
   記載の監視カメラの位置決め制御装置を用いて撮像され
   た監視対象が縦型の指針移動型指示計である場合に、画
   像から指針部分を抽出して指示値を読み取る手段を備え
   たことを特徴とする指示計の読み取り装置。
9. 【請求項９】 請求項１から請求項６のいずれか１項に
   記載の監視カメラの位置決め制御装置を用いて撮像され
   た監視対象が液面計である場合に、画像から液面部分を
   抽出して指示値を読み取る手段を備えたことを特徴とす
   る指示計の読み取り装置。
10. 【請求項１０】 請求項７または請求項８または請求項
    ９記載の指示計の読み取り装置において、指示計または
    液面計の上方および下方に予め基準マーカを設置してお
    き、画像中の両基準マーカに対する指針または液面の相
    対位置から指示値を算出することを特徴とする指示計の
    読み取り装置。