JP6818002B2 - 読取支援システム、移動体、読取支援方法、プログラム、及び記憶媒体 - Google Patents
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Description
本願明細書と各図において、既に説明したものと同様の要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。
図1は、第1実施形態に係る読取支援システムの構成を表すブロック図である。
図2は、計器を例示する模式図である。
図3〜図12は、第1実施形態に係る読取支援システムによる処理を説明するための図である。
輪郭抽出部12aは、例えば、入力画像における明度差又は輝度差に基づき、入力画像に含まれる輪郭(エッジ)を抽出する。輪郭を抽出する際に、輪郭抽出部12aは、入力画像に適宜処理を加えても良い。例えば、輪郭抽出部12aは、入力画像をグレイスケールに変換した後に二値化し、この二値画像から輪郭を抽出する。
まず、数字領域抽出部14aは、文字候補と、数字と、の照合率をそれぞれ算出する。例えば、数字領域抽出部14aは、文字候補と、予め登録された数字の画像と、の間の特徴量の類似度を、照合率として算出する。次に、数字領域抽出部14aは、文字候補を、予め設定された角度回転させる。数字領域抽出部14aは、再び、回転した文字候補と、数字と、の照合率をそれぞれ算出する。以降は、回転回数が所定の回数に達するか、合計の回転角度が所定の閾値に達するまで、文字候補の回転と照合率の算出を繰り返す。
目盛領域抽出部14cは、目盛領域から目盛を抽出する。例えば、目盛領域抽出部14cは、目盛領域において、第2方向D2に並ぶ横線を目盛として識別する。目盛領域抽出部14cは、図8に表したように、極座標変換後の候補領域の第1方向D1における端部と、目盛Scと、の間の距離Dをそれぞれ算出する。極座標系の中心が、実際の丸型計器の中心と一致している場合、各距離はほぼ等しくなる。距離にばらつきがある場合、極座標系の中心が、実際の丸型計器の中心と一致していないことを示す。
まず、指針領域抽出部14dは、円状の検出領域を設定する。この検出領域の中心は、候補領域の中心に設定される。始めに、検出領域の円の径は、予め決定された値に設定される。指針領域抽出部14dは、検出領域を極座標変換する。例えば図9(a)に表したように、円状の検出領域DR1が候補領域に設定される。図9(b)は、図9(a)に表した検出領域DR1を極座標変換し、二値化した結果を表す。指針領域抽出部14dは、極座標変換された検出領域の第2方向D2の各点において、第1方向D1に並んだ複数の画素の輝度の合計を算出する。二値化された検出領域に対してこの処理を実行すると、第2方向D2の各点において、第1方向D1に並んだ白色画素の数が算出される。図9(c)は、図9(b)に表した検出領域について、第2方向D2における位置Pと輝度の合計Sumの関係を表す。指針領域抽出部14dは、例えば、輝度の合計が最小となった第2方向D2の位置に、指針が存在すると決定する。複数の点で輝度の合計の最小値が同じ場合、指針領域抽出部14dは、輝度が最小値である位置の分布範囲と、分布範囲閾値と、を比較する。指針領域抽出部14dは、分布範囲が分布範囲閾値以下のとき、平均した位置を指針の位置とする。一例として、分布範囲閾値は、極座標系で10度の角度に対応する第2方向D2の距離が設定される。指針領域抽出部14dは、分布範囲が分布範囲閾値を超えるとき、指針の位置を未検出とする。
具体的には、読取部15は、目盛認識部15a、数字認識部15b、指針認識部15c、目盛接合部15d、及び算出部15eを有する。
図13に表したように、受付部11は、入力された画像を受け付ける(ステップS11)。輪郭抽出部12aは、入力画像から輪郭を抽出する(ステップS12a)。選定部12bは、輪郭で囲まれた領域から、条件を満たす一部の領域を候補領域として選定する。(ステップS12b)。補正部13は、候補領域を射影変換し、補正する。(ステップS13)。数字領域抽出部14aは、候補領域から複数の数字領域を抽出する(ステップS14a)。種類決定部14bは、複数の数字領域のそれぞれの位置を基に、計器の種類を決定する(ステップS14b)。目盛領域抽出部14cは、候補領域から目盛領域を抽出する(ステップS14c)。指針領域抽出部14dは、候補領域から指針領域を抽出する(ステップS14d)。読取部15は、指針の示度を読み取る(ステップS15)。出力部16は、読み取り結果に基づく情報を出力する(ステップS16)。
計器の示度を画像から読み取る際、画像には計器の種類に応じた処理が実行される。図2(a)〜図2(d)に表したように、計器の種類に応じて目盛の配置が異なるためである。計器の種類に応じた処理を実行することで、示度の読み取りの精度を向上させることができる。
計器の種類に応じた処理を実行するために、例えば、撮影される計器の種類を予め登録する方法が考えられる。処理装置10は、登録された計器の種類を参照し、実行する処理を決定する。しかし、この方法では、計器の種類が予め登録されなければ、示度を適切に読み取ることができない。また、互いに異なる複数の計器の画像から示度を順次読み取る場合などは、画像に写っている計器と計器の種類をそれぞれ対応付ける必要があり、事前の設定に長い時間を要する。
計器の示度を画像から読み取る際には、候補領域から、数字領域、目盛領域、及び指針領域の抽出が行われる。そして、抽出されたこれらの領域に基づいて、計器の示度が読み取られる。このとき、数字領域、目盛領域、又は指針領域がより適切に抽出されることが望ましい。数字領域、目盛領域、又は指針領域がより適切に抽出されることで、示度をより精度良く読み取ることが可能となる。
例えば、計器において目盛が存在する位置を予め登録し、この登録情報と画像における輝度を基に、候補領域から目盛領域を抽出する方法がある。しかし、この方法では、実際の目盛領域が登録された位置と異なる場合には、目盛領域を適切に抽出できない。また、互いに異なる複数の計器の画像から示度を順次読み取る場合などは、画像に写っている計器とその計器における目盛の位置をそれぞれ対応付ける必要があり、事前の設定に長い時間を要する。
目盛領域抽出部14cは、候補領域に対して、第1方向に並んだ複数の第1サブ領域を、第2方向において複数設定する。目盛領域抽出部14cは、それぞれの第1サブ領域において第2方向に延びる線分の数を検出する。目盛領域抽出部14cは、検出された線分の数に基づいて、候補領域の第2方向における一部を、計器の目盛が存在する目盛範囲として抽出する。
これらの処理によれば、計器における目盛領域の位置の事前登録を必要とせずに、候補領域から、目盛が存在する範囲をより適切に抽出できる。このため、示度の読み取りにおいて、ユーザは予め計器の目盛の位置を登録する必要が無くなる。また、目盛範囲がより適切に抽出されることで、この目盛範囲を用いた示度の読み取りの精度を向上させることができる。
目盛領域抽出部14cは、目盛範囲に対して、第2方向に並んだ複数の第2サブ領域を、第1方向において複数設定する。目盛領域抽出部14cは、それぞれの第2サブ領域において第2方向に延びる線分の数を検出する。目盛領域抽出部14cは、検出された線分の数に基づいて、目盛範囲の第1方向における一部を、計器の目盛が存在する目盛領域として抽出する。
目盛範囲を抽出した後にこれらの処理を実行することで、目盛範囲から目盛が存在する領域をより高精度に抽出できる。例えば、この目盛領域を示度の読み取りに用いることで、読み取りの精度を向上させることができる。
指針領域抽出部14dは、計器の種類が丸型である場合、候補領域に対して、計器の指針を検出するための円状の検出領域を設定する。指針領域抽出部14dは、検出領域の大きさを変化させながら、それぞれの大きさの検出領域において指針の角度を決定し、決定の結果に基づいて候補領域から指針が存在する指針領域を抽出する。これらの処理によれば、計器における指針領域の位置の事前登録を必要とせずに、候補領域から指針領域をより適切に抽出できる。
図17は、第2実施形態に係る読取支援システムの構成を表すブロック図である。
第2実施形態に係る読取支援システム2は、撮像装置30をさらに備える。撮像装置30は、計器を撮影し、画像を生成する。撮像装置30は、生成した画像を処理装置10へ送信する。又は、撮像装置30は、画像を記憶装置20に記憶しても良い。処理装置10は、記憶装置20にアクセスし、記憶された画像を参照する。撮像装置30が動画を取得する場合、撮像装置30は、その動画から静止画像を取り出して処理装置10に送信する。撮像装置30は、例えばカメラを含む。
図18は、第3実施形態に係る読取支援システムの構成を表すブロック図である。
第3実施形態に係る読取支援システム3は、移動体50をさらに備える。移動体50は、所定のエリア内を移動する。移動体50が移動するエリア内には、計器が設けられている。移動体50は、例えば、無人搬送車(AGV)である。移動体50は、ドローンなどの飛翔体であっても良い。移動体50は、自立歩行するロボットであっても良い。移動体50は、無人で所定の作業を行うフォークリフトやクレーンなどであっても良い。
例えば、移動体50は、所定の軌道Tに沿って移動する移動体である。移動体50には、撮像装置30及び取得装置60が搭載されている。処理装置10は、移動体50に搭載されても良いし、移動体50とは別に設けられても良い。軌道Tは、移動体50が、計器M11及びM12の前を通過するように設けられている。
また、移動体50の状態に応じて、撮影された画像にばらつきが生じる可能性もある。処理装置10による処理によれば、画像にばらつきがある場合でも、数字領域抽出部14a、目盛領域抽出部14c、及び指針領域抽出部14dにより、候補領域から、数字領域、目盛領域、及び指針領域が自動で抽出される。このため、示度の読み取りの精度を向上させることができる。
Claims (22)
- 計器が撮影された領域の候補である候補領域から、前記計器の複数の数字をそれぞれ含む複数の数字領域を抽出する数字領域抽出部と、
前記複数の数字領域の位置に基づき前記計器の種類を決定する種類決定部と、
を含む処理装置を備えた読取支援システム。 - 前記数字領域抽出部は、
前記候補領域から複数の文字を抽出し、
前記複数の文字を回転させながら、前記複数の文字と数字との間の照合率をそれぞれ算出し、
前記照合率が所定の閾値以上となった前記複数の文字の少なくとも一部を、前記計器の複数の数字領域として抽出する、
請求項1記載の読取支援システム。 - 前記種類決定部は、前記複数の数字が湾曲して並んでいるとき、前記計器の種類を丸型と判断し、前記複数の数字が一方向に沿って並んでいるとき、前記計器の種類を縦型又は横型と判断する請求項1又は2に記載の読取支援システム。
- 前記処理装置は、
前記候補領域に対して、第1方向に並んだ複数の第1サブ領域を含むサブ領域列を、前記第1方向に垂直な第2方向において複数設定し、
それぞれの前記第1サブ領域において前記第2方向に延びる線分の数を検出し、
検出された前記線分の数に基づいて、前記候補領域の前記第2方向における一部を、前記計器の目盛が存在する目盛範囲として抽出する、
目盛領域抽出部をさらに含む請求項1〜3のいずれか1つに記載の読取支援システム。 - 前記目盛領域抽出部は、
前記目盛範囲に対して、前記第2方向に並んだ複数の第2サブ領域を含むサブ領域行を、前記第1方向において複数設定し、
それぞれの前記第2サブ領域において前記第2方向に延びる線分の数を検出し、
検出された前記線分の数に基づいて、前記目盛範囲の前記第1方向における一部を、前記計器の目盛が存在する目盛領域として抽出する、
請求項4記載の読取支援システム。 - 前記候補領域を射影変換する補正部をさらに備え、
前記数字領域抽出部は、射影変換された前記候補領域から前記数字領域を抽出し、
前記目盛領域抽出部は、射影変換された前記候補領域から前記目盛領域を抽出する、
請求項5記載の読取支援システム。 - 前記数字領域抽出部は、前記複数の数字領域の位置を前記補正部へ出力し、
前記補正部は、前記複数の数字領域の位置に基づいて前記候補領域を再び射影変換し、
前記数字領域抽出部は、再度射影変換された前記候補領域から前記数字領域を抽出し、
前記目盛領域抽出部は、再度射影変換された前記候補領域から前記目盛領域を抽出する、
請求項6記載の読取支援システム。 - 前記目盛領域抽出部は、前記計器の種類が丸型である場合、前記候補領域を極座標変換し、極座標変換された前記候補領域から前記目盛範囲及び前記目盛領域を抽出する請求項5又は6に記載の読取支援システム。
- 前記目盛領域抽出部は、
前記目盛範囲又は前記目盛領域における前記計器の目盛を用いて、前記極座標変換の極座標系の中心を前記計器の中心に近づけるよう補正し、
補正された前記極座標系の中心に基づいて前記候補領域を再度極座標変換し、再度極座標変換された前記候補領域から前記目盛範囲及び前記目盛領域を抽出する、
請求項8記載の読取支援システム。 - 前記処理装置は、抽出された前記数字領域及び前記目盛領域に基づいて前記計器の示度を読み取る読取部をさらに含む請求項5〜9のいずれか1つに記載の読取支援システム。
- 前記処理装置は、
前記計器の種類が丸型である場合、前記候補領域に対して、前記計器の指針を検出するための円状の検出領域を設定し、
前記検出領域の大きさを変化させながら、それぞれの大きさの前記検出領域において前記指針の角度を決定し、前記大きさの変化に対する前記角度の変化の結果に基づいて前記候補領域から前記指針が存在する指針領域を抽出する、
指針領域検出部をさらに含む請求項1〜9のいずれか1つに記載の読取支援システム。 - 前記指針領域検出部は、
前記大きさの変化に対する前記角度の変化の結果から、前記大きさについて、前記角度の変化が第1閾値以下である第1範囲と、前記角度の変化が前記第1閾値よりも高い第2閾値以上である第2範囲と、を決定し、
前記第1範囲の上限値に基づく外径と、前記第2範囲の上限値に基づく内径と、を有する円環状の前記指針領域を抽出する、
請求項11記載の読取支援システム。 - 計器が撮影された領域の候補である候補領域に対して、第1方向に並んだ複数の第1サブ領域を含むサブ領域列を、前記第1方向に垂直な第2方向において複数設定し、
それぞれの前記第1サブ領域において前記第2方向に延びる線分の数を検出し、
検出された前記線分の数に基づいて、前記候補領域の前記第2方向における一部を、前記計器の目盛が存在する目盛範囲として抽出し、
前記目盛範囲に、前記第2方向に並んだ複数の第2サブ領域を含むサブ領域行を、前記第1方向において複数設定し、
それぞれの前記第2サブ領域において前記第2方向に延びる線分の数を検出し、
検出された前記線分の数に基づいて、前記目盛範囲の前記第1方向における一部を、前記計器の目盛が存在する目盛領域として抽出する、
目盛領域抽出部を含む処理装置を備えた読取支援システム。 - 前記計器を撮影し、前記候補領域を含む画像を取得する撮像装置をさらに備えた請求項1〜13のいずれか1つに記載の読取支援システム。
- 前記撮像装置が搭載され、所定のエリア内を移動する移動体をさらに備えた請求項14記載の読取支援システム。
- 計器を撮影し、画像を取得する撮像装置と、
前記画像が入力される処理装置であって、
前記画像から計器が撮影された領域の候補である候補領域を抽出する抽出部と、
前記候補領域から前記計器の複数の数字をそれぞれ含む複数の数字領域を抽出する数字領域抽出部と、
前記複数の数字領域の位置に基づき前記計器の種類を決定する種類決定部と、
を含む、前記処理装置と、
を備えた所定のエリア内を移動する移動体。 - 計器を撮影し、画像を取得する撮像装置と、
前記画像が入力される処理装置であって、
前記画像から計器が撮影された領域の候補である候補領域を抽出する抽出部と、
前記候補領域に対して、第1方向に並んだ複数のサブ領域を含むサブ領域列を、前記第1方向に垂直な第2方向において複数設定し、それぞれの前記サブ領域において前記第2方向に延びる線分の数を検出し、検出された前記線分の数に基づいて、前記候補領域の前記第2方向における一部を、前記計器の目盛が存在する目盛範囲として抽出し、
前記目盛範囲に、前記第2方向に並んだ複数の第2サブ領域を含むサブ領域行を、前記第1方向において複数設定し、
それぞれの前記第2サブ領域において前記第2方向に延びる線分の数を検出し、
検出された前記線分の数に基づいて、前記目盛範囲の前記第1方向における一部を、前記計器の目盛が存在する目盛領域として抽出する、目盛領域抽出部と、
を含む、前記処理装置と、
を備えた所定のエリア内を移動する移動体。 - 計器が撮影された領域の候補である候補領域から、前記候補領域から複数の文字を抽出し、
前記複数の文字を回転させながら、前記複数の文字と数字との間の照合率をそれぞれ算出し、
前記照合率が所定の閾値以上となった前記複数の文字の少なくとも一部を前記計器の複数の数字と判断し、
前記候補領域から前記複数の数字をそれぞれ含む複数の数字領域を抽出し、
前記複数の数字領域の位置に基づき前記計器の種類を決定する、
読取支援方法。 - 計器が撮影された領域の候補である候補領域に対して、第1方向に並んだ複数の第1サブ領域を含むサブ領域列を、前記第1方向に垂直な第2方向において複数設定し、
それぞれの前記第1サブ領域において前記第2方向に延びる線分の数を検出し、
検出された前記線分の数に基づいて、前記候補領域の前記第2方向における一部を、前記計器の目盛が存在する目盛範囲として抽出し、
前記目盛範囲に、前記第2方向に並んだ複数の第2サブ領域を含むサブ領域行を、前記第1方向において複数設定し、
それぞれの前記第2サブ領域において前記第2方向に延びる線分の数を検出し、
検出された前記線分の数に基づいて、前記目盛範囲の前記第1方向における一部を、前記計器の目盛が存在する目盛領域として抽出する、
読取支援方法。 - 処理装置を、
計器が撮影された領域の候補である候補領域から、前記計器の複数の数字をそれぞれ含む複数の数字領域を抽出する数字領域抽出部、及び
前記複数の数字領域の位置に基づき前記計器の種類を決定する種類決定部、
として機能させるプログラム。 - 処理装置を、
計器が撮影された領域の候補である候補領域に対して、第1方向に並んだ複数の第1サブ領域を含むサブ領域列を、前記第1方向に垂直な第2方向において複数設定し、
それぞれの前記第1サブ領域において前記第2方向に延びる線分の数を検出し、
検出された前記線分の数に基づいて、前記候補領域の前記第2方向における一部を、前記計器の目盛が存在する目盛範囲として抽出し、
前記目盛範囲に、前記第2方向に並んだ複数の第2サブ領域を含むサブ領域行を、前記第1方向において複数設定し、
それぞれの前記第2サブ領域において前記第2方向に延びる線分の数を検出し、
検出された前記線分の数に基づいて、前記目盛範囲の前記第1方向における一部を、前記計器の目盛が存在する目盛領域として抽出する、
目盛領域抽出部として機能させるプログラム。 - 請求項20又は21に記載のプログラムを記憶した記憶媒体。
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