JP7334980B2 - 撮像装置及びシステム - Google Patents

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Description

特許法第30条第2項適用 [ウェブサイトの掲載日] 平成31年2月8日 [ウェブサイトのアドレス] https://linkjapan.co.jp/product/emeter/ [刊行物等] [展示日] 平成31年1月30日 [展示会名、開催場所] ENEX2019 エネルギーのデマンド(需要)、マネジメント(管理)、サプライ(供給)サイドの課題を解決するエネルギー総合展、東京ビッグサイト東1・2ホール&会議棟(東京都江東区有明3-11-1)
本発明は、撮像装置及びシステムに関する。
ガスメーター、水道メーター、電気メーター等の検診を自動化するために、種々のシステムが提案されている。
特許文献1には、既設メーターが取り付けられている設備を休止することなく既設メーターにより計測された計測値データを自動的に記録するとともに外部に出力することが可能な既設メーター読取装置が開示されている。
特開2003-187369号公報
ところが、従来のシステムでは、既設メーター読取装置の具体的な配置については考慮されていない。
本発明は、かかる事情を鑑みてなされたものであり、種々のメーターの検診の自動化を好適に実現可能な撮像装置及びシステムを提供することを目的とする。
以下、本発明の種々の実施形態を例示する。以下に示す実施形態は互いに組み合わせ可能である。
本発明によれば、バッテリーを備えた撮像装置であって、撮像部及び通信チップを備え、前記撮像部は、数値を画像として撮像可能に構成され、前記通信チップは、前記撮像部により撮像された画像と、前記バッテリーの残量を外部に送信可能に構成される、撮像装置が提供される。
本発明の撮像装置によれば、通信チップにより、撮像画像と合わせてバッテリーの残量も外部(例:サーバ)に送信することができる。これにより、撮像装置のバッテリーが切れてしまって定期的な撮像ができなくなる前にバッテリーの交換をする事が可能になる。
本発明のシステムによれば、撮像装置から送信された撮像画像及びバッテリーの残量を情報処理装置が受信し、種々の演算を実行することにより、種々のサービスを提供することが可能になる。
本発明の一実施形態に係るシステム100の構成を示す模式図である。 ガスメーター2の平面図である。 ガスメーター2にカバー33を取り付けた状態を表す平面図である。 撮像対象(ガスメーター2に表示される数値)の周囲を取り囲む矩形の面積S1と、撮像装置3の平面視における面積S2を説明するための模式図である。 情報処理装置1の機能ブロック図である。 システム100が実行する処理を表すフローチャートである。 一実施形態に係る撮像装置3の基板4aの構成例を表す模式図である。 図7に示される撮像装置3をガスメーター2に取り付けた状態を表す図である。 図9Aは、発光部41を制御するスイッチ5のOFF状態を表す模式である。図9Bは、スイッチのON状態を表す模式図である。 他の実施形態に係るカバー33と、カバーを位置決めするアタッチメント6を表す斜視図である。 図10と異なる角度から見た斜視図である。 カバー33の下側から見た斜視図である。 アタッチメント6の上側から見た斜視図である。 アタッチメント6の内部を表す平面図である。
以下、図面を用いて本発明の実施形態について説明する。以下に示す実施形態中で示した各種特徴事項は、互いに組み合わせ可能である。
1.システム100の構成
本発明の一実施形態に係るシステム100について、図1を用いて説明する。図1に示すように、システム100は、撮像装置3及び情報処理装置1を備える。
1.1 撮像装置3
撮像装置3は、バッテリー(不図示)、撮像部31及び通信チップ32を備える。撮像部31は、数値を画像(画像データ)として撮像可能に構成される。本実施形態では、撮像部31は、ガスメーター2に表示される数値を読み取る。ここで、撮像部31の撮像対象はこれに限定されず、水道メーター、電気メーター等、種々のメーターを撮像対象とすることができる。この場合、「数値」とは、メーターの針が表す数字を含むものである。
通信チップ32は、撮像部31により撮像された画像と、バッテリーの残量を外部に送信可能に構成される。画像及びバッテリーの残量を送信するタイミングは特に限定されず、1時間、3時間、6時間、12時間、24時間毎、又は数分毎に送信してもよい。また、バッテリーの残量が閾値を下回った場合にバッテリーの残量を送信することもできる。例えば、バッテリーの残量が50%を下回ったとき、30%を下回ったとき、10%を下回ったとき、5%を下回ったとき等に送信してもよい。ここで、本実施形態では、撮像部31により撮像された画像は、1~10キロバイト程度である。通信チップ32は、NB-IoT、SIGFOX、LoRaWAN、eMTC、3G/4G/5G通信方式のいずれかに対応するチップである。また、通信チップ32は、周波数帯が700MHz~4GHzに対応することが好ましい。
本実施形態では、撮像装置3はカバー33を備える。カバー33は撮像部31の撮像対象に取り付け可能に構成される。また、少なくとも撮像対象と対向する箇所が透明素材により形成される。また、撮像部31はカバー33に設けられる。本実施形態では、撮像部31は、撮像対象をカバー33越しに視認可能に設けられる。以下、図2及び図3を用いて説明する。
図2に示すように、本実施形態の撮像対象であるガスメーター2は、ガスの使用量を表示する表示部21と、筐体の上部に2つの突起22を備える。図3に示すように、本実施形態のカバー33は、ガスメーター2の突起22の上から嵌めるように構成される。また、カバー33の内部に撮像装置3が設けられる。撮像装置3の撮像部31は、ガスメーター2の表示部21に表示される数値を撮像するために、数値が表示される領域と対向するように設けられる。
ここで、図4に示すように、(撮像対象の周囲を取り囲む矩形(図中の点線)の面積S1)/(撮像装置3の平面視における面積S2)の値が、10以上であることが好ましい。これは、撮像装置3にトラブルが起きた場合等に備え、ガスメーター2の検針員が表示部21に表示される数値を目視できるようにするためである。「S1/S2」の値は、10~1000、好ましくは、205~750、さらに好ましくは、50~500である。「S1/S2」の値は、具体的には例えば、10,15,20,25,30,35,40,45,50,55,60,65,70,75,80,85,90,95,100,200,300,400,500,600,700,800,900,1000であり、ここで例示した数値の何れか2つの間の範囲内であってもよい。
これにより、図3に示すように、検針員は、撮像装置3の正面からずれた方向(図中の矢印)から表示部21を覗くことで、表示部21に表示される数値を視認する事が可能になる。
1.2 情報処理装置1
次に、図5を用いて情報処理装置1について説明する。情報処理装置1は、例えばサーバにより構成される。情報処理装置1は、通信部11、記憶部12、画像処理部13、制御部14、集計部15及び解析部16を備える。通信部11は、撮像装置3の通信チップ32から送信された画像と、撮像装置3のバッテリーの残量を受信可能に構成される。
記憶部12は、種々のプログラム及び画像処理部13による画像処理に利用される種々のデータを記憶する。
画像処理部13は、通信部11が受信した画像に対して画像処理(文字認識処理)を実行し、画像から数値を抽出可能に構成される。ここで、文字認識処理はOCR(Optical Character Recognition)等により実現される。したがって、本実施形態では、OCRに利用する特徴点等のデータを記憶部12が記憶している。
制御部14は、CPU等により構成され、記憶部12に記憶されたプログラムに従い、情報処理装置1の各要素を制御する。
集計部15は、画像処理部13により抽出された数値に基づいて、予め定められた期間における数値を集計する。例えば、ガスメーター2が設置された施設における現在~12ヶ月前までのガスの使用量につき、月毎に集計する。
解析部16は、画像処理部13により抽出された数値に基づいて、予め定められた期間における数値の変遷を解析する。具体的には、集計部15による集計結果を解析し、数日間、数週間、数ヶ月にける数値の変遷を解析する。これにより、ガスの使用量が極端に多くなっている場合には、画像処理部13による画像処理の不備等を検出することができる。また、数日間ガスの使用が停止している場合には、ガスメーター2を設置している家の住人が病に倒れている可能性があり、それを家族等に通知することができる。
1.3 その他のデバイス
図1に示すように、情報処理装置1は、ユーザー端末4、情報端末7及びサーバ8と通信可能に構成される。ユーザー端末4は、例えばスマートフォンやタブレット端末等の多機能情報端末である。本実施形態では、ユーザー端末4は、ガスメーター2の設置される家の住人の家族、親戚、友人等により所持されるものである。情報端末7は、PCであり、防犯サービス提供会社や見守りサービス提供会社に設置されるものである。サーバ8は、ガス会社に設置されるものである。これにより、情報処理装置1により集計/解析された結果を各デバイスに送信し、種々のサービスを実現することができる。サービスの詳細については後述する。
上記の各構成要素は、ソフトウェアによって実現してもよく、ハードウェアによって実現してもよい。ソフトウェアによって実現する場合、CPUがプログラムを実行することによって各種機能を実現することができる。プログラムは、内蔵の記憶部に格納してもよく、コンピュータ読み取り可能な非一時的な記録媒体に格納してもよい。また、外部の記憶部に格納されたプログラムを読み出し、いわゆるクラウドコンピューティングにより実現してもよい。ハードウェアによって実現する場合、ASIC、FPGA、又はDRPなどの種々の回路によって実現することができる。本実施形態においては、様々な情報やこれを包含する概念を取り扱うが、これらは、0又は1で構成される2進数のビット集合体として信号値の高低によって表され、上記のソフトウェア又はハードウェアの態様によって通信や演算が実行され得るものである。
2.システム100の処理
次に、図6を用いて、システム100の処理について説明する。
まず、S1において、撮像装置3の撮像部31によりガスメーター2の表示部21に表示される数値が撮像される。ここで、撮像装置3による撮像のタイミングは任意であり、月々のガス使用量を把握する場合には、1ヶ月に1回撮像すれば足りる。また、例えば高齢者の見守りサービスを提供する場合には、1日に1~数回撮像することが望ましい。
次に、S2において、撮像装置3が撮像した画像を情報処理装置1に送信する。ここで、画像とともに、撮像装置3のバッテリーの残量を情報処理装置1に送信してもよい。
次に、S3において、情報処理装置1の画像処理部13は、撮像装置3から受信した画像に対し、画像処理を実行する。これにより、ガスメーター2の表示部21に表示される数値を抽出する。
次に、S4において、情報処理装置1の集計部15及び解析部16により、抽出した数値の集計/解析処理が実行される。
次に、S5において、集計/解析結果をサーバ8に送信する。これにより、ガス会社は、検針員を派遣することなくガス使用量の検針を行うことができる。さらに、時間単位又は日単位で集計/解析結果をサーバ8に送信する場合には、ガス会社はガスの使用量を高精度で予測することができ、ガスの無駄な供給を防ぐことが可能になる。
そして、S6において、情報処理装置1の制御部14は、異常の有無を判定する。例えば、上述のように、ガスの使用量が極端に多くなっている場合や、数日間ガスの使用が停止している場合には、異常ありと判定する。
そして、S6において異常ありとされた場合には、その旨を外部に通知する。例えば、ガスの使用量が極端に多くなっている場合にはガス会社のサーバ8に通知を送信し、数日間ガスの使用が停止している場合(予め定められた期間における数値の変化が閾値を下回る場合)には、警備会社又は見守りサービス提供会社の情報端末7や、ガスメーター2を設置している家の住人の関係者のユーザー端末4に通知を送信する。
あわせて、情報処理装置1は、撮像装置3から送信されたバッテリーの残量が閾値を下回る場合、サーバ8に通知を送信する。さらに、閾値を複数設け、例えばバッテリーの残量が50%を初めて下回ったとき、30%を初めて下回ったとき、10%を初めて下回ったとき、5%を初めて下回ったときに情報処理装置1にバッテリーの残量を送信するようにしてもよい。また、撮像装置3が撮像する度にバッテリーの残量を情報処理装置1に送信してもよい。これにより、撮像装置3のバッテリーが切れる前にバッテリーを交換することができる。すなわち、本実施形態では、制御部14は、(1)予め定められた期間における数値の変化が閾値を下回る場合、又は(2)バッテリーの残量が閾値を下回る場合、通信部11を制御して外部に通知を送信するように構成される。
ここで、予め定められた期間及び閾値は、解析部16による解析結果に基づいて変更可能に構成されてもよい。例えば、普段からガスをほとんど使用しない家の場合、定められた期間を大きくするとともに閾値を小さくしてもよい。逆に、普段からガスを大量に使用する家の場合、定められた期間を小さくするとともに閾値を大きくしてもよい。さらに、季節毎に予め定められた期間及び閾値を変更してもよい。例えば、ガスの使用量が増えるシーズンには予め定められた期間を小さくするとともに、閾値を大きくしてもよい。
一方、S6において異常なしと判定された場合には、外部への通知を実行することなく処理を終える。
ここで、説明の便宜上、異常判定をS6としているが、かかる異常判定をS4とS5の間に実行してもよい。
3.システム100の効果
本発明の撮像装置3及びシステム100によれば、以下の効果が実現される。
・通信機能を備えない既存のガスメーター2をそのまま利用することができ、コスト面で有利である。
・ガスの使用量に加え、バッテリーの残量も情報処理装置1に送信することにより、バッテリーが切れる前にバッテリーを効果することができる。
・時間単位又は日単位で集計/解析結果をサーバ8に送信する場合には、ガス会社はガスの使用量を高精度で予測することができ、ガスの無駄な供給を防ぐことが可能になる。
・ガスメーター2を設置している家の住人の体調不良等を想定し、見守りスタッフを派遣することができる。
・雪国等に設置されるガスメーター2に撮像装置3を取り付けることにより、悪天候の中でもガスの使用量の検診が容易になる。
4.他の実施形態
次に、図7~図14を用いて、他の実施形態について説明する。
(4-1)発光部41を有する形態
図7及び図8に示すように、本実施形態では、撮像装置3は、基板4aを備える。そして、基板上に撮像部31及び通信チップ32が設けられる。
図7に示すように、基板4aの端面42に、発光部41が設けられる。これにより、発光部41は、撮像部31と異なる方向に向けて発光する。換言すると、発光部41は、撮像対象物に対して直接光を照射しないように構成される。これにより、撮像対象物である表示部21(図2参照)に直接光を当てるのではなく、発光部41が間接照明として機能する。ここで、発光部41は任意の部材で構成でき、例えばLEDチップを採用することができる。
図8は、かかる基板4aをカバー33の内部に配置した一例である。図8の例では、カバー33の内部に回路基板4bが設けられる。回路基板4b上には不図示の電子部品が配置される。また、通信チップ32を回路基板4b上に設けることもできる。本実施形態では、発光部41はさらに、回路基板4b上に設けられる。かかる構成により、基板4aの端面42に設けられた発光部41と同様に、回路基板4b上に設けられた発光部41から照射される光が、撮像対象物に対して直接当たらず、発光部41が間接照明として機能する。
このように、発光部41からの光を撮像対象物に直接あてないことにより、サーバ8に設けられた機械学習部による機械学習が効率的に実行される。ここで、機械学習部は、撮像部31により撮像された画像に対する機械学習を実行し、表示部21に表示されている値の読み取り精度を向上させるものである。このとき、発光部41から出力される光が表示部21に直接向けられると、撮像画像の視認性が低下するので、機械学習の精度が下がる。一方、図7又は図8に示される構成では、発光部41が撮像対象物に対して直接光を照射しないので、機械学習が効率的に実行され得る。
図9A及び図9Bに示すように、発光部41の発光状態(ON)/非発光状態(OFF)は、スイッチ5により切り替え可能に構成される。本実施形態では、スイッチ5は、磁力により発光部41の状態を切り替え可能に構成される。
具体的には、スイッチ5は、一対の真空管51と、真空管51を内包するハウジング52を備える。また、真空管51の内部には、不図示の鉄心が挿入されている。
図9Aに示すように、定常状態では一対の真空管51が離間しており、発光部41は非発光状態(OFF)となる。一方、図9Bに示すように、磁石をハウジング52に近づけることにより、真空管51の少なくとも一方が磁力により変位することで、一対の真空管51が接触する。これにより、発光部41が発光状態(ON)となる。
(4-2)アタッチメント6を有する形態
図10~図14に示すように、本実施形態では、カバー33を位置決めするアタッチメント6を備える。また、本実施形態では、アタッチメントの取付対象物は、水道メーター等を支持する円筒状の支柱を想定している。
図13に示すように、アタッチメント6は、一対のリング部材61、一対の支柱62及び一対のフック63を備える。一対のリング部材61は、一対の支柱62により支持される。図14に示すように、一対のリング部材61は、一対の支柱62の長手方向に移動可能に構成される。具体的には、支柱62の内部に設けられたシャフト64が、リング部材61の一部に設けられた穴に通されている。そして、一対のリング部材61が互いに離間する方向に外力を加えることにより、中心線CLを中心に、一対のリング部材61が一対の支柱62の長手方向(図中の矢印方向)に移動する。この状態で取付対象物の周囲をリング部材61で囲み、リング部材61を互いに近接させることにより、アタッチメントが取付対象物に固定される。
また、図14に示すように、リング部材61は、当接面61aを有する。当接面61aは、取付対象物と当接する面である。また、当接面61aは、取付対象物と摩擦力を大きくする凹凸形状が形成される。これにより、凹凸形状を有さない形態と比べ、アタッチメント6を取付対象物に対して強固に取り付けることができる。
図12に示すように、本実施形態に係るカバー33は、筒部34及び引掛部35を備える。筒部34は、水道メーター等を支持する円筒状の支柱に挿通するものであり、内部に収容空間36が形成される。カバー33をかぶせた状態で、水道メーター等が収容空間36に収容される。
図10及び図11に示すように、フック63は、カバー33を取り付け可能に構成される。具体的には、フック63を引掛部35に引っ掛けることにより、アタッチメント6とカバー33が係合する。これにより、アタッチメント6が水道メーター等を支持する円筒状の支柱に固定された状態で、アタッチメント6によりカバー33が位置決めされる。
5.電気メーター及び水道メーターへの適用
撮像装置3の撮像対象として、ガスメーター2を例に説明したが、本発明の撮像対象はこれに限られない。例えば、電気メーターを撮像対象とした場合、ユーザーの実際の使用量(需要)に対して電力会社からの供給量が多い場合、余分に生成した電気を蓄積することができず、余分な電気が無駄になる。また、この状況は、地球規模における環境面でも好ましくない。一方、ユーザーの実際の使用量(需要)に対して電力会社からの供給量が少ない場合、ユーザーに対して電気を安定して供給できなくなる。そこで、撮像装置3により電力メーターに表示される電力使用量を撮像装置3で撮像し、情報処理装置1に送信して集計/解析することにより、電力使用量を高精度で予測することができるので、上記問題の解消に寄与することができる。
また、水道メーターを撮像対象とした場合でも、電気メーターと同様の課題を解決することができる。すなわち、水の使用量を高精度に予測することにより、過不足なく水をユーザーに安定して供給することができ、ダム等に貯水された水を無駄なく利用することができる。これにより、干ばつ時における水不足の解消に寄与することができる。
6.その他
本発明に係るシステム100は、以下の態様でも実施可能である。
・平面視において、ガスメーター2の表示部21と撮像装置3が重ならない位置に撮像装置3を設ける。この場合、撮像装置3により撮像される数値が傾いた状態となるので、情報処理装置1の画像処理部13により傾き補正を実行することが好ましい。また、記憶部12に傾いた状態の各数値の特徴点を記憶しておき、傾いた状態の数値を直接文字認識してもよい。
・カバー33の少なくとも撮像対象と対向する箇所が透明素材により形成されてもよく、カバー33を全てアクリル等の透明素材で形成してもよい。
・カバー33に代えて、アームにより撮像装置3を表示部21と対向させてもよい。
また、本発明は、以下の態様でも実現可能である。
コンピュータを、通信部及び画像処理部として機能させ、
前記通信部は、バッテリーを備えた撮像装置と通信可能に構成され、且つ、前記撮像装置から送信された画像及び前記バッテリーの残量を受信可能に構成され、
前記画像処理部は、前記画像に対して文字認識処理を実行し、前記画像から数値を抽出可能に構成される、
プログラム。
また、上述のプログラムを格納する、コンピュータ読み取り可能な非一時的な記録媒体として提供してもよい。
1 :情報処理装置
11 :通信部
12 :記憶部
13 :画像処理部
14 :制御部
15 :集計部
16 :解析部
2 :ガスメーター
21 :表示部
22 :突起
3 :撮像装置
31 :撮像部
32 :通信チップ
33 :カバー
34 :筒部
35 :引掛部
36 :収容空間
4 :ユーザー端末
4a :基板
4b :回路基板
41 :発光部
42 :端面
5 :スイッチ
51 :真空管
52 :ハウジング
6 :アタッチメント
61 :リング部材
61a :当接面
62 :支柱
63 :フック
64 :シャフト
7 :情報端末
8 :サーバ
100 :システム
CL :中心線

Claims (13)

  1. バッテリーを備えた撮像装置と、情報処理装置を備え、
    前記撮像装置は、撮像部及び通信チップを備え、
    前記撮像部は、数値を画像として撮像可能に構成され、
    前記通信チップは、前記撮像部により撮像された画像と、前記バッテリーの残量とを外部に送信可能に構成され、
    前記情報処理装置は、通信部、画像処理部及び解析部を備え、
    前記通信部は、前記撮像装置から送信された前記画像及び前記バッテリーの残量を受信可能に構成され、
    前記画像処理部は、前記画像に対して文字認識処理を実行し、前記画像から数値を抽出可能に構成され、
    前記解析部は、前記画像処理部により抽出された数値に基づいて、予め定められた期間における数値の変遷を解析し、
    前記予め定められた期間及び閾値は、前記解析部による解析結果に基づいて変更可能に構成され、
    前記閾値は、前記予め定められた期間における数値の変化、又は、前記バッテリーの残量、に関する閾値である、
    システム。
  2. 前記撮像装置はカバーを備え、
    前記カバーは前記撮像部の撮像対象に取り付け可能に構成され、且つ、少なくとも前記撮像対象と対向する箇所が透明素材により形成され、
    前記撮像部は前記カバーに設けられ、且つ、前記撮像対象を前記カバー越しに視認可能に設けられる、
    請求項1に記載のシステム
  3. (前記撮像部の撮像対象の周囲を取り囲む矩形の面積)/(前記撮像装置の平面視における面積)の値が、10以上である、
    請求項1又は請求項2に記載のシステム
  4. 前記通信チップは、NB-IoT、SIGFOX、LoRaWAN、eMTC、3G/4G/5G通信方式のいずれかに対応する、
    請求項1~請求項3の何れか1つに記載のシステム
  5. 前記通信チップは、周波数帯が700MHz~4GHzに対応する、
    請求項1~請求項3の何れか1つに記載のシステム
  6. 集計部を備え、
    前記集計部は、前記画像処理部により抽出された数値に基づいて、予め定められた期間における数値を集計する、
    請求項1~請求項5の何れか1つに記載のシステム。
  7. 制御部を備え、
    前記制御部は、(1)予め定められた期間における数値の変化が閾値を下回る場合、又は(2)前記バッテリーの残量が閾値を下回る場合、前記通信部を制御して外部に通知を送信する、
    請求項~請求項の何れか1つに記載のシステム。
  8. 請求項1~請求項の何れか1つに記載のシステムにおける撮像装置と、発光部を備え、
    前記発光部は、前記撮像部と異なる方向に向けて発光するように設けられる、
    システム。
  9. 前記撮像部は、基板上に設けられ、
    前記発光部は、前記基板の端面に設けられる、
    請求項に記載のシステム。
  10. カバーを備え、
    前記カバーの内部に回路基板が設けられ、
    前記発光部は、前記回路基板上に設けられる、
    請求項又は請求項に記載のシステム。
  11. スイッチを備え、
    前記スイッチにより、前記発光部の発光状態又は非発光状態を切替可能に構成され、
    前記スイッチは、磁力により前記状態を切替可能に構成される、
    請求項~請求項10の何れか1つに記載のシステム。
  12. カバー及びアタッチメントを備え、
    前記アタッチメントは、一対のリング部材、一対の支柱及び一対のフックを備え、
    前記一対のリング部材は、前記一対の支柱により支持され、且つ、前記一対の支柱の長手方向に移動可能に構成され、
    前記フックは、前記カバーを取り付け可能に構成される、
    請求項~請求項11の何れか1つに記載のシステム。
  13. 前記一対のリング部材は、当接面を備え、
    前記当接面は、取付対象物と当接する面であり、且つ、前記取付対象物と摩擦力を大きくする凹凸形状が形成される、
    請求項12に記載のシステム。
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