JPH10185657A - 変動する物質上面レベルの測定方法及び測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 目盛尺より離れた個所から水位等の変動する
物質上面レベルを自動的に測定すること。 【解決手段】 目盛尺４の目盛線の一本ずつをバーコー
ドシンボルとし、バーコードシンボルのキャラクターを
目盛尺４の目盛線位置を識別する数値を示すバーコード
とし、所定の配列規則によってバーコードシンボルを付
した目盛尺４とし、目盛尺４を水位測定個所に設置して
テレビカメラ６で撮像し、撮像した画像情報から、読み
取ることができる最下部のバーコードシンボルとその上
方に順次配列するバーコードシンボルの数値を求め、数
値構成と配列順序を前記配列規則により検定し、検定を
満足する最下端のバーコードシンボルの位置を水面位置
として水位値を得る画像情報処理（ステップＳ３０）を
行うようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば河川・貯水
池・水槽等の水位、積雪、堆積した土砂・石炭等のよう
な変動する物質上面レベルを測定するための測定方法及
び測定装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】変動する物質上面レベルの測定方法及び
測定装置のうち、説明の都合上、変動する物質上面レベ
ルを水位に例をとって説明する。

【０００３】従来、水位を目視により測定するために
は、図６に示す水位標５０が設置される。水位標５０
は、目盛線５１，５１，…と尺度数字５２，５２，…を
付した目盛尺である。この水位標５０により水位を測定
するには、まず該水位標５０の水面付近を視認して水面
の位置を認識し、次に水面より上の部分の尺度数字５２
と、さらに水面にいたるまでの目盛線５１の数から水位
値を判読する。判読した水位値は必要に応じて人手によ
り記録したり、所要の情報として利用する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】水位標５０は所要の水
位情報を随所で得るために多数設置されるが、水位情報
を記録したり利用したりするために、必ず人手を要して
いる。そこで、多数の水位情報をより有効に効率良く利
用するために、水位標５０から水位値を自動的に読み取
る技術が期待されている。

【０００５】本発明はこの期待に応えるために、目盛尺
より離れた個所から変動する物質上面レベルを自動的に
測定する変動する物質上面レベルの測定方法及び測定装
置を提供することを課題とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、本発明の変動する物質上面レベルの測定方法は、目
盛尺の目盛線の一本ずつをバーコードシンボルとし、バ
ーコードシンボルのキャラクターを目盛尺の目盛線位置
を識別する数値を示すバーコードとし、バーコードシン
ボルの数値構成とバーコードシンボルの配列順序を定め
たバーコード数値配列規則によってバーコードシンボル
を付した目盛尺とし、この目盛尺を水位測定個所に設置
してテレビカメラで撮像し、撮像した画像情報から、読
み取ることができる最下部のバーコードシンボルとその
上方に順次配列するバーコードシンボルの数値を求め、
数値構成と配列順序を前記バーコード数値配列規則によ
り検定し、検定を満足する最下端のバーコードシンボル
の位置を水面位置として水位値を得る画像情報処理を行
うようにした。

【０００７】また、本発明の変動する物質上面レベルの
測定装置は、目盛尺の目盛線の一本ずつをバーコードシ
ンボルとし、バーコードシンボルのキャラクターを目盛
尺の目盛線位置を識別する数値を示すバーコードとし、
バーコードシンボルの数値構成とバーコードシンボルの
配列順序を定めたバーコード数値配列規則によってバー
コードシンボルを付した目盛尺の手段と、この目盛尺を
水位測定個所に設置してテレビカメラで撮像する手段
と、撮像した画像情報から、読み取ることができる最下
部のバーコードシンボルとその上方に連続して配列する
バーコードシンボルの数値を求め、数値構成と配列順序
を前記バーコード数値配列規則により検定し、検定を満
足する最下端のバーコードシンボルの位置を水面位置と
して水位値を得る画像情報処理を行う手段を備えてい
る。

【０００８】前記バーコード数値配列規則としては、特
に限定されないが、次のものを例示することができる。

【０００９】（１）１個のバーコードシンボルで水位測
定範囲の全桁の数値を表す数値構成と、目盛の位置順に
数値が変化するバーコードシンボルの配列順序とを定め
たもの。

【００１０】（２）複数のバーコードシンボルの一群で
水位測定範囲の全桁の数値を表す数値構成と目盛の位置
順に前記群の数値が変化するバーコードシンボルの配列
順序とを定めたもの。

【００１１】本発明の変動する物質上面レベルの測定方
法又は測定装置は、目盛尺の目盛線の一本ずつをバーコ
ードシンボルとし、バーコードシンボルのキャラクター
を目盛尺の目盛線の位置を識別する数値を示すバーコー
ドとし、バーコードシンボルの数値構成とバーコードシ
ンボルの配列順序を定めたバーコード数値配列規則によ
ってバーコードシンボルを付した目盛尺とし、この目盛
尺を水位測定個所に設置してテレビカメラで撮像し、撮
像した画像情報から、読み取ることができる最下部のバ
ーコードシンボルとその上方に順次配列するバーコード
シンボルの数値を求め、数値構成と配列順序を前記バー
コード数値配列規則により検定し、検定を満足する最下
端のバーコードシンボルの位置を水面位置として水位値
を得る画像情報処理を行う方法又は装置としているの
で、目盛尺の水面位置を自動的に認識して水位値を得る
ことができる。

【００１２】また、本発明の変動する物質上面レベルの
測定方法は、目盛尺の目盛線の一本ずつをバーコードシ
ンボルで付した目盛尺の下方部を上面レベルの変動する
物質に差し込み前記目盛尺の上方部を前記物質の上面よ
り上方に突出させ、前記目盛尺より離れた個所から前記
突出域を撮像し、撮像した前記突出域のバーコードシン
ボルから前記上面レベルを判読するようにした。

【００１３】前記上面レベルの判読は、撮像した画像情
報の前記物質の上面から上方へ前記バーコードシンボル
を検出して行くとともに該バーコードシンボルの数値を
求めて行き、所定のバーコード数値配列規則を満たす最
初の前記バーコードシンボルの位置を前記上面レベルと
判読することが好ましい。

【００１４】また、本発明の変動する物質上面レベルの
測定装置は、目盛線の一本ずつがバーコードシンボルで
付されており、下方部が上面レベルの変動する物質に差
し込まれ、上方部が前記物質の上面より上方に突出され
る目盛尺と、該目盛尺より離れた個所から前記突出域を
撮像する撮像部と、該撮像部によって撮像した前記バー
コードシンボルから前記上面レベルを判読する画像情報
処理手段とを備えている。

【００１５】前記画像情報処理手段は、撮像した画像情
報の前記物質の上面から上方へ前記バーコードシンボル
を検出して行くとともに該バーコードシンボルの数値を
求めて行き、所定のバーコード数値配列規則を満たす最
初の前記バーコードシンボルの位置を前記上面レベルと
判読することが好ましい。

【００１６】前記バーコード数値配列規則としては、特
に限定されないが、次のものを例示することができる。

【００１７】（１）１個の前記バーコードシンボルで水
位測定範囲の全桁の数値を表す数値構成と、前記目盛の
位置順に前記数値が変化する前記バーコードシンボルの
配列順序とを定めたもの。

【００１８】（２）複数の前記バーコードシンボルの一
群で水位測定範囲の全桁の数値を表す数値構成と、前記
目盛の位置順に前記群の数値が変化するバーコードシン
ボルの配列順序とを定めたもの。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、本発明を水位の測定装置に
具体化した二つの実施形態について、同装置を使用して
行う水位の測定方法とともに、図面を参照して説明す
る。

【００２０】まず、図１及び図２は、本発明の第一実施
形態に係る水位の測定装置を示している。被測定部１は
本発明の目盛尺４と、河川等この目盛尺４の水面位置近
傍の実体である。目盛尺４は、目盛線の一本ずつをバー
コードシンボル５（後述）とし、バーコードシンボル５
のキャラクターを目盛尺の目盛線の位置を識別する数値
を示すバーコードとし、バーコードシンボル５の数値構
成とバーコードシンボル５の配列順序を定めたバーコー
ド数値配列規則によってバーコードシンボル５を付した
目盛尺４とする。この目盛尺４を水位測定個所に設置し
て、該目盛尺４から離れた個所から撮像部２のテレビカ
メラ６で撮像する。

【００２１】ここで、「バーコードシンボル」とは、バ
ーコードとクワイエットゾーンから構成されたものをい
う。「バーコード」とは、バーコードシンボルのうち、
数種の幅の白と黒の平行バーで構成される部分をいう。
「クワイエットゾーン」とは、前記バーコードの両側に
設けた余白部分をいう。

【００２２】「キャラクター」とは、一定数の黒の平行
バーと白の平行バーとで表された数字、文字、及び特殊
文字をいう。

【００２３】「目盛尺より離れた個所」とは、特に限定
されないが、最も離れた個所としては、読み取り可能な
手段、例えば望遠レンズを使用して目盛尺を撮像したと
きに、十分な画像情報分解能をもって目盛尺のバーコー
ドシンボルの画像が得られる程度に目盛尺より離れた個
所を例示できる。

【００２４】目盛尺４の設置は、目盛尺４の下方部を上
面レベルの変動する物質である水１８に差し込み目盛尺
４の上方部を前記物質の上面である水面１９より上方に
突出させるように行う。

【００２５】図４は、目盛尺４の一例部分略図を示す。
目盛尺４は、目盛線の一本ずつをバーコードシンボル５
で付してあり、該バーコードシンボル５の数値配列規則
としては、１個のバーコードシンボル５で水位測定範囲
の全桁の数値を表す数値構成と、目盛の位置順に数値が
変化するバーコードシンボル５の配列順序とを定めたも
のを採用している。

【００２６】撮像部２は、テレビカメラ６と、長尺の目
盛尺４、遠望等の必要に応じてカメラ雲台８、望遠レン
ズ７等を備える。このテレビカメラ６で目盛尺４を水面
１９近傍の実体と共に撮像する。

【００２７】撮像部２の望遠レンズ７は、目盛尺４の幅
制限、バーコードシンボル５の種類、バーコード数値配
列規則、遠望の程度等の関係から、後述する画像情報処
理（図３、ステップＳ３０）に必要な分解能を確保する
ための必要に応じて、所要倍率のものをテレビカメラ６
に装着する。

【００２８】撮像した画像情報を画像信号処理部３に入
力し、画像信号を画像信号フレームメモリ１０に記憶
し、その１フレームの画像信号について一連の画像情報
処理（ステップＳ３０）を行う。この処理（ステップＳ
３０）が、撮像部２によって撮像したバーコードシンボ
ル５から上面レベルを判読する画像情報処理手段であ
る。

【００２９】この一連の画像情報処理（ステップＳ３
０）は、図３のフローチャートに示すように、フレーム
の信号最下段から操作を始め、各段走査の都度２値化を
行い（ステップＳ３１）、バーコードシンボル５を認識
するまで順次上方段に走査を進め、バーコードシンボル
５を認識したとき（ステップＳ３２）、このバーコード
シンボル５の位置を最下部として上方に向かう処理領域
のウインドウを設定する（ステップＳ３４）。ウインド
ウの幅はバーコードシンボル５の左クワイエットゾーン
から右クワイエットゾーンまでとする。ウインドウ内の
最下部のバーコードシンボル５の数値を求め、続いて上
方に配列するバーコードシンボル５を走査して順次数値
を求める（ステップＳ３５）。

【００３０】数値構成と配列順序が前記バーコード数値
配列規則による検定を満足するまで上方のバーコードシ
ンボル５に走査を進める（ステップＳ３６）。検定を満
足する最下端のバーコードシンボル５の位置を水面位置
とする瞬時水位値を得て、それを記憶しておく（ステッ
プＳ３９）。

【００３１】このように、画像情報処理手段（ステップ
Ｓ３０）は、撮像した画像情報の物質の上面である水面
１９から上方へバーコードシンボル５を検出して行くと
ともに該バーコードシンボル５の数値を求めて行き、所
定のバーコード数値配列規則を満たす最初のバーコード
シンボル５の位置を上面レベルである水面１９と判読し
ている。

【００３２】前記瞬時水位値を得る過程で、バーコード
シンボル５を認識できないとき（ステップＳ３２）、又
は前記検定の処理領域が不足するときは（ステップＳ３
７）、前記処理領域がフレームの中段に位置するよう
に、水面追尾制御信号出力部１１によって前記撮像部２
のカメラ雲台８の角度を設定する水面追尾制御信号を出
力する（ステップＳ３３，Ｓ３８）。

【００３３】その後のフレームについて前記処理（ステ
ップＳ３１〜Ｓ３９）を繰り返して所定回数の瞬時水位
値を得る（ステップＳ４０）。この所定回数を１測定周
期として、この周期内の最高値、最低値、平均値等の所
望の水位値データを求める（ステップＳ４１）。求めた
水位値データは、水位値データ出力部１２によって水位
情報表示装置１５、水位情報記録装置１６等へ出力する
ことができる（ステップＳ４２）。そして、ステップＳ
３１に戻り、さらに次の周期の測定を続ける。

【００３４】このように構成された本実施形態に係る水
位の測定方法及び測定装置によれば、目盛尺の水面位置
を自動的に認識して水位値データを得ることができるの
で、水位の測定にかかる人手を省くことができる。

【００３５】また、画像情報処理（ステップＳ３０）で
は、一測定周期内に得た所定数の瞬時水位値から最高
値、最低値、平均値等の所望の水位値データを求めるよ
うにしているため、波が発生して被測定部１の水位が変
動している場合でも、適正な水位値データを得ることが
できる。

【００３６】また、求めた水位値データは、水位値デー
タ出力部１２によって水位情報表示装置１５、水位情報
記録装置１６等へ出力することができるので、水位値デ
ータを記録したり利用するために人手を要することな
く、水位情報を従来より有効に、効率よく利用すること
ができる。例えば、水位測定に関する日報や計量記載を
自動的に作成するようにすることもできる。

【００３７】次に、図５は、第二実施形態に係る変動す
る物質上面レベルの測定装置の目盛尺の一例部分略図を
示している。本実施形態は次の点においてのみ第一実施
形態と相違している。

【００３８】本実施形態では、目盛尺のバーコードシン
ボルの一例数値配列規則として、複数のバーコードシン
ボルの一群で水位測定範囲の全桁の数値を表す数値構成
と、目盛の位置順に前記群の数値が変化するバーコード
シンボルの配列順序とを定めたものを採用している。

【００３９】具体的には、２個（例示であり、特に限定
されない。従って、３個、４個又はそれ以上であっても
よい。）のバーコードシンボル４６ａ，４６ｂの一群４
７で水位測定範囲の全桁数の数値を表し、このバーコー
ドシンボルの一群４７の数値を目盛の位置順に変化させ
て配列した目盛尺４５としている。例えば、全桁数が４
桁の場合に上位２桁を上側のバーコードシンボル４６ａ
とし、下位２桁を下側のバーコードシンボル４６ｂとし
た数値構成とし、この一群４７が表す数値を目盛の位置
順に配列する。

【００４０】このように本実施形態によれば、第一実施
形態と同様の効果に加え、目盛尺４５は測定範囲の桁数
が大きい場合にもバーコードのモジュール（白の平行バ
ー、黒の平行バー、及びクワイエットゾーンを構成する
基本単位をいう。）の幅を比較的大きくとれるので、長
尺の測定、遠望の測定においても、画像情報分解能を確
保することができるという効果が得られる。

【００４１】なお、本発明は前記実施形態の構成に限定
されず、例えば以下のように、発明の趣旨から逸脱しな
い範囲で適宜変更して具体化することもできる。

【００４２】（１）水位測定以外の液量測定、積雪量、
その他の粉体積量測定等に使用すること。これは、本発
明は識別できる最下端の目盛の位置を自動的に認識して
数値データを得ているためである。前記数値データと画
像情報を重畳すれば、目盛尺を目視する感覚が併存する
情報として特異性のある情報価値も得られる。

【００４３】（２）撮像部２に撮像方向の変更機構を設
け、一つの撮像部２及び画像信号処理部３等の装置によ
って複数の被測定部１（測定個所）を測定すること。

【００４４】

【発明の効果】以上詳述したように、請求項１〜３，５
〜９の発明によれば、目盛尺より離れた個所から変動す
る物質上面レベルを自動的に測定して該物質上面レベル
を得ることができるので、該上面レベルを記録したり利
用するために人手を要することなく、従来より有効に、
効率良く利用することができる。

【００４５】前記効果に加え、請求項４及び１０の発明
によれば、長尺の測定、遠望の測定においても、画像情
報分解能を確保することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を具体化した第一実施形態に係る変動す
る物質上面レベルの測定装置を示す機能ブロック図であ
る。

【図２】同測定装置を示す実態図である。

【図３】同測定装置の画像情報処理の処理手順を示すフ
ローチャートである。

【図４】同測定装置の目盛尺の一例部分略図である。

【図５】本発明を具体化した第二実施形態に係る変動す
る物質上面レベルの測定装置の目盛尺の一例部分略図で
ある。

【図６】従来の水位標の目盛尺の一例部分略図である。

【符号の説明】

１ 被測定部 ２ 撮像部 ３ 画像信号処理部 ４ 目盛尺 ５ バーコードシンボル ６ テレビカメラ １８ 水 １９ 水面 Ｓ３０ 画像情報処理 ４５ 目盛尺 ４６ａ バーコードシンボル ４６ｂ バーコードシンボル

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 目盛尺の目盛線の一本ずつをバーコード
   シンボルとし、バーコードシンボルのキャラクターを目
   盛尺の目盛線位置を識別する数値を示すバーコードと
   し、バーコードシンボルの数値構成とバーコードシンボ
   ルの配列順序を定めたバーコード数値配列規則によって
   バーコードシンボルを付した目盛尺とし、この目盛尺を
   水位測定個所に設置してテレビカメラで撮像し、撮像し
   た画像情報から、読み取ることができる最下部のバーコ
   ードシンボルとその上方に順次配列するバーコードシン
   ボルの数値を求め、数値構成と配列順序を前記バーコー
   ド数値配列規則により検定し、検定を満足する最下端の
   バーコードシンボルの位置を水面位置として水位値を得
   る画像情報処理を行うこととしたことを特徴とする変動
   する物質上面レベルの測定方法。
2. 【請求項２】 目盛尺の目盛線の一本ずつをバーコード
   シンボルとし、バーコードシンボルのキャラクターを目
   盛尺の目盛線位置を識別する数値を示すバーコードと
   し、バーコードシンボルの数値構成とバーコードシンボ
   ルの配列順序を定めたバーコード数値配列規則によって
   バーコードシンボルを付した目盛尺の手段と、この目盛
   尺を水位測定個所に設置してテレビカメラで撮像する手
   段と、撮像した画像情報から、読み取ることができる最
   下部のバーコードシンボルとその上方に連続して配列す
   るバーコードシンボルの数値を求め、数値構成と配列順
   序を前記バーコード数値配列規則により検定し、検定を
   満足する最下端のバーコードシンボルの位置を水面位置
   として水位値を得る画像情報処理を行う手段を備えたこ
   とを特徴とする変動する物質上面レベルの測定装置。
3. 【請求項３】 １個のバーコードシンボルで水位測定範
   囲の全桁の数値を表す数値構成と、目盛の位置順に数値
   が変化するバーコードシンボルの配列順序とをバーコー
   ド数値配列規則とする請求項２記載の変動する物質上面
   レベルの測定装置。
4. 【請求項４】 複数のバーコードシンボルの一群で水位
   測定範囲の全桁の数値を表す数値構成と、目盛の位置順
   に前記群の数値が変化するバーコードシンボルの配列順
   序とをバーコード数値配列規則とする請求項２記載の変
   動する物質上面レベルの測定装置。
5. 【請求項５】 目盛尺の目盛線の一本ずつをバーコード
   シンボルで付した目盛尺の下方部を上面レベルの変動す
   る物質に差し込み前記目盛尺の上方部を前記物質の上面
   より上方に突出させ、前記目盛尺より離れた個所から前
   記突出域を撮像し、撮像した前記突出域のバーコードシ
   ンボルから前記上面レベルを判読することを特徴とする
   変動する物質上面レベルの測定方法。
6. 【請求項６】 前記上面レベルの判読は、撮像した画像
   情報の前記物質の上面から上方へ前記バーコードシンボ
   ルを検出して行くとともに該バーコードシンボルの数値
   を求めて行き、所定のバーコード数値配列規則を満たす
   最初の前記バーコードシンボルの位置を前記上面レベル
   と判読するようにした請求項５記載の変動する物質上面
   レベルの測定方法。
7. 【請求項７】 目盛線の一本ずつがバーコードシンボル
   で付されており、下方部が上面レベルの変動する物質に
   差し込まれ、上方部が前記物質の上面より上方に突出さ
   れる目盛尺と、該目盛尺より離れた個所から前記突出域
   を撮像する撮像部と、該撮像部によって撮像した前記バ
   ーコードシンボルから前記上面レベルを判読する画像情
   報処理手段とを備えたことを特徴とする変動する物質上
   面レベルの測定装置。
8. 【請求項８】 前記画像情報処理手段は、撮像した画像
   情報の前記物質の上面から上方へ前記バーコードシンボ
   ルを検出して行くとともに該バーコードシンボルの数値
   を求めて行き、所定のバーコード数値配列規則を満たす
   最初の前記バーコードシンボルの位置を前記上面レベル
   と判読する請求項７記載の変動する物質上面レベルの測
   定装置。
9. 【請求項９】 前記バーコード数値配列規則は、１個の
   前記バーコードシンボルで水位測定範囲の全桁の数値を
   表す数値構成と、前記目盛の位置順に前記数値が変化す
   る前記バーコードシンボルの配列順序とを定めたもので
   ある請求項８記載の変動する物質上面レベルの測定装
   置。
10. 【請求項１０】 前記バーコード数値配列規則は、複数
    の前記バーコードシンボルの一群で水位測定範囲の全桁
    の数値を表す数値構成と、前記目盛の位置順に前記群の
    数値が変化するバーコードシンボルの配列順序とを定め
    たものである請求項８記載の変動する物質上面レベルの
    測定装置。