設備識別プログラム、方法及び装置
【課題】撮影された電柱や鉄塔などの設備を識別する。
【解決手段】本方法は、上辺又は底辺に垂直な基準線等が特定されており且つ上辺又は底辺上の距離が撮影点から見込む角度に比例するように撮影された画像と当該撮影点の撮影位置データと基準線等の方位角とを格納する画像データ格納部に格納されている第１画像に対して、画像認識処理を実施し、電柱及び鉄塔を含む識別対象設備の画像部分を抽出し、抽出された画像部分を通る直線と基準線等との関係から画像部分の変位角を算出すると共に、当該変位角と基準線等の方位角とにより、画像部分の方位角を算出し、撮影点の撮影位置データと算出された画像部分の方位角とから特定される範囲に含まれる識別対象設備のうち最も撮影点に近い識別対象設備の識別子を、識別対象設備の識別子と位置データとが登録されている設備データ格納部から抽出する。
【解決手段】本方法は、上辺又は底辺に垂直な基準線等が特定されており且つ上辺又は底辺上の距離が撮影点から見込む角度に比例するように撮影された画像と当該撮影点の撮影位置データと基準線等の方位角とを格納する画像データ格納部に格納されている第１画像に対して、画像認識処理を実施し、電柱及び鉄塔を含む識別対象設備の画像部分を抽出し、抽出された画像部分を通る直線と基準線等との関係から画像部分の変位角を算出すると共に、当該変位角と基準線等の方位角とにより、画像部分の方位角を算出し、撮影点の撮影位置データと算出された画像部分の方位角とから特定される範囲に含まれる識別対象設備のうち最も撮影点に近い識別対象設備の識別子を、識別対象設備の識別子と位置データとが登録されている設備データ格納部から抽出する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像において電柱や鉄塔などの設備を識別するための技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば特開２００１−２７３４８１号公報には、架空配線された電柱を簡便に作業性よく写真撮影し、これを規格化し、一元的に管理するための技術が開示されている。より具体的には、電柱を広角の３次元像の魚眼像として撮像し、魚眼像の情報を２次元映像の情報に変換し、２次元映像の情報をビジュアル画像に変換して記録もしくは表示し、又は、ビジュアル画像をさらにデジタル情報に変換して記録もしくは表示し、電柱の全景・設置環境を確認する。しかし、カメラの方向が異なると共に、走行している車両からの画像を処理するものではない。
【０００３】
また、特開２００２−３５７５５７号公報には、道路や周辺施設等のチェックするにあたり作業者の労力負担を軽減することのできる、道路や周辺施設等の管理システムが開示されている。具体的には、巡回車に搭載された撮影カメラにより取得された道路や周辺施設等の映像データを記録するデータ記録部と、映像データを画像処理することにより、道路や周辺施設等の異常を検出する画像処理部と、第１の日付の撮影により取得された第１映像データと比較すべき映像データを、第１の日付とは異なる第２の日付の撮影により取得された第２映像データ群から特定する映像データ特定部とを備える。そして、画像処理部は、第１映像データと第２映像データとを画像処理技術を用いて比較対照することにより、道路や周辺施設等の異常を検出するものである。撮影された設備が地図上のどの設備であるかを識別するようなことは考慮されていない。
【０００４】
さらに、特開平１０−２９４９３２号公報には、巡視作業等で撮影する位置が事前に指定されている場所での撮影を自動的に行うデジタル画像撮影装置が開示されている。具体的には、撮影予定場所の一覧を格納したデータベースと、現在位置を計測するＤＧＰＳ（Differential Global Positioning System）と、データベースとＤＧＰＳの位置情報からデータベースに記録されている位置の範囲内に入ったことを識別する手段と、デジタル的に画像を撮影する手段と、撮影された画像を記録する手段とを備える。そして、撮影場所の範囲内に入ったと判断された場合に撮影手段で撮影した画像を記録手段に記録する。これによれば、巡視箇所の撮影を自動化することが可能となる。また、撮影の位置が正確に分かっていなくても、機器や地点の名称で指定することにより撮影場所の設定を行うことが可能となる。しかしながら、画像から、特定の設備を識別するような技術が開示されているわけではない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−２７３４８１号公報
【特許文献２】特開２００２−３５７５５７号公報
【特許文献３】特開平１０−２９４９３２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
道路や道路周辺に設置された電柱や鉄塔などの設備を１つ１つ人が巡回するのは非常にコストがかかるため、このコストを下げるために自動車を走行中に設備の画像を撮影することが考えられる。しかしながら、撮影された設備が、管理しているどの設備であるかを自動的に識別するような技術は従来存在していない。
【０００７】
従って、本発明の目的は、撮影された電柱や鉄塔などの設備を識別するための新規な技術を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の設備識別方法は、（Ａ）上辺又は底辺に垂直な基準線又は基準点が特定されており且つ上辺又は底辺上の距離が撮影点から見込む角度に比例するように撮影された第１画像と当該撮影点の撮影位置データと基準線又は基準点の方位角とを格納する第１画像データ格納部に格納されている第１画像に対して、画像認識処理を実施し、電柱及び鉄塔を含む識別対象設備の画像部分を抽出するステップと、（Ｂ）抽出された画像部分を通る直線と基準線又は基準点を通り上辺又は底辺に垂直な直線との関係から画像部分の変位角を算出すると共に、当該変位角と第１画像データ格納部に格納されている基準線又は基準点の方位角とにより、画像部分の方位角を算出する方位角算出ステップと、（Ｃ）第１画像データ格納部に格納されている撮影点の撮影位置データと算出された画像部分の方位角とから特定される範囲に含まれる識別対象設備のうち最も撮影点に近い識別対象設備の識別子を、識別対象設備の識別子と位置データとが登録されている設備データ格納部から抽出するステップとを含む。
【０００９】
このようにすれば、カメラが設置された車両が走行しながら撮影された画像であっても、電柱や鉄塔などの比較的細い設備でも適切に識別できるようになる。
【００１０】
また、上で述べた方位角算出ステップが、基準線又は基準点を通り上辺又は底辺に垂直な直線から、抽出された画像部分を通る直線までの距離から画像部分の変位角を算出するステップと、変位角と方位角との和により、画像部分の方位角を算出するステップとを含むようにしても良い。第１画像の定義より、距離が分かれば角度が判明するため、設備の方位角が得られるようになる。
【００１１】
さらに、上記設備識別方法は、天頂に向けた魚眼レンズで撮影され且つ第２画像データ格納部に格納されている第２画像に対して極座標逆変換により第１画像を生成し、第１画像データ格納部に格納するステップをさらに含むようにしても良い。このようにすれば、安価に第１画像を得ることができるようになる。
【００１２】
なお、上で述べた方位角算出ステップが、第１画像に対して極座標変換により第３画像を生成するステップと、第３画像において画像部分に相当する部分を通る直線と基準線又は基準点を通り上辺又は底辺に垂直な直線に相当する第２の直線とがなす角度を、画像部分の変位角として算出するステップとを含むようにしてもよい。このような極座標変換を実施することによって、例えば電線などを認識するような後続の処理もやりやすくなる。
【００１３】
なお、上で述べたような処理をハードウエアに実施させるためのプログラムを作成することができ、当該プログラムは、例えばフレキシブル・ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、光磁気ディスク、半導体メモリ、ハードディスク等のコンピュータ読み取り可能な記憶媒体又は記憶装置に格納される。なお、処理途中のデータについては、コンピュータのメモリ等の記憶装置に一時保管される。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、撮影された設備を適切に識別することができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】図１は、撮影の様子を示す模式図である。
【図２】図２は、測定装置の機能ブロック図である。
【図３】図３は、測定処理の処理フローを示す図である。
【図４】図４は、第１の実施の形態において撮影される画像の一例を示す図である。
【図５】図５は、撮影された画像と共に格納されるデータの一例を示す図である。
【図６】図６は、第１の実施の形態における解析装置の機能ブロック図である。
【図７】図７は、第１の実施の形態における解析処理の処理フローを示す図である。
【図８】図８は、極座標逆変換について説明するための図である。
【図９】図９は、極座標逆変換について説明するための図である。
【図１０】図１０は、画像認識処理について説明するための図である。
【図１１】図１１は、設備識別処理の処理フローを示す図である。
【図１２】図１２は、認識された設備と進行方向との変位角を算出する処理を説明するための図である。
【図１３】図１３は、設備識別のための処理を説明するための図である。
【図１４】図１４は、設備位置ＤＢに格納されるデータの一例を示す図である。
【図１５】図１５は、識別結果格納部に格納されるデータの一例を示す図である。
【図１６】図１６は、極座標変換後の処理について説明するための図である。
【図１７】図１７は、第３の実施の形態における解析装置の機能ブロック図である。
【図１８】図１８は、第３の実施の形態における解析処理の処理フローを示す図である。
【図１９】図１９は、コンピュータの機能ブロック図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
［実施の形態１］
本実施の形態では、図１に示すように、車両１００にカメラ２００を搭載し、この車両１００が道路を走行して、カメラ２００により所定間隔で撮影を行うものとする。以下でも述べるように、車両１００には、測定装置３００も搭載されており、当該測定装置３００に含まれるＧＰＳ（Global Positioning System）装置の測定間隔に応じて所定間隔が決定される。また、本実施の形態では、カメラ２００には、魚眼レンズが用いられており、魚眼レンズを天頂に向けた形で設置する。
【００１７】
図２に車両１００に搭載される測定装置３００の機能ブロック図を示す。測定装置３００は、ＧＰＳ装置３１１と、画像データ格納処理部３１３と、画像データ格納部３１５とを有する。画像データ格納処理部３１３は、所定間隔でカメラ２００に画像の撮影を実施させ、当該カメラ２００で撮影された画像の画像データとＧＰＳ装置３１１において測定された撮影位置データ等とを対応付けて画像データ格納部３１５に格納する。
【００１８】
図３に測定装置３００の処理フローを示す。画像データ格納処理部３１３は、撮影時刻になるまで待機し（ステップＳ１）、所定時間経過して撮影時刻になると、カメラ２００に対して指示を行う。カメラ２００は、画像データ格納処理部３１３からの指示に応じて撮影を行い（ステップＳ３）、撮影した画像の画像データを画像データ格納処理部３１３に出力する。画像データ格納処理部３１３は、カメラ２００からの画像データを、ＧＰＳ装置３１１によって測定された、画像撮影時刻の撮影位置データ及び進行方向データと共に、画像データ格納部３１５に格納する（ステップＳ５）。このような処理を、処理終了を指示されるまで繰り返す（ステップＳ７）。
【００１９】
なお、進行方向データは、方位角であり、例えば直前に測定された位置と今回測定された位置とを結ぶ直線から、その方位角を算出する。
【００２０】
画像データ格納部３１５に格納されるデータの一例を図４及び図５に示す。図４に、本実施の形態において魚眼レンズを伴うカメラ２００で撮影された画像の一例を示す。図４のように、本実施の形態では、円形の画像部分の中心が天頂を向くように調整されており、車両１００への設置態様によって、予め画像内の進行方向を特定しておく。本実施の形態では、図４の画像において水平左方向が進行方向であるものとする。
【００２１】
また、画像データ格納部３１５には、図５のようなデータが、画像データ毎に対応付けられて格納される。すなわち、撮影位置データとして緯度経度と、進行方向である方位角とが格納される。緯度経度ではなく、Ｘ座標値及びＹ座標値を算出した上で、格納しても良い。画像データ格納部３１５に格納されたデータは、以下で述べる解析処理に用いられる。
【００２２】
次に、画像データ格納部３１５に格納されたデータを用いて、画像中の特定の設備（本実施の形態では電柱及び鉄塔）を識別する処理を行う解析装置４００を説明する。図６に、解析装置４００の機能ブロック図を示す。解析装置４００は、（Ａ）画像データ格納部３１５と、（Ｂ）画像データ格納部３１５に格納されている画像データに対して極座標逆変換処理を実施する画像変換部４１１と、（Ｃ）画像変換部４１１の処理結果を格納する第２画像データ格納部４１３と、（Ｄ）認識ルールデータ格納部４１９と、（Ｅ）認識ルールデータ格納部４１９に格納される認識ルールを生成する画像学習部４１７と、（Ｆ）認識ルールデータ格納部４１９に格納されている認識ルールデータを用いて第２画像データ格納部４１３に格納されている画像データに対して画像認識処理を実施する画像認識部４１５と、（Ｇ）画像認識部４１５の処理結果を格納する認識結果格納部４２１と、（Ｈ）認識結果格納部４２１に格納されているデータを用いて処理を行う設備角度算出部４２３と、（Ｉ）設備角度算出部４２３の処理結果を格納する設備角度格納部４２５と、（Ｊ）各設備について位置データを格納する設備位置データベース（ＤＢ）４２９と、（Ｋ）設備角度格納部４２５及び認識結果格納部４２１と設備位置ＤＢ４２９とに格納されているデータと用いて設備識別処理を実施する設備識別部４２７と、（Ｌ）設備識別部４２７による処理結果を格納する識別結果格納部４３１と、（Ｍ）識別結果格納部４３１に格納されているデータを出力する出力部４３３とを有する。
【００２３】
次に、解析装置４００の処理内容を図７乃至図１５を用いて説明する。まず、画像変換部４１１は、画像データ格納部３１５に格納されている画像のうち未処理の画像を特定する（図７：ステップＳ１１）。そして、画像変換部４１１は、特定された画像について、極座標逆変換処理を実施し、処理後の画像データ及び画像データに対応付けられているデータ（撮影位置データ及び進行方向データ）を第２画像データ格納部４１３に格納する（ステップＳ１３）。
【００２４】
ステップＳ１３については図８を用いて説明する。なお、円形の画像部分の中心位（Ｃx，Ｃy）を特定しておく。さらに、円形の画像部分の半径ｒも特定しておく。
【００２５】
さらに、カメラ２００を車両１００に設置する場合には、以下の演算が簡単になるように、進行方向が画像上の０度、９０度など分かりやすい位置になるように調整しておく。なお、本実施の形態では０度が進行方向である。また、図８では、水平方向右が−１８０度であり、反時計回りに角度が設定されているものとする。
【００２６】
このような前提の下、以下の演算を行う。
（１）極座標逆変換後の画像として、幅２πｒ［画素］、高さｒ［画素］の矩形の画像を用意する。
（２）極座標逆変換後の画像における水平軸の座標に相当する変数ｘを、−πｒからπｒまで、１刻みで変化させながら以下の演算を繰り返す。
（ア）角度変数angle＝ｘ＊（３６０／（２πｒ））（以下、（１）式と呼ぶ。）を算出し、画像の中心からangle度の方向に長さｒの線分を引く。図８では、矢印１００１乃至１００３のような長さｒの線分を設定する。
（イ）線分に沿って矢印方向に距離１［画素］毎に画素値を読み取り、極座標逆変換後の画像において左端からｘの位置に、読み取った画素値を上から下に垂直に描画する。
【００２７】
そうすると、例えば図９に示すような画像が生成される。図９の例では、左端が−１８０度、右端が１７９度、中心部（本実施の形態では進行方向）が０度となっており、高さはｒである。そして、図９に示すように、図８に示された矢印１００１乃至１００３は、同じ参照番号が付されている鉛直方向矢印にマッピングされる。このように、この矩形の画像の上辺は図８の画像の中心に対応している。また、上で述べた（ア）及び（イ）の処理により、この矩形の画像の底辺（本例では上辺でも同じ）の長さ（距離とも呼ぶ）が、撮影位置（撮影点とも呼ぶ）から見込む角度に比例するようになっている。すなわち、距離が分かれば角度が分かるようになっている。距離と角度の関係は（１）式のとおりであり、距離が分かれば角度も分かるようになる。また、進行方向は０度であるから、図９では上辺及び底辺に垂直な直線で表されるが、この直線上のいずれかの点を進行方向を表す点として特定するようにしても良い。なお、このような極座標逆変換の演算はよく知られており、これ以上述べない。
【００２８】
図８のような画像を得るには比較的安価な魚眼レンズを用いることができるが、図８のような画像では、電柱や鉄塔の方向が一定とならないために電柱や鉄塔を認識することは困難である。従って、図９のような画像に変換すれば、電柱や鉄塔の方向が一定となるため、比較的容易に認識することができる。
【００２９】
次に、画像認識部４１５は、認識ルールデータ格納部４１９に格納されている認識ルールに従って、第２画像データ格納部４１３に格納されている極座標逆変換後の画像について、識別対象設備（認識対象設備であるが、識別対象設備と同じであり、電柱及び鉄塔など）の認識処理を実施し、処理結果として認識された設備を示すマークを含む画像データを第２画像データ格納部４１３に格納されている撮影位置データ及び進行方向データと共に認識結果格納部４２１に格納する（ステップＳ１５）。
【００３０】
この認識処理自体はよく知られた技術であり、多数の電柱や鉄塔の画像を画像学習部４１７に入力し、これに対してよく知られた学習アルゴリズムによって画像学習部４１７は学習を行って認識ルールを生成し、認識ルールのデータを認識ルールデータ格納部４１９に格納しておく。その後必要なタイミングで、画像認識部４１５は、認識ルールデータ格納部４１９に格納されている認識ルールに従って画像認識処理を実施する。
【００３１】
例えば、図９に示した画像では、図１０において太線枠１１０１で示すように、電柱が認識される。太線枠１１０１は、マークである。
【００３２】
そして、設備角度算出部４２３及び設備識別部４２７は、認識結果格納部４２１及び設備位置ＤＢ４２９に格納されているデータを用いて、設備識別処理を実施する（ステップＳ１７）。設備識別処理については、図１１乃至図１５を用いて説明する。
【００３３】
まず、設備角度算出部４２３は、認識結果格納部４２１に格納されているデータのうち未処理の認識結果を特定する（図１１：ステップＳ２１）。そして、特定された認識結果から、識別対象設備の方位角を算出し、設備角度格納部４２５に格納する（ステップＳ２２）。まず、進行方向を表す直線１１１１（図１２）から、ステップＳ１５で認識された設備を含む矩形１１０１（図１０）の中心線１１０２までの距離ｄを算出する。なお、図１２の例では、中央から左の角度が負、右の角度が正となっているので、直線１１１１から左側に中心線１１０２が含まれる場合には距離ｄは負の値となり、直線１１１１から右側に中心線１１０２が含まれる場合には距離ｄは正の値となる。図１２の例では、中心線１１０２は直線１１１１より左側にあるので、距離ｄは負の値となる。
【００３４】
そして、上で述べた（１）式に従って、距離ｄから変位角angleを算出する。例えば、変位角（−３０度）が算出されたものとする。そして、認識結果格納部４２１に格納されている進行方向データである方位角と、算出された変位角との和により、識別すべき設備の方位角を算出する。図５に示すように進行方向データである方位角が２７８度であるから、設備の方位角は２４８度（＝２７８−３０）と算出される。
【００３５】
次に、設備識別部４２７は、認識結果格納部４２１に格納されている撮影位置データを読み出し、設備位置ＤＢ４２９に登録されている設備（電柱及び鉄塔など）のうち撮影位置から、予め定められている半径Ｒの設備の設備名を抽出する（ステップＳ２３）。図１３に一例を示す。点１２０３が撮影位置であり、この点１２０３を中心とする半径Ｒの範囲に含まれる設備を抽出する。なお、図１３において黒丸が電柱を表しており、図１３に示している電柱が抽出される。また、図１４に、設備位置ＤＢ４２９に格納されるデータの一例を示す。図１４の例では、設備名（２３５号柱など）と、当該設備の緯度経度で表される位置データとが格納されている。本ステップの処理については、緯度経度の値をＸ座標値及びＹ座標値に変換してから行うようにしても良い。
【００３６】
そして、設備識別部４２７は、ステップＳ２３において抽出された設備のうち、ステップＳ２２で算出された方位角で特定される方向１２０２を中心とする所定角αに入る設備に絞り込む（ステップＳ２５）。図１３の例では、電柱１２１１に絞り込まれる。すなわち、電柱１２１１の設備名を特定し、例えばメインメモリなどの記憶装置に格納する。
【００３７】
その後、設備識別部４２７は、ステップＳ２５で絞り込まれて残った設備の数が「０」であるか判断する（ステップＳ２７）。残った設備の数が「０」であれば、該当設備がないということなので、設備識別部４２７は、「該当なし」を表すデータを、認識結果格納部４２１に格納されている画像データのうちマーク内の画像データと共に識別結果格納部４３１に格納する（ステップＳ２９）。そして、元の処理に戻る。
【００３８】
一方、残った設備の数が「０」ではない場合、設備識別部４２７は、残った設備の数が「１」であるか判断する（ステップＳ３１）。残った設備の数が「１」であれば、設備識別部４２７は、残った設備の設備名及び認識結果格納部４２１に格納されている画像データのうちマーク内の画像データを識別結果格納部４３１に格納する（ステップＳ３３）。そして、元の処理に戻る。
【００３９】
さらに、残った設備の数が「１」ではない場合、設備識別部４２７は、ステップＳ２５で絞り込まれて残った設備のうち、最も撮影位置に近い設備の設備名及び認識結果格納部４２１に格納されている画像データのうち当該設備についてのマーク内の画像データを識別結果格納部４３１に格納する（ステップＳ３５）。そして、元の処理に戻る。
【００４０】
識別結果格納部４３１には、例えば図１５に示すようなデータが格納される。すなわち、識別された設備の設備名（例えば２３６号柱）と当該設備の画像データとが対応付けて格納される。
【００４１】
設備識別部４２７は、認識結果格納部４２１に格納されている全ての認識結果について処理したか判断する（ステップＳ３７）。未処理の認識結果が存在していれば、ステップＳ２１に戻る。一方、全ての認識結果について処理した場合には、元の処理に戻る。
【００４２】
図７の説明に戻って、画像変換部４１１は、画像データ格納部３１５に格納されている全ての画像について処理したか判断する（ステップＳ１９）。未処理の画像が存在していれば、ステップＳ１１に戻る。一方、全ての画像について処理した場合には、出力部４３３は、識別結果格納部４３１に格納されている処理結果である画像データ及び設備名を、表示装置や印刷装置などの出力装置に出力する（ステップＳ２０）。例えば、ユーザからの指示に応じて、要求されたデータのみを出力するようにしても良い。
【００４３】
以上のような処理を実施すれば、電柱や鉄塔といった細長い設備についても、安価なカメラにて識別することができるようになる。
【００４４】
［実施の形態２］
第１の実施の形態の解析装置４００は、例えば図６の点線の構成を含むような形に変形することも可能である。
【００４５】
すなわち、解析装置４００は、さらに、認識結果格納部４２１に格納されている画像データに対して極座標変換処理を実施する第２画像変換部４５１と、第２画像変換部４５１の処理結果である第３画像データ格納部４５３とを有する。なお、設備角度算出部４２３の処理内容も、第１の実施の形態とは異なる。
【００４６】
以下、異なる部分についてのみ説明する。第２画像変換部４５１は、画像変換部４１１の逆処理である極座標変換を実施する。すなわち、画像認識部４１５による認識結果であるマークである太線枠１１０１及び中心線１１０２を含む画像データを、元の画像データに戻す。例えば、図１０に示したような画像データを、図１６に示すような画像データに変換する。図１６に示すように、太線枠１１０１は、極座標変換で歪んだ形のマーク１１０１ｂに変形される。また、中心線１１０２は、底辺及び上辺に対して垂直な直線であるから、図１６のような画像の中心を通過する直線１１０２ｂに変換される。
【００４７】
その後、設備角度算出部４２３は、図１６に示すような画像における進行方向を表す直線１５０１と直線１１０２ｂとの角度βを算出する。図１６に示すような画像であれば、反時計回りで角度が設定されているので、進行方向を表す直線より上方の直線に対する角度の場合には負の変位角が算出され、進行方向を表す直線より下方の直線に対する角度の場合には正の変位角が算出される。図１６の例で、β＝−３０度であると算出された場合には、進行方向の方位角２７８度から２４８度（＝２７８−３０）が算出される。以下の処理については、第１の実施の形態と同じである。
【００４８】
このように第２画像変換部４５１を設けて元の画像データに戻すことによって、電柱や鉄塔につながっている電線を識別しやすくなるという効果がある。図１０のような画像では、電柱や鉄塔については認識しやすくなるが、電線は逆に歪んでしまって認識しにくくなっている。これに対して、電柱や鉄塔を認識した上で、図１６に示すように元の画像に戻せば、電柱や鉄塔が分かっているという点を用いて、歪みが小さくなっている電線を特定することが容易になるという効果がある。
【００４９】
［実施の形態３］
本実施の形態では、第１及び第２の実施の形態とは異なるカメラ２００を用いる。本実施の形態におけるカメラ２００は、魚眼レンズではなく、複数のカメラによって撮影を行うカメラであって、図９のような画像を合成するカメラである。このようなカメラの場合、撮影された画像では、上辺又は底辺上の距離が撮影点から見込む角度にほぼ比例する画像が得られる。すなわち、角度演算に多少誤差が含まれることになる。また、３６０度回転して撮影を行うようなカメラを採用する場合もある。なお、図９のような画像において、進行方向を示す直線又は点が特定されているものとする。
【００５０】
また、画像データ格納処理部３１３は、図９のような画像に対応付けて図５に示したデータを格納する。
【００５１】
そして、本実施の形態における解析装置５００は、図１７に示すような構成を有する。なお、図６と同じ機能を果たす又は同様なデータを保持する要素については同じ参照符号を付与している。すなわち、解析装置５００は、（Ａ）画像データ格納部３１５と、（Ｂ）認識ルールデータ格納部４１９と、（Ｃ）認識ルールデータ格納部４１９に格納される認識ルールを生成する画像学習部４１７と、（Ｄ）認識ルールデータ格納部４１９に格納されている認識ルールデータを用いて画像データ格納部３１５に格納されている画像データに対して画像認識処理を実施する画像認識部４１５と、（Ｅ）画像認識部４１５の処理結果を格納する認識結果格納部４２１と、（Ｆ）認識結果格納部４２１に格納されているデータを用いて処理を行う設備角度算出部４２３と、（Ｇ）設備角度算出部４２３の処理結果を格納する設備角度格納部４２５と、（Ｈ）各設備について位置データを格納する設備位置ＤＢ４２９と、（Ｉ）設備角度格納部４２５及び認識結果格納部４２１と設備位置ＤＢ４２９とに格納されているデータと用いて設備識別処理を実施する設備識別部４２７と、（Ｊ）設備識別部４２７による処理結果を格納する識別結果格納部４３１と、（Ｋ）識別結果格納部４３１に格納されているデータを出力する出力部４３３とを有する。
【００５２】
このように解析装置４００の一部の構成要素を除去した構成になっている。
【００５３】
次に、図１８を用いて解析装置４００の処理を説明する。まず、画像認識部４１５は、画像データ格納部３１５に格納されている画像のうち未処理の画像を特定する（ステップＳ４１）。そして、画像認識部４１５は、認識ルールデータ格納部４１９に格納されている認識ルールに従って、画像データ格納部３１５に格納されている画像について、識別対象設備（認識対象設備であるが、識別対象設備と同じであり、電柱及び鉄塔など）の認識処理を実施し、処理結果として認識された設備を含むマークを含む画像データを画像データ格納部３１５に格納されている撮影位置データ及び進行方向データと共に認識結果格納部４２１に格納する（ステップＳ４３）。このステップは、ステップＳ１５と同じ処理である。第１の実施の形態と同様に、例えば図９に示した画像では、図１０において太線枠１１０１で示すように、電柱を認識する。
【００５４】
そして、設備角度算出部４２３及び設備識別部４２７は、認識結果格納部４２１及び設備位置ＤＢ４２９に格納されているデータを用いて、設備識別処理を実施する（ステップＳ４５）。この設備識別処理については、図１１乃至図１５を用いて説明された処理と同様である。
【００５５】
その後、画像認識部４１５は、画像データ格納部３１５に格納されている全ての画像について処理したか判断する（ステップＳ４７）。未処理の画像が存在していれば、ステップＳ４１に戻る。一方、全ての画像について処理した場合には、出力部４３３は、識別結果格納部４３１に格納されている処理結果である画像データ及び設備名を、表示装置や印刷装置などの出力装置に出力する（ステップＳ４９）。例えば、ユーザからの指示に応じて、要求されたデータのみを出力するようにしても良い。
【００５６】
以上のような処理を実施すれば、上辺又は底辺上の距離が撮影点から見込む角度に比例するように撮影された画像があれば、電柱や鉄塔といった細長い設備を適切に識別することができるようになる。
【００５７】
以上本技術の実施の形態を説明したが、本技術はこれに限定されるものではない。例えば、車両１００で移動しながら撮影するような例を示したが、車両１００以外の方法で移動しつつ撮影するようにしても良い。また、測定装置及び解析装置の機能ブロック図は一例であって、必ずしも実際のプログラムモジュール構成と一致しない場合もある。
【００５８】
さらに、処理フローについても処理結果が変わらない限りにおいて処理ステップの順番を入れ替えたり、並列実行するようにしても良い。
【００５９】
また、測定装置と解析装置が別装置の例を示しているが、１台の装置で上で述べた機能を全て実施するようにしても良いし、さらに多くの装置にて全ての機能を実現するようにしても良い。さらに、上でも述べたように電線など関連する設備などを併せて識別するようにしても良い。また、所定時間経過後に同一設備について画像データを取得し、予め定められた観点において比較するような処理を行うようにしても良い。
【００６０】
なお、測定装置及び解析装置はコンピュータ装置であって、図１９に示すように当該コンピュータ装置においては、メモリ２５０１（記憶部）とＣＰＵ２５０３（処理部）とハードディスク・ドライブ（ＨＤＤ）２５０５と表示装置２５０９に接続される表示制御部２５０７とリムーバブル・ディスク２５１１用のドライブ装置２５１３と入力装置２５１５とネットワークに接続するための通信制御部２５１７とがバス２５１９で接続されている。オペレーティング・システム（ＯＳ）及びＷｅｂブラウザを含むアプリケーション・プログラムは、ＨＤＤ２５０５に格納されており、ＣＰＵ２５０３により実行される際にはＨＤＤ２５０５からメモリ２５０１に読み出される。必要に応じてＣＰＵ２５０３は、表示制御部２５０７、通信制御部２５１７、ドライブ装置２５１３を制御して、必要な動作を行わせる。また、処理途中のデータについては、メモリ２５０１に格納され、必要があればＨＤＤ２５０５に格納される。このようなコンピュータは、上で述べたＣＰＵ２５０３、メモリ２５０１などのハードウエアとＯＳ及び必要なアプリケーション・プログラムとが有機的に協働することにより、上で述べたような各種機能を実現する。
【符号の説明】
【００６１】
２００ カメラ
３１１ ＧＰＳ装置 ３１３ 画像データ格納処理部
３１５ 画像データ格納部
４１１ 画像変換部 ４１３ 第２画像データ格納部
４１５ 画像認識部 ４１７ 画像学習部
４１９ 認識ルールデータ格納部 ４２１ 認識結果格納部
４２３ 設備角度算出部 ４２５ 設備角度格納部
４２７ 設備識別部 ４２９ 設備位置ＤＢ
４３１ 識別結果格納部 ４３３ 出力部
４５１ 第２画像変換部 ４５３ 第３画像データ格納部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像において電柱や鉄塔などの設備を識別するための技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば特開２００１−２７３４８１号公報には、架空配線された電柱を簡便に作業性よく写真撮影し、これを規格化し、一元的に管理するための技術が開示されている。より具体的には、電柱を広角の３次元像の魚眼像として撮像し、魚眼像の情報を２次元映像の情報に変換し、２次元映像の情報をビジュアル画像に変換して記録もしくは表示し、又は、ビジュアル画像をさらにデジタル情報に変換して記録もしくは表示し、電柱の全景・設置環境を確認する。しかし、カメラの方向が異なると共に、走行している車両からの画像を処理するものではない。
【０００３】
また、特開２００２−３５７５５７号公報には、道路や周辺施設等のチェックするにあたり作業者の労力負担を軽減することのできる、道路や周辺施設等の管理システムが開示されている。具体的には、巡回車に搭載された撮影カメラにより取得された道路や周辺施設等の映像データを記録するデータ記録部と、映像データを画像処理することにより、道路や周辺施設等の異常を検出する画像処理部と、第１の日付の撮影により取得された第１映像データと比較すべき映像データを、第１の日付とは異なる第２の日付の撮影により取得された第２映像データ群から特定する映像データ特定部とを備える。そして、画像処理部は、第１映像データと第２映像データとを画像処理技術を用いて比較対照することにより、道路や周辺施設等の異常を検出するものである。撮影された設備が地図上のどの設備であるかを識別するようなことは考慮されていない。
【０００４】
さらに、特開平１０−２９４９３２号公報には、巡視作業等で撮影する位置が事前に指定されている場所での撮影を自動的に行うデジタル画像撮影装置が開示されている。具体的には、撮影予定場所の一覧を格納したデータベースと、現在位置を計測するＤＧＰＳ（Differential Global Positioning System）と、データベースとＤＧＰＳの位置情報からデータベースに記録されている位置の範囲内に入ったことを識別する手段と、デジタル的に画像を撮影する手段と、撮影された画像を記録する手段とを備える。そして、撮影場所の範囲内に入ったと判断された場合に撮影手段で撮影した画像を記録手段に記録する。これによれば、巡視箇所の撮影を自動化することが可能となる。また、撮影の位置が正確に分かっていなくても、機器や地点の名称で指定することにより撮影場所の設定を行うことが可能となる。しかしながら、画像から、特定の設備を識別するような技術が開示されているわけではない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−２７３４８１号公報
【特許文献２】特開２００２−３５７５５７号公報
【特許文献３】特開平１０−２９４９３２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
道路や道路周辺に設置された電柱や鉄塔などの設備を１つ１つ人が巡回するのは非常にコストがかかるため、このコストを下げるために自動車を走行中に設備の画像を撮影することが考えられる。しかしながら、撮影された設備が、管理しているどの設備であるかを自動的に識別するような技術は従来存在していない。
【０００７】
従って、本発明の目的は、撮影された電柱や鉄塔などの設備を識別するための新規な技術を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の設備識別方法は、（Ａ）上辺又は底辺に垂直な基準線又は基準点が特定されており且つ上辺又は底辺上の距離が撮影点から見込む角度に比例するように撮影された第１画像と当該撮影点の撮影位置データと基準線又は基準点の方位角とを格納する第１画像データ格納部に格納されている第１画像に対して、画像認識処理を実施し、電柱及び鉄塔を含む識別対象設備の画像部分を抽出するステップと、（Ｂ）抽出された画像部分を通る直線と基準線又は基準点を通り上辺又は底辺に垂直な直線との関係から画像部分の変位角を算出すると共に、当該変位角と第１画像データ格納部に格納されている基準線又は基準点の方位角とにより、画像部分の方位角を算出する方位角算出ステップと、（Ｃ）第１画像データ格納部に格納されている撮影点の撮影位置データと算出された画像部分の方位角とから特定される範囲に含まれる識別対象設備のうち最も撮影点に近い識別対象設備の識別子を、識別対象設備の識別子と位置データとが登録されている設備データ格納部から抽出するステップとを含む。
【０００９】
このようにすれば、カメラが設置された車両が走行しながら撮影された画像であっても、電柱や鉄塔などの比較的細い設備でも適切に識別できるようになる。
【００１０】
また、上で述べた方位角算出ステップが、基準線又は基準点を通り上辺又は底辺に垂直な直線から、抽出された画像部分を通る直線までの距離から画像部分の変位角を算出するステップと、変位角と方位角との和により、画像部分の方位角を算出するステップとを含むようにしても良い。第１画像の定義より、距離が分かれば角度が判明するため、設備の方位角が得られるようになる。
【００１１】
さらに、上記設備識別方法は、天頂に向けた魚眼レンズで撮影され且つ第２画像データ格納部に格納されている第２画像に対して極座標逆変換により第１画像を生成し、第１画像データ格納部に格納するステップをさらに含むようにしても良い。このようにすれば、安価に第１画像を得ることができるようになる。
【００１２】
なお、上で述べた方位角算出ステップが、第１画像に対して極座標変換により第３画像を生成するステップと、第３画像において画像部分に相当する部分を通る直線と基準線又は基準点を通り上辺又は底辺に垂直な直線に相当する第２の直線とがなす角度を、画像部分の変位角として算出するステップとを含むようにしてもよい。このような極座標変換を実施することによって、例えば電線などを認識するような後続の処理もやりやすくなる。
【００１３】
なお、上で述べたような処理をハードウエアに実施させるためのプログラムを作成することができ、当該プログラムは、例えばフレキシブル・ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、光磁気ディスク、半導体メモリ、ハードディスク等のコンピュータ読み取り可能な記憶媒体又は記憶装置に格納される。なお、処理途中のデータについては、コンピュータのメモリ等の記憶装置に一時保管される。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、撮影された設備を適切に識別することができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】図１は、撮影の様子を示す模式図である。
【図２】図２は、測定装置の機能ブロック図である。
【図３】図３は、測定処理の処理フローを示す図である。
【図４】図４は、第１の実施の形態において撮影される画像の一例を示す図である。
【図５】図５は、撮影された画像と共に格納されるデータの一例を示す図である。
【図６】図６は、第１の実施の形態における解析装置の機能ブロック図である。
【図７】図７は、第１の実施の形態における解析処理の処理フローを示す図である。
【図８】図８は、極座標逆変換について説明するための図である。
【図９】図９は、極座標逆変換について説明するための図である。
【図１０】図１０は、画像認識処理について説明するための図である。
【図１１】図１１は、設備識別処理の処理フローを示す図である。
【図１２】図１２は、認識された設備と進行方向との変位角を算出する処理を説明するための図である。
【図１３】図１３は、設備識別のための処理を説明するための図である。
【図１４】図１４は、設備位置ＤＢに格納されるデータの一例を示す図である。
【図１５】図１５は、識別結果格納部に格納されるデータの一例を示す図である。
【図１６】図１６は、極座標変換後の処理について説明するための図である。
【図１７】図１７は、第３の実施の形態における解析装置の機能ブロック図である。
【図１８】図１８は、第３の実施の形態における解析処理の処理フローを示す図である。
【図１９】図１９は、コンピュータの機能ブロック図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
［実施の形態１］
本実施の形態では、図１に示すように、車両１００にカメラ２００を搭載し、この車両１００が道路を走行して、カメラ２００により所定間隔で撮影を行うものとする。以下でも述べるように、車両１００には、測定装置３００も搭載されており、当該測定装置３００に含まれるＧＰＳ（Global Positioning System）装置の測定間隔に応じて所定間隔が決定される。また、本実施の形態では、カメラ２００には、魚眼レンズが用いられており、魚眼レンズを天頂に向けた形で設置する。
【００１７】
図２に車両１００に搭載される測定装置３００の機能ブロック図を示す。測定装置３００は、ＧＰＳ装置３１１と、画像データ格納処理部３１３と、画像データ格納部３１５とを有する。画像データ格納処理部３１３は、所定間隔でカメラ２００に画像の撮影を実施させ、当該カメラ２００で撮影された画像の画像データとＧＰＳ装置３１１において測定された撮影位置データ等とを対応付けて画像データ格納部３１５に格納する。
【００１８】
図３に測定装置３００の処理フローを示す。画像データ格納処理部３１３は、撮影時刻になるまで待機し（ステップＳ１）、所定時間経過して撮影時刻になると、カメラ２００に対して指示を行う。カメラ２００は、画像データ格納処理部３１３からの指示に応じて撮影を行い（ステップＳ３）、撮影した画像の画像データを画像データ格納処理部３１３に出力する。画像データ格納処理部３１３は、カメラ２００からの画像データを、ＧＰＳ装置３１１によって測定された、画像撮影時刻の撮影位置データ及び進行方向データと共に、画像データ格納部３１５に格納する（ステップＳ５）。このような処理を、処理終了を指示されるまで繰り返す（ステップＳ７）。
【００１９】
なお、進行方向データは、方位角であり、例えば直前に測定された位置と今回測定された位置とを結ぶ直線から、その方位角を算出する。
【００２０】
画像データ格納部３１５に格納されるデータの一例を図４及び図５に示す。図４に、本実施の形態において魚眼レンズを伴うカメラ２００で撮影された画像の一例を示す。図４のように、本実施の形態では、円形の画像部分の中心が天頂を向くように調整されており、車両１００への設置態様によって、予め画像内の進行方向を特定しておく。本実施の形態では、図４の画像において水平左方向が進行方向であるものとする。
【００２１】
また、画像データ格納部３１５には、図５のようなデータが、画像データ毎に対応付けられて格納される。すなわち、撮影位置データとして緯度経度と、進行方向である方位角とが格納される。緯度経度ではなく、Ｘ座標値及びＹ座標値を算出した上で、格納しても良い。画像データ格納部３１５に格納されたデータは、以下で述べる解析処理に用いられる。
【００２２】
次に、画像データ格納部３１５に格納されたデータを用いて、画像中の特定の設備（本実施の形態では電柱及び鉄塔）を識別する処理を行う解析装置４００を説明する。図６に、解析装置４００の機能ブロック図を示す。解析装置４００は、（Ａ）画像データ格納部３１５と、（Ｂ）画像データ格納部３１５に格納されている画像データに対して極座標逆変換処理を実施する画像変換部４１１と、（Ｃ）画像変換部４１１の処理結果を格納する第２画像データ格納部４１３と、（Ｄ）認識ルールデータ格納部４１９と、（Ｅ）認識ルールデータ格納部４１９に格納される認識ルールを生成する画像学習部４１７と、（Ｆ）認識ルールデータ格納部４１９に格納されている認識ルールデータを用いて第２画像データ格納部４１３に格納されている画像データに対して画像認識処理を実施する画像認識部４１５と、（Ｇ）画像認識部４１５の処理結果を格納する認識結果格納部４２１と、（Ｈ）認識結果格納部４２１に格納されているデータを用いて処理を行う設備角度算出部４２３と、（Ｉ）設備角度算出部４２３の処理結果を格納する設備角度格納部４２５と、（Ｊ）各設備について位置データを格納する設備位置データベース（ＤＢ）４２９と、（Ｋ）設備角度格納部４２５及び認識結果格納部４２１と設備位置ＤＢ４２９とに格納されているデータと用いて設備識別処理を実施する設備識別部４２７と、（Ｌ）設備識別部４２７による処理結果を格納する識別結果格納部４３１と、（Ｍ）識別結果格納部４３１に格納されているデータを出力する出力部４３３とを有する。
【００２３】
次に、解析装置４００の処理内容を図７乃至図１５を用いて説明する。まず、画像変換部４１１は、画像データ格納部３１５に格納されている画像のうち未処理の画像を特定する（図７：ステップＳ１１）。そして、画像変換部４１１は、特定された画像について、極座標逆変換処理を実施し、処理後の画像データ及び画像データに対応付けられているデータ（撮影位置データ及び進行方向データ）を第２画像データ格納部４１３に格納する（ステップＳ１３）。
【００２４】
ステップＳ１３については図８を用いて説明する。なお、円形の画像部分の中心位（Ｃx，Ｃy）を特定しておく。さらに、円形の画像部分の半径ｒも特定しておく。
【００２５】
さらに、カメラ２００を車両１００に設置する場合には、以下の演算が簡単になるように、進行方向が画像上の０度、９０度など分かりやすい位置になるように調整しておく。なお、本実施の形態では０度が進行方向である。また、図８では、水平方向右が−１８０度であり、反時計回りに角度が設定されているものとする。
【００２６】
このような前提の下、以下の演算を行う。
（１）極座標逆変換後の画像として、幅２πｒ［画素］、高さｒ［画素］の矩形の画像を用意する。
（２）極座標逆変換後の画像における水平軸の座標に相当する変数ｘを、−πｒからπｒまで、１刻みで変化させながら以下の演算を繰り返す。
（ア）角度変数angle＝ｘ＊（３６０／（２πｒ））（以下、（１）式と呼ぶ。）を算出し、画像の中心からangle度の方向に長さｒの線分を引く。図８では、矢印１００１乃至１００３のような長さｒの線分を設定する。
（イ）線分に沿って矢印方向に距離１［画素］毎に画素値を読み取り、極座標逆変換後の画像において左端からｘの位置に、読み取った画素値を上から下に垂直に描画する。
【００２７】
そうすると、例えば図９に示すような画像が生成される。図９の例では、左端が−１８０度、右端が１７９度、中心部（本実施の形態では進行方向）が０度となっており、高さはｒである。そして、図９に示すように、図８に示された矢印１００１乃至１００３は、同じ参照番号が付されている鉛直方向矢印にマッピングされる。このように、この矩形の画像の上辺は図８の画像の中心に対応している。また、上で述べた（ア）及び（イ）の処理により、この矩形の画像の底辺（本例では上辺でも同じ）の長さ（距離とも呼ぶ）が、撮影位置（撮影点とも呼ぶ）から見込む角度に比例するようになっている。すなわち、距離が分かれば角度が分かるようになっている。距離と角度の関係は（１）式のとおりであり、距離が分かれば角度も分かるようになる。また、進行方向は０度であるから、図９では上辺及び底辺に垂直な直線で表されるが、この直線上のいずれかの点を進行方向を表す点として特定するようにしても良い。なお、このような極座標逆変換の演算はよく知られており、これ以上述べない。
【００２８】
図８のような画像を得るには比較的安価な魚眼レンズを用いることができるが、図８のような画像では、電柱や鉄塔の方向が一定とならないために電柱や鉄塔を認識することは困難である。従って、図９のような画像に変換すれば、電柱や鉄塔の方向が一定となるため、比較的容易に認識することができる。
【００２９】
次に、画像認識部４１５は、認識ルールデータ格納部４１９に格納されている認識ルールに従って、第２画像データ格納部４１３に格納されている極座標逆変換後の画像について、識別対象設備（認識対象設備であるが、識別対象設備と同じであり、電柱及び鉄塔など）の認識処理を実施し、処理結果として認識された設備を示すマークを含む画像データを第２画像データ格納部４１３に格納されている撮影位置データ及び進行方向データと共に認識結果格納部４２１に格納する（ステップＳ１５）。
【００３０】
この認識処理自体はよく知られた技術であり、多数の電柱や鉄塔の画像を画像学習部４１７に入力し、これに対してよく知られた学習アルゴリズムによって画像学習部４１７は学習を行って認識ルールを生成し、認識ルールのデータを認識ルールデータ格納部４１９に格納しておく。その後必要なタイミングで、画像認識部４１５は、認識ルールデータ格納部４１９に格納されている認識ルールに従って画像認識処理を実施する。
【００３１】
例えば、図９に示した画像では、図１０において太線枠１１０１で示すように、電柱が認識される。太線枠１１０１は、マークである。
【００３２】
そして、設備角度算出部４２３及び設備識別部４２７は、認識結果格納部４２１及び設備位置ＤＢ４２９に格納されているデータを用いて、設備識別処理を実施する（ステップＳ１７）。設備識別処理については、図１１乃至図１５を用いて説明する。
【００３３】
まず、設備角度算出部４２３は、認識結果格納部４２１に格納されているデータのうち未処理の認識結果を特定する（図１１：ステップＳ２１）。そして、特定された認識結果から、識別対象設備の方位角を算出し、設備角度格納部４２５に格納する（ステップＳ２２）。まず、進行方向を表す直線１１１１（図１２）から、ステップＳ１５で認識された設備を含む矩形１１０１（図１０）の中心線１１０２までの距離ｄを算出する。なお、図１２の例では、中央から左の角度が負、右の角度が正となっているので、直線１１１１から左側に中心線１１０２が含まれる場合には距離ｄは負の値となり、直線１１１１から右側に中心線１１０２が含まれる場合には距離ｄは正の値となる。図１２の例では、中心線１１０２は直線１１１１より左側にあるので、距離ｄは負の値となる。
【００３４】
そして、上で述べた（１）式に従って、距離ｄから変位角angleを算出する。例えば、変位角（−３０度）が算出されたものとする。そして、認識結果格納部４２１に格納されている進行方向データである方位角と、算出された変位角との和により、識別すべき設備の方位角を算出する。図５に示すように進行方向データである方位角が２７８度であるから、設備の方位角は２４８度（＝２７８−３０）と算出される。
【００３５】
次に、設備識別部４２７は、認識結果格納部４２１に格納されている撮影位置データを読み出し、設備位置ＤＢ４２９に登録されている設備（電柱及び鉄塔など）のうち撮影位置から、予め定められている半径Ｒの設備の設備名を抽出する（ステップＳ２３）。図１３に一例を示す。点１２０３が撮影位置であり、この点１２０３を中心とする半径Ｒの範囲に含まれる設備を抽出する。なお、図１３において黒丸が電柱を表しており、図１３に示している電柱が抽出される。また、図１４に、設備位置ＤＢ４２９に格納されるデータの一例を示す。図１４の例では、設備名（２３５号柱など）と、当該設備の緯度経度で表される位置データとが格納されている。本ステップの処理については、緯度経度の値をＸ座標値及びＹ座標値に変換してから行うようにしても良い。
【００３６】
そして、設備識別部４２７は、ステップＳ２３において抽出された設備のうち、ステップＳ２２で算出された方位角で特定される方向１２０２を中心とする所定角αに入る設備に絞り込む（ステップＳ２５）。図１３の例では、電柱１２１１に絞り込まれる。すなわち、電柱１２１１の設備名を特定し、例えばメインメモリなどの記憶装置に格納する。
【００３７】
その後、設備識別部４２７は、ステップＳ２５で絞り込まれて残った設備の数が「０」であるか判断する（ステップＳ２７）。残った設備の数が「０」であれば、該当設備がないということなので、設備識別部４２７は、「該当なし」を表すデータを、認識結果格納部４２１に格納されている画像データのうちマーク内の画像データと共に識別結果格納部４３１に格納する（ステップＳ２９）。そして、元の処理に戻る。
【００３８】
一方、残った設備の数が「０」ではない場合、設備識別部４２７は、残った設備の数が「１」であるか判断する（ステップＳ３１）。残った設備の数が「１」であれば、設備識別部４２７は、残った設備の設備名及び認識結果格納部４２１に格納されている画像データのうちマーク内の画像データを識別結果格納部４３１に格納する（ステップＳ３３）。そして、元の処理に戻る。
【００３９】
さらに、残った設備の数が「１」ではない場合、設備識別部４２７は、ステップＳ２５で絞り込まれて残った設備のうち、最も撮影位置に近い設備の設備名及び認識結果格納部４２１に格納されている画像データのうち当該設備についてのマーク内の画像データを識別結果格納部４３１に格納する（ステップＳ３５）。そして、元の処理に戻る。
【００４０】
識別結果格納部４３１には、例えば図１５に示すようなデータが格納される。すなわち、識別された設備の設備名（例えば２３６号柱）と当該設備の画像データとが対応付けて格納される。
【００４１】
設備識別部４２７は、認識結果格納部４２１に格納されている全ての認識結果について処理したか判断する（ステップＳ３７）。未処理の認識結果が存在していれば、ステップＳ２１に戻る。一方、全ての認識結果について処理した場合には、元の処理に戻る。
【００４２】
図７の説明に戻って、画像変換部４１１は、画像データ格納部３１５に格納されている全ての画像について処理したか判断する（ステップＳ１９）。未処理の画像が存在していれば、ステップＳ１１に戻る。一方、全ての画像について処理した場合には、出力部４３３は、識別結果格納部４３１に格納されている処理結果である画像データ及び設備名を、表示装置や印刷装置などの出力装置に出力する（ステップＳ２０）。例えば、ユーザからの指示に応じて、要求されたデータのみを出力するようにしても良い。
【００４３】
以上のような処理を実施すれば、電柱や鉄塔といった細長い設備についても、安価なカメラにて識別することができるようになる。
【００４４】
［実施の形態２］
第１の実施の形態の解析装置４００は、例えば図６の点線の構成を含むような形に変形することも可能である。
【００４５】
すなわち、解析装置４００は、さらに、認識結果格納部４２１に格納されている画像データに対して極座標変換処理を実施する第２画像変換部４５１と、第２画像変換部４５１の処理結果である第３画像データ格納部４５３とを有する。なお、設備角度算出部４２３の処理内容も、第１の実施の形態とは異なる。
【００４６】
以下、異なる部分についてのみ説明する。第２画像変換部４５１は、画像変換部４１１の逆処理である極座標変換を実施する。すなわち、画像認識部４１５による認識結果であるマークである太線枠１１０１及び中心線１１０２を含む画像データを、元の画像データに戻す。例えば、図１０に示したような画像データを、図１６に示すような画像データに変換する。図１６に示すように、太線枠１１０１は、極座標変換で歪んだ形のマーク１１０１ｂに変形される。また、中心線１１０２は、底辺及び上辺に対して垂直な直線であるから、図１６のような画像の中心を通過する直線１１０２ｂに変換される。
【００４７】
その後、設備角度算出部４２３は、図１６に示すような画像における進行方向を表す直線１５０１と直線１１０２ｂとの角度βを算出する。図１６に示すような画像であれば、反時計回りで角度が設定されているので、進行方向を表す直線より上方の直線に対する角度の場合には負の変位角が算出され、進行方向を表す直線より下方の直線に対する角度の場合には正の変位角が算出される。図１６の例で、β＝−３０度であると算出された場合には、進行方向の方位角２７８度から２４８度（＝２７８−３０）が算出される。以下の処理については、第１の実施の形態と同じである。
【００４８】
このように第２画像変換部４５１を設けて元の画像データに戻すことによって、電柱や鉄塔につながっている電線を識別しやすくなるという効果がある。図１０のような画像では、電柱や鉄塔については認識しやすくなるが、電線は逆に歪んでしまって認識しにくくなっている。これに対して、電柱や鉄塔を認識した上で、図１６に示すように元の画像に戻せば、電柱や鉄塔が分かっているという点を用いて、歪みが小さくなっている電線を特定することが容易になるという効果がある。
【００４９】
［実施の形態３］
本実施の形態では、第１及び第２の実施の形態とは異なるカメラ２００を用いる。本実施の形態におけるカメラ２００は、魚眼レンズではなく、複数のカメラによって撮影を行うカメラであって、図９のような画像を合成するカメラである。このようなカメラの場合、撮影された画像では、上辺又は底辺上の距離が撮影点から見込む角度にほぼ比例する画像が得られる。すなわち、角度演算に多少誤差が含まれることになる。また、３６０度回転して撮影を行うようなカメラを採用する場合もある。なお、図９のような画像において、進行方向を示す直線又は点が特定されているものとする。
【００５０】
また、画像データ格納処理部３１３は、図９のような画像に対応付けて図５に示したデータを格納する。
【００５１】
そして、本実施の形態における解析装置５００は、図１７に示すような構成を有する。なお、図６と同じ機能を果たす又は同様なデータを保持する要素については同じ参照符号を付与している。すなわち、解析装置５００は、（Ａ）画像データ格納部３１５と、（Ｂ）認識ルールデータ格納部４１９と、（Ｃ）認識ルールデータ格納部４１９に格納される認識ルールを生成する画像学習部４１７と、（Ｄ）認識ルールデータ格納部４１９に格納されている認識ルールデータを用いて画像データ格納部３１５に格納されている画像データに対して画像認識処理を実施する画像認識部４１５と、（Ｅ）画像認識部４１５の処理結果を格納する認識結果格納部４２１と、（Ｆ）認識結果格納部４２１に格納されているデータを用いて処理を行う設備角度算出部４２３と、（Ｇ）設備角度算出部４２３の処理結果を格納する設備角度格納部４２５と、（Ｈ）各設備について位置データを格納する設備位置ＤＢ４２９と、（Ｉ）設備角度格納部４２５及び認識結果格納部４２１と設備位置ＤＢ４２９とに格納されているデータと用いて設備識別処理を実施する設備識別部４２７と、（Ｊ）設備識別部４２７による処理結果を格納する識別結果格納部４３１と、（Ｋ）識別結果格納部４３１に格納されているデータを出力する出力部４３３とを有する。
【００５２】
このように解析装置４００の一部の構成要素を除去した構成になっている。
【００５３】
次に、図１８を用いて解析装置４００の処理を説明する。まず、画像認識部４１５は、画像データ格納部３１５に格納されている画像のうち未処理の画像を特定する（ステップＳ４１）。そして、画像認識部４１５は、認識ルールデータ格納部４１９に格納されている認識ルールに従って、画像データ格納部３１５に格納されている画像について、識別対象設備（認識対象設備であるが、識別対象設備と同じであり、電柱及び鉄塔など）の認識処理を実施し、処理結果として認識された設備を含むマークを含む画像データを画像データ格納部３１５に格納されている撮影位置データ及び進行方向データと共に認識結果格納部４２１に格納する（ステップＳ４３）。このステップは、ステップＳ１５と同じ処理である。第１の実施の形態と同様に、例えば図９に示した画像では、図１０において太線枠１１０１で示すように、電柱を認識する。
【００５４】
そして、設備角度算出部４２３及び設備識別部４２７は、認識結果格納部４２１及び設備位置ＤＢ４２９に格納されているデータを用いて、設備識別処理を実施する（ステップＳ４５）。この設備識別処理については、図１１乃至図１５を用いて説明された処理と同様である。
【００５５】
その後、画像認識部４１５は、画像データ格納部３１５に格納されている全ての画像について処理したか判断する（ステップＳ４７）。未処理の画像が存在していれば、ステップＳ４１に戻る。一方、全ての画像について処理した場合には、出力部４３３は、識別結果格納部４３１に格納されている処理結果である画像データ及び設備名を、表示装置や印刷装置などの出力装置に出力する（ステップＳ４９）。例えば、ユーザからの指示に応じて、要求されたデータのみを出力するようにしても良い。
【００５６】
以上のような処理を実施すれば、上辺又は底辺上の距離が撮影点から見込む角度に比例するように撮影された画像があれば、電柱や鉄塔といった細長い設備を適切に識別することができるようになる。
【００５７】
以上本技術の実施の形態を説明したが、本技術はこれに限定されるものではない。例えば、車両１００で移動しながら撮影するような例を示したが、車両１００以外の方法で移動しつつ撮影するようにしても良い。また、測定装置及び解析装置の機能ブロック図は一例であって、必ずしも実際のプログラムモジュール構成と一致しない場合もある。
【００５８】
さらに、処理フローについても処理結果が変わらない限りにおいて処理ステップの順番を入れ替えたり、並列実行するようにしても良い。
【００５９】
また、測定装置と解析装置が別装置の例を示しているが、１台の装置で上で述べた機能を全て実施するようにしても良いし、さらに多くの装置にて全ての機能を実現するようにしても良い。さらに、上でも述べたように電線など関連する設備などを併せて識別するようにしても良い。また、所定時間経過後に同一設備について画像データを取得し、予め定められた観点において比較するような処理を行うようにしても良い。
【００６０】
なお、測定装置及び解析装置はコンピュータ装置であって、図１９に示すように当該コンピュータ装置においては、メモリ２５０１（記憶部）とＣＰＵ２５０３（処理部）とハードディスク・ドライブ（ＨＤＤ）２５０５と表示装置２５０９に接続される表示制御部２５０７とリムーバブル・ディスク２５１１用のドライブ装置２５１３と入力装置２５１５とネットワークに接続するための通信制御部２５１７とがバス２５１９で接続されている。オペレーティング・システム（ＯＳ）及びＷｅｂブラウザを含むアプリケーション・プログラムは、ＨＤＤ２５０５に格納されており、ＣＰＵ２５０３により実行される際にはＨＤＤ２５０５からメモリ２５０１に読み出される。必要に応じてＣＰＵ２５０３は、表示制御部２５０７、通信制御部２５１７、ドライブ装置２５１３を制御して、必要な動作を行わせる。また、処理途中のデータについては、メモリ２５０１に格納され、必要があればＨＤＤ２５０５に格納される。このようなコンピュータは、上で述べたＣＰＵ２５０３、メモリ２５０１などのハードウエアとＯＳ及び必要なアプリケーション・プログラムとが有機的に協働することにより、上で述べたような各種機能を実現する。
【符号の説明】
【００６１】
２００ カメラ
３１１ ＧＰＳ装置 ３１３ 画像データ格納処理部
３１５ 画像データ格納部
４１１ 画像変換部 ４１３ 第２画像データ格納部
４１５ 画像認識部 ４１７ 画像学習部
４１９ 認識ルールデータ格納部 ４２１ 認識結果格納部
４２３ 設備角度算出部 ４２５ 設備角度格納部
４２７ 設備識別部 ４２９ 設備位置ＤＢ
４３１ 識別結果格納部 ４３３ 出力部
４５１ 第２画像変換部 ４５３ 第３画像データ格納部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
上辺又は底辺に垂直な基準線又は基準点が特定されており且つ前記上辺又は底辺上の距離が撮影点から見込む角度に比例するように撮影された第１画像と当該撮影点の撮影位置データと前記基準線又は前記基準点の方位角とを格納する第１画像データ格納部に格納されている前記第１画像に対して、画像認識処理を実施し、電柱及び鉄塔を含む識別対象設備の画像部分を抽出するステップと、
抽出された前記画像部分を通る直線と前記基準線又は前記基準点を通り前記上辺又は底辺に垂直な直線との関係から前記画像部分の変位角を算出すると共に、当該変位角と前記第１画像データ格納部に格納されている前記基準線又は前記基準点の方位角とにより、前記画像部分の方位角を算出する方位角算出ステップと、
前記第１画像データ格納部に格納されている前記撮影点の撮影位置データと算出された前記画像部分の方位角とから特定される範囲に含まれる前記識別対象設備のうち最も前記撮影点に近い識別対象設備の識別子を、前記識別対象設備の識別子と位置データとが登録されている設備データ格納部から抽出するステップと、
を、コンピュータに実行させるためプログラム。
【請求項２】
前記方位角算出ステップが、
前記基準線又は前記基準点を通り前記上辺又は底辺に垂直な直線から、抽出された前記画像部分を通る直線までの距離から前記画像部分の変位角を算出するステップと、
前記変位角と前記方位角との和により、前記画像部分の方位角を算出するステップと、
を含む請求項１記載のプログラム。
【請求項３】
天頂に向けた魚眼レンズで撮影され且つ第２画像データ格納部に格納されている第２画像に対して極座標逆変換により前記第１画像を生成し、前記第１画像データ格納部に格納するステップ
をさらに前記コンピュータに実行させるための請求項１又は２記載のプログラム。
【請求項４】
前記方位角算出ステップが、
前記第１画像に対して極座標変換により第３画像を生成するステップと、
前記第３画像において前記画像部分に相当する部分を通る直線と前記基準線又は前記基準点を通り前記上辺又は底辺に垂直な直線に相当する第２の直線とがなす角度を、前記画像部分の変位角として算出するステップと、
を含む請求項１又は３記載のプログラム。
【請求項５】
上辺又は底辺に垂直な基準線又は基準点が特定されており且つ前記上辺又は底辺上の距離が撮影点から見込む角度に比例するように撮影された第１画像と当該撮影点の撮影位置データと前記基準線又は前記基準点の方位角とを格納する第１画像データ格納部に格納されている前記第１画像に対して、画像認識処理を実施し、電柱及び鉄塔を含む識別対象設備の画像部分を抽出するステップと、
抽出された前記画像部分を通る直線と前記基準線又は前記基準点を通り前記上辺又は底辺に垂直な直線との関係から前記画像部分の変位角を算出すると共に、当該変位角と前記第１画像データ格納部に格納されている前記基準線又は前記基準点の方位角とにより、前記画像部分の方位角を算出する方位角算出ステップと、
前記第１画像データ格納部に格納されている前記撮影点の撮影位置データと算出された前記画像部分の方位角とから特定される範囲に含まれる前記識別対象設備のうち最も前記撮影点に近い識別対象設備の識別子を、前記識別対象設備の識別子と位置データとが登録されている設備データ格納部から抽出するステップと、
を含み、コンピュータにより実行される設備識別方法。
【請求項６】
上辺又は底辺に垂直な基準線又は基準点が特定されており且つ前記上辺又は底辺上の距離が撮影点から見込む角度に比例するように撮影された第１画像と当該撮影点の撮影位置データと前記基準線又は前記基準点の方位角とを格納する第１画像データ格納部に格納されている前記第１画像に対して、画像認識処理を実施し、電柱及び鉄塔を含む識別対象設備の画像部分を抽出する手段と、
抽出された前記画像部分を通る直線と前記基準線又は前記基準点を通り前記上辺又は底辺に垂直な直線との関係から前記画像部分の変位角を算出すると共に、当該変位角と前記第１画像データ格納部に格納されている前記基準線又は前記基準点の方位角とにより、前記画像部分の方位角を算出する手段と、
前記第１画像データ格納部に格納されている前記撮影点の撮影位置データと算出された前記画像部分の方位角とから特定される範囲に含まれる前記識別対象設備のうち最も前記撮影点に近い識別対象設備の識別子を、前記識別対象設備の識別子と位置データとが登録されている設備データ格納部から抽出する手段と、
を有する設備識別装置。
【請求項１】
上辺又は底辺に垂直な基準線又は基準点が特定されており且つ前記上辺又は底辺上の距離が撮影点から見込む角度に比例するように撮影された第１画像と当該撮影点の撮影位置データと前記基準線又は前記基準点の方位角とを格納する第１画像データ格納部に格納されている前記第１画像に対して、画像認識処理を実施し、電柱及び鉄塔を含む識別対象設備の画像部分を抽出するステップと、
抽出された前記画像部分を通る直線と前記基準線又は前記基準点を通り前記上辺又は底辺に垂直な直線との関係から前記画像部分の変位角を算出すると共に、当該変位角と前記第１画像データ格納部に格納されている前記基準線又は前記基準点の方位角とにより、前記画像部分の方位角を算出する方位角算出ステップと、
前記第１画像データ格納部に格納されている前記撮影点の撮影位置データと算出された前記画像部分の方位角とから特定される範囲に含まれる前記識別対象設備のうち最も前記撮影点に近い識別対象設備の識別子を、前記識別対象設備の識別子と位置データとが登録されている設備データ格納部から抽出するステップと、
を、コンピュータに実行させるためプログラム。
【請求項２】
前記方位角算出ステップが、
前記基準線又は前記基準点を通り前記上辺又は底辺に垂直な直線から、抽出された前記画像部分を通る直線までの距離から前記画像部分の変位角を算出するステップと、
前記変位角と前記方位角との和により、前記画像部分の方位角を算出するステップと、
を含む請求項１記載のプログラム。
【請求項３】
天頂に向けた魚眼レンズで撮影され且つ第２画像データ格納部に格納されている第２画像に対して極座標逆変換により前記第１画像を生成し、前記第１画像データ格納部に格納するステップ
をさらに前記コンピュータに実行させるための請求項１又は２記載のプログラム。
【請求項４】
前記方位角算出ステップが、
前記第１画像に対して極座標変換により第３画像を生成するステップと、
前記第３画像において前記画像部分に相当する部分を通る直線と前記基準線又は前記基準点を通り前記上辺又は底辺に垂直な直線に相当する第２の直線とがなす角度を、前記画像部分の変位角として算出するステップと、
を含む請求項１又は３記載のプログラム。
【請求項５】
上辺又は底辺に垂直な基準線又は基準点が特定されており且つ前記上辺又は底辺上の距離が撮影点から見込む角度に比例するように撮影された第１画像と当該撮影点の撮影位置データと前記基準線又は前記基準点の方位角とを格納する第１画像データ格納部に格納されている前記第１画像に対して、画像認識処理を実施し、電柱及び鉄塔を含む識別対象設備の画像部分を抽出するステップと、
抽出された前記画像部分を通る直線と前記基準線又は前記基準点を通り前記上辺又は底辺に垂直な直線との関係から前記画像部分の変位角を算出すると共に、当該変位角と前記第１画像データ格納部に格納されている前記基準線又は前記基準点の方位角とにより、前記画像部分の方位角を算出する方位角算出ステップと、
前記第１画像データ格納部に格納されている前記撮影点の撮影位置データと算出された前記画像部分の方位角とから特定される範囲に含まれる前記識別対象設備のうち最も前記撮影点に近い識別対象設備の識別子を、前記識別対象設備の識別子と位置データとが登録されている設備データ格納部から抽出するステップと、
を含み、コンピュータにより実行される設備識別方法。
【請求項６】
上辺又は底辺に垂直な基準線又は基準点が特定されており且つ前記上辺又は底辺上の距離が撮影点から見込む角度に比例するように撮影された第１画像と当該撮影点の撮影位置データと前記基準線又は前記基準点の方位角とを格納する第１画像データ格納部に格納されている前記第１画像に対して、画像認識処理を実施し、電柱及び鉄塔を含む識別対象設備の画像部分を抽出する手段と、
抽出された前記画像部分を通る直線と前記基準線又は前記基準点を通り前記上辺又は底辺に垂直な直線との関係から前記画像部分の変位角を算出すると共に、当該変位角と前記第１画像データ格納部に格納されている前記基準線又は前記基準点の方位角とにより、前記画像部分の方位角を算出する手段と、
前記第１画像データ格納部に格納されている前記撮影点の撮影位置データと算出された前記画像部分の方位角とから特定される範囲に含まれる前記識別対象設備のうち最も前記撮影点に近い識別対象設備の識別子を、前記識別対象設備の識別子と位置データとが登録されている設備データ格納部から抽出する手段と、
を有する設備識別装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１１−１７０４００（Ｐ２０１１−１７０４００Ａ）
【公開日】平成２３年９月１日（２０１１．９．１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−３０８６４（Ｐ２０１０−３０８６４）
【出願日】平成２２年２月１６日（２０１０．２．１６）
【出願人】（０００００３６８７）東京電力株式会社 (2,580)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年９月１日（２０１１．９．１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年２月１６日（２０１０．２．１６）
【出願人】（０００００３６８７）東京電力株式会社 (2,580)
【Ｆターム（参考）】
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