タイの工場エンジニアリングチーム向け、温水メーターの数値をOCRで読み取るEdge AIカメラ

課題の背景

このシステムは、数字式文字盤の温水メーターの値をカメラで読み取り、担当者が記録しに行かなくてもシステムへ送信します。顧客のメーターは値を文字盤に表示するだけで、使用量を知るには担当者が設置場所まで読みに行き、記録するかシステムへ手入力する必要がありました。そのためデータの反映が遅く、記録や入力のミスが起こる可能性がありました。

顧客はタイの工場エンジニアリング会社です。顧客のIoT（ネットワーク経由でデータを送信する機器）エンジニアチームは自社のサーバーとダッシュボードを持っており、求めていたのは文字盤の数字をデータに変換してそのシステムへ送信する機器でした。

要件と制約

メーター読み取りセットは既存のメーターで動作し、顧客が保有するシステムへ値を送信する必要があります。システムの要件は次のとおりです。

• メーターを交換せず既存の温水メーターに取り付けます。そのためカメラケースはメーター本体の寸法に合わせて設計する必要があります。
• 機器側で数字を読み取り、APIまたはMQTTで顧客のサーバーへ値を送信します。
• 機器セットは本体にデータベースを保持せず、ダッシュボードとアラートは顧客のシステム側にあります。
• カメラ1セットを設定します。カメラは1–2分ごとの読み取り周期に対応します。
• 試験基準は2項目です。カメラが文字盤の数字を正しく読み取ること、API経由で送信された値が文字盤と一致することです。

メーターを交換せず、既存の文字盤を読み取るカメラを取り付ける方式を選んだ理由

当社が既存の文字盤を撮影するカメラの取り付けを選んだのは、課題がメーターにすでに表示されている値をシステムへ取り込むことだったためです。この方式ならメーターの撤去や交換は不要で、当社の作業範囲はAPIまたはMQTTで顧客のサーバーへ値を送信するところまでです。

機器が現場で自ら数字を読み取る（Edge AI）ため、処理のために画像をサーバーへ送る必要はありません。送信するデータは読み取った数字のみです。システムの処理手順は次のとおりです。

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   文字盤を撮影するケース内カメラ

   カメラはメーター本体の寸法に合わせて設計したケース（Housing Case）内にあり、設定した周期で文字盤の数字欄を撮影します。

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   機器側で数字を読み取り

   組み込みコントローラーボード（Embedded Controller）が、画像から数字を読み取るOCRモデルを自ら実行します。

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   APIまたはMQTTで値を送信

   読み取った数字はデータとして顧客のサーバーへ送信されます。機器セットは本体にデータベースを保持しません。

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   顧客が自社のシステムで値を活用

   顧客のチームは、取得した値をダッシュボードに表示する、アラートを設定する、または既存システム内の他のデータと統合するといった形で活用します。

システムの構成要素

システムは、メーター読み取りのハードウェアセット、AIカメラの設定、値の送信で構成され、カメラ1セット、1–2分ごとの読み取り周期、試験基準2項目を前提に設計しています。構成要素は次のとおりです。

• メーター読み取り用カメラ（Camera for check meter）
• 電源アダプター付き組み込みコントローラーボード（Embedded Controller）
• カメラケース（Housing Case）
• 文字盤の数字を読み取るためのAIカメラ設定と、APIまたはMQTTでの値の送信

作業仕様書は2版あり、初版は2024年、改訂版は2025年で、改訂版ではハードウェアケースの設計作業が追加されました。

当社が構築し検証したもの

当社はPythonのOCRコードを、小型コンピューターボード上で実際のメーター文字盤の写真を用いて試験し、数字を読み取ることができました。この結果は写真を用いた当社の社内試験によるものです。さらに、カメラケースの設計のため、実物のメーター本体の寸法を測定しました。

システムの試験基準2項目は設置場所のメーターに対して測定するものであり、精度と速度の数値はその段階で測定する必要があります。このページでは試験済みの結果のみをレポートしています。

私たちが学んだこと

この案件から得られた、カメラによるメーター読み取り案件の原則は次のとおりです。

• 受入基準は、送信元と送信先の両方で実際の文字盤の数字と照合する必要があります。このシステムでは試験基準を2項目に分けています。カメラが読み取った値と、送信先がAPI経由で受け取った値です。信頼度（confidence、モデルが自身の結果に付けるスコア）は、結果を実際の文字盤と照合するまでは精度ではありません。
• カメラの位置とケースは、当初から作業範囲の一部です。ケースがカメラの距離と角度を決めます。この案件では実物のメーター本体の寸法を測定し、改訂版の作業仕様書でケースの設計作業を追加しました。
• 機器と送信先システムの役割を明確に分けます。この案件ではカメラセットは値の読み取りと送信のみを行い、ダッシュボードとアラートは顧客側にあります。APIまたはMQTTのチャネルは、双方が確認できる受け渡し点です。

この方式を貴社工場のメーターに適用するには

貴社工場でいまも担当者が数字式文字盤のメーターを巡回して読み取っており、APIまたはMQTTでデータを受け取るシステムがある場合、このシステムと同じ方式を利用できます。既存の文字盤を撮影するカメラを取り付け、機器側で数字を読み取り、値だけをシステムへ送信する方式です。調整が必要なのは、ケースと貴社のメーターでの試験です。

• 設置場所で機器の電源とネットワークを準備し、組織のネットワークポリシーを確認します。
• 値を利用する前に、システムが読み取った数字と実際の文字盤の数字を照合する試験を計画します。