長距離検知を可能にするステレオ視方式三次元距離センサーLSIに関する研究

2016 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 16K06302
• Research Institution: Kyushu Institute of Technology
• Principal Investigator: 有馬 裕 九州工業大学, マイクロ化総合技術センター, 教授 (10325582)
• Project Period (FY): 2016-04-01 – 2020-03-31
• Keywords: 三次元距離センサー / ステレオ視 / 透明板 / 画像シフト / 検知距離シフト

Outline of Annual Research Achievements

提案方式を実証するために、三次元距離センサーのイメージセンサーとその光学レンズの間に透明板を設置し、その透明板の傾きに対する検知距離シフト量に関する評価実験を行った。
今回用いた三次元距離センサーは別途開発したもので、既に独自開発しているイメージセンサーLSI２個と視差検知LSI、そしてそれらの制御用LSIを独自のSiインターポーザ上に組立てステレオ視方式三次元センサーを構成している。イメージセンサーLSIは320列240行画素構成であり、二つのイメージセンサー間隔は80mmである。視差検知LSIでは左右の1行320画素毎に相関演算を並列に行い、左右の画像間で強い相関が検知された位置の視差情報を出力する。イメージセンサーとレンズ間に設置する透明板は2mm厚のアクリル板を用い、その透明板はピエゾアクチュエータ(Piezo Systems:T434-A4-302)によりその傾きを調整可能にした。
まず、アクチュエータの印可電圧に対する透明板の傾きを評価した。印可電圧 -24V～24Vに対して、透明板の傾きは -0.49度～0.57度に変化することを確認した。提案した計算式により、その透明板の傾きと厚さから画像のシフト量は算出できる。
次に、アクチュエータの印可電圧による三次元距離センサー検知距離の変化を評価し、透明板を僅かに傾けることで検知距離がシフトすることを確認した。その具体例として、アクチュエータの印加電圧を -2V～-6Vに変えると、透明板は -0.04度～-0.13度傾き、検知距離は340cm～350cmに変化した。
これらの実験評価によって、提案手法による検知距離拡張の原理的可能性を確認できた。更に、シングルチップLSIに集積された二つのイメージセンサー（間隔8mm）における検知距離拡張性能を評価するために、新たにシングルチップ三次元距離センサーLSIを設計し、試作した。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

計画通り、提案方式の原理的可能性が実証できた。
また、次の実証実験に必要なシングルチップ三次元距離センサーLSIの設計および試作が完了した。

Strategy for Future Research Activity

試作したシングルチップ三次元距離センサーLSIを用いて、提案の検知距離拡張機能の評価実験を行う。
また、提案方式の更なるコンパクト化を目的として透明板を傾ける新たな手法なども検討したい。

Causes of Carryover

実験評価で用いた部材費用額が予定よりやや少なかったため。

Expenditure Plan for Carryover Budget

実験評価用の部材費用として使用する予定。