光等位相面切断法による植物の3次元構造解析システムの開発

2007 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 17780199
• Research Institution: Tohoku Gakuin University
• Principal Investigator: 熊谷 正朗 Tohoku Gakuin University, 工学部, 准教授 (70323045)
• Keywords: 距離計測 / ステレオビジョン / アクティブステレオビジョン / 3次元距離計測 / 光等位相面切断法 / 植物構造 / センシング / 画像処理

Research Abstract

本研究は、申請者が開発したカメラを用いた3次元距離計測手法を発展させ、それによって農業用ロボット等に応用可能な植物の構造センシングを目的としたものである。具体的には、カメラとともに、縞状の光パターンを投影するための光源を併用する。対象に移動する縞模様を投影したうえで映像として取得し、多数のコマ(100コマ程度)を一括して分析することによって、画素ごとに奥行きを検出する。この手法の特徴としては、画素ごとに距離がわかるため、単純なステレオビジョンなどに比べて横方向の密度が高く、また三角測量を利用するため光学系の組み方によってはミリ以下の分解能が得られる。ただし、計測には2秒程度の静止を必要とするため、主に静物の計測用である。これらの点から、植物の構造計測には使用可能であり、また従来のステレオビジョンなどが苦手とする単一色で複雑な奥行きを持った植物にも対応できる点が利点である。これが本課題の由来である。ただし、対象自身による光源の影はそのまま計測不能につながるため、より複雑な形状に対応しやすくするため、複数の光源を同時に使用する技術を開発した。これをうけて植物の解析を目指したが、現時点では当初目標に対しての十分な成果は得られていない。主な原因は研究に要する時間の見積もりの甘さである。本資金による必要機材の調達は行えたため、今後時間をかけて十分な成果を得て、一般に公表することでその責を果たす予定である。