2017 Fiscal Year Research-status Report

土砂災害の予兆検知のための遠距離高精度計測法の汎用化に関する研究

Research Project

Project/Area Number	17K06459
Research Institution	Shizuoka University
Principal Investigator	橋本岳静岡大学, 工学部, 准教授 (60228418)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	能見公博静岡大学, 工学部, 教授 (20325319) 岩田孝仁静岡大学, 地域創造学環, 教授 (30411804)
Project Period (FY)	2017-04-01 – 2020-03-31
Keywords	3次元計測 / 防災 / 画像計測 / 土砂災害 / 情報ネットワーク
Outline of Annual Research Achievements	本研究は，画像を用いたパッシブステレオ計測において，量子化誤差を低減することにより高精度計測を可能とする独自技術に基づいている。これまで，この計測技術が他の計測技術に比べて優位な計測環境である屋外・遠距離での計測に取り組み，樹木や岩等の微小な動きの高精度な計測結果から土砂災害発生の予兆検知において成果を挙げた。本研究期間には，この土砂災害発生の予兆検知の種類や範囲を拡大すること，および，計測結果の伝送について検討を行うものである。具体的には，これまでの研究では人工マーカーを用いた計測について成功しており，本研究期間には，人工マーカー以外にも自然マーカーを対象とすることで一般ターゲットの計測を検討して，さらに計測距離を延ばすことについての取組みも行っている。初年度は，次のテーマについて鋭意研究を進めた。テーマ１　計測システムの開発および計測：自然マーカーの計測の対応点探索のために，マッチング手法について様々な検討を行った。並行して，計測対象のターゲット・カメラ設置可能位置を考慮した模擬環境にて，菱形領域（離散的な画素により生じる視線と視線の交差で構成される，平面的に描くと“菱形状の領域”を指す。これを複数のステレオカメラを用いて小さくすることが本質である）の重なりを効率的に制御する高精度化のアイディアに基づき，カメラ配置と計測精度との関係を綿密に調べ，高精度計測を実現できる最適条件（カメラシフト量，シフト回数など）を理論および実験により検討した。テーマ２　計測結果の伝送実験：（小型人工衛星から撮影する画像の画質を考慮して）遠方にある微小かつ低画質なターゲットの撮影を行い，画像特徴量抽出を検討することで計測結果伝送の可能性を確かめた。また，研究過程において本計測方法が当初の予想以上に様々な応用があることが分かってきており，それらの応用についても鋭意検討を行っている。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned. Reason ・計画にあるテーマ１，２を達成できたこと。・画像計測において新たな知見を複数見出し，当初計画以上に新しい手法（誤差低減，対応点探索，特徴点抽出等）を提案できたこと。・さらに，本計測方法が当初の予想以上に様々な分野において有効であることが明らかになった。具体例としては，構造物検査・気象に関連する防災・野鳥計測等に高精度計測を生かし，従来技術では得られないような有意義な計測を行えると見込まれている。
Strategy for Future Research Activity	当初の目的通り，次のテーマおよび新規応用先について鋭意研究を進める計画である。・テーマ１について，一般のターゲットを対象とした高精度計測について理論と実験の両面から研究を進める。・テーマ２について，伝送方法について検討を進める。・さらに，新しく見つかった応用先（構造物検査，気象に関連する防災，野鳥計測，その他）についても鋭意研究を進めていく。
Causes of Carryover	初年度に購入しようと計画していたもの（「カメラ可動機能付ステレオカメラ」関連部品）より高性能な製品が次年度に購入可能となるという情報を得たため，平成30年度に購入することとした。