2007 Fiscal Year Annual Research Report
視体積交差法による植物体のオンライン三次元形状測定
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19380146
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
芋生 憲司 The University of Tokyo, 大学院・農学生命科学研究科, 准教授 (40184832)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
横山 伸也 東京大学, 大学院・農学生命科学研究科, 教授 (10358319)
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| Keywords | アルゴリズム / 計測工学 / 農業工学 / 画像解析 / 情報処理 |
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| Research Abstract |
本研究の目的は苗や果実など植物体の三次元形状を迅速に測定するコンパクトな装置を開発することである。農業分野において,苗など対象物の三次元形状を迅速に測定できれば,個体別の葉面積や受光量が把握できメリットが大きい。測定方法としては,一台のカメラと複数の鏡を用い,基本的には視体積交差法のアルゴリズムによって,測定対象物の三次元形状をデータとして再構築する。当初の予定では平成19年度に基礎実験を行って適切な仮想視点を決定した後,多視点撮影試験装置を製作し,キャリブレーション試験を行う予定であった。しかし基礎実験によって,キャリブレーションで同定すべきパラメータが予想以上に多く,基礎実験の段階でキャリブレーション手法を確立する方がよいことが分かった。また画像ひずみによる影響が大きく,予想以上に精密なキャリブレーションが必要であることが明らかになった。適切なキャリブレーション手法が確立されれば,仕様の異なる様々な撮影装置に対応できる。このため,研究の順序を変更し,19年度は基礎実験装置によるキャリブレーション手法の研究に力を注いだ。効率的な鏡の配置を探すために,回転ステージを用いて測定対象物および鏡の角度を変えて撮影できる装置を製作した。この装置により対象物をあらゆる方向から高精度で撮影し,視点の組み合わせと三次元形状復元精度の関係を調べることができる。キャリブレーションは平面に描かれた格子模様を複数の配置で撮影し,画像から再構築される線が元の模様を正確に再現するようにパラメータを決定する方法で行った。未知数を,カメラの内部パラメータ,外部パラメータ,鏡の位置と向きなど,計27個のパラメータに分解し,それらを撮影画像から逆算して決定した。
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