2014 Fiscal Year Research-status Report
深海環境における光学屈折特性の補償法と深海画像計測に関する研究
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24760684
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| Research Institution | Japan Agency for Marine-Earth Science and Technology |
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Principal Investigator |
石橋 正二郎 独立行政法人海洋研究開発機構, 海洋工学センター, グループリーダー代理 (90371731)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 海中探査機 / 光学センサ / 画像補正 / ステレオ視 / 海底撮影 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
カメラシステム（光学センサユニット/照明装置/姿勢検出センサ/制御装置）を製作し、深海における複雑な歪みを保障する深海用カメラモデルを設計した。また当該システムで得られたステレオ画像及び姿勢情報に対して深海用カメラモデルを適用したステレオマッチングによる３Ｄ画像生成機能を製作した。当該システムを遠隔操作型の海中探査機（ＲＯＶ）に組み込む為のシステムインタフェース（通信I/F含む）、及びソフトウェアを設計・製作し、リモートにて当該システムを制御する機能を構築した。また、当該ＲＯＶの航法装置の出力（航行情報）を取得する機能を付加させ、ステレオ画像処理に適用するシステムを構築した。
ＲＯＶに当該システムを搭載し、実海域において評価試験を実施した。最大水深約1000mの深度域においてＲＯＶを航行させ、当該システムを適用して海底面を連続撮影した。これにより得られたステレオ画像群、及びデータ群（航行情報）を使用したステレオ画像処理により、海底の３Ｄモザイク画を生成させた。生成された画像より３次元幾何学情報を計測する機能を構築し、海底に生息する微小生物や底生生物の幾何学情報（長さ/面積/傾斜）を計測し、その精度を検証した。また、これら実海域における知見により、カメラ制御パラメータ及びカメラモデルパラメータを調整した。一方、当該評価試験において、マッチングミスとなる環境・条件について整理し、ステレオ画像処理（ステレオマッチング）アルゴリズムを見直した。以上のことを実施することにより、当該システム及び各機能の実環境における汎用性及び実用性を向上させた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
各システム、各機能の製作をほぼ全て製作し、基本的な調整も終了している。また、当該システム、機能を海中探査機等に適用し、実海域において様々なステレオ画像を取得することで、各システム、各機能だけでなく、Ｓ／Ｗの最適化を図った。特に実海域試験より得られた結果より、画像処理アルゴリズムの問題点を抽出し、ステレオマッチング手法を再検討した。これにより、より詳細かつ高精度な深海底の３Ｄ可視化が実現された。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後は、各システム、各機能を引き続き海中探査機等に組込み、様々な海域、深度域に置いて、海中、海底を撮影することで、実用性の向上と効率化に努める。深度域（水圧）の差異による幾何学計測値の精度、ステレオマッチングの精度を評価すると共に、撮影環境に左右されないカメラモデルの汎用化に取り組む。
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| Causes of Carryover |
深海用映像システムの試験装置を設計、作成、及び試験用物品を取得し、これを用いて基本性能試験を実施した。しかし船舶運用計画の変更により、当該年度実施する予定の船舶を利用する海域試験が実施できなかった。これにより、深海用映像システムの実海域における性能評価が不十分となり、未使用額が生じた。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
既に各装置（システム）、機能、試験用品等、実海域における深海用映像システムの評価に要する物品はほぼ全て揃っていることから、本年度に予定されている船舶利用の機会において海域試験を実施し、未使用額は画像記録媒体、水中ケーブル、コネクタ及びその予備品、整備用品等の消耗品費に充てる。
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