| 研究実績の概要 |
はじめに，海水中における光の減衰のシミュレーションを行い，レーザ光を検出しやすい色の組み合わせについて検討した．シミュレーションの結果，本研究で想定している計測レンジである1m～2mにおいて，照射した光は移動すると色相が最大で30degほど変化するため，隣り合う色の色相が30deg以上離れた色でなければ画像処理でレーザ光の検出が困難であることが分かった．この知見をもとに，本研究は，色相が60deg以上離れた赤，黄，緑，水，青，紫の6色で構成されるデブルーイン系列に基いたレーザパターンを設計した．デブルーイン系列でデコードすることで少ない色で54通りのレーザ光の組み合わせを実現した．本研究では54通りのレーザ光の組み合わせを2回ずつ照射したレーザーパターン(54x2=128)を計測に利用した．
次に，課題１のレーザパターンを計測対象に照射し，カメラで撮影したレーザの反射光の画像から多くの計測点が得られる画像処理手法を開発した．本計測手法において，レーザの検出は，レンズの歪みや屈折の影響の補正をした画像から高周波成分抽出し，その抽出した画像に対して各色に対する二値化処理によって実現した．また，演出したレーザ光に対してデコードし，例外処理をすることで，どの角度で照射したレーザ光の組み合わせかを特定し，3次元位置を算出した．課題１と課題２を実装した本装置により，1m先の白色物体(150x20x20mm)に対して10,000点以上の計測点が得られ，形状を最大誤差1.1%以内の計測に成功した．
そして，FPGAを用いた照射するレーザ光の色数を増やしてもリアルタイムにレーザ光を検出する装置の開発を行った．各色の二値処理を並列演算し，レーザ光を検出する機能をFPGAに実装することで，480x640のサイズの画像に対して色数に関係なく30fpsの速度でレーザ光を検出する装置を開発した．
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