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2011 年度 実績報告書

光の屈折・減衰特性を考慮した水中センシング

研究課題

研究課題/領域番号 22680017
研究機関東京大学

研究代表者

山下 淳  東京大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (30334957)

キーワード水中 / 画像処理 / コンピュータビジョン / 光の伝搬特性 / 光の屈折 / 光の減衰 / 3次元計測 / センシング
研究概要

光の伝播特性を考慮した水中センシング手法の基礎理論の確立を行った.ここでは,異なる複数の媒質を光が通過する際に発生する「光の屈折による画像の幾何学的歪み」を解決して水中計測原理を構築した.具体的には,歪んだ画像を用いて,正確に観測対象の形状や3次元位置を計測する手法を確立した.
まず,(1)広視野カメラを用いた水中センシングの手法を構築した.具体的には,2台の全方位カメラを用いて水中計測を行う手法を構築した.360度の視野を有する全方位カメラは広範囲の映像を同時に取得できる利点があるが,画像に大きな歪みが発生するため,3次元計測に用いることは困難である.そこで,全方位カメラで得た映像の歪みを補正すると同時に,複数媒質環境における光の屈折を考慮し,正確に水中環境の3次元計測を行う手法を構築した.
次に,(2)高速カメラを用いた好視野センシング手法を構築した.水中環境では,気泡などの視野妨害ノイズが空気中よりも多く,環境の誤認識や計測精度の低下を引き起こす.そこで,複数高速高感度カメラで得られる複数視点からの画像を解析することにより,画像中の視野妨害ノイズの位置を自動的に検出し,除去する手法を構築した.更に,高速高感度カメラを用いて取得した動画を解析することにより,モーションブラ―等の影響を受けずにノイズの動きを正確に検出し,ノイズを検出・除去する手法を構築した.
上記の手法を確立することにより,水中環境においても空気中と同じように画像センシングを行うことが可能な枠組みを新たに構築した.

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

平成23年度に計画していた内容に対しておおむね達成できたため.

今後の研究の推進方策

今後は,平成23年度に構築した手法を発展させ,より高精度かつロバストに水中センシングを行う手法を確立する.

  • 研究成果

    (14件)

すべて 2012 2011

すべて 学会発表 (14件)

  • [学会発表] 平行ステレオを用いたガラス越し遠景夜景画像からの夜景と映り込みの分離2012

    • 著者名/発表者名
      鶴見 文哉, 山下 淳, 金子 透, 淺間 一
    • 学会等名
      第17回ロボティクスシンポジア
    • 発表場所
      山口県,萩本陣
    • 年月日
      20120315-20120315
  • [学会発表] テクスチャレス環境における全方位画像列からの平行線検出を利用したStructure from Motion2012

    • 著者名/発表者名
      川西 亮輔, 山下 淳, 金子 透, 淺間 一
    • 学会等名
      第17回ロボティクスシンポジア
    • 発表場所
      山口県,萩本陣
    • 年月日
      20120314-20120314
  • [学会発表] 魚眼ステレオカメラによる水中3次元計測2012

    • 著者名/発表者名
      成瀬 達哉, 山下 淳, 金子 透, 淺間 一
    • 学会等名
      第17回ロボティクスシンポジア
    • 発表場所
      山口県,萩本陣
    • 年月日
      20120314-20120314
  • [学会発表] トポロジカルな地図情報と歩行者流情報を用いた移動ロボットナビゲーション手法の提案2012

    • 著者名/発表者名
      熊原 渉, 田村 雄介, 山下 淳, 淺間 一
    • 学会等名
      第17回ロボティクスシンポジア
    • 発表場所
      山口県,萩本陣
    • 年月日
      20120314-20120314
  • [学会発表] 単眼全方位カメラ搭載移動ロボットによる3次元エッジ点からの平面推定に基づく静止障害物回避2012

    • 著者名/発表者名
      渡辺 和史, 川西 亮輔, 山下 淳, 金子 透, 淺間 一
    • 学会等名
      第24回自律分散システム・シンポジウム
    • 発表場所
      兵庫県,神戸ファッションマート・コンベンションルーム
    • 年月日
      20120127-20120127
  • [学会発表] カメラ・LRF 搭載移動ロボットによるHOG特徴量を利用した人物追跡と生成地図を用いた自律帰還2012

    • 著者名/発表者名
      粟井 真志, 清水 隆史, 山下 淳, 金子 透, 淺間 一
    • 学会等名
      第24回自律分散システム・シンポジウム
    • 発表場所
      兵庫県,神戸ファッションマート・コンベンションルーム
    • 年月日
      20120127-20120127
  • [学会発表] 移動ロボットの軌道生成のためのすれ違いにおける歩行者の行動パターンのモデル化2012

    • 著者名/発表者名
      寺田 善貴, 田村 雄介, 山下 淳, 淺間 一
    • 学会等名
      第24回自律分散システム・シンポジウム
    • 発表場所
      兵庫県,神戸ファッションマート・コンベンションルーム
    • 年月日
      20120127-20120127
  • [学会発表] Prediction of Human's Movement for Collision Avoidance of Mobile Robot2011

    • 著者名/発表者名
      Shunsuke Hamasaki, Yusuke Tamura, Atsushi Yamashita and Hajime Asama
    • 学会等名
      2011 IEEE International Conference on Robotics and Biomimetics (ROBIO2011)
    • 発表場所
      Phuket Island (Thailand)
    • 年月日
      20111209-20111209
  • [学会発表] Self-Localization and 3-D Model Construction of Pipe by Earthworm Robot Equipped with Omni-Directional Rangefinder2011

    • 著者名/発表者名
      Atsushi Yamashita, Kenki Matsui, Ryosuke Kawanishi, Toru Kaneko, Taro Murakami, Hayato Omori, Taro Nakamura and Hajime Asama
    • 学会等名
      2011 IEEE International Conference on Robotics and Biomimetics (ROBIO2011)
    • 発表場所
      Phuket Island (Thailand)
    • 年月日
      20111208-20111208
  • [学会発表] Robot Motion Planning Utilizing Local Propagation of Information Based on Particle Swarm and Its Internal Parameters2011

    • 著者名/発表者名
      Gakuto Masuyama, Atsushi Yamashita and Hajime Asama
    • 学会等名
      2011 IEEE International Conference on Robotics and Biomimetics (ROBIO2011)
    • 発表場所
      Phuket Island (Thailand)
    • 年月日
      20111208-20111208
  • [学会発表] マニピュレータ搭載のLRFによる水槽面と水中物体の3次元形状計測2011

    • 著者名/発表者名
      伊部 公紀, 山下 淳, 金子 透
    • 学会等名
      映像情報メディア学会技術報告
    • 発表場所
      栃木県,宇都宮大学 日光自然ふれあいハウス
    • 年月日
      20111113-20111113
  • [学会発表] Self-localizaion of Mobile Robot Equipped with Omnidirectional Camera Using Image Matching and 3D-2D Edge Matching2011

    • 著者名/発表者名
      Daisuke Ishizuka, Atsushi Yamashita, Ryosuke Kawanishi, Toru Kaneko and Hajime Asama
    • 学会等名
      2011 IEEE International Conference on Computer Vision Workshop
    • 発表場所
      Barcelona (Spain)
    • 年月日
      20111107-20111107
  • [学会発表] 3D Environment Measurement Using Binocular Stereo and Motion Stereo by Mobile Robot with Omnidirectional Stereo Camera2011

    • 著者名/発表者名
      Shinichi Goto, Atsushi Yamashita, Ryosuke Kawanishi, Toru Kaneko and Hajime Asama
    • 学会等名
      2011 IEEE International Conference on Computer Vision Workshop
    • 発表場所
      Barcelona (Spain)
    • 年月日
      20111107-20111107
  • [学会発表] Underwater Sensing with Omni-Directional Stereo Camera2011

    • 著者名/発表者名
      Atsushi Yamashita, Ryosuke Kawanishi, Tadashi Koketsu, Toru Kaneko and Hajime Asama
    • 学会等名
      2011 IEEE International Conference on Computer Vision Workshop
    • 発表場所
      Barcelona (Spain)
    • 年月日
      20111107-20111107

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公開日: 2014-07-24  

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