撮像素子の能動制御に基づく高速リアクティブレンジファインダ

2002 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 13555117
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: 井口 征士 大阪大学, 大学院・基礎工学研究科, 教授 (90029463)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 木村 朝子 大阪大学, 大学院・基礎工学研究科, 助手 (20324832) ; 日浦 慎作 大阪大学, 大学院・基礎工学研究科, 助手 (40314405) ; 佐藤 宏介 大阪大学, 大学院・基礎工学研究科, 助教授 (90187188)
• Keywords: レンジファインダ / 距離計測 / アクティブビジョン

Research Abstract

コンピュータに人間と同様の柔軟な視覚を持たせようとするコンピュータビジョンの研究において,実時間性が求められる分野は多い.例えば,視覚センサによってロボットの動きをフィードバック制御するビジュアルフィードバックはその代表例である.このような実時間性を実現するためには,計測に必要な時間とその繰り返し速度は非常に大きな問題である.しかし,コンピュータビジョン研究で通常用いられているカメラのほとんどがNTSC準拠のCCDカメラであるため,計測速度が30frames/secに制限されるという問題があった.
一方,計測手法を単純化,効率化することにより高速性を高める手法もある.アクティブビジョンは目的に応じて必要な情報を能動的に獲得するという考え方であり,カメラの位置や撮影方位を最適に制御するさまざまな方式が提案されているが,撮像素子は依然として常に一定の速度・解像度の画像を送り続ける装置として扱われており,最適化されているとはいえない.そこで,この考え方を撮像素子に適用し,撮像素子を能動的に制御し必要な映像情報のみを読み出すことで,計測精度を保ったまま計測速度を向上させる方法について提案した.
本研究では,このような考え方の有効性を示すために,画素のランダムアクセスが可能なCMOSイメージセンサと,撮像素子と処理回路を1チップに集積化した高機能撮像素子を使用した.
まずミラーにより偏向されたレーザ光に対しCMOSイメージセンサを能動制御することで撮影領域を追従させながら計測する方法について検証し,高速な計測が実現できることを確認した.
次に高機能撮像素子を用いたLEDマーカのIDと位置を取得する手法について検証を行った.このセンサは撮像素子を制御することにより処理するデータ量を減少させるだけでなく,チップ上の処理回路で画像処理を行っており,高速に計測を行うことができる.このセンサを使用することにより,IrDAによりIDを取得する方法では実現できなかった,同時に複数のマーカのIDと位置の取得を高速に行えることを確認した.

Research Products

• [Publications] 野田隆史, 日浦慎作, 井口征士: "撮像素子の能動制御による効率的な三次元画像計測"電子情報通信学会総合大会講演論文集. 情報・システム2. 240 (2001)
• [Publications] 野田隆史, 日浦慎作, 井口征士: "撮像素子の能動制御による効率的な三次元画像計測"情報処理学会研究報告. 2001-CVIM-127. 67-74 (2001)