2020 Fiscal Year Research-status Report
土砂災害の予兆検知のための遠距離高精度計測法の汎用化に関する研究
| Project/Area Number |
17K06459
|
|---|
| Research Institution | Shizuoka University |
|---|
Principal Investigator |
橋本 岳 静岡大学, 工学部, 准教授 (60228418)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
能見 公博 静岡大学, 工学部, 教授 (20325319)
岩田 孝仁 静岡大学, 地域創造学環, 教授 (30411804)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2022-03-31
|
| Keywords | 3次元計測 / 防災 / 画像計測 / 土砂災害 / 情報ネットワーク |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は，画像を用いたパッシブステレオ計測において，量子化誤差を低減することにより高精度計測を可能とする独自技術に基づいている。これまで屋外・遠距離での計測に取り組み，樹木や岩等の微小な動きの高精度な計測結果から土砂災害発生の予兆検知において成果を挙げてきた。本研究期間には，この土砂災害発生の予兆検知の種類や範囲を拡大すること，および，計測結果の伝送について検討を行うものである。具体的には，本研究期間には，人工マーカー以外に自然マーカーも対象にして一般的ターゲットの計測を実現して，さらに計測距離を延ばすことについての取組みも行っている。4年目は，次のテーマについて鋭意研究を進めた。
テーマ1 計測システムの開発および計測の実施：自然マーカーを用いた計測において最も重要な対応点探索について，特にマッチング手法に関して様々な検討を行った。並行して，計測対象のターゲット・カメラ設置可能位置を考慮した模擬環境にて，菱形領域（離散的な画素により生じる視線と視線の交差で構成される，平面的に描くと“菱形状の領域”を指す）の重なりを効率的に制御する高精度化のアイディアに基づき，カメラ配置と計測精度との関係を綿密に調べ，高精度計測を実現できる最適条件（カメラシフト量，シフト回数など）の理論および実験による検討を継続した。さらに，屋外における計測の実施を継続した。
テーマ2 計測結果の伝送実験：（小型人工衛星の画質を考慮して）遠方にある微小かつ低画質なターゲットの撮影を行い，画像特徴量抽出を検討および機械学習を用いた画質改善による計測結果伝送の可能性の検討を継続した。
研究過程において本計測法に当初の予想以上に様々な応用があることが分かっており，それらの応用についても鋭意検討を行った。また研究遂行とともに，研究成果を積極的に報告した。さらに，今年度も展示会に出展して，研究を広く公開した。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
・計画のテーマ１，２を達成できたこと。
・画像計測において新たな知見を複数見出し，当初計画以上に新しい手法（誤差低減，対応点探索，特徴点抽出，キャリブレーション，ステレオ計測の原理的な研究を含む）を提案できたこと。
・本計測方法が当初の予想以上に様々な分野において有効であることを明らかにできたこと。具体例としては，構造物検査や土砂災害発生の要警戒箇所の広域から検出等に本研究の高精度計測を生かして，従来技術では得られないような有意義な計測を行える見込みを示した。
・計測結果の伝送のために，機械学習を用いた画質改善に取り組んだこと。
・研究成果を学術論文3報において発表できたこと。
|
| Strategy for Future Research Activity |
研究期間延長の目的に従って，各テーマおよび新規応用先について昨年度はコロナ禍のために実施出来なかった研究を鋭意進める計画である。また，研究成果を広く公開していく。
・テーマ１について，一般のターゲットを対象とした高精度計測について理論と実験の両面から研究を進める。
・テーマ２について，計測結果の伝送のために，機械学習を用いた画質改善等に取り組む。
・新しく見つかった応用先（構造物検査，土砂災害発生の要警戒箇所の広域から検出，産業応用，その他）についても積極的に研究を進めていく。
|
| Causes of Carryover |
新型コロナウイルス感染症の拡大による研究計画変更等に伴い，補助事業期間の再度延長を申請して承認された。
打ち上げられた超小型人工衛星との通信が途切れて復旧出来ていないため，当初計画を変更し次回に打ち上げられる超小型人工衛星を利用することとした。その代案となる機械学習を用いた画質改善に取り組み，補助事業の目的をより精緻に達成するための追加実験の実施に関する経費に使用する。また，研究成果発表のため学会参加費用，論文投稿料としても使用する予定である。
|
Research Products
(7 results)
