ステレオ画像を用いた距離測定 小山高専 坪田 真延
Ⅰ. 概要 平行にずらした 2 つのステレオ画像を用いて 対象（人）物までの距離認識を行う。 図 1.1. 左から見た対象 ( 人 ) 物図 1.2. 右から見た対象 ( 人 ) 物
Ⅱ. 目的 MATLAB 及びその周辺ソフトウェアの基本的 な使用方法を習得する ステレオ画像を用いた対象物までの距離測定 方法を習得する
Ⅲ. 実験方法 1. 画像の取り込み 2. 二値化 3. フィルタ処理 4. 重心計算 5. 距離算出
平行にずらした 2 つの位置から USB カメラに より画像を取り込む 1. 画像の取り込み 図 3.1. 左から見た対象物図 3.2. 右から見た対象物
2. 二値化 それぞれのステレオ画像から対象物をなして いる色の成分のみを抽出する。 赤を抽出 図 3.3. 二値化前図 3.4. 二値化後
3. フィルタ処理 対象物周辺のノイズをフィルタ処理によって 取り除く メディアン フィルタ 図 3.5. フィルタかける前図 3.6. フィルタかけた後
4. 重心計算 次式により、ステレオ画像のそれぞれの重心 を求める。 重心の x 座標 図 3.7. 実際に求めた重心
距離 z を次式により求める。 5. 距離算出 ※ 焦点距離 f は、あらかじめ、重心・カメラ間距離・対象物までの距離を それぞれ実測し、逆算することで求める。
Ⅳ. 実験結果 1. 焦点距離 f の算出 図 4.1. z = 120 のときの焦点距離 f 赤い袋と、赤いめがねケースについて 対象物との距離を適当に選び、それぞ れデータをとる。 ※右図はデータの一部を抜粋したものである
2. 対象物までの距離の測定 表.4.1. 対象物までの距離 ( 実際の値と実測値 ) Ⅳ. 実験結果
図 4.2. 実行結果 ( 実際の距離 z = [cm]) 3. 作成したプログラムの実行結果
Ⅴ. 工夫した点 求めた重心が直感的にわかるように、それぞ れのステレオ画像に 重心の x 座標を縦線で 示した。 焦点距離を求める際、さまざまな距離につい て実験を行い、より精度の高い焦点距離を求 められるようにした。
Ⅵ. 考察 対象物までの距離が遠くなるほど焦点距離の誤 差が大きくなる傾向にある。 対象物が光を反射していると、二値化時のノイ ズにより誤差が発生してしまう。 ⇒カメラを 2 つ使用し、定められた位置にきちん と固定しておけば、焦点距離の誤差を小さくで き、それに伴って、対象物までの距離の誤差も 小さくなる。 ⇒光の反射で白くなる部分を除去できるような二 値化およびフィルタのアルゴリズムが必要であ る。
Ⅶ. まとめ MATLAB やその周辺ツールの基本的な使用方 法を学ぶことができた。 ステレオ画像による距離の測定方法がわかっ た。 このオープンハウスでは、卒業研究などにも つながりそうなことができて、とても有意義 であったと思う。