小山工業高等専門学校 電子制御工学科 4年 小山田 晃 モノラル距離認識 小山工業高等専門学校 電子制御工学科 4年 小山田 晃
実験目的 MATLABの習得 モノラル距離認識を行うプログラムの作成
実験概要 モノラル距離認識とは？ カメラ１台を使用、その画像から距離を求める メリット・デメリット 処理の簡略化、省電力、省スペース 基準となる画像が必要
実験１ 目的 写真から距離を求める 測定するもの 対象物から距離の分かっている写真 対象物から距離の分かっていない写真
実験手順 １．基準となる画像の取り込み ２．画像から対象物のみを抜き出す ３．対象物の面積を求める ４．同様に測定したい対象物の面積を求める ５．面積と距離の関係から対象物の距離を求める
１．基準となる画像の取り込み 距離５０ｃｍでのマグネットの写真
２．画像処理Ⅰ 赤、緑、青をそれぞれ抜き出す 赤 緑 青
２．画像処理Ⅱ 赤 - 緑 - 青 ━ ＝ ━
２．画像処理Ⅲ ２値化
２．画像処理Ⅳ 膨張縮退処理
３．対象物の面積を求める 白のドットを数えることで面積を求めることができる ＝ 1441
４．測定したい対象物の面積を求める
５．対象物の距離の求め方
実験結果 基準距離を10ｃｍとした場合 測定距離 (cm) 10 20 30 40 50 計算結果 10.00 15.82 23.32 34.51 45.03 60 70 80 90 100 54.82 65.31 73.48 84.21 90.08
実験結果 基準距離を50ｃｍとした場合 測定距離 (cm) 10 20 30 40 50 計算結果 11.10 17.56 25.89 38.32 50.00 60 70 80 90 100 60.88 72.52 81.60 93.51 100.0
実験結果 基準距離を100ｃｍとした場合 測定距離 (cm) 10 20 30 40 50 計算結果 11.10 17.56 25.88 38.31 49.98 60 70 80 90 100 60.86 72.49 81.57 93.48 100.0
実験２ 目的 重力加速度を求める 測定するもの 自由落下させたボールの動画（右図） ボールを放した位置
実験手順 １．フレームごとの画像を取り出し、 画像処理をしてボールの部分を取り出す
実験手順 ２．各フレームでのボールの 面積を求める ３．実験１と同様にそれぞれ の位置での距離を求める
実験手順 ４．デジカメのFPSからそれぞれの位置までの 経過時間を求める ５．３と４からそれぞれの位置での加速度を もとめ、平均をとる
実験結果 開始からのフレーム数 4 5 6 7 8 距離(cm) 36.67 55.79 108.5 141.1 加速度 (m/s*s) 10.3 10.0 6.98 9.97 9.92 9 10 11 12 177.6 220.6 236.1 237.0 9.87 9.93 8.78 7.41
実験結果 各加速度の平均をもとめると 重力加速度は
実験考察 工夫した点 反射部分の面積も測定可能（実験１） ノイズ除去を工夫した（実験２） 平均値を取ることでより正確な値をとる （実験２）
実験考察 問題点 対象が変わると画像処理の手順を変えな くてはならない 背景と似た色の対象物の測定ができない 問題点 対象が変わると画像処理の手順を変えな くてはならない 背景と似た色の対象物の測定ができない 撮影時の環境に大きく影響を受ける
実験考察 全体の考察 モノラル距離認識に成功した 対象物によって誤差に違いがある 基準画像は全体の真ん中あたりがよい （実験1） （実験1） コマ落ちしている画像を省くとよい （実験２）
感想 MATLABについて理解を深めることができた 画像処理のおもしろさを知った