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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
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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
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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
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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
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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
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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
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２．画像処理Ⅰ 赤、緑、青をそれぞれ抜き出す 赤 緑 青
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２．画像処理Ⅱ 赤 - 緑 - 青 ━ ＝ ━
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２．画像処理Ⅲ ２値化
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２．画像処理Ⅳ 膨張縮退処理
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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
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４．測定したい対象物の面積を求める
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５．対象物の距離の求め方
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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
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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
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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
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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
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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
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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
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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
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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
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実験結果 各加速度の平均をもとめると 重力加速度は
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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）
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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
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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）
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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
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