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 1. 画像の取り込み  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。 n m xg   x f ( x , y ) y 1 x 1 n m  f ( x , y ) (1) y 1 x 1 重心の x 座標 xg : 物体の x 座標の重心 f ( x, y) : 座標 ( x, y) の値 (0 or 1) 図3.7. 実際に求めた重心 5. 距離算出  距離 z を次式により求める。 ※ 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。 f h z xL  xR h : カメラの間隔 ( 2) f : 焦点距離 xL : 左からの画像の物体の重心 xR : 右からの画像の物体の重心 Ⅳ. 実験結果 1. 焦点距離 f の算出 600 • 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。 500 f [cm] 400 300 200 100 0 1 2 3 4 5 n [回] ※右図はデータの一部を抜粋したものである図4.1. z = 120のときの焦点距離 f Ⅳ. 実験結果 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) 実際の値 [cm] 実測値 [cm] 誤差 [cm] 対象物 1 70.0 75.3 3.7 めがねケース 2 100.0 103.7 6.0 めがねケース 3 110.0 116.0 0.4 めがねケース 4 120.0 119.6 2.2 めがねケース 5 130.0 132.2 5.3 めがねケース 6 170.0 178.1 8.1 めがねケース 7 100.0 106.1 6.1 袋 8 110.0 116.3 6.3 袋 9 120.0 124.4 1.1 袋 10 130.0 131.1 4.4 袋 Ⅳ. 実験結果 3. 作成したプログラムの実行結果図4.2. 実行結果(実際の距離 z = 100.0 [cm]) 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。 