多重画像の統合による多機能高精度視覚センサの開発

担当：松山　隆司，和田　俊和，東海　彰吾，日浦　慎作（京都大学）

本年度は，昨年度開発した多重フォーカスカメラおよびAPS（APpearance Sphere）カメラに関して以下のような改良，拡張を行い，それらの機能拡張と 実用性の向上を図った．

1. 昨年度開発した多重フォーカスカメラにテレセントリック光学系と構造化瞳を 付加したカメラシステムを開発し，従来のシステムでは測れなかったテクスチャ を持った物体表面の３次元形状を計測できるようにした．
2. フォーカスの異った（ぼけた）３枚の画像から，全ての点で ピントが合った完全合焦画像を合成するアルゴリズムを考案した．これらの改 良・拡張により，１台のカメラで完全合焦画像と３次元距離画像が同時に撮影 できるセンサが実現できたことになる．
3. 昨年度開発したAPSカメラ雲台を用いて３６０゜全方位全天空パノラマ 画像を合成し，それを様々な方法で表示するソフトウェアを開発し，屋外，屋 内実験によりその実用的有効性を実証した．
4. 開発したAPSカメラ雲台は高精度であるが，サイズが大きい，回転速度 が遅い，ズームを変えることができない，といった実用上の問題点があった． これらの問題を解決するため，APSカメラに近い特性を持った市販の首振りカ メラを，APSカメラとして機能させるためのキャリブレーション・ソフトウェ アを開発した．このソフトウェアを用いることにより，実用上はほぼAPSカメ ラとして使用できることを実験によって示した．これによって，コンパクトで 回転速度が早く，かつズームも変えることができるAPSカメラが実現できたこ とになる．本年度開発した対象追跡システム（本報告書の および）では，全てこ のカメラを用いており，その実用性は十分実証されている．なお、本年度より， 「APSカメラ」の代りに「視点固定型パン・チルト・ズームカメラ」と いう，より技術内容が明確な名称を使うことにした．

  
Figure 15: 多重フォーカスカメラの構造と外観

• 構造化瞳を持つ多重フォーカス距離画像センサの開発
• 視点固定型パン・チルト・ズームカメラの実現