河川自然水体における三次元視覚測定

XU Li ,  

ZHOU Yong-hao ,  

LU Gui-ming ,  

ZHOU Jin-feng ,  

ZHANG Fan ,  

LUO Wen-yu ,  

摘要

水体の濁りによる水中画像の劣化や多媒質による光路の変化といった問題に対して、放射状多線構造光に基づく水中視覚測定法を提案した。まず、屈折に基づく水中視覚測定モデルを確立し、プロジェクターが屈折面に垂直に投影し光平面が投影光軸を通る条件下で、陸上の光平面と水中の光平面が共面となり、陸上校正が水中校正に代替可能であることを示した。モンテカルロシミュレーションを用いて像点誤差が点群計算精度に与える影響を分析した。次に、白黒交互の中心回転放射状多線符号化光パターンを設計し、測定点に白黒縞のエッジを使用し符号化光のデコードを画像品質への依存を低減した。中心回転方式により表面の測定分解能を向上させた。最後に、1 m×1.2 m×0.8 mの水体に土砂を加えて自然河川環境を模擬し、濁った水体が縞抽出、符号化光デコード及び三次元視覚測定精度に与える影響を実験的に解析した。実験結果より、本手法は1500 mmの測定距離で清水条件下の磁器瓶の不規則表面の三次元測定を実施し、清水および40、60、90 gの土砂を含む濁水中の規則物体に対し三次元表面測定を行い、平面残差はそれぞれ0.95、1.93、5.43、21.43 mmであった。土砂量がある数値(例:60 g)を超えると縞抽出精度が急激に悪化し、40 gおよび90 gの土砂を含む濁水中の測定平面フィッティング残差が1.93 mmから21.43 mmに増加した。

关键词

三次元視覚測定; 河川水中測定; 構造光; 放射状多線投影モード

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