大学校及び設置科 近畿職業能力開発大学校電子情報技術科
課題実習の前提となる科目または知識、技能・技術 C/C++言語による基本的なプログラミング
課題に取り組む推奨段階 データ構造・アルゴリズム実習終了後
課題によって養成する知識、技能・技術

OpenCVなどのライブラリを活用したプログラミング、縞投影法による3次元形状計測、画像処理

製作の目的と概要

縞投影法とは、測定対象に格子パターンを投影し、別の方向からCCDカメラ等で撮影して得られた画像を解析することにより3次元形状計測を行う手法です。図1にシステム構成図を示します。このように、プロジェクタとカメラ、解析用のコンピュータがあれば計測が可能であるため、比較的安価なシステムを構築することができ、様々な工業計測に利用されています。一方、OpenCVはコンピュータビジョン用に開発されたフリーの画像処理ライブラリであり、画像処理に必要な命令が豊富に用意されています。本製作では格子パターン投影法による3次元計測ソフトウェアをOpenCVを利用して製作しました。

成果

OpenCV, Visual C++®ともに現在の電子情報技術科のカリキュラムにはないため、開発環境の設定、C++、画像処理の基礎など、一から勉強していきました。OpenCVに実装されている画像読み込み、保存、フィルタリングなどの関数を効果的に利用しながら、位相シフト法のアルゴリズムにより、図2のような半球状の物体に縞模様を投影して得られた画像の解析を行い、図3のように測定対象の3次元形状を得ることができました。
OpenCVを用いた縞投影法による3次元計測ソフトウェアの製作(H22)の画像1
図1 システム構成図
OpenCVを用いた縞投影法による3次元計測ソフトウェアの製作(H22)の画像2
図2 縞画像
OpenCVを用いた縞投影法による3次元計測ソフトウェアの製作(H22)の画像3
図3 3次元形状の表示