月: 2026年6月
ステレオカメラで距離測定
こんにちは!今回は、ロボットの視覚や環境認識で非常に重要な役割を果たす「ステレオカメラを使ったリアルタイム距離測定」についてご紹介します。
単眼のカメラとは異なり、2つのカメラレンズを使って人間の目のように奥行きや距離感を測定する技術ですが、実際の動作品を見るとその精度とレスポンスの良さに驚かされます!
ステレオカメラで距離が測れる仕組みとは?
ステレオカメラによる距離測定は、2つのカメラ(左右のレンズ)の「位置の差(視差)」を利用しています。
- 左右のレンズ位置の差(ベースライン): 人間の右目と左目のように、少し離れた位置から同じ対象物を撮影します。
- 視差(Disparity)の計算: 手前にある物体ほど左右の画像での位置のズレが大きく、遠くにある物体ほどズレが小さくなります。
- 三角測量の原理: このズレの大きさ(視差)と、カメラ間の距離・焦点距離から、対象物までの正確な距離(Depth)をリアルタイムで算出します。
D-Robotics RDKステレオカメラの魅力と特徴
今回検証で使用している D-Robotics RDK ステレオカメラモジュール(GS130WIなど) は、SBC(シングルボードコンピュータ)やロボット開発キットと非常に相性が良いカメラです。
主なポイントとしては以下のような特徴が挙げられます。
- グローバルシャッター搭載: 移動中のロボットや動く対象物でも画像が歪みにくく、正確なキャプチャが可能。
- 高速&高解像度: 高いフレームレートで視差計算を行えるため、スムーズな距離マップが得られる。
- IMU(慣性計測装置)内蔵: 加速度や角速度も同時に取得できるため、SLAM(自己位置推定と環境地図作成)や自律走行ロボットの制御に最適。
実際に距離を測ってみた(視差マップと深度推定)
実際にステレオカメラをセットアップし、目の前にある障害物や壁までの距離をリアルタイムで測定・表示させてみました。
カメラから送られてくる映像をもとに深度マップ(Depth Map)を生成すると、手前の物体と奥の背景が色や濃度でクリアに識別され、指定したポイントまでの距離がセンチ・メートル単位でリアルタイムに更新されていきます。
超音波センサーやLiDAR(ライダー)とは異なり、「2Dの画像情報」と「3Dの距離情報」を同時に取得できるのがステレオカメラ最大の強みだと実感できます。
まとめ&YouTube動画のご紹介
ステレオカメラを使った距離測定は、自律走行ロボットの障害物回避、ドローンの高度維持、3Dスキャンなど、アイデア次第で様々な開発に応用が可能です。
実際の動作品や距離測定のリアルタイムな挙動については、YouTubeのショート動画でも公開していますので、ぜひチェックしてみてください!
今後もこのステレオカメラを活用して、SLAMの検証やロボットの制御など、さらに実践的な実験を進めていきたいと思います。また進展がありましたらブログで紹介します!