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!

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草刈りロボット: 画像認識テスト

こんにちは!今回は、開発を進めている6輪駆動(6WD)草刈りロボットの「画像認識テスト」および自律走行・自動化に向けた取り組みについてご紹介します。

単に強力な足回りで走行・刈り取りを行うだけでなく、カメラ画像から障害物や草刈りエリアを判定し、自律的に安全な走行を行うための重要なステップとなります。

草刈り自動化における画像認識の役割

屋外の広大な敷地や複雑な不整地で草刈りロボットを自動制御(自律走行)させるため、画像認識・カメラセンシングは以下の役割を担っています。

  • 障害物・人物の検知: 飛び石や立ち木、作業者や小動物などをリアルタイムで識別し、衝突を回避・自動停止します。
  • 刈り取りエリアの認識: 草が生い茂っているエリアと刈り取り済みのエリア、または走行不可能な境界線を視覚的に判別します。
  • 自律走行制御との連携: カメラ映像から得られた深度(Depth)情報や物体認識結果を制御ボード(ROS 2等)へ送り、経路計画(Path Planning)に活用します。

画像認識テストの現場実演(YouTube Shorts)

実際のフィールドでカメラを用いた認識テストを行っている様子をショート動画にまとめました。以下のプレーヤーから再生してご覧いただけます!

【動画】6輪駆動 草刈り自動化:画像認識テスト

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草刈りロボット: 走行テスト

こんにちは!今回は、開発を進めている6輪駆動(6WD)草刈りロボットの「走行テスト」と自律走行・自動化に向けた各種検証の様子についてご紹介します。

不整地や斜面、草が生い茂るフィールドでも安定して直進・旋回・走破できるか、足回りのトルクや走行制御のテストを行いました。

草刈り自動化における走行テストの重要性

屋外の広大な敷地でロボットを安全かつ確実に自動走行させるためには、強固な足回りと高精度な制御が不可欠です。

  • 6輪駆動(6WD)による高い走破性: 地面の凹凸やぬかるみ、急な傾斜でもスリップせず、力強いトラクションを発揮します。
  • 直進性と旋回性能の検証: 左右のモーター制御(独立駆動)によるスムーズな超信地旋回や、傾斜地での直進補正の挙動を確認しています。
  • 自律走行(ROS 2)との連携準備: オドメトリ(エンコーダー情報)やセンサデータをもとに、目標ルートを正確に追従できるかベースの走行メカニズムを評価します。

走行テストの様子(YouTube動画)

実際のフィールドで走行テストを行っている様子をYouTubeに公開しています。以下のプレーヤーから走行の力強さや挙動をご覧いただけます!

【走行テスト Part 1】6輪駆動 草刈り自動化テスト

【走行テスト Part 2】フィールド走行と動作検証

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