光源の揺らぎ成分を利用した受動的距離計測のための基礎的研究

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本研究は、揺らぎ成分を利用した極限的計測の可能性を探る基礎的研究である。太陽光強度の揺らぎや蛍光灯光の周期の変動成分による、物体の明るさ変動を利用すれば、二次元画像各点の距離情報を一挙に獲得できる。我々は、既に、電磁波の空間的位相分布を測定する研究から、信号成分の有効ビット数、有効観測デ-タ数と測定時間精度の関係を求めており、光学画像についても、同様に、大量の観測デ-タによりnsオ-ダに相当する距離測定ができるものと期待している。これまでに、光源強度の変動特性、対象物での散乱後の干渉性を測定し、期待のできる結果が得られている。今回は、光源揺らぎの特性測定を従来より広帯域で行うとともに、広帯域信号での微小時間差検出処理法の検討を行った。具体的には、ふたつの基礎的検討を行った。CCDビデオカメラは、観測位置の空間変動の少なさ、二次元情報の獲得の点から最適であるが、時間サンプリング間隔が粗い。一方、変動成分の自己相関はインパルスに近く、単純な相関処理では微小時間差の測定が不可能である。そこで、帯域分離処理や時間分離処理による微小時間差検出処理法を検討した。もうひとつは、フレ-ム時間間隔を短くした空間計測により、従来より広帯域での光源揺らぎ特性の測定と、空間相関度の計測を行い、高精度実現のためのキ-となる情報量拡大方法の検討を行うことである。フレ-ム時間間隔が可変にできる特殊ビデオカメラを購入し、光源特性揺らぎの光源依存性を観測評価の後、情報量最大条件での距離測定を試みた。