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自然特徴点ランドマークデータベースを用いたカメラ位置および姿勢推定に関する研究

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Academic year: 2021

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(1)亘. インタフエース技術研究の最前線. 箇. 匪謝. 位置計測 ・センシング. 自然 特 徴 点 ラ ン ドマ ー ク デー タベ ー ス を用 い た カ メ ラ位 置 お よ び姿 勢 推 定 に関 す る研 究. 奈良先端科学技術大学院大学 奈良先端科学技術大学院大学 奈良先端科学技術大学院大学. 1. CGな. 武富 佐藤 横矢. 貴史 智和 直和. は じめ に どの仮 想 環 境 を カ メ ラ で撮 影 した画 像 中 へ 位 置 合 わ せ して 重 畳 表 示 す る こ とで情 報 を付. 加 す る ビ デ オ シ ー ス ル ー 型 拡 張 現 実 感 技 術 は 、 ヒ ュ ー マ ン ナ ビ ゲ ー シ ョ ン 、 教 育 ・作 業 支 援 、 エ ン タ テ イ ン メ ン トな どの さ ま ざ ま な 分 野 へ の応 用 が 期 待 され る。 ビデ オ シ ー ス ル ー型 拡 張 現 実 感 で は 、 仮 想 環 境 と 現 実 環 境 と の 位 置 合 わ せ に 、 重 畳 対 象 と な る 画 像 を撮 影 し た カ メ ラ の 位 置 ・姿 勢 を 推 定 す る 必 要 が あ る 。 カ メ ラ 位 置 ・姿 勢 の 推 定 技 術 は 、 ジ ャ イ ロ セ ン サ や 加 速 度 セ ン サ な ど の セ ン サ 情 報 に 基 づ く方 法 と 撮 影 さ れ た 画 像 情 報 に 基 づ く方 法 に 大 別 で き る 。 初 期 の 拡 張 現 実 感 技 術 研 究 で は 、 セ ン サ 情 報 に 基 づ くカ メ ラ 位 置 ・姿 勢 推 定 手 法 が 主 流 で あ っ た が 、 近 年 で は 、 計 算 機 の 処 理 能 力 の 向 上 に よ り画 素 単 位 で の 高 精 度 な 位 置 合 わ せ が 可 能 な 画 像 情 報 に 基 づ く手 法 が 主 流 と な っ て い る。 画 像 情 報 に 基 づ く カ メ ラ 位 置 ・姿 勢 推 定 手 法 で は 、 一 般 に 、 カ メ ラ の 内 部 パ ラ メ ー タ (レ ン ズ 歪 、 画 像 中 心 、 焦 点 距 離 )は 既 知 で 変 化 し な い も の と し、 カ メ ラ の 外 部 パ ラ メ ー タ (位 置 ・姿 勢 ) の み を 推 定 す る 。 こ の よ う な 画 像 情 報 に 基 づ くカ メ ラ 位 置 ・姿 勢 推 定 手 法 と し て 、 人 工 マ ー カ を 用 い る 手 法D、3次. 元 モ デ ル を 用 い る 手 法2)、Visual−SLAMに. よ る 手 法3)、 自 然 特 徴 点 ラ ン ド. マ ー ク デ ー タ ベ ー ス を 用 い る 手 法4) な ど さ ま ざ ま な 手 法 が 提 案 さ れ て い る 。 こ れ ら の 手 法 の 中 で も、 自 然 特 徴 点 ラ ン ドマ ー ク デ ー タ ベ ー ス を 用 い た 手 法4) は 、 利 用 環 境 内 で 撮 影 し た 全 方 位 映 像 に 対 し て3次. 元 形 状 復 元 手 法 で あ るStructure−from−motion(SfM). 法 を適 用 す る こ とで、 広 域 な. 屋 外 環 境 に お い て も 半 自 動 で デ ー タ ベ ー ス を 構 築 す る こ と が で き る 。 ま た 、 こ の 手 法 は 、SfM 法 に お け る 最 適 化 計 算 (バ ン ドル 調 整 )の 際 に 、 少 数 の 基 準 点5) ま た はGPSよ. 一451一. り得 ら れ る 位 置 情.

(2) 第3編. イ ンタ フ ェー ス 技 術研 究 の 最 前線. 次 世 代 ヒ ュー マ ン イ ン タ フ ェ ー ス 開 発 最 前 線 ば \ 、’「. 報 ・・を絶 対 指 標 と して 用 い ・ ・ とで 、 醐 。蓄 穣. 酬. の み に基 づ く …uaL・LAMやS鵬. 差 が 生 、 な い とい う利 点 を 持 つ . 本 稿 で は ・ ・の ・ うな 糠. マ ー クデ ー タベ ー ス を用 い た カ メ ラ位 置 ・姿 雛. 1. ラ ン ドマ ー クデ ー タベ ー ス. で 問≧. を持 つ 自然 特 徴 点 ラ ン ド. 定 手 法 に つ い て 詳 し く轍. す る・. ラ ン ドマ ー ク1ラ. ン ドマ ー ク2. ラ ン ドマ ー クN. 1 (a)ラ ン トマ ー クの3次 元 位 置. 『 1}. 2.. (b)撮 影 地 点 に依 存 した 情 報. 自 然 特 徴 点 , ン ,マ ー ・ デ ー ・ ベ ー ス を 用 ・・た 手 法 は 沽. と オ 。 ラ イ 。で の カ メ ラ鑓. l. で の デー タベー 硝. l‘. ・姿 勢 齪. 処理 で繊. ・ ラ・ ・ で の デ ー タ ベ ー ス 礫. さ れ ・ (図 惨. 、(、) , ン ・マ ー ・ の 麟. 処理. (b−1) 多 重 ス ケ ー ル の 画 像 テ ン ブ レー ト (b−2) 固有スケール. 照)・ こ こで は・ オ フ ラ ㌘. 築 処 理 につ い て 述 べ る. ラ ン ドマ ー ク デー タ ベ ー ス の 繊. す . デ ー , ベ ー ス に は ラ ン ・マ ー …te・ 存 。た 儲. ;. 一. 自然 特 徴 点 ラ ン ドマ ー ク デ ー タ ベ ー ス の構 築. 麟. 、 (・) ・ ン ・マ ー ・ の ・次 元 位 置 ・(b)繊. を 図21こ. (b−3)SIFT特徴 ベ ク トル. 〔b−4) 撮 影 時 の 全 方 位 カ メ ラの 位 置. ボ. 地 点 に依. 度 情 幸艮が 保 持 さ れ る ・ 以 下 で は ・ ・ れ ら の ラ ン ドマ ー ク 情. ( ⊂)ラ ン ドマ ー ク の 優 先 度. 報 の 取 得 方 法 につ い て述 べ る。. 図2ラ. ぞ. 一. ン ドマ ー ク デ ー タ ベ ー ス の 構 成 要 素. コ. ラン・ 言 確 竺 」. 一づ 一 一. fA−11SfM法. 2.1Stru(ture−from−motion法. を 用 い た3次. 元情報 の取得. (A−1). ラ ン ドマ ー ク デ ー タ ベ ー ス を構 築 す る た め に 、 利 用 環 境 の3次 元 形 状 情 報 を動 画 像 か ら の3. ]. 次 元 形 状 復 元 手 法 で あ るSfM法. に よ る環 境 の3次 元 復 元. を用 い て 取 得 す る。 た だ し、 画 像 情 報 の み を用 い たSfM法. 推 定 誤 差 が 蓄 積 す る と い う問 題 が生 じる た め、 参 照 情 報 を用 い たSfM法5〕. では. ’6) を 用 い る こ とで 、. 広 域 な環 境 に お い て も蓄 積 誤 差 の生 じ な い環 境 の3次 元 復 元 を行 う。 こ れ らの 手 法 で は 、 まず 、. tA−2、ラ ン ドマ ー ク情 報 の 取 得. 全 方 位 カ メ ラ を用 い て 利 用 環 境 内 の 動 画 像 を 撮 影 す る 。 次 に、 動 画 像 中 の 自然 特 徴 点 をHarris. l. 一 _」. l. L. l! ・ ]i. カ メ ラ位 置 ・姿 勢 推 定 (オ ン ラ イ ン 処 理. ト. オ ペ レー タ ηに よ り検 出 し フ レ ー ム 問 で 追 跡 す る。 こ の 自然 特 徴 点 の追 跡 結 果 に基 づ き、 自然 特. ー. 徴 点 の3次.  . L 一. 「. 一. 一_仁. 、B.Dhメ ラの醐. 位 置 ・姿勢のeen取 得. 二. 〔B一 暗 定的なカメラ位置’ 姿鋤 佳亘 一_. 1. べ 一. コ. コ. 元 位 置 お よ び画 像 上 の座 標 、 全 方 位 カ メ ラの 位 置 ・姿 勢 を推 定 す る。 最 後 に 、3次 元. 位 置 が 既 知 の 少 数 の 基 準 点 また はGPSか. ら取 得 さ れ る位 置 情 報 を用 い て 、 動 画 像 全 体 で の最 適. 化 処 理 を 行 う こ とで 、 自 然 特 徴 点 の3次. 元 位 置 お よ び推 定 され た カ メ ラ位 置 ・姿 勢 の 累 積 的 な. 推 定 誤 差 を最 小 化 す る。 こ れ に よ り、 広 域 な環 境 に お い て も蓄 積 誤 差 を 含 ま な い 自然 特 徴 点 の3 次 元 位 置 の 推 定 を実 現 す る こ と が で き る。. 」 2.2ラ. ン. ドマ ー ク 情 報 の 取 得. (A−2). LB.3)優 先 度 を 用 い た ラ ン ドマ ー ク の 選 択. [2.1] で 述 べ たSfM法. に よ り3次. 元 位 置 が 推 定 さ れ た 自然 特 徴 点 を ラ ン ドマ ー ク と し 、 各 ラ ン. ドマ ー ク に 対 し て オ ン ラ イ ン で の カ メ ラ 位 置 ・姿 勢 の 推 定 に 必 要 な ラ ン ドマ ー ク 情 報 を 取 得 す CB−4)ラ ン ドマ ー ク と 自 然特 徴 点 の 対 応 付 け. る 。 以 下 で は ラ ン ドマ ー ク デ ー タ ベ ー ス の 各 要 素 の 情 報 取 得 方 法 に つ い て 述 べ る 。 2.2.1(a) ラ ン ドマ ー ク の3次. (B−5} カ メ ラ位 置 ・姿 勢 の 推 定. 元位 置. オ ン ラ イ ン で の カ メ ラ 位 置 ・姿 勢 推 定 処 理 で は 、 ラ ン ドマ ー ク の3次. 元 位 置 と画 像 上 で の 観. 測 座 標 を 対 応 付 け る こ と で カ メ ラ 位 置 ・姿 勢 の 推 定 を 行 う。 そ の た め 、 各 ラ ン ド マ ー ク の3次 〔B−6、 優先度 情報の更新. 元 位 置 が 必 要 と な る 。 ラ ン ドマ ー ク の3次. 元 位 置 は 、 [2.1] で 述 べ たSfM法. の で あ り、 利 用 環 境 に 固 定 さ れ た 世 界 座 標 系 で 保 持 さ れ る 。. 図1ラ. ン ドマ ー クデー タベ ース を用 いた カ メラ位 置 ・姿 勢 推定 処理 の淋 一453一 一452一. に よ り推 定 さ れ た も.

(3) 次 世 代 ヒ ュー マ ン イ ン タ フ ェ ー ス 開 発 最 前 線 第3編. イ ンタ フ ・ 一ス 端. 研 究 の 最 前線. 一. ・一. 2.2.2(b) 撮 影 地 点 に 依 存 し た 情 報. ス中 よ ぱ. 択 す る こ とが 可 能 とな る. 。 2.2.3(c) ラ ン ドマ ー ク の 優 先 度 情 報. オ ン ラ イ ン の カ メ ラ 位 置 ・姿 勢 推 定 処 理 で は 、 デ ー タ ベ ー ス 中 の ラ ン ドマ ー ク と 入 力 画 像 中 の 日 然 特 徴 点 を 照 合 し対 応 付 け る 必 要 が あ る 。 こ の 照 合 処 理 の た め に 、 各 ラ ン ドマ ー ク 周 辺 の 画 像 情 報 を デ ー タ ベ ー ス へ 登 録 し て お く。 画 像 情 報 は 撮 影 位 置 の 違 い に よ る 見 え 方 の 変 化 に 対 応 す る た め 、 撮 影 地 点 に 依 存 し た 画 像 情 報 を 登 録 す る 。 具 体 的 に は 、 (b−1)多 重 ス ケ ー ル の 画 像 テ ン プ レ ー ト、 (b−2)自 然 特 徴 点 の 固 有 ス ケ ー ル 、 (b−3)SIFT特. 徴 ベ ク トル 、 (b−4)ラ ン ドマ ー ク 撮 影. 時 の 全 方 位 カ メ ラ の 位 置 が 保 持 さ れ る 。 多 重 ス ケ ー ル の 画 像 テ ン プ レ ー トは 、 図3に に 、 カ メ ラ の 投 影 中 心 と ラ ン ドマ ー ク の3次. 示 す よ う. 元 位 置 を結 ぶ 直 線 に 対 して 垂 直 な平 面 に 対 して 自. 然 特 徴 点 周 辺 の パ タ ー ン を 投 影 す る こ と で 作 成 す る 。 こ れ に よ り、 カ メ ラ の 姿 勢 に 依 存 し な い 画 像 パ タ ー ン を 生 成 す る こ と が で き る 。 ま た 、 白 然 特 徴 点 の 固 有 ス ケ ー ル (b−2) 、SIFT特. 徴 ベ ク. ト ル は (b−3)は 、 そ れ ぞ れHarris−1.aplacianS〕 に よ っ て 算 出 さ れ る 自 然 特 徴 点 ス ケ ー ル 情 報 、 SIFT−descriptoい SIFT特. に よ っ て 算 出 さ れ るSIFT特. 蕪驚 灘. ⊂ ; ㌫ 蹴. ㌶ ㌶. ㌫ 隠ズ ( 遮 鑑 一 い て … ・. 徴 ベ ク トル が 登 録 さ れ る 。 固 有 ス ケ ー ル 情 報 、. 徴 ベ ク ト ル は 、 初 期 フ レ ー ム に 対 す る カ メ ラ 位 置 ・姿 勢 推 定 処 理 に 用 い ら れ る 。 ま た 、. P,=E、 /D、. (1). オ ン ラ イ ン の カ メ ラ 位 置 ・姿 勢 推 定 処 理 に お い て 、 対 応 付 け 候 補 と な る ラ ン ドマ ー ク を 選 択 す る た め に ラ ン ドマ ー ク 撮 影 時 の 全 方 位 カ メ ラ の 位 置 (b−4)を 登 録 す る 。 こ の 撮 影 位 置 情 報 を 用 い る こ と で 、 オ ン ラ イ ン で の 対 応 付 け 候 補 選 択 処 理 に お い て 撮 影 可 能 な ラ ン ドマ ー ク を デ ー タ ベ ー. 了 緩 の \ \. ご叶 ノ / / ノ ! / / !. テ ン フ レー トの 法 線 ヘ ク トル ー. _.  . / /. ノ //. /. /. /. 一一一一一一一一一一. // / /. 画 像 平 面. ノ // /. /. /. / _. /. ノ. / ごン1. :蕊. ㌫1竺. 後に推定結果を・・一・バ・クす・・とで更新. 自然 特 徴 点 ラ ン ドマ ー ク デー タベ ー ス を 用 し、た. カ メ ラ位 置 ・姿勢推定. 一’. ラ ン ドマ ー ク の 醐1」座 標. 謙灘熱 灘 警. ≡. 3.1カ. メ ラ の 初 期 位 置 ・姿 勢 の 推 定 (B−1). 麗 ; ㌶㌶ ≧ ㌔藍㌫㌃㌶ 二 ぎ 鵬 璽. ノ //. / ノ. / / / / / // / /. 驚 嬬 藩議鱗 鑛撫. 〃 ・ 二 /. 〃 / / //. カメラの投影 中心. 図3画. ㌫. /. ノ 〆 / ノ. /. /. 〃. 〆 / / //. // //. /. /. / / / / ノ. /. 璽麟. / / //. ノ. ノ. 3・ 画 像 の テ ン プ レー ト. 7− 一一 一 / / / // / / /. 一. ご. 像 テ ンプ レー トの生 成. 鷺㌶き瀞 撫 繍 灘弊1. 一454一 一455一. ’ 吋∼ 、. .→.

(4) 第3編 次 世代 ヒ。一マ ン イ ンタフ ・一 ス醗. 副. イ ンタ フ ェー ス 技術 研 究 の 最前 線. 線. MN.. ドマ ー ク の 画 像 テ ン プ レ ー ト を デ ー タ ベ ー ス 中 よ り選 択 す る こ と が で き る 。. 、、 。の 初 期 。 。 一 ム の カ メ ラ位 置 囎 姿 勢の雌. 推 定 処 理 に は汁. 繊. 必 要 とす る た め ・ 初 繊. 3.3.2優 先 度 情 報 に 基 づ く ラ ン ドマ ー ク の 選 択. ◆. 幾 何 学 的 な 制 約 に よ り選 択 さ れ た ラ ン ドマ ー ク の 中 か ら、 正 し く対 応 付 く可 能 性 の 高 い ラ ン ド. 処理 が 完 了 す る まで の 間 ・ ・カ メ ラ を 動 か さ な い も の とす る゜. マ ー ク を 優 先 度 情 報 に 基 づ き選 択 す る 。 こ こ で は 、 ま ず 、 入 力 画 像 を 格 子 状 に 分 割 し、 各 格 子 内 で 最 も 優 先 度 の 高 い ラ ン ドマ ー ク を 選 択 す る 。 次 に 、 入 力 画 像 全 体 で 優 先 度 の 高 い 順 に 一 定 個 数. 1. 選 択 す る。 こ の よ う に 、 優 先 度 情 報 を 用 い て ラ ン ドマ ー ク を 選 択 す る こ と で 、 正 し く対 応 付 く可. 薬 欝撫礁. 能 性 の 高 い 少 数 の ラ ン ドマ ー ク を デ ー タ ベ ー ス よ り選 択 す る こ と が 可 能 と な る 。. 3.4ラ. iil. | } :. (B−4)、 (B−5). 選 択 さ れ た ラ ン ドマ ー ク の画 像 テ ン プ レー トと入 力画 像 中 の 自然 特 徴 点 周 辺 の画 像 パ タ ー ン を 照 合 し、 対 応 点 の 探 索 を行 う。 この 照 合 処 理 で は、 デ ー タベ ー ス構 築 時 と同 様 に対 応 付 け候 補 で あ る入 力 画 像 中 の 自然 特 徴 点 に対 して 撮 影 姿 勢 に依 存 し な い画 像 パ タ ー ン の 生 成 後 、 正 規 化 相 互. ; !. ン ド マ ー ク の 対 応 付 け と カ メ ラ 位 置 ・姿 勢 推 定. 相 関 に 基 づ く照 合 を行 う。 た だ し、 各 ラ ン ドマ ー ク の 対 応 点 候 補 と な る 自然 特 徴 点 は、 ラ ン ド. 欝 撫謙搬 置 ・姿 勢 の 推 定 を 行 う・. マ ー ク を 暫定 的 な カ メ ラ位 置 ・姿 勢 を用 い て 画 像 上 へ投 影 した座 標 を中 心 とす る一 定 の 範 囲 に存 在 す る も の に限 定 す る。 最 後 に、 対 応 付 け結 果 よ り、 誤 対 応 を排 除 した後 、 正 しい対 応 付 け結 果 を用 い てPnP問. 3.5優. 題 を解 く こ とで 現 フ レー ム の カ メ ラ位 置 ・姿 勢 を推 定 す る。. 先 度 情 報 の 更 新. (B−6). カ メ ラ 位 置 ・姿 勢 推 定 処 理 完 了 後 、 推 定 結 果 を デ ー タ ベ ー ス ヘ フ ィ ー ドバ ッ ク す る こ と で ラ ン ドマ ー ク の 優 先 度 情 報 を 更 新 す る 。 更 新 処 理 で は 、 オ ン ラ イ ン で の カ メ ラ 位 置 ・姿 勢 推 定 処 理 に お い て 、 ラ ン ドマ ー ク の 選 択 処 理 (B−3)に お い て 各 ラ ン ド マ ー ク が 選 択 さ れ た 回tWE。etv、 カ メ ラ 位 置 ・姿 勢 推 定 処 理 (B−5)に お い て 誤 対 応 と し て 排 除 さ れ ず に カ メ ラ 位 置 ・姿 勢 の 推 定 処 理. 難熱灘 藩. に 利 用 さ れ た 回 数D。eet, を 利 用 す る 。 具 体 的 に は 、 式 (2)を 用 い て 各 ラ ン ドマ ー ク の 優 先 度 情 報 を更 新 す る。. P, =. テ ン プ ・一 トを デ ー タベ ー ス 中 よ 腿. ) /. (D、 。td十Dineza’. (2). ). こ こ で 、E,,9d、D。 パ ま、 そ れ ぞ れ 過 去 に 同 じ環 境 内 で カ メ ラ 位 置 ・姿 勢 の 推 定 を 行 っ た 際 の 頻. 躍 難llき欝 塁灘 ㌶i欝㌫ 醐. (E、 。id十E、neu”. 度 情 報 で デ ー タ ベ ー ス に保 持 され て い る も の で あ る。. 1. ま 尺す る ・. 4.. カ メ ラ位 置 ・姿 勢 推 定 実 験. 実 環 境 に お い て 、 実 際 に ラ ン ド マ ー ク デ ー タ ベ ー ス を 構 築 し、 カ メ ラ 位 置 ・姿 勢 の 推 定 実 験 を. 雛議鱗 蒸馨熱轡 上記 の離. 的な制繊. い ・ ・ と に よ ・て ・ 暫 定 的 な カ メ ラ位 置 ・姿 勢 か ら脚. 行 っ た 。 こ の 実 験 で は 、 全 方 位 カ メ ラ (PointGreyResearch社 を 移 動 撮 影 し た 動 画 像 (1260フ (SONYDSR−PD−150). で 約75m. レ ー ム ) を 入 力 と し て デ ー タ ベ ー ス を 構 築 し、 ビ デ オ カ メ ラ. を 用 い て 撮 影 し た4本. の 動 画 像 に 対 し て カ メ ラ 位 置 ・姿 勢 推 定 を 行 っ た 。. た だ し、 オ ン ラ イ ン で の カ メ ラ 位 置 ・姿 勢 推 定 処 理 に お い て 、 初 期 フ レ ー ム の カ メ ラ 位 置 ・姿 勢. 能 な ラン 一457一. 一456一. (カ ナ ダ )、Ladybug).

(5) 第3編. 次世 代 。 _. マ ンイ ンタ ・ 一. ス開 蝦. イ ンタ フ ェー ス 技 術研 究 の 最 前線. 前線. ピペ!. ●. ●. ●. ∼ ー. 蒙遜 NAISTC、m,. 。・Pack・g・. ・1に. 収 録 さ れ て い る. ●. ●. ’ゆ. ● ,!㌧ ご , ・ ・’ ∴. ・. ㌻∴噸麟 蘇 , ●. .■. ゜°9. ・. Pぷ1∴. , .. ●. ∴脳 磨 ㌃; 三1;. ・. .. ゜. °6、C°. ・ 自. ◆. ●a ⑱. 呵. ●. 白. 図5Structure−from−motion法. イ. に よ る3次. .. ●. ●. 雪. ’・s.s’. 嵩♂. 句1. ● .. 元復 元結 果. 恥h. ∪∫ 、iversほy Unめn. Vnive. ト. Uni. 、りP. 図6カ. | 5.. メ ラ位 置 ・姿 勢推 定結 果 を用 いた案 内情 報の 提示例. カ メラ位 置 ・姿勢推定処 理の安定化 手法. 自 然 特 徴 点 ラ ン ドマ ー ク デ ー タ ベ ー ス を 用 い た 手 法 で は 、 デ ー タ ベ ー ス 構 築 時 の カ メ ラ の 撮 影 経 路 か ら離 れ た 地 点 で は 、 ラ ン ドマ ー ク の 見 え 方 が 変 化 す る た め 、 デ ー タ ベ ー ス 中 の ラ ン ドマ ー ク と 入 力 画 像 中 の 自然 特 徴 点 の 対 応 付 け 処 理 が 困 難 に な る と い う問 題 が 生 じ る 。 こ の よ う な 問 題 ,. 図 、 デ ータベ ー ス構 築 に用 い た全方 位画 像の 一部 459一 一458一.

(6) 次世 代 ヒューマ ンイ ン タフ ェース 開発 最前線 ∨ 、’冒 ら. 第3編. に対 して 、 レー ザ レ ン ジ フ ァ イ ンダ で 計 測 した 密 な形 状 情 報 を用 い て 画 像 パ タ ー ン の見 え 方 を補 正 す る方 法13)やSfM法. 8嘘. ㌫. ;1; 。1, ,1− 一 一 一 9)DG・. ・w・・沿 ・ …嘘. … g・・ea, ∴. _. 輌. レー ザ レ ンジ フ ァ イ ンダ を用 い た 手 法 で は、 よ り高 精 度 な位 置 合 わせ が必 要 な場 所 にお い て、 全 周 レ ン ジ フ ァイ ン ダ を用 い て 密 な形 状 情 報 を取 得 し、 こ の形 状 情 報 を用 い る こ とで 全 方 位 カ メ ラ の撮 影 地 点 か ら離 れ た地 点 の 画 像 テ ン プ レー トを仮 想 的 に生 成 して お く こ とで 、 ラ ン ドマ ー ク の見 え 方 の 変 化 に 対 応 し て い る 。 ま た 、SfM法. に よ っ て 復 元 さ れ た3次 元 形 状 に対 し て局 所 平. 面 を 当 て は め る手 法 で は、 画 像 テ ン プ レー トの 生 成 過 程 にお い て 、 ラ ン ドマ ー ク と撮 影 した カ メ ラ位 置 を結 ぶ 直 線 に垂 直 な 平 面 へ 画 像 を投 影 す る の で は な く、 ラ ン ドマ ー ク 周 辺 の3次. 研 究 の 最 前線. 一..一._. _. .. 鑑1:. に よ っ て 復 元 さ れ た3次 元 形 状 に対 して 局 所 平 面 を 当 て は め る こ とで 視. 点 位 置 に依 存 しな い 画 像 パ ター ン を生 成 す る手 法14)が 提 案 され て い る。. イ ンタ ・ ・一 ス 賄. 、 、 噛. 輌_. yp°in‘s” ,fnt. 」.of・. ・m・・・ ・…. _ si。n,6。. (、) ,pp.91−100(2004) .. 1灘簿 議 蕪1慰. 元点群. に対 して 局 所 平 面 を 当 て は め、 この 平 面 へ 画 像 を投 影 す る こ とで 視 点 位 置 に依 存 し ない 画 像 テ ン プ レー トを生 成 して い る。 これ に よ り、 見 え 方 が 変 化 し易 い地 面 な ど に存 在 す る ラ ン ドマ ー ク を 正 し く対 応 付 け る こ とが 可 能 とな り、 デ ー タ ベ ー ス構 築 時 の カ メ ラ の撮 影 経 路 か ら離 れ た場 合 に お い て も、 安 定 した カ メ ラ位 置 ・姿 勢 推 定 処 理 が 実 現 で き る。. 6.. 璽 隠 註隠 ㌻ご ㍑㌘ 潔㌔1蒜膓 1’ ∴1濡 驚 ㍍二 織 麓㌫灘 驚 瀞 : 議. ま とめ. 本 稿 で は 、 自然 特 徴 点 ラ ン ドマ ー ク デ ー タ ベ ー ス を 用 い た カ メ ラ位 置 ・姿 勢 推 定 手 法 につ い て 述 べ た 。 この手 法 で は、 事 前 に利 用 環 境 に お い て 構 築 した ラ ン ドマ ー ク デ ー タベ ー ス を用 い て カ メ ラ位 置 ・姿 勢 の推 定 を実 現 して い る。 デ ー タ ベ ー ス の 構 築 処 理 で は、SfM法. を用い るこ とに. よ り半 自動 で ラ ン ドマ ー ク デ ー タベ ー ス を構 築 す る こ とが で き るが 、 この 手 法 で は 、 静 的 な環 境 で の 利 用 を 想 定 して お り、 利 用 環 境 の3次 元 構 造 が変 化 し た場 合 に は再 度 デ ー タ ベ ー ス を構 築 す る必 要 が生 じ る。 今 後 の 課 題 と して 、 環 境 の 変 化 が 生 じた場 合 に お け る デ ー タ ベ ース 更 新 処 理 手 法 の 開 発 な どが 挙 げ られ る。. 参考 文献 1)H.Kato,H.Billinghurst: conferencingsystem”. “MarkertrackingandHMDcalibrationforavideo−basedaugmentedreality ,Proc.Int.WorkshoponAugmentedReality,pp.85−94(1999). 2)T.Drummond,R.Cipolla:. “Realutimevisualtrackingofcomplexstructure”. andMachineInte!tigence,27(7) 3)G.Klein,D.Murray:. ,pp.932−946(2002). :拡 張 現 実 感 の た め の 優 先 度 情 報 を 付 加. ベ ー ス を 用 い た 実 時 間 カ メ ラ 位 置 5) 佐 藤 智 和 , 池 田 聖 , 横 矢 直 和 定 . 電 子 情 報 通 信 学 会 論 文 誌. し た 自 然 特 徴 点 ラ ン ドマ ー ク デ ー タ. ・姿 勢 推 定 . 電 子 情 報 通 信 学 会 論 文 誌 ,J92−D(8). ,pp,1440−1451(2009). :複 数 動 画 像 か ら の 全 方 位 型 マ ル チ カ メ ラ シ ス テ ム の 位 置 (D−II),J88−D−II(2). 6)S,Ikeda,T.Sato,K,Yamaguchi,N.Yokoya: videosandGPSposi亡ions”. ,Proc.Int.Symp.onMixedand. (2007) .. 4) 武 富 貴 史 , 佐 藤 智 和 , 横 矢 直 和. ,M.St・ph・. ,∫EEETrans.onPatternAna!ysis. .. “ParalleltrackingandmappingforsmallARworkspaces”. AugmentedReality,pp.225−234,. 7)C.Harri・. .. ,pp.347−357(2005). ・mbi・ ・d…n・. ・姿 勢 パ ラ メ ー タ の 推. ,. ℃onstructionoffeaturelandmarkdatabaseusingomnidirectional. ,Proc.Int.Conf.on3−DDigitalImagingandModeling,pp.249−256(2007) ・…A・. ・. ・and・dg・d・tect…. ,P…. .Al・ ・yVi・i・nC・nf.. . ,PP.147−151(1988). ・. 一460一 一461. 一.

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