動画像と加速度・角速度センサ出力を用いて対象の構造を復元する方法の研究

利用运动图像以及加速度和角速度传感器输出恢复目标结构的方法研究

基本信息

批准号：
11750383
负责人：
向井利春
金额：
$ 1.41万
依托单位：
The Institute of Physical and Chemical Research
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
财政年份：
1999
资助国家：
日本
起止时间：
1999 至 2000
项目状态：
已结题

项目摘要

動画像から対象の三次元形状モデルを求めることはコンピュータビジョンの重要な課題の一つであり,多くの方法が提案されている。理論的にはこれらの方法は完全であるが,これらはノイズに非常に敏感であることが知られている。その結果,実画像を使った実際の状況ではなかなか有用な結果が得られない。また,近年因子分解法という方法がTomasiとKanadeによって提案され,注目を集めている。この方法は最初正射影について提案され,後に中心射影の近似である疑似中心射影(paraperspective projection)に対して拡張された。しかし,状況がカメラの近似モデルに対して合っていない場合やカメラの動きが小さい場合には,依然としてノイズに関する問題は残っている。そこで我々は前年度の研究で,ジャイロセンサから得られる3軸の角速度情報を使って画像を補うことによる,より精度の高い復元方法を提案した。ジャイロセンサは環境に対するセッティングを一切行なわなくても使え,また,コンパクトなので,どこでも持ち運べるセンシングシステムを作ることが可能である。本年度の研究ではさらにジャイロセンサから得られる3軸の加速度情報を使うことによって対象のスケールを求める方法を研究した。原理的には加速度を2回積分すればカメラの移動距離が求められ,それを基準にして対象のスケールも求まるが,積分の初期値が不明であり,また,ドリフトの問題も生じる。そこで速度の微小時間内での変化分を画像から求まる値とジャイロセンサから求まる値を比較することによりスケールを求める方法を提案した。

从运动图像中获取物体的三维形状模型是计算机视觉中的重要任务之一，并且已经提出了许多方法。尽管这些方法在理论上是完美的，但众所周知它们对噪声非常敏感。因此，很难使用真实图像在真实情况下获得有用的结果。此外，Tomasi和Kanade最近提出了一种称为因式分解方法的方法，并引起了人们的关注。该方法首先针对正交投影提出，后来扩展到副透视投影，这是中心投影的近似。然而，当情况与相机近似模型不匹配或相机运动较小时，噪声问题仍然存在。因此，在我们去年的研究中，我们提出了一种更精确的恢复方法，通过使用从陀螺仪传感器获得的3轴角速度信息来补充图像。陀螺仪传感器可以在没有任何环境设置的情况下使用，并且由于它们结构紧凑，因此可以创建可以随身携带的传感系统。在今年的研究中，我们还研究了一种利用陀螺仪传感器获得的三轴加速度信息来确定物体尺度的方法。原则上，通过对加速度进行两次积分，就可以确定相机行驶的距离，并据此确定物体的尺度，但积分的初始值是未知的，而且还存在漂移的问题。因此，我们提出了一种通过比较图像确定的值和陀螺仪传感器确定的值之间在一分钟时间内的速度变化来确定比例的方法。