全方位視覚とラインセンサを複合した高精細環境モデリング

结合全向视觉和线传感器的高清环境建模

• 批准号: 17700187
• 负责人: 長原 一
• 金额: $ 2.3万
• 依托单位: Osaka University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2005
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2005 至 2006
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-17700187/
• 关键词: 環境モデリング; 高精細; 全方位視覚センサ; ラインスキャンセンサ

本研究では,全方位視覚センサとラインスキャンセンサを複合して用いることで,高精度の三次元モデルと高精細なテクスチャを同時生成するシステムを構築した.画像からの三次元環境モデルの構築には,移動しながら撮像した画像列より特徴点を追跡し,その移動視差から実環境の三次元形状を復元する.三次元形状の復元精度や安定性を向上させるためには,大きな視点移動を必要とするため,移動しながら特徴点を長期観測できる方が,復元精度向上に有利である.このため,広視野角の全方位視覚センサが適しているが,角度分解能が低く,テクスチャデータを得るには不利であった、一方で高精細のテクスチャを取得するためには,ラインスキャンセンサを用いた高精細なテクスチャ取得が考えられるが,逆に視野が狭いため三次元復元には向かない.このような特性の異なる2種類のセンサを複合することで,高精度の3次元モデル推定とテクスチャ取得の両立を可能とする.単一視点・均一解像度全方位センサの開発:三次元復元などに必要な単一視点の幾何特性と均一な解像度特性を初めて両立した新しい全方位センサの設計法を確立し,実際に試作制作をおこなった.ラインスキャンセンサを用いた距離復元:高解像度テクスチャを得られるが,一般的にモデリングには用いられなかったラインスキャンセンサを用いた三次元復元手法を提案した.この手法では,カラーラインセンサ特有の幾何特性から距離に比例して現れる色ずれを用いることで奥行き情報を復元する.これにより,ラインセンサ画像単体から距離情報が得られ,また,画像劣化の要因である色ずれを補正し,その有用性を示した.三次元モデルの生成:全方位とラインスキャンセンサより得られた奥行き情報をポリゴンやテクスチャ画像に分解して三次元モデルを構築するソフトウェアを開発実装した.

在这项研究中，我们构建了一个系统，该系统同时通过使用全向视觉传感器和线条扫描传感器来生成高精度的三维模型和高清纹理。为了从图像构建3D环境模型，从移动时捕获的图像序列跟踪特征点，然后从移动的视差恢复真实环境的三维形状。为了提高三维形状的恢复和稳定性的准确性，有必要在移动时移动观点以改善长期观察结果，这对于提高恢复的准确性是有利的。因此，具有较宽视角的全向视觉传感器是合适的，但是它具有低角度分辨率，并且对于获取纹理数据是不利的，而为了获得高清纹理，可以使用线条扫描传感器获得高定义的纹理，但是这种对比不适合3D恢复，因为3D恢复范围，因为视野范围很窄。通过将两种具有不同特征的传感器组合在一起，可以获得高精度的三维模型。它可以同时估算和纹理获取。开发单观看点，均匀分辨率全向传感器：首次设计了一种新方法，该方法是建立了三维恢复所需的单视点和统一分辨率特征的几何特性，并建立了三维恢复所需的几何特性，并实际上产生了原型。使用线扫描传感器的距离恢复：可以获得高分辨率纹理，但是提出了使用不常用用于建模的线扫描传感器的3D恢复方法。在这种方法中，通过使用与距色线传感器独有的几何特性成正比的颜色偏差来恢复深度信息。这允许从单线传感器图像获得距离信息，并纠正颜色偏差，这是造成图像劣化的原因，并证明其有用性。生成三维模型：通过分解从全视点和线条扫描传感器获得的深度信息，开发并实现了一个软件来构建三维模型。

项目成果

GPUを用いた全方位画像処理の高速化

使用 GPU 加速全向图像处理

• 发表时间: 2005
• 期刊: 画像の認識・理解シンポジウム IS4-170
• 作者: Hajime Nagahara;et al.;松井良平 他
• 通讯作者: 松井良平 他

ルートパノラマ画像の色ずれを利用した3次元復元

利用路线全景图像色彩偏移进行 3D 修复

• 发表时间: 2007
• 期刊: 情報処理学会研究報告 CVIM-158, No.36
• 作者: 市川充史;長原一;谷内田正彦
• 通讯作者: 谷内田正彦

An Omnidirectional Vision Sensor with Single Viewpoint and Constant Resolution

具有单视点和恒定分辨率的全向视觉传感器

• 发表时间: 2006
• 期刊: Proc. IEEE/RSJ Int. Conf. Intelligent Robots and Systems
• 作者: Koji Yoshida;Hajime Nagahara;Masahiko Yachida
• 通讯作者: Masahiko Yachida

単眼・両眼推定器を複合した自己位置と環境の同時推定

使用单目和双目估计器同时估计自身位置和环境

• 发表时间: 2006
• 期刊: 情報科学技術レターズ
• 作者: 坂口雄介;Ngo Thanh Trung;長原一;谷内田正彦
• 通讯作者: 谷内田正彦

単一視点と均一解像度特性を有する全方位視覚センサ

具有单视点和统一分辨率特性的全向视觉传感器

• 发表时间: 2007
• 期刊: 電子情報通信学会論文誌 Vol. J90-D,No. 8
• 作者: 村上陽平;杉本悠樹;石田 亨;Viet Phuong Nguyen;MoonBae Song and Hiroyuki Kitagawa;Tetsuya Takiguchi;Hiroaki Matsuura;吉田幸治,長原一,谷内田正彦
• 通讯作者: 吉田幸治,長原一,谷内田正彦