ステレオ型イメージスキャナの開発と3次元物体のモデリングに関する研究

立体图像扫描仪研制及3D物体建模研究

基本信息

批准号：
13780286
负责人：
浮田浩行
金额：
$ 1.28万
依托单位：
The University of Tokushima
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2001
资助国家：
日本
起止时间：
2001 至 2002
项目状态：
已结题

项目摘要

本研写では,従来よりも容易にかつ正確に3次元物体の形状・色情報を取得するため,ステレオ型イメージスキャナを開発し,これによる3次元形状復元方法および物体のモデリング方法についての検討を行なった.今年度は,まず,前年度試作したステレオ型イメージスキャナの改良を行なった.具体的には,電動スライダーとモーター制御ボードを新たに購入し,そして,前年度購入済の組込用小型カメラと小型蛍光灯を組み合わせて,よりコンパクトな装置とした.次に,新たな形状計測方法として,ステレオ法と相補的な特徴を持つ陰影情報からの形状復元方法について検討した.この方法では,まず,サンプル形状として様々な2次曲面を,またサンプル明度情報として光学モデルから求められた2次曲面上の明度分布を用意する.そして,これらのサンプルデータを固有空間に投影・保存する.次に,画像中の部分的な明度パターンを固有空間に投影し,空間内での線形補間によって形状を復元する.この方法によって,明度変化が傾らかでステレオ法では計測しにくい物体表面の形状を復元することが可能になる.しかし,実験では,形状復元は可能であったが,復元形状に誤差が含まれる場合が多いものであった.これは,固有空間中でサンプルデータの分布に偏りが生じていたためと考えられるので,今後は,この問題についての検討が必要である.また,本研究では.物体形状を凸包によってモデリングする方法についても検討した.これは,スキャナでは部分的にしか3次元形状が得られないので,それらを統合する必要があるためである.ここでは,表面の法線ベクトルの分布を用いる方法について検討し,部分形状の統合が可能であることを確認した.今後もこれらの研究結果を踏まえ,安価で扱い易いステレオ型イメージスキャナについて検討していく予定である.

在本研究中，为了比以前更容易、更准确地获取3D物体的形状和颜色信息，我们开发了立体图像扫描仪，并研究了使用该扫描仪的3D形状恢复方法和物体建模方法。今年，我们首先改进了立体图像。具体来说，我们购买了新的电动滑块和电机控制板，并添加了我们去年购买的内置图像扫描仪小型相机和小型荧光灯。通过结合这两种方法创建了更紧凑的设备。接下来，作为一种新的形状测量方法，我们研究了一种根据与立体方法具有互补特征的阴影信息的形状恢复方法。在该方法中，首先准备样本形状各种二次曲面以及从光学模型获得的二次曲面上的亮度分布作为样本亮度信息，然后将这些样本数据投影并保存在特征空间中。通过将其投影到特征空间并在空间内执行线性插值来重建形状。该方法使得重建物体表面的形状成为可能，而由于物体的亮度变化剧烈，用立体方法很难测量该形状然而，在实验中，可以恢复形状，但恢复的形状经常包含错误。这被认为是由于特征空间中样本数据的分布存在偏差，因此我们将在将来对此进行研究。有必要考虑这个问题。此外，在本研究中，我们还考虑了一种使用凸包对物体形状进行建模的方法。这是因为扫描仪只能获得部分3D形状，因此有必要将它们集成起来。在本文中，我们研究了一种方法。基于这些研究成果，我们将继续研究廉价且易于使用的立体图像扫描仪。