船上・陸上カメラネットワークによる港湾環境三次元認識システム

利用船/陆摄像头网络的港口环境三维识别系统

基本信息

批准号：
22K04551
负责人：
山本茂広
金额：
$ 2.41万
依托单位：
Kobe University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

本研究は，港湾部における航行船舶の動向を自動的に監視し誘導できるような，視覚を中心とした高度で総合的な海上環境認識技術の開発を目的とする。そのために，陸上，および，船舶にカメラを設置，あるいは，搭載して写っている物体の認識と位置計測を行う。カメラを使って物体の三次元位置を計測するには，カメラを２台以上用いたステレオ画像計測がよく用いられる。これは，それぞれのカメラで対象物体へ視線を求めてその交点から三次元位置を求めるものであるが，このときカメラ自体の設置位置と向きをあらかじめ調べておく必要がある。この作業をカメラのキャリブレーションと呼ぶ。一般に，画像に写っている物体の画像座標と三次元座標の組を何組も測ることでキャリブレーションが行われるが，三次元座標の正確な測定は困難であり，また，本研究目的のように海を背景とした画像では，キャリブレーションに適した物体がそもそもあまり多くない。そこで，2022年度は，まず，キャリブレーション方法について検討し，キャリブレーション用に三次元座標を測定する物体の数を極力少なくしても，三次元座標が分からなくても各画像に共通して写っている物体の画像座標を利用することで，精度を落とさずにステレオカメラのキャリブレーションを実施する手法を開発した。この手法を利用して，陸上にカメラを多数設置し，多角的に船舶各部の位置を計測する実験を行った。また，船舶にもステレオカメラを搭載してキャリブレーションを実施したあと，実際の航海の画像を撮影した。この動画を解析し，画像中から船舶を自動で検出し，その位置を測定するプログラムを作成した。その測定した船舶の位置は，AIS（船舶自動識別装置）で得られた情報と比較できるように準備した。一方，着岸時などに岸壁の船舶の相対位置・姿勢を単眼カメラで計測する手法も併せて検討した。

这项研究旨在开发高级，全面的海上环境识别技术，重点关注视觉效果，这些技术可以自动监视和指导港口地区可通航船只的趋势。为此，摄像机安装在陆地上和船上，或者安装在它们上以识别和测量照片的物体位置。使用两个或多个相机的立体图像测量通常用于使用摄像头测量对象的三维位置。这涉及在每个相机上找到目标对象上的视线，并从相交点找到三维位置，但是有必要提前检查相机本身的位置和方向。此过程称为相机校准。通常，通过测量图像中对象的多个图像坐标和三维坐标来进行校准，但是很难对三维坐标进行准确的测量，并且在具有此研究的海景的图像中，首先没有适合校准的对象。因此，在2022财年中，我们首先考虑了校准方法，并开发了一种使用每个图像中通常捕获的物体的图像坐标的方法，即使要测量的校准的对象数量尽可能小，即使未知三维的坐标是未知的，即使未知的均值，我们的三维坐标也未知，即使是未知的，我们的三维坐标也不是属于我们的三维坐标。准确性。使用此技术，我们在陆地上安装了大量摄像机，并进行了一个实验，在该实验中，我们从多个角度测量了每艘船的位置。此外，在船上配备了立体声相机并校准后，拍摄了实际航行的图像。该视频进行了分析，并创建了一个程序，该程序会自动从图像中检测血管并衡量其位置。准备了测量的容器位置，以便可以将其与AIS（自动容器识别设备）获得的信息进行比较。另一方面，我们还研究了一种在停靠时用单眼摄像机在码头上测量船舶在码头上的相对位置和方向的方法。

项目成果

期刊论文数量（0）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

港湾での船舶の三次元計測に向けたステレオカメラ校正法の検討

港口船舶三维测量立体相机标定方法研究

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
Shoichiro SUGINO;Yoshiyuki TAKAO;Shion KIMURA;Kazuki NAWATA;Hirokazu TAHARA;and Tomoyuki IKEDA;寺本有輝，山本茂広，橋本　岳
通讯作者：
寺本有輝，山本茂広，橋本　岳