リフレクタンス情報に基づくレーザスキャナの高機能化

根据反射率信息改进激光扫描仪的功能

基本信息

批准号：
12J06404
负责人：
大石修士
金额：
$ 1.73万
依托单位：
Kyushu University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2012
资助国家：
日本
起止时间：
2012-04-01 至 2015-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

土木建築分野や文化財保護で利用されているパルス投射型Time-of-Flight式レーザスキャナは，距離計測の副産物としてレーザ光の反射強度画像(リフレクタンス画像)を得ることができる．そこで本研究では，レーザスキャナにより得られる距離情報とリフレクタンス画像を相補的に利用し，3次元計測の高機能化を図る．本年度は下記の項目に取り組んだ．【3次元モデルの彩色】本研究では，カラー画像とリフレクタンス画像の局所領域の共起性に基づき，リフレクタンス画像を直接カラリゼーションすることで表面色を推定し，3次元モデルの自動カラー化を実現する新たな彩色手法を提案する．本年度は，これまでに提案した3次元モデルのカラリゼーション手法の彩色精度を定量評価するため，テクスチャマッピングにより生成された3次元モデルを正解データとする比較実験を行った．提案手法とテクスチャマッピングによる彩色結果に大きな色度差がないことを示し，提案手法の有用性を確認した．【3次元物体認識】本研究では，レーザスキャナから通常得られる形状情報に，見えの情報(リフレクタンス画像のテクスチャ情報)を組み合わせた新たな物体認識手法を開発する．本年度は，まず昨年に引き続き，レーザスキャナにより計測された3次元環境地図中の各物体にラベルを付加するセマンティックラベリングのための特徴量開発を行った．提案した3DGHOGは，2次元画像特徴量であるHOGを物体の形状に沿って3次元へ射影するものであり，実験を通して提案特徴量の有効性を確認した．また，提案特徴量の識別精度を評価するため，RGB-Dカメラにより取得された距離画像とテクスチャ画像の組からなる大規模データベースを用いた3次元物体認識の実験を行い，テクスチャ・距離情報のみを用いたHOG・HONV特徴量と比較して，より高い識別能力を有していることを示した．

脉冲投影飞行时间激光扫描仪用于土木工程和建筑领域以及文化财产保护，可以获得激光反射强度图像（反射率图像）作为距离测量的副产品。因此，在这项研究中，我们的目标是通过补充使用激光扫描仪获得的距离信息和反射图像来改进 3D 测量的功能。今年，我们做了以下几方面的工作。 [3D模型的着色] 在这项研究中，我们根据彩色图像和反射图像的局部区域的共现，通过直接对反射图像进行着色来估计表面颜色，并应用3D模型的自动着色，我们提出了一种新的方法。着色方法来实现这一点。今年，为了定量评估目前提出的3D模型着色方法的着色精度，我们使用纹理映射生成的3D模型作为正确数据进行了对比实验。我们表明所提出的方法和纹理映射的着色结果之间没有大的色度差异，证实了所提出的方法的有用性。 [3D物体识别] 在这项研究中，我们开发了一种新的物体识别方法，该方法将外观信息（反射图像的纹理信息）与通常从激光扫描仪获得的形状信息相结合。今年，继去年之后，我们首先开发了语义标签功能，即为激光扫描仪测量的 3D 环境地图中的每个对象添加标签。所提出的3DGHOG将HOG（一种二维图像特征）沿着物体的形状投影到三个维度，并且我们通过实验证实了所提出的特征的有效性。此外，为了评估所提出的特征的识别精度，我们使用由 RGB-D 相机获取的距离图像和纹理图像对组成的大型数据库进行了 3D 对象识别实验。与使用的 HOG/HONV 特征相比，该方法具有更高的判别能力。