2018 Fiscal Year Annual Research Report
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18H01554
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
布施 孝志 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 教授 (80361525)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 3次元点群 / レーザ計測 / 変化検出 / 圧縮 / 更新 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
MMSや航空機レーザ等の普及により、広範囲の3次元点群データの取得が進んでいる。3次元データはデータ量が膨大であることから、その後の処理における負荷が大きい。そのため、詳細な情報を保持したままデータ量を圧縮することは、様々な分野における利活用促進への貢献が期待される。さらに、継続的な整備・利用の視点から、データ更新技術を同時に考慮することが望ましい。例えば、変化部分を抽出し、その部分を対象として更新するための枠組みが必要になる。本研究では、主にレーザ計測によって得られる3次元点群データを対象として、データ圧縮・更新手法の開発を行うことを目的とする。
本年度は、スパース性に着目した3次元計測の基礎手法の開発と性能評価、波形記録式レーザ計測データを対象とした地物数・位置推定手法の開発を行った。まず、2次元表現されたデータに対して、スパースモデリングによるデータ分離可能性を検証した。そして、ロバスト主成分分析をベースに基礎手法の開発を行った。ここでは、データ構造（地物特徴）のスパース性、および観測のスパース性に着目した手法を構築した。開発手法を実データに適用し、その性能を評価した。実データとして、メッシュ型データに対応した距離画像・航空レーザDEMと、ボクセルデータに対応するMMSデータを対象とした。これにより、基礎手法の精度を評価するとともに、変化抽出手法との関係性、圧縮手法への拡張可能性、未観測部分推定手法への拡張可能性に関して整理を行った。また、データ密度や観測数等との関係性も分析した。さらに、波形記録式レーザ計測データに対して、連続的な反射強度記録である特性を活かし、データ同化の枠組みにより地物数・位置の同時推定手法を構築した。特に、PHDフィルタのモンテカルロ実装を行い、精度評価を行った。ここでは、地物の出現・消失を明示的にモデル化することも行なっている。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
研究計画に加え、まずはパイロットスタディとして、スパースモデリングによるデータの分離可能性を検証している。これにより、その後の研究実施を順調に進めることが可能になった。その後は、研究計画通りに、スパースモデリングに基づく基礎手法の開発を行い、波形記録式レーザ計測データに対しても、地物数・位置の同時推定手法を開発した。いずれの手法に対しても、実データを用いて性能評価を行い、その適用可能性を確認している。その結果、基礎手法として十分な成果が出ている。また、今後の拡張に向けて、変化抽出手法、圧縮手法、さらに未観測部分推定手法への拡張性を検討し、次年度の研究に対しても、方向性を決めることができた。以上より、当初の計画通り、順調に進展していると判断できる。
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| Strategy for Future Research Activity |
今年度開発した手法および適用結果については、一定の成果をおさめている。これらの成果を査読付き論文として公表していく予定である。今後は、今年度開発した基礎手法、および拡張可能性の整理に基づき、基礎手法の改良、変化点抽出手法の開発、さらには精度評価をを行う予定である。実データの入手方法も確保できているため、研究遂行にあたっても、問題ないと考えられる。また、実務者へのヒアリング等を行うことにより、社会還元への示唆が得られることが期待される。
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