2011 Fiscal Year Annual Research Report
物体表面の分光反射率と三次元形状の同時計測手法の研究
| Project/Area Number |
22700187
|
|---|
| Research Institution | Osaka Electro-Communication University |
|---|
Principal Investigator |
土居 元紀 大阪電気通信大学, 情報通信工学部, 准教授 (00304155)
|
|---|
| Keywords | 分光反射率計測 / 三次元計測 / 色形状同時計測 / ステレオマッチング / 波長プログラマブル光源 |
|---|
| Research Abstract |
本研究課題では,物体表面の分光反射率と三次元形状を同時計測するシステムについて研究を行った.物体の分光反射率情報を画像としてステレオ撮影することにより,物体表面の分光反射率情報を獲得するとともに,ステレオマッチングによって物体表面の三次元情報を獲得する.情報量の多い分光反射率画像を用いることにより,従来の濃淡画像やRGB画像によるステレオマッチングよりも精度の高い三次元計測を可能にする.
研究の特徴は以下の3点である.
(1)波長プログラマブル光源を用いた効率的な分光反射率画像計測
(2)分光反射率を用いたステレオマッチングの精度向上と計算の効率化
(3)三次元形状情報を用いた分光反射率の補正
22年度は主に(1)のシステム構築に取り組んだ.23年度は主に(2)と(3)の課題に取り組み,さらに多眼カメラシステムへと発展させた.計測精度について検証し,ステレオカメラシステムのキャリブレーションの方法と撮影方法を改善した.複数の姿勢のチェスボードパターンの撮影画像からカメラパラメータを推定してキャリブレーションを行う方法を採用して精度を向上させた.また,物体表面上に光沢成分が生じないように照明することによって,位置推定誤差を減少させた.計算の効率化についても研究を進め,各波長で撮影した画像の濃度値についてマッチング対象領域内の分散値をあらかじめ求め,分散が大きい波長の画像のみをマッチングに用いることにより,精度を低下させずに計算コストを削減した.三次元形状情報を用いた分光反射率の補正については,撮影画像に光沢を含まないので物体の表面を拡散反射面と仮定し,奥行き方向への面の傾きからランバートの余弦則により明度補正を行った.そして,2セットの2眼ステレオカメラシステムを構築することにより,物体に対し広範囲の計測を可能にした.
|
