2014 Fiscal Year Annual Research Report
偏光イメージングカメラによる光沢物体の位置・姿勢推定
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25730122
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
池田 聖 大阪大学, 基礎工学研究科, 助教 (40432596)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | 偏光イメージングカメラ / モデルベーストラッキング |
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| Outline of Annual Research Achievements |
(1)色および形状が既知の物体の位置・姿勢推定、および(2)色および形状が未知の物体の位置・姿勢推定、を研究課題として設定したが、研究計画でしめしたとおり課題(2)の難易度が高く課題(1)に注力した。研究課題(1)では、色および形状が既知の物体の位置・姿勢を推定するために従来の法の枠組みで、単一の画像から物体の位置・姿勢を求める手法を開発した。対象物体の形状と模様をそれぞれポリゴンデータとテクスチャとして与える手法で、偏光カメラの利点を検証した。具体的には研究計画のとおり、次の小課題について取り組んだ。
(1-1) 映り込み除去の効果の確認：画素毎に適切な偏光方向の輝度から光沢物体表面に映り込むパターンを除去することにより、従来のトラッキング手法の性能向上を確認する予定であったが、使用したカメラに搭載された偏光フィルタの問題で、映り込み除去の効果を正確に確認することができなかった。
(1-2) 輝度勾配と法線方向との併用効果の確認：従来ので用いられるエッジ特徴を手がかりにした手法と偏光情報を併用が安定性が向上することを確認した。計画段階では、エッジと偏光情報の組み合わせによる手法とエッジのみを用いた手法を比較する方針であったが、本研究ではエッジを直接用いるのではなく、前景と背景を同時に考慮することで物体の輪郭の位置合わせ効果を狙ったため、偏光情報のみを用いた手法とエッジを組み合わせた手法の比較により効果を確認比較した。
(1-3) 環境光変化に対する安定性の確認 対象物体の周辺の光源環境を動的に変化させると物体に映り込むパターンが変化する状況下で、偏光情報を用いることで位置・姿勢推定の安定性と精度の向上を確認した。プロジェクタにより動的な光源環境を構築し、内部に不透明な構造を持つ透明物体を用いて確認した。
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