2014 Fiscal Year Research-status Report
サーバ通信を利用したカメラの自己位置配信と特徴点ベース地図の開発
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26330305
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| Research Institution | National Institute of Advanced Industrial Science and Technology |
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Principal Investigator |
阪野 貴彦 独立行政法人産業技術総合研究所, 知能システム研究部門, 主任研究員 (70356187)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 3次元環境構築 / 全方位画像 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
当該年度は、初期地図として対象市街地の基幹ルートの全方位画像を取得し、SFMの技術を用いて画像のみから3次元情報を取得する手法を開発した。
まず、つくばモビリティロボット特区を対象区域とし、5km程度の遊歩道を基幹ルートにおいて、高精細全方位カメラで動画像を取得した。全方位画像を2次元の従来型画像として扱うのではなく、球面画像として立体的な画素配列のグリッドを設定し、その球面上から特徴点を抽出、特徴点記述子を考案した。本提案手法により、従来のように2次元に展開した画像から特徴点を抽出するよりも、カメラ移動に頑強な手法を開発することができた。
つぎに、この記述子を用いて、画像間のマッチングをとり、特徴点の3次元復元、カメラパスの復元を行った。画像枚数が増えたため計算に時間を要することが予想されたため、高速化手法を開発した。計算時間でボトルネックになるのは、巨大な行列の逆行列計算であるが、本手法では巨大逆行列を小さな行列に分轄し、それぞれに共役勾配法を用いて求めた近似解で代用することによって、精度低下を抑えたまま計算時間を１０％以下に削減する手法を確立することができた。
また、5kmという大規模な範囲を復元するため、ところどころで取得したGPS情報を利用し、カメラパスを修正する手法を開発した。ローカルミニマムを避けながら、カメラパスの湾曲や復元した3次元環境のスケール歪みを解消できる手法を確立した。
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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
長期海外出張があり、予算執行でやや遅れがあるものの、研究成果論文が現在のところ3本査読中であるが、アルゴリズム等の開発内容としてはおおむね順調である。
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| Strategy for Future Research Activity |
クエリー画像を入力したときに、地図上のどの位置かを出力するため、特徴点バンクとしての地図データベースを構築する。地図データは、画像上に現れる特徴点の記述子と特徴点の3次元座標とから構成される。クエリー画像が入力されたときには、特徴点をマッチングすることで、高速に撮影時のカメラ位置姿勢を出力する。今年度開発した特徴点記述子を用いて、Bag of Featuresの手法をベースに特徴点マッチングを行い、カメラパラメータを計算する。
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| Causes of Carryover |
長期海外出張が入ったため、次年度使用額が生じた。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
当該年度に購入できなかったサーバーや解析ソフト等を購入する。
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