カメラ運動による連続画像からの実時間3次元構造復元における収束性に関する研究

• Project/Area Number: 15650031
• Research Category: Grant-in-Aid for Exploratory Research
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: Perception information processing/Intelligent robotics
• Research Institution: Kobe University (2004); Kyoto University (2003)
• Principal Investigator: 深尾 隆則 神戸大学, 工学部, 助教授 (60291431)
• Project Period (FY): 2003 – 2004
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2004)
• Budget Amount: ¥2,700,000 (Direct Cost: ¥2,700,000); Fiscal Year 2004: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000); Fiscal Year 2003: ¥1,900,000 (Direct Cost: ¥1,900,000)
• Keywords: コンピュータビジョン / 三次元構造復元 / 拡張カルマンフィルタ / リアルタイムシステム / 収束性 / 特徴点追従 / 可観測性 / ノイズ

Research Abstract

単眼カメラから得られる連続画像に基づいた3次元構造復元手法に関して,拡張カルマンフィルタを用いたアルゴリズムに主眼を置き,その推定値の真の値への収束性に関する理論的側面の研究を行った.これは,リアルタイム性が要求される実環境において利用する上では,その前提条件が明らかになることが必要であり,そのために理論面の整備が必要であるからである.
昨年度の開発手法の継続的発展として,拡張カルマンフィルタを用いたStructure from Motion手法に関して,様々な条件下での結果を比較検討した.その中から,自己位置・姿勢推定と,環境の構造推定の分離の必要性が明らかとなった.これは,あらかじめ分離しておかなければ,その混在による結果として,完全な復元が出来ない場合が生じるためである。そこで,本年度は特にEgo-Motion手法による自己位置・姿勢だけの推定法をまず開発し,次にその推定値に基づいて環境構造の推定を行うという手法を開発した.Ego-Motion手法は対象画像領域を二段階で追従する研究代表者らが従来研究した手法を応用して開発したものであり,ある点周りの領域を画像上で追従するだけで,Ego-Motionを直接的に求めることが出来るものである.これら両手法を理想的な状態でシミュレーションを行い,さらに屋内外のビデオ映像に適用した.これらの結果を比較することにより,分離の効果を明らかにした.