協調能動視覚システムによる形状認識の研究

1993 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 05452218
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 森下 巌 東京大学, 工学部, 教授 (70010725)
• 研究分担者: 永松 礼夫 東京大学, 工学部, 助手 (40172556) ; 出口 光一郎 東京大学, 工学部, 助教授 (30107544)
• キーワード: コンピュータビジョン / ロボット視覚 / 能動センシング / 形状認識 / 能動視覚システム / 画像処理 / 画像計測 / 分散協調制御

研究概要

本研究では、複数の能動的に移動できる視覚センサーを配置して対象を多角的にとらえ、協調して対象の3次元形状の高度な認識を行なう方法論を確立し、実験システムを構築して検証することを目的としている。
本年度の成果は、第一に、3次元形状の復元では、対象のディジタル画像から形状パラメータが精度よく計測されなければならない。本研究では、まず画像からの3次元形状復元のためのパラメータ抽出法を検討し、ディジタル画像計測のための基本的なアルゴリズムを開発した。
第二には、対象形状が分かりやすいカメラの姿勢、距離、画角などの、3次元形状の復元にとって有利となる対象の「見かた」という問題を検討し、照明に対するカメラの最適配置法を開発した。
第三の問題として、能動的なセンサーを制御するにあたって、各センサーの相対的な位置、それぞれのセンサーの特性を正確に、しかも動作中に刻々キャリブレーションする必要がある。取得した画像からこれらのパラメータを高速で高精度に決定するアルゴリズムを開発した。
これらを検証する実験システムを構築した。
画像から対象の3次元形状を復元するための基本要素としての画像解析アルゴリズムの整備は、順調に進んでいる。すなわち、一台のカメラからの画像の効果的な取得法、その解析法、カメラの制御法などが明らかになった。今後、これらはそれぞれ単独でも、コンピュータビジョンの研究に貢献するものと考えられ、順次、関係学会等で公表していく。
続いて、この解析にしたがって、対象の3次元形状を計測するために最適になる複数のカメラの配置法を考察し、ロボット視覚などの、能動的にセンサーを動かして対象を多方向から眺める場合の制御法を明らかにする。ここでは、分散協調における最適化という新たな問題を考察することになる。

研究成果

• [文献書誌] K.Koh,K.Deguchi,I.Morishita: "Reconstruction of Polyhedra by a Mechanical Theorem Proving Method." The Institute of Electronics,Information and Communication Engineers,Transactions on Information and Systems.Vol.E76-D,NO.4. 437-445 (1993)
• [文献書誌] K.Deguchi,I.Morishita: "A Unitied Linear Camera Calibration Method Using Two Parallel Calibration Planes." 計測自動制御学会論文集. 第29巻9号. 1023-1032 (1993)
• [文献書誌] 五味信一郎,出口光一郎: "視覚センシングシステムの階層的設計" 計測自動制御学会論文集. 第30巻5号(予定). (1994)
• [文献書誌] 木下敬介,出口光一郎: "能動視覚のためのカメラの最適運動" 計測自動制御学会論文集. 第30巻9号(予定). (1994)
• [文献書誌] 笹野剛,出口光一郎: "因子分解法による画像時系列からの形状復元法の検討" 情報処理学会コンピュータビジョン研究会報告. CV87-2. 9-16 (1994)
• [文献書誌] 出口光一郎: "代数的手法によるビジョンシステムの構築について" 情報処理学会コンピュータビジョン研究会報告. CV88(予定). (1994)