画像からのカメラ位置・姿勢の決定法の研究

1994 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 05650379
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 出口 光一郎 東京大学, 工学部, 助教授 (30107544)
• 研究分担者: 永松 礼夫 東京大学, 工学部, 助手 (40172556) ; 森下 巌 東京大学, 工学部, 教授 (70010725)
• キーワード: カメラキャリブレーション / コンピュータビジョン / ロボット視覚 / 画像処理 / 画像計測 / 画像誤差解析

研究概要

本研究の目的は、形状の分かっている対象が画像内にどのように写っているかを元にして、カメラ自身の位置・姿勢、カメラの焦点距離・画角などのパラメータを高速で精度よく計算する手法を開発し、そして、自走カメラロボットの制御や、画像合成のためのカメラ位置計測への応用を図ることである。
前年度にひき続き、次の3つのテーマで、研究を行ない、成果をまとめた。
[1]現在までに開発・発表されている画像からのカメラの位置・姿勢、カメラの焦点距離・画角などのパラメータを画像処理により計算する手法(カメラ補正と呼ぶ)をレビューし、それぞれの手法における計算上の特徴を整理する。そして、処理の高速化、高精度化への問題点を明らかにするとともに、従来の手法を目的に応じて使い分けられるようにまとめた。[2]高精度のカメラ補正手段として、研究代表者ら開発した、対象が平行な平面を含んでいればそれを利用して高速でカメラの位置・姿勢を決定できる方法(Two Plane法)の、精度の限界、誤差の要因、その結果をもとにした試験対象物体の最適な配置法などを理論的に明らかにし、実用的な手法として確立した。また、、この手法を拡張して、焦点距離などのカメラ固有のパラメータが分からなくても、カメラの位置・姿勢を決定できるアルゴリズムを開発した。[3]簡易なカメラ補正手法として、画像への投影の光学系の仕組みを若干近似することで、実時間での画像合成を可能にする、高速で簡易な手法を開発した。
期間内にこの研究課題に沿って行なわれた研究成果を、論文等にまとめ公表するとともに、報告書にまとめた。

研究成果

• [文献書誌] K.Deguchi,I.Morishita,K.Kinoshita,L.Nagamatsu: "Determination of camera positions and poses without using intrinsic camera parameters" 13th IMEKO(International Measurement Confederation)World Congress. vol.2. 966-971 (1994)
• [文献書誌] K.Kinoshita,K.Deguchi: "Simultaneous Determination of Camera Pose and Intrinsic Parameters by Visual Servoing" 12th International Conference on Pattern Recognition. vol.A. 285-289 (1994)
• [文献書誌] 出口光一郎,多田羅哲夫: "画像合成のための高速で簡易なカメラキャリブレーション" 第25回画像工学コンファレンス. 15-18 (1994)
• [文献書誌] 野口崇,出口光一郎: "固有空間法による画像特徴の対応付けを必要としない視覚サーボ手法" 情報処理学会コンピュータビジョン研究会. 92-2. 9-16 (1995)
• [文献書誌] 木下敬介,出口光一郎: "視覚サーボによるカメラパラメータ同定法" 電子情報通信学会論文誌. vol.J78-D-II no.2(予定). (1995)
• [文献書誌] 出口光一郎,多田羅哲夫: "画像合成のための高速・簡易カメラキャリブレーション法" 計測自動制御学会論文集. 第31巻9号(予定). (1995)