| 研究概要 |
本研究は,パターン光投影法をもとに,一般的な三次元シーンのデータをビデオ画像で取り込み,シーン全体の三次元形状データを得ることができる計測法の確立を目的としている.すでにこれまでに,シーンから得られた情報を利用し,より多くの情報を得るために投影パターン光を適応的に変更する動的パターン投影法の枠組みを新たに確立し,CCDビデオカメラと液晶ビデオプロジェクタを用いた計測システムを構築した.また変化のあるシーンに対応可能な適応的な計測アルゴリズムを実装した.さらに本研究では,シーン全体の三次元形状データを得ることを目的として,各画像から得られたその時点でのカメラ座標系で記述された局所的な三次元形状データを一つの座標系にまとめるレジストレーションを行い,またその結果を利用して,カメラ座標系の変化を推定して,より効率的に投影パターン光を変更することを試みている.
そのために,計測した三次元形状データから,移動しているあるいは変形している物体を除いた静止物体に対応する部分のみを取り出して,それらを基準としてレジストレーションを行うことにした.ただし,静止物体のみが取り出せたとしても,各時点の計測画像のパターン像から得られる三次元形状データに,物体上の同一の点が常にとらえられているとは限らないという問題があったため,一般的なシーンを扱う前に単一の静止物体のシーンを計測システムを移動させて計測し,得られた三次元形状データをレジストレーションする方法を考察した.まず各時点でパターン像に対応して得られている三次元形状データを補間して,物体の密な三次元形状データを近似的に得た.このような形状データに対して,二つの三次元形状データの間で直接に点の対応をとらずにレジストレーションを行う方法の一つであるICPアルゴリズムを適用した.ただしこのとき,システムの移動により,画像に新たに写り込む,あるいは画像にとらえられなくなる部分があることを考慮した.具体的には,すべての三次元データを利用するのではなく,二つの三次元形状データから,ランダムにいくつかの点を選択して,二つの局所座標系間の変換を求め,その結果をすべての三次元データに適用する操作を十分な回数繰り返し,最良の変換を採用する方法を実装し,実験を行った.
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