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2019 年度 実績報告書

災害対応のため360度センシング

研究課題

研究課題/領域番号 18F18109
研究機関東京大学

研究代表者

淺間 一  東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 教授 (50184156)

研究分担者 PATHAK SARTHAK MAHESH  東京大学, 工学(系)研究科(研究院), 外国人特別研究員
研究期間 (年度) 2018-04-25 – 2020-03-31
キーワード全天球カメラ / 運動推定 / 3次元計測
研究実績の概要

1. 災害環境における全天球ステレオカメラの運動推定及び3次元復元:災害現場では被害状況の把握を安全かつ迅速に行う必要があるため,環境を面で計測可能なカメラを用いた計測手法が有効である.一般的なカメラは視野が狭いが,全天球カメラの視野は360度であり,有効である.ただし全天球カメラでは,復元点の信頼度が方向によって大きく変化する.特に,エピポーラ線方向の復元点の信頼度は非常に低くなる傾向がある.そこで本研究は復元点の信頼度を考慮して,全天球ステレオカメラの運動推定及び3次元復元手法を構築した.

2. 災害環境の地図を用いた全天球カメラの位置姿勢推定:災害環境にドローンを導入する場合,初期位置が既知である必要があるが,屋内環境ではGPS等の利用が不可能である.そこで,本研究では映像情報のみを用いたIndoor Positioning Systemの研究開発を行った.ここでは,災害環境の直線モデルを既知情報として用いた.ドローンに搭載した全天球カメラで取得した映像中の2次元の直線情報と,環境地図中での3次元直線情報のマッチングによって,ドローンの6自由度位置姿勢を推定する手法を構築した.

3. 深層学習を用いた全天球カメラの運動推定・3次元復元のロバスト化:カメラの運動推定及び環境の3次元復元を行うために,一般的な方法では映像での特徴トラッキングがベースとなる.ここで,環境によって異なる特徴が必要になる場合がある.例えば屋内環境で直線以外は使えないことが多く.屋外環境では特徴点を使う場合が多い.このように環境に適した特徴を用いないと,カメラの運動推定・3次元復元が失敗する可能性がある.この問題を解決するため,特徴の設計をせず,データから学習可能な畳み込みニューラルネットワークを利用した.具体的には,全天球カメラの歪みを考慮した全天球畳み込みニューラルネットワークの研究開発を行った.

現在までの達成度 (段落)

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (5件)

すべて 2020 2019

すべて 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 2件、 査読あり 2件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (3件) (うち国際学会 3件)

  • [雑誌論文] SelfSphNet: Motion Estimation of a Spherical Camera via Self-Supervised Learning2020

    • 著者名/発表者名
      Dabae Kim, Sarthak Pathak, Alessandro Moro, Atsushi Yamashita and Hajime Asama
    • 雑誌名

      IEEE Access

      巻: Vol. 8 ページ: 41847-41859

    • DOI

      10.1109/ACCESS.2020.2977109

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] 計測点の信頼度を考慮した全天球ステレオカメラの運動推定2019

    • 著者名/発表者名
      野田 純平, Sarthak Pathak, 藤井 浩光, 山下 淳, 淺間 一
    • 雑誌名

      精密工学会誌

      巻: Vol. 85, No. 6 ページ: 568-576

    • DOI

      10.2493/jjspe.85.568

    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] E-CNN: Accurate Spherical Camera Rotation Estimation via Uniformization of Distorted Optical Flow Fields2019

    • 著者名/発表者名
      Dabae Kim, Sarthak Pathak, Alessandro Moro, Ren Komatsu, Atsushi Yamashita and Hajime Asama
    • 学会等名
      2019 IEEE International Conference on Acoustics, Speech, and Signal Processing
    • 国際学会
  • [学会発表] Improving 3D Measurement Accuracy in Epipolar Directions via Trinocular Spherical Stereo2019

    • 著者名/発表者名
      Wanqi Yin, Sarthak Pathak, Alessandro Moro, Atsushi Yamashita and Hajime Asama
    • 学会等名
      2019 IEEE 8th Global Conference on Consumer Electronics
    • 国際学会
  • [学会発表] Accurate All-round 3D Measurement Using Trinocular Spherical Stereo via Weighted Reprojection Error Minimization2019

    • 著者名/発表者名
      Wanqi Yin, Sarthak Pathak, Alessandro Moro, Atsushi Yamashita and Hajime Asama
    • 学会等名
      21st IEEE International Symposium on Multimedia
    • 国際学会

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公開日: 2021-01-27  

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