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航空写真をデータベースとして利用することで、地上で撮影した画像取得時のカメラ位置・姿勢を推定する手法を開発した。航空写真と地上撮影画像間の対応点は手動で与えられるものとして、これらの対応点を用いた6自由度のカメラ位置・姿勢の計算手法について研究を実施した。具体的には、まず航空写真の2次元平面上において、再投影誤差を近似した誤差関数を設定し、これを準線形に最小化することで、カメラ位置・姿勢の初期値を得る手法を開発した。次に、この初期値から非線形最小化により、画像上の再投影誤差を最小化することで、高精度なカメラ位置・姿勢推定が実現できることを確認した。また、定量的評価な評価を行うため、シミュレーション環境およびTrakmarkベンチマークデータセット[NAIST Campus Package 02]を用いてカメラの位置・姿勢推定精度を検証し、提案手法の位置推定の位置誤差が平均20cm以下、姿勢推定誤差が平均1°以下であることを確認した。また、このような手法が実環境において動作することを確認するため、インターネット上にアップロードされた画像群を用いたカメラ位置・姿勢推定と、位置・姿勢推定結果を用いた拡張現実画像生成を行った。これにより、拡張現実感への応用を想定した場合において、本研究で得られるカメラ位置・姿勢の精度が十分であることを確認した。また、比較実験により、従来から用いられてきたシーンを平面を仮定する手法に対して、提案手法がより高精度なカメラ位置・姿勢推定を実現可能であることを確認した。
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