3次元現況反映型モデル生成の高品質・高効率化を可能とする予測型SfM技術の開発

点击翻译按钮获取中文摘要

高度経済成長期に建設された我が国の橋梁は，長寿命化に向けた戦略的な維持管理作業が急務となっている．その解決のため，画像から3次元現況反映型(3D as-is)モデルを自動生成できる，SfM-MVS技術が広く活用されている．しかし，どの位置から画像を撮影すれば高品質な3D as-isモデルが生成可能か，事前推定が困難という問題がある．本研究はその解決のため，橋梁などのインフラ構造物を対象とし，変状の位置把握に必要な精度を満足する3D as-isモデルを効率的に生成するために，ユーザがどの位置から何枚画像を撮影すれば最適な撮影なのかという撮影戦略を，計算機支援により計画できる予測型SfM技術の開発を目的とした．令和2年度は，開発済みである品質予測技術と，次に画像追加すべき低品質領域の抽出手法の研究成果を基に，選択した低品質領域を集中的に補完可能な3次元空間を特定し，短時間で追加撮影用のカメラ位置を推定可能な手法を開発した．従来手法ではカメラ位置推定に数時間となる場合があるが，本手法は数秒で推定可能である．また，上記の追加撮影位置推定技術とスマートフォン・クラウドを用いて，次に品質改善すべき領域を，現場作業者に教示可能な撮影計画指示システムを開発し，実際の工事現場で実用性を評価した．その結果，従来プロセスに比べ1/3の処理時間で高品質なモデルが生成可能であることが示唆された．以上の研究成果を国際学会で2件，国内学会で3件の発表を行った．本研究は，計算機により3D as-isモデルの形状品質を改善するカメラ位置を撮影者に示唆でき，ユーザの熟練度に関係なく，高品質な3D as-isモデルを効率的に生成することが可能となるため，国交省が推進するi-Constructionの基盤技術として大きく貢献すると思われ，少子高齢化による労働者不足を解決しうる点で重要になると考えられる．