投影パターン光を適応的に変更するパターン光投影法による三次元シーン計測

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本研究は,一般的な三次元シーン全体の三次元形状データを計測する方法の確立を目的としている.本研究では,既にごれまでに,パターン光投影法をベースにして,シーンから得られた情報に応じて,より多くの情報が得られるように投影する光のパターンを適応的に変更する動的パターン投影法という新しいシーン計測法の枠組みを確立し,計測システムと適応的な計測アルゴリズムを実装している.ただし,このとき各画像から得られるのは,その時点でのカメラ座標系で記述された三次元形状データであったため,本研究では,さらに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,それらの局所的な三次元形状データをレジストレーションにより一つの座標系にまとめ,また同時に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目指している.レジストレーションを行うには,シーン内の静止物体を基準にする必要がある.ただし,静止物体においても,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では,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るため,一般的なシーンを扱う前に,静止物体からなるシーンをシステムを移動させて計測し,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.まず静止物体が単一である場合に,システムの移動により,画像でとらえられる物体の範囲が変化することを考慮して,二つの局所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ICPアルゴリズムを適用することを繰り返して,最良の結果を採用するようにした.次に静止物体が複数ある場合などを考慮して,そもそもパターン像において,物体が存在する領域とそうでない領域とを区別するために,計測中にプロジェクタのスクリーン全面に広がるパターン光を適宜投影して,画像をとらえることを試みた.これにより,その時点で物体の存在する領域を確定することができた.また,画像間のシーンの変化が小さいものと仮定して,その前後の画像で物体が存在する領域を推定して,レジストレーションを行うようにした.