全方位視覚とラインセンサを複合した高精細環境モデリング

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本研究では,全方位視覚センサとラインスキャンセンサを複合して用いることで,高精度の三次元モデルと高精細なテクスチャを同時生成するシステムを構築した.画像からの三次元環境モデルの構築には,移動しながら撮像した画像列より特徴点を追跡し,その移動視差から実環境の三次元形状を復元する.三次元形状の復元精度や安定性を向上させるためには,大きな視点移動を必要とするため,移動しながら特徴点を長期観測できる方が,復元精度向上に有利である.このため,広視野角の全方位視覚センサが適しているが,角度分解能が低く,テクスチャデータを得るには不利であった、一方で高精細のテクスチャを取得するためには,ラインスキャンセンサを用いた高精細なテクスチャ取得が考えられるが,逆に視野が狭いため三次元復元には向かない.このような特性の異なる2種類のセンサを複合することで,高精度の3次元モデル推定とテクスチャ取得の両立を可能とする.単一視点・均一解像度全方位センサの開発:三次元復元などに必要な単一視点の幾何特性と均一な解像度特性を初めて両立した新しい全方位センサの設計法を確立し,実際に試作制作をおこなった.ラインスキャンセンサを用いた距離復元:高解像度テクスチャを得られるが,一般的にモデリングには用いられなかったラインスキャンセンサを用いた三次元復元手法を提案した.この手法では,カラーラインセンサ特有の幾何特性から距離に比例して現れる色ずれを用いることで奥行き情報を復元する.これにより,ラインセンサ画像単体から距離情報が得られ,また,画像劣化の要因である色ずれを補正し,その有用性を示した.三次元モデルの生成:全方位とラインスキャンセンサより得られた奥行き情報をポリゴンやテクスチャ画像に分解して三次元モデルを構築するソフトウェアを開発実装した.