船上・陸上カメラネットワークによる港湾環境三次元認識システム

利用船/陆摄像头网络的港口环境三维识别系统

• 批准号: 22K04551
• 负责人: 山本 茂広
• 金额: $ 2.41万
• 依托单位: Kobe University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K04551/
• 关键词: 船舶; 自律航行; 自動着岸; ステレオカメラ; キャリブレーション; 三次元計測; 画像認識; 自律運航; 港湾; 視覚認識

本研究は，港湾部における航行船舶の動向を自動的に監視し誘導できるような，視覚を中心とした高度で総合的な海上環境認識技術の開発を目的とする。そのために，陸上，および，船舶にカメラを設置，あるいは，搭載して写っている物体の認識と位置計測を行う。カメラを使って物体の三次元位置を計測するには，カメラを２台以上用いたステレオ画像計測がよく用いられる。これは，それぞれのカメラで対象物体へ視線を求めてその交点から三次元位置を求めるものであるが，このときカメラ自体の設置位置と向きをあらかじめ調べておく必要がある。この作業をカメラのキャリブレーションと呼ぶ。一般に，画像に写っている物体の画像座標と三次元座標の組を何組も測ることでキャリブレーションが行われるが，三次元座標の正確な測定は困難であり，また，本研究目的のように海を背景とした画像では，キャリブレーションに適した物体がそもそもあまり多くない。そこで，2022年度は，まず，キャリブレーション方法について検討し，キャリブレーション用に三次元座標を測定する物体の数を極力少なくしても，三次元座標が分からなくても各画像に共通して写っている物体の画像座標を利用することで，精度を落とさずにステレオカメラのキャリブレーションを実施する手法を開発した。この手法を利用して，陸上にカメラを多数設置し，多角的に船舶各部の位置を計測する実験を行った。また，船舶にもステレオカメラを搭載してキャリブレーションを実施したあと，実際の航海の画像を撮影した。この動画を解析し，画像中から船舶を自動で検出し，その位置を測定するプログラムを作成した。その測定した船舶の位置は，AIS（船舶自動識別装置）で得られた情報と比較できるように準備した。一方，着岸時などに岸壁の船舶の相対位置・姿勢を単眼カメラで計測する手法も併せて検討した。

This study aims at the development of automatic monitoring of the movement of ships sailing in the harbour.そのために，陆上，および，船舶にカメラを设置，あるいは，搭载して写っている物体の认识と位置计测を行う。The three-dimensional position of the object is measured in two or more sets.これは，それぞれのカメラで対象物体へ视缐を求めてその交点から三次元位置を求めるものであるが，このときカメラ自体の设置位置と向きをあらかじめ调べておく必要がある。The work of this company is very important. In general, it is difficult to determine the image coordinates of the object and the three-dimensional coordinates correctly. The purpose of this study is to determine the image coordinates of the object in the background. In 2022, the number of objects measured by three-dimensional coordinates should be minimized, and the three-dimensional coordinates should be used in common with all images. The accuracy should be improved. This method is used to measure the position of most parts of the ship on land. The ship's flight was delayed. This animation is analyzed, the ship is automatically detected, and the position of the ship is determined. The ship's position is determined by AIS (Automatic Ship Identification System). On the one hand, the relative position and posture of ships on the shore wall are measured and discussed.

项目成果

港湾での船舶の三次元計測に向けたステレオカメラ校正法の検討

港口船舶三维测量立体相机标定方法研究

• 发表时间: 2022
• 作者: Shoichiro SUGINO;Yoshiyuki TAKAO;Shion KIMURA;Kazuki NAWATA;Hirokazu TAHARA;and Tomoyuki IKEDA;寺本有輝，山本茂広，橋本 岳
• 通讯作者: 寺本有輝，山本茂広，橋本 岳