JP2011090465A - 物***置推定装置および物***置推定プログラム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】物***置推定装置1は、局所特徴抽出部2、三次元座標算出部3、サンプル設定部4、サンプル遷移部5、尤度算出部6、推定部7を有する。局所特徴抽出部2は、撮像装置により撮像されたステレオ画像から、所定の領域の中で特徴のある画素を局所特徴として抽出する。三次元座標算出部3は、ステレオ画像から局所特徴の三次元座標を算出する。サンプル設定部4は、三次元座標系へ物体の状態量を推定するために分散配置されるサンプルを設定する。サンプル遷移部5は、所定のアルゴリズムに基づいてサンプルを遷移させる。尤度算出部6は、サンプル遷移部5により遷移させたサンプルについて、三次元座標算出部3により算出された局所特徴の三次元座標から物体の存在確率を示す尤度を算出する。推定部7は、尤度算出部6により算出された尤度から物体の三次元位置を推定する。
【選択図】図1
Description
図2は、実施例2に係る物***置推定装置の構成を示す図である。同図に示すように、実施例2に係る物***置推定装置100は、フレームバッファ110と、局所特徴抽出部120と、局所特徴ステレオ処理部130と、局所特徴記憶部140と、局所特徴追跡部150とを有する。さらに、実施例2に係る物***置推定装置100は、サンプル設定部160と、サンプル遷移部170と、尤度算出部180と、推定部190とを有する。また、実施例2に係る物***置推定装置100は、カメラR10およびカメラL20に接続されている。また、Rとは右側を意味し、Lとは左側を意味する。つまり、例えば、カメラRはステレオカメラの右側のカメラを示し、後述する画像RはカメラRにより撮像した画像を示す。
図18は、実施例2に係る物***置推定装置における処理の流れを示す図である。同図に示すように、フレームバッファ110にステレオ画像(t)が受け付けられると(ステップS101肯定)、局所特徴抽出部120は、ステレオ画像(t)から局所特徴を抽出する(ステップS102)。そして、局所特徴抽出部120は、抽出した局所特徴のリストとして新規局所特徴リストを生成し、生成した新規局所特徴リストを局所特徴ステレオ処理部130に送る。
上述してきたように、実施例2によれば、物***置推定装置100は、ステレオ画像(t)から抽出した局所特徴について三次元座標データリストを生成する。そして、物***置推定装置100は、生成した三次元座標データリストを利用して尤度を算出し、算出した尤度から物体の三次元位置を推定する。したがって、実施例2に係る物***置推定装置は、局所特徴についてのみ三次元処理を行うことで三次元処理を行うデータ量を減少させることができる。また、物***置推定装置100は、連続画像から局所特徴の動きを追跡し、追跡結果から三次元運動データリストを生成する。そして、物***置推定装置100は、生成した三次元運動データリストを利用して三次元運動状態遷移量を決定する。したがって、物***置推定装置100は、決定した三次元運動状態遷移量を利用することでサンプルの遷移範囲を限定できるので、離散させるサンプルの総数を減少させることができる。このようなことから、実施例2に係る物***置推定装置100は、離散させるサンプルの総数を減少させることができるので、少ない計算量で物体の三次元位置を推定できる。
上述した実施例2において、「画像R」と表記した部分は、「画像L」と置き換えてもよい。例えば、局所特徴抽出部120は、フレームバッファ110に保持した画像L(t)を読み出して画像L(t)から局所特徴を抽出するようにしてもよい。つまり、これらの表記は「画像R」や「画像L」に限定する趣旨ではなく、ステレオ画像のうちの一方の画像を必要とする趣旨である。
上述した実施例2において、局所特徴抽出部120は、図5に示すように、分散行列から算出した固有値λmaxおよびλminが所定の条件(閾値)を満たすか否かによって局所特徴を抽出したが、さらに局所特徴を選別するための条件を加えてもよい。例えば、局所特徴抽出部120は、所定の領域内(例えば、16×16画素)に含まれる画素の中で固有値と閾値との乖離度が最も高い画素を局所特徴として抽出する。ある画像上の特徴(物体の輪郭を示すコーナーなど)から複数の局所特徴が抽出されることを防止する趣旨である。
上述した実施例2において、局所特徴追跡部150は、時間の経過によるコーナー特徴の動きを追跡したが、局所特徴追跡部150が追跡する局所特徴はコーナー特徴に限らない。例えば、局所特徴追跡部150は、線分特徴を追跡することも可能である。
上述した実施例2において、サンプル遷移部170は、三次元運動データの平均値を算出することで三次元運動状態遷移量を決定したが、三次元運動状態遷移量の決定方法はこの方法に限定しない。例えば、サンプル遷移部170は、三次元運動データのヒストグラムが最大となる運動量を算出することで三次元運動状態遷移量を決定してもよい。あるいは、サンプル遷移部170は、三次元運動データをランダムに選択することで三次元運動状態遷移量を決定してもよい。すなわち、三次元運動データリストを利用して三次元運動状態遷移量を決定する趣旨である。
例えば、図2に示した物***置推定装置100の各構成要素は機能概念的なものであり、必ずしも物理的に図示の如く構成されていることを要しない。すなわち、物***置推定装置100の分散・統合の具体的形態は図示のものに限られず、例えば、局所特徴記憶部140、局所特徴追跡部150の各機能を集約して統合する。このように、物***置推定装置100の全部または一部を、各種の負荷や使用状況などに応じて、任意の単位で機能的または物理的に分散・統合して構成することができる。
また、上記の実施例で説明した物***置推定装置100の各種の処理(例えば、図19参照)は、あらかじめ用意されたプログラムをパーソナルコンピュータやワークステーションなどのコンピュータシステムで実行することによって実現することもできる。そこで、以下では、図19を用いて、上記の実施例で説明した物***置推定装置と同様の機能を有する物***置推定プログラムを実行するコンピュータの一例を説明する。図19は、物***置推定プログラムを実行するコンピュータを示す図である。
2 局所特徴抽出部
3 三次元座標算出部
4 サンプル設定部
5 サンプル遷移部
6 尤度算出部
7 推定部
10 カメラR
20 カメラL
100 物***置推定装置
110 フレームバッファ
120 局所特徴抽出部
130 局所特徴ステレオ処理部
140 局所特徴記憶部
150 局所特徴追跡部
160 サンプル設定部
170 サンプル遷移部
180 尤度算出部
190 推定部
200 コンピュータ
210 通信制御部
220 HDD
221 物***置推定プログラム
222 物***置推定用データ
230 RAM
231 物***置推定プロセス
240 CPU
300 バス
Claims (3)
- 撮像装置により撮像されたステレオ画像から、所定の領域の中で特徴のある画素を局所特徴として抽出する局所特徴抽出部と、
前記ステレオ画像から局所特徴の三次元座標を算出する三次元座標算出部と、
三次元座標系に対して物体の状態量を推定するために分散配置されるサンプルを設定するサンプル設定部と、
所定のアルゴリズムに基づいてサンプルを遷移させるサンプル遷移部と、
前記サンプル遷移部により遷移させたサンプルについて、前記三次元座標算出部により算出された局所特徴の三次元座標から物体の存在確率を示す尤度を算出する尤度算出部と、
前記尤度算出部により算出された尤度から物体の三次元位置を推定する推定部と
を有することを特徴とする物***置推定装置。 - 前記物***置推定装置は、
前記三次元座標算出部により算出された三次元座標と算出済みの三次元座標から、前記三次元座標系における局所特徴の状態変化量を三次元運動データとして算出する三次元運動データ算出部を有し、
前記サンプル遷移部は、さらに、前記三次元運動データ算出部により算出された三次元運動データを用いてサンプルを遷移させることを特徴とする請求項1に記載の物***置推定装置。 - コンピュータを、物***置推定装置として機能させ、
前記コンピュータに、
撮像装置により撮像されたステレオ画像から、所定の領域の中で特徴のある画素を局所特徴として抽出する局所特徴抽出手順と、
前記ステレオ画像から局所特徴の三次元座標を算出する三次元座標算出手順と、
三次元座標系に対して物体の状態量を推定するために分散配置されるサンプルを設定するサンプル設定手順と、
所定のアルゴリズムに基づいてサンプルを遷移させるサンプル遷移手順と、
前記サンプル遷移手順により遷移させたサンプルについて、前記三次元座標算出部により算出された局所特徴の三次元座標から物体の存在確率を示す尤度を算出する尤度算出手順と、
前記尤度算出手順により算出された尤度から物体の三次元位置を推定する推定手順と
を実行させることを特徴とする物***置推定プログラム。
Priority Applications (1)
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JP2009242759A JP2011090465A (ja) | 2009-10-21 | 2009-10-21 | 物***置推定装置および物***置推定プログラム |
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2009
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