JP5109294B2 - 3次元位置補正装置 - Google Patents
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Description
本発明の実施の形態1を、図1〜図9を用いて説明する。図1は、本発明の実施の形態1の3次元位置補正装置の構成図である。図2は、本発明の実施の形態1における、実写映像中の物体上に適切に情報を重畳する例の概念図である。図3は、本発明の実施の形態1における、3次元位置補正装置の基本処理動作を示すフローチャートである。図4は、本発明の実施の形態1における、画像特徴抽出手段における処理結果の説明図である。図5は、本発明の実施の形態1における、画像特徴抽出手段の処理動作を示すフローチャートである。図6は、本発明の実施の形態1における、線分情報抽出手段で抽出された線分情報を格納するテーブルを示す図である。図7は、本発明の実施の形態1における、コーナー検出手段で検出したコーナー情報を格納するテーブルを示す図である。図8は、本発明の実施の形態1における、コーナーIDを格納する2次元配列を示す図である。図9は、本発明の実施の形態1における、複数の線分が異なる角度で交わっている重要な線分情報の例を示す図である。以下、図1〜図9を適宜参照しながら本発明の実施の形態1を詳細に説明する。
ここで、Gray(x、y)とは、座標(x、y)におけるグレースケール画像の画素値、R(x、y)は座標(x、y)におけるカラー画像の赤色成分の画素値、G(x、y)は座標(x、y)におけるカラー画像の緑色成分の画素値、B(x、y)は座標(x、y)におけるカラー画像の青色成分の画素値である。
・文献2: Tsuda, K., Minoh, M., Ikeda, K., “Extracting Straight-Lines by Sequential Fuzzy Clustering, ” PRL(17), No. 6, May 15 1996, pp. 643-649.
・文献3: Chris Harris and Mike Stephens, “A Combined Corner and Edge Detector, ” Proceedings of The Fourth Alvey Vision Conference, Manchester, pp 147-151. 1988
Case1)投影面において干渉しない。
Case2)線がポリゴンを覆っている。
Case3)ポリゴンが線を完全に覆っている。
Case4)ポリゴンが線の一部を覆っている。
Case1およびCase2の場合は、線はポリゴンによって遮蔽されない。Case3およびCase4の場合は、線は完全あるいは一部ポリゴンによって遮蔽される。なお、本発明が対象としているモデルでは、ポリゴンが別のポリゴンを貫くことはないとする。
A:8、9
B:1、2、3
C:4
D:7
Claims (7)
- カメラ画像を入力する画像入力手段と、
入力された前記カメラ画像を、白から黒までの明暗の濃淡だけで表示されたグレースケール画像に変換するグレースケール変換手段と、
現在のカメラ位置および姿勢を測定する測位手段と、
複数種類の、ポリゴンから構成される3次元モデルを格納する3次元モデルDBと、
前記3次元モデルDBから、前記測位手段により測定された前記現在のカメラ位置および姿勢で見える範囲の複数種類の前記3次元モデルのモデル特徴を抽出するモデル特徴抽出手段と、
前記グレースケール画像の特徴を抽出する画像特徴抽出条件を有し、この画像特徴抽出条件に基づいて、前記グレースケール画像から、前記モデル特徴とのマッチングに必要な画像特徴を抽出する画像特徴抽出手段と、
前記モデル特徴と前記画像特徴との対応関係を抽出する特徴対応抽出条件を有し、この特徴対応抽出条件に基づいて、前記モデル特徴と前記画像特徴とを2次元平面上でマッチングさせて、前記モデル特徴と前記画像特徴との対応関係である特徴対応情報を取得する2次元マッチング手段と、
前記2次元マッチング手段により取得された前記特徴対応情報に基づいて、カメラの3次元の位置および姿勢、あるいは前記モデル特徴に対応する物体の3次元の位置および姿勢を補正する3次元姿勢パラメータを推定する3次元姿勢パラメータ推定手段と
を備えたことを特徴とする3次元位置補正装置。 - 前記画像特徴抽出手段は、前記明暗の濃淡が変化する境界となるエッジ情報を前記グレースケール画像から抽出するエッジ抽出手段と、抽出した前記エッジ情報から線分情報を抽出する線分情報抽出手段と、前記グレースケール画像から、コーナーの位置とコーナーを構成する線分をコーナー情報として検出するコーナー検出手段と、前記画像特徴抽出条件と前記線分情報と前記コーナー情報とに基づいて、前記モデル特徴と対応する前記線分情報の候補を対応線分候補として抽出する対応線分候補抽出手段とを備えたことを特徴とする請求項1記載の3次元位置補正装置。
- 前記画像特徴抽出手段は、前記画像特徴抽出条件に基づいて、前記コーナー検出手段により検出された前記コーナーに近接していない前記線分情報を排除し、前記コーナーに近接した線分の数が閾値以下の前記コーナーを排除することを特徴とする請求項2記載の3次元位置補正装置。
- 前記画像特徴抽出手段は、前記画像特徴抽出条件に基づいて、前記コーナーに近接した線分の角度が閾値以下の前記コーナーを排除すること特徴とする請求項2または請求項3に記載の3次元位置補正装置。
- 前記2次元マッチング手段は、前記特徴対応抽出条件に基づいて、前記コーナー検出手段により検出された前記コーナー情報に類似した前記3次元モデルのコーナー情報を求めることを特徴とする請求項1から請求項4のいずれかに記載の3次元位置補正装置。
- 前記2次元マッチング手段は、前記特徴対応抽出条件に基づいて、近接する線分の数が類似している前記3次元モデルの前記コーナー情報を求めることを特徴とする請求項5記載の3次元位置補正装置。
- 前記2次元マッチング手段は、前記特徴対応抽出条件に基づいて、近接する線分の角度が類似している前記3次元モデルの前記コーナー情報を求めることを特徴とする請求項5または請求項6に記載の3次元位置補正装置。
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