JP5248806B2 - 情報処理装置、情報処理方法 - Google Patents
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Description
・ エッジ領域の位置と、投影した計測線分との距離を小さくするような最適化計算を行う。
Tom Drummond and Roberto Cipolla."Real−time visual tracking of complex structures." IEEE Transaction of Pattern Analysis and Machine Intelligence. Vol.24,No.7,pp.932−946,2002 L.Vacchetti,V.Lepetit and P.Fua,"Combining edge and texture information for real−time accurate 3D camera tracking",Proceedings of International Symposium on Mixed and Augmented Reality,pp.48−57,2004
また、計測対象物体が遠方にあると、撮像画像上における計測対象物体のサイズも小さくなるので、結果として計測線分同士の間隔が小さくなり、探索領域が重複する可能性は高くなる。これにより、検出されたエッジと計測線分との対応関係を誤る頻度も増えるため、位置姿勢の推定結果に影響が出てくる。
前記現実物体を模した仮想物体を前記現実物体の位置に前記現実物体の姿勢で配置させた後、当該仮想物体を前記撮像画像上に投影する投影手段と、
前記投影手段により前記撮像画像上に投影された仮想物体を構成する辺の周辺で、前記撮像画像上の前記現実物体を構成する辺を探索する探索手段と、
前記探索手段による探索の結果に基づいて決まる、前記投影手段により前記撮像画像上に投影された仮想物体を構成する各辺と前記撮像画像上の前記現実物体を構成する各辺との対応関係を用いて、前記現実物体と前記撮像装置との位置姿勢関係を計算する計算手段とを備え、
前記探索手段は、
前記投影手段により前記撮像画像上に投影された仮想物体を構成するそれぞれの辺のうち、探索領域が重複する辺同士の位置関係に応じて、探索範囲を設定することを特徴とする。
前記情報処理装置の取得手段が、現実空間中に配置されている現実物体を含む現実空間を、撮像装置が撮像することで得られる撮像画像を取得する取得工程と、
前記情報処理装置の投影手段が、前記現実物体を模した仮想物体を前記現実物体の位置に前記現実物体の姿勢で配置させた後、当該仮想物体を前記撮像画像上に投影する投影工程と、
前記情報処理装置の探索手段が、前記投影工程で前記撮像画像上に投影された仮想物体を構成する辺の周辺で、前記撮像画像上の前記現実物体を構成する辺を探索する探索工程と、
前記情報処理装置の計算手段が、前記探索工程での探索の結果に基づいて決まる、前記投影工程で前記撮像画像上に投影された仮想物体を構成する各辺と前記撮像画像上の前記現実物体を構成する各辺との対応関係を用いて、前記現実物体と前記撮像装置との位置姿勢関係を計算する計算工程とを備え、
前記探索工程では、
前記投影工程で前記撮像画像上に投影された仮想物体を構成するそれぞれの辺のうち、探索領域が重複する辺同士の位置関係に応じて、探索範囲を設定することを特徴とする。
図1は、本実施形態に係る情報処理装置を、撮像装置50の位置姿勢を計測する位置姿勢計測装置100に適用した場合に、係る位置姿勢計測装置100を含むシステムの機能構成を示すブロック図である。図1に示す如く、本実施形態に係るシステムは、撮像装置50、位置姿勢計測装置100、概略位置姿勢計測装置70により構成されている。以下、図1を用いて、これら各部について説明する。
・ 撮像装置50の姿勢ω=[ωx ωy ωz]T
・ 現実物体199を構成する各面(多角形)の各辺(計測線分)の両端の位置xw=[xw yw zw]T
そして、投影計測線分の両端の画像座標u’=[u’x u’y]T、投影計測線分の両端に対応するエッジの画像座標u=[ux uy]Tとすると、下記の式が成り立つ。
・ ω0=[ωx 0 ωy 0 ωz 0]T
・ xw 0=[xw 0 yw 0 zw 0]T
・ u0=[ux 0 uy 0]T
これにより、t0、ω0、xw 0、u0の近傍において線形化された式を用いてΔtx、Δty、Δtz、Δωx、Δωy、Δωz、Δxw、Δyw、Δzwを求めることができる。そして求めたこれらをt0、ω0、xw 0、u0に補正値として加えることで、誤差関数Eを極小化することができる。
本実施形態では、第1の実施形態で説明した位置姿勢計測装置100を、複合現実空間をユーザに提示するシステムに適用した場合について説明する。
第1の実施形態では、図1に示した位置姿勢計測装置100を構成する各部は全てハードウェアでもって構成されているものとして説明した。しかし、その一部をソフトウェアでもって構成しても良い。例えば、情報保持部300をメモリとして実装し、各入力部1150,170、抽出部160、出力部180をI/F(インターフェース)でもって実装し、それ以外をソフトウェアでもって実装しても良い。
また、本発明の目的は、以下のようにすることによって達成されることはいうまでもない。即ち、前述した実施形態の機能を実現するソフトウェアのプログラムコードを記録した記録媒体(または記憶媒体)を、システムあるいは装置に供給する。係る記憶媒体は言うまでもなく、コンピュータ読み取り可能な記憶媒体である。そして、そのシステムあるいは装置のコンピュータ(またはCPUやMPU)が記録媒体に格納されたプログラムコードを読み出し実行する。この場合、記録媒体から読み出されたプログラムコード自体が前述した実施形態の機能を実現することになり、そのプログラムコードを記録した記録媒体は本発明を構成することになる。
Claims (7)
- 現実空間中に配置されている現実物体を含む現実空間を、撮像装置が撮像することで得られる撮像画像を取得する取得手段と、
前記現実物体を模した仮想物体を前記現実物体の位置に前記現実物体の姿勢で配置させた後、当該仮想物体を前記撮像画像上に投影する投影手段と、
前記投影手段により前記撮像画像上に投影された仮想物体を構成する辺の周辺で、前記撮像画像上の前記現実物体を構成する辺を探索する探索手段と、
前記探索手段による探索の結果に基づいて決まる、前記投影手段により前記撮像画像上に投影された仮想物体を構成する各辺と前記撮像画像上の前記現実物体を構成する各辺との対応関係を用いて、前記現実物体と前記撮像装置との位置姿勢関係を計算する計算手段とを備え、
前記探索手段は、
前記投影手段により前記撮像画像上に投影された仮想物体を構成するそれぞれの辺のうち、探索領域が重複する辺同士の位置関係に応じて、探索範囲を設定することを特徴とする情報処理装置。 - 前記探索手段は、
前記投影手段により前記撮像画像上に投影された仮想物体を構成する各辺のうち、一端を共有する辺が複数存在する場合、当該共有された一端近傍の、当該複数の辺に挟まれた領域については1回のみの探索を行うことを特徴とする請求項1に記載の情報処理装置。 - 前記探索手段は、
前記投影手段により前記撮像画像上に投影された仮想物体を構成する各辺のうち、平行な2つの辺に挟まれ、当該2つの辺の双方を通る当該2つの辺の垂線が通りうる領域については1回のみの探索を行うことを特徴とする請求項1に記載の情報処理装置。 - 前記計算手段により求める位置姿勢関係に基づいて決まる視点から見える仮想空間の画像を生成する手段と、
前記仮想空間の画像と前記撮像画像とを合成した合成画像を出力する手段と
を備えることを特徴とする請求項1に記載の情報処理装置。 - 情報処理装置が行う情報処理方法であって、
前記情報処理装置の取得手段が、現実空間中に配置されている現実物体を含む現実空間を、撮像装置が撮像することで得られる撮像画像を取得する取得工程と、
前記情報処理装置の投影手段が、前記現実物体を模した仮想物体を前記現実物体の位置に前記現実物体の姿勢で配置させた後、当該仮想物体を前記撮像画像上に投影する投影工程と、
前記情報処理装置の探索手段が、前記投影工程で前記撮像画像上に投影された仮想物体を構成する辺の周辺で、前記撮像画像上の前記現実物体を構成する辺を探索する探索工程と、
前記情報処理装置の計算手段が、前記探索工程での探索の結果に基づいて決まる、前記投影工程で前記撮像画像上に投影された仮想物体を構成する各辺と前記撮像画像上の前記現実物体を構成する各辺との対応関係を用いて、前記現実物体と前記撮像装置との位置姿勢関係を計算する計算工程とを備え、
前記探索工程では、
前記投影工程で前記撮像画像上に投影された仮想物体を構成するそれぞれの辺のうち、探索領域が重複する辺同士の位置関係に応じて、探索範囲を設定することを特徴とする情報処理方法。 - 請求項5に記載の情報処理方法の各工程をコンピュータに実行させるためのコンピュータプログラム。
- 請求項6に記載のコンピュータプログラムを格納したことを特徴とする、コンピュータ読み取り可能な記憶媒体。
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