斥力を用いた剛体姿勢の検出手法

概要

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剛体を平行移動,回転移動した後の位置・姿勢を,移動前後の特徴点や特徴セグメントの対応ペアの抽出を行わずに検出する手法について提案する.本手法では,剛体の初期状態,そして任意の平行移動・回転移動をした後の目標状態について,それぞれの代表点の空間座標群P_i(x_i,y_i,z_i)(i=1〜n),P^'_j(x^'_j,y^'_j,z^'_j)(j=1〜n')を入力とし,点の対応は既知でないとする.まず,平行移動成分は,移動前と移動後の座標群の重心のずれとして求める.回転移動成分については,重心を重ね合わせ固定した後,初期姿勢においた剛体を目標姿勢まで回転させて引き寄せるシミュレーションを行う.この回転力に関して,剛体の各代表点P_iに対して,目標姿勢のすべての点P^'_jからその2点間の距離の2乗に比例する斥力をかけると,大きく異なる姿勢からも安定に目標姿勢に収束させることができるという興味深い性質を見出した.この性質を利用した剛体の位置・姿勢検出手法を紹介し,その特性に関する考察を示し,実際の観測データを用いた応用例についても併せて報告する.
社団法人電子情報通信学会の論文
1995-09-25