非線形最適化手法を用いた多視点ステレオ画像計測

概要

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屋外設備測量作業の自動化技術を確立するために,画像情報から距離情報を抽出する画像計測アルゴリズムの検討を進めている.本論文では,50m四方程度の範囲内にある電柱等の屋外設備の位置を精度良く計測することを目的として,多視点化によるステレオ画像計測方法の高精度化について検討する.具体的には相対位置関係が未知の複数の視点からステレオ画像計測によって得られた複数の物体の実空間座標を用い,視点間の相対位置関係と物体の実空間座標とを推定する方法を提案する.本方法では,実空間座標計測誤差の発生原因である画像面座標計測誤差の2乗和を評価関数として用い,この評価関数を視点の相対位置関係を与える座標変換パラメータと基準座標系における物体の真の実空間座標とを用いて記述する.この評価関数を最小化する条件を非線形最適化手法を用いて求め,その条件から両者を推定する.計算機シミュレーションの結果,従来法に比べて視点の相対位置関係および物体位置ともに,約3倍高精度化できることがわかった.最後に実際の交差点を対象として,三つの視点から50m四方程度の範囲内にある8個の電柱などの屋外設備の位置を計測した結果,視点の相対位置関係については平均角度誤差0.26゜,平均平行移動量誤差0.85m,物体位置については平均誤差0.55mの精度が得られた.これにより,実際の画像データにおいても本方法の有効性が確認された.
1993-11-25

非線形最適化手法を用いた多視点ステレオ画像計測

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