ロボットのボディを利用したカメラキャリブレーション

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本稿では、外部カメラで自己位置同定をしながら床面を移動する車両型センサレスロボットシステムのためのカメラキャリブレーション法を提案する。センサレスロボットは、単純な処理で正確な自己位置同定が行え、ロボット本体も安価であるという利点がある。しかし、ロボットを正確に動作させるためには、床面とカメラの位置関係などをあらかじめ求めておかなければならず、カメラの位置や方向を変えるたびにキャリブレーションをやりなおさなければならない。この煩雑さを解消するため、システムの初期化動作として、ロボットのボディを利用したカメラキャリブレーションを行う方式を採用する。これによって求められるパラメータは、床面を基準としたカメラの視線方向および、カメラの焦点距離であり、これらのパラメータによって床面を真上から見たときのロボットの軌跡が計算できる。ここで用いる車両型ロボットはキャリブレーション前には正確な直進動作は行えないが、ステアリング角を一定に保ち、低速で動作すれば平面上で真円を描くことができる。この軌跡は画像平面上では楕円として観測され、これを手がかりとして上述のキャリブレーションが行える。シミュレーションによる誤差評価、4点対応から求めたHomographyとの比較実験、さらに実機を用いた実験により提案手法の有効性を確認した。
2003-01-16

ロボットのボディを利用したカメラキャリブレーション

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