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METHOD AND DEVICE FOR REGISTERING 3D-RANGE DATA commons

Patent code P140010645
File No. 08-54
Posted date Jun 9, 2014
Application number P2008-280774
Publication number P2010-108328A
Patent number P5185777
Date of filing Oct 31, 2008
Date of publication of application May 13, 2010
Date of registration Jan 25, 2013
Inventor
  • (In Japanese)ダニエル・モルドバン
  • (In Japanese)矢野 澄男
  • (In Japanese)吉田 俊介
  • (In Japanese)井ノ上 直己
Applicant
  • (In Japanese)国立研究開発法人情報通信研究機構
Title METHOD AND DEVICE FOR REGISTERING 3D-RANGE DATA commons
Abstract PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method of automatically aligning and merging acquired 3D models in the way that gives a feeling of real-time display to a viewer.
SOLUTION: The method includes: a step 120 of connecting to a storage medium storing a set of 3D range data and a set of 2D image data corresponding to the 3D range data; a step 122 of displaying points representing the set of 3D range data on a monitor; a step 124 of dividing the set of 3D range data into four groups respectively including a consecutive set of 3D range data; a step of aligning, in each of the groups, a pair of consecutive range data by use of the set of 2D image data, and updating corresponding 3D range data; a step of updating the points displayed on the monitor in accordance with the alignment; a step 128 of repeating the aligning and updating steps until all 3D range data are aligned in each of the groups; and a step 130 of aligning all sets of 3D range data registered and updated during the step of repeating.
Outline of related art and contending technology (In Japanese)

3Dモデルをスキャンしてからすぐに完全な3Dモデルを表示するという課題は、依然として解決されていない。ある対象物の完全なディジタルモデルを構築するのに必要とされる現在の切換方法は、対応の点を手で選択するためのユーザの介入、又は自動3Dビュー位置合わせ(registration)のいずれかを伴う。自動位置合わせでは、表示が行なわれるのは全てのビューが位置合わせされた後である。前者では、中間のビューを視覚化することは可能(かつ不可欠)であるが、スキャン数が大きければ位置合わせ処理を行なうのは煩雑であろう。視覚化の部分を自動位置合わせと組み合わせることで、実時間表示のより先鋭な感覚が生み出されうる。

特許文献1はデータパケット/セル損失のある通信ネットワークで3D形状データを転送し表示する方法を記載する。システムは形状を表す複数の要素からなる3D形状データを送信するための送信ユニットと、3D形状データを受け3D形状データを画像として表示するための受信側表示ユニットと、を含む。

このシステムでは、送信ユニットが外部記憶装置から3Dデータを読出し、領域の属性に従って3D形状要素を並替える。その後、これは3Dデータを要素単位で漸次送信する(大きい領域を表す領域属性を有する要素から始まり、続いてより小さい領域を表す領域属性を有する要素を処理する)。受信側表示ユニットは送信ユニットから送信される要素を受け、これらを受信順に漸次表示する。

非特許文献1では、レンジデータとともに記憶された明度画像が利用され、完全に自動の位置合わせ技術が実行される。内在的なスケール情報を伴う2D―画像特徴量を用いて、3Dビューの対応の点を発見する。その後、まず特徴点自体を整合させ、それに続いて表面要素を考慮する整合ステップによって、2つのレンジの画像の精密な位置合わせが行なわれる。最後に、全体的な位置合わせ誤差を、グラフリラクセーション技術を用いて最少化する。

非特許文献2に記載のソフトウェアは、表面ジオメトリ又は容積情報のいずれかを用いることで、目標又は他の整合ツールなしで、多数の点の集まり(クラウド)を整合させる。

Field of industrial application (In Japanese)

この発明は3D形状の検査に関し、特に、表示された3Dモデルの早期の検査を必要とする、エンターテインメント、教育及びデザイン等の応用分野に関する。

Scope of claims (In Japanese)
【請求項1】
 
対象物の3Dレンジデータの組を位置合わせ(register)するためのコンピュータで実現される方法であって、
前記コンピュータが、3Dレンジデータの組前記3Dレンジデータの組に対応する2D画像データの組とを記憶する記憶媒体に接続するステップと、
前記コンピュータが、前記3Dレンジデータの組を前記記憶媒体から読出し、前記3Dレンジデータの各々により表される点をモニタ上に表示するステップと、
前記コンピュータが、前記3Dレンジデータの組を、各々が複数の3Dレンジデータを含む予め定められた数のグループに分割する分割ステップと、
前記コンピュータが、前記グループの各々において、前記2D画像データの組のうち、当該グループに含まれる所定数の3Dレンジデータに対応する2D画像データにおける特徴点の画像の対応を利用して、当該所定数の3Dレンジデータにより表される前記特徴点が一致するように、前記所定数の3Dレンジデータを整合させ、前記記憶媒体に記憶された、前記所定数の3Dレンジデータを更新する整合ステップと
前記コンピュータが、前記合ステップにおいて更新された前記3Dレンジデータを前記記憶媒体から読出し、前記モニタに表示される点を、前記読出された3Dレンジデータにしたがって更新する更新ステップと、
前記コンピュータが、全ての3Dレンジデータが前記各グループにおいて整合するまで、前記所定数の3Dレンジデータの組合せを変更しながら前記整合ステップと前記新ステップとを繰返すステップと、
前記コンピュータが、前記繰返しステップの間に位置合わせされ更新された3Dレンジデータの全ての組を整合させるステップと、を含む、方法。

【請求項2】
 
前記分割ステップは、前記コンピュータが、前記3Dレンジデータの組を、各々が連続した3Dレンジデータを含む4つのグループに分割するステップを含む、請求項1に記載の方法。

【請求項3】
 
前記4つのグループは同数の連続した3Dレンジデータを含む、請求項2に記載の方法。

【請求項4】
 
前記整合ステップは、前記コンピュータが、前記グループの各々において、前記2D画像データの組のうち、当該グループに含まれる1対の3Dレンジデータに対応する2D画像データにおける特徴点の画像の対応を利用して、当該1対の3Dレンジデータにより表される前記特徴点が一致するように、前記1対の3Dレンジデータを整合させ、前記記憶媒体に記憶された、前記1対の3Dレンジデータを更新するステップを含む、請求項1に記載の方法。

【請求項5】
 
コンピュータ上で実行されると、コンピュータに、請求項1から請求項4のいずれかに記載のステップの全てを実行させる、コンピュータプログラム。

【請求項6】
 
対象物の3Dレンジデータの組を位置合わせするための装置であって、
3Dレンジデータの組前記3Dレンジデータの組に対応する2D画像データの組とを記憶するための記憶手段と、
前記3Dレンジデータの組を前記記憶手段から読出し、前記3Dレンジデータの各々により表される点をモニタ上に表示するための手段と、
前記3Dレンジデータの組を、各々が複数の3Dレンジデータを含む予め定められた数のグループに分割するための分割手段と、
前記グループの各々において、前記2D画像データの組のうち、当該グループに含まれる所定数の3Dレンジデータに対応する2D画像データにおける特徴点の画像の対応を利用して、当該所定数の3Dレンジデータにより表される前記特徴点が一致するように、前記所定数の3Dレンジデータを整合させ、前記記憶手段に記憶された、前記所定数の3Dレンジデータを更新するための第1の手段と
記第1の手段による整合によって更新された前記3Dレンジデータを前記記憶手段から読出し、前記モニタに表示される点を、前記読出された3Dレンジデータにしたがって更新するための更新手段と、
全ての3Dレンジデータが前記各グループにおいて整合するまで、前記所定数の3Dレンジデータの組合せを変更しながら前記3Dレンジデータの整合と更新が繰返されるように、前記第1の手段と前記更新手段とを制御するための手段と、
前記制御するための手段の制御に基づいて、繰返しの間に位置合わせされ更新された3Dレンジデータの全ての組を整合させるための第2の手段とを含む、装置。
IPC(International Patent Classification)
F-term
Drawing

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JP2008280774thum.jpg
State of application right Registered
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