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鏡面情報取得装置、鏡面測定方法及びコンピュータプログラム NEW

国内特許コード P180015643
整理番号 5527
掲載日 2018年11月22日
出願番号 特願2016-205443
公開番号 特開2018-066655
出願日 平成28年10月19日(2016.10.19)
公開日 平成30年4月26日(2018.4.26)
発明者
  • 竹内 広太
  • 藤井 憲作
  • 小島 明
  • 松山 隆司
  • 延原 章平
  • 柏野 孝士
出願人
  • 日本電信電話株式会社
  • 国立大学法人京都大学
発明の名称 鏡面情報取得装置、鏡面測定方法及びコンピュータプログラム NEW
発明の概要 【課題】鏡面の位置および姿勢を推定する鏡面情報取得装置、鏡面情報取得方法を提供する。
【解決手段】鏡面情報取得装置は、相互相関検出に基づくTOFセンサ11から直接照射され被写体30により反射された直接光d2と鏡面20を介して照射された光d1が被写体により反射された反射光との干渉が発生した場合における、実像X上特徴点と、鏡像X’上特徴点と、TOFセンサの発光と受光における干渉時相互相関値と、を取得する実像鏡像取得部、両特徴点に基づいて鏡面の位置および向きの初期値を推定する初期値推定部と、干渉が発生していない場合における、実像上特徴点と、非干渉時相互相関値と、を取得する実像取得部、非干渉時相互相関値に基づいて被写体の位置を推定する位置推定部、干渉時相互相関値と、鏡面の位置および鏡面の向きの初期値と、被写体の位置と、に基づいて鏡面の位置および向きを示す鏡面情報を取得する鏡面情報取得部を備える。
【選択図】図6
従来技術、競合技術の概要


映像表現及び画像処理技術分野において、三次元形状を取得するための研究開発が古くから進められ、今なお重要な研究要素の一つとして広く認識されている。近年では安価なTOF(Time of Flight)センサが市場に登場したことにより、被写体表面の三次元形状を計測することが容易になった。しかし、TOFセンサ単体では被写体の前面の形状しか計測することができないため、被写体の全周囲の三次元形状を計測するためには、被写体の周囲に複数のTOFセンサを設置して撮影を行い、これら複数のTOFセンサによる三次元形状データを結合する必要がある。しかしながら、複数のTOFセンサを用いる方法では、設置コストがかさんでしまう。そこで、被写体の背後に鏡を設置し、当該鏡に映った鏡像を疑似的な複数のTOFセンサによって撮影された画像であるものと仮定することで、TOFセンサ単体で被写体の全周囲三次元形状を計測する方法が提案されている。



例えば、TOFセンサではなく一般的なカラーカメラと鏡を用いて、鏡像からの視体積交差法により被写体表面の三次元形状の計測を行う方法がある(非特許文献1参照)。当該方法を用いる場合には、カメラに対する鏡の位置及び姿勢を推定する必要がある。例えば、被写体を撮影する前に被写体の近傍にチェッカー柄が描かれたキャリブレーションボードを設置し、鏡像及び実像の双方から検出可能なチェッカー柄の格子点をそれぞれ計測することによって鏡の位置及び姿勢を推定することが可能である(非特許文献2参照)。

産業上の利用分野


本発明は、鏡などの反射物体を介して撮影された画像から、鏡面の位置及び姿勢を推定する技術に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
相互相関検出に基づくTOFセンサから被写体へ直接照射され前記被写体によって反射された光である直接光と、前記相互相関検出に基づくTOFセンサから鏡面を介して前記被写体へ照射された光が前記被写体によって反射された光である反射光と、の干渉が発生している場合における、前記直接光に基づく画像である実像における前記被写体の特徴点である実像上特徴点と、前記反射光に基づく画像である鏡像における前記実像上特徴点に対応する前記被写体の特徴点である鏡像上特徴点と、前記相互相関検出に基づくTOFセンサの発光と受光における相互相関値を示す干渉時相互相関値と、を取得する実像鏡像取得部と、
前記実像上特徴点と前記鏡像上特徴点とに基づいて前記鏡面の位置および前記鏡面の向きの初期値を推定する初期値推定部と、
前記干渉が発生していない場合における、前記実像上特徴点と、前記相互相関値を示す非干渉時相互相関値と、を取得する実像取得部と、
前記非干渉時相互相関値に基づいて前記被写体の位置を推定する位置推定部と、
前記干渉時相互相関値と、前記鏡面の位置および前記鏡面の向きの前記初期値と、前記被写体の前記位置と、に基づいて前記鏡面の位置および前記鏡面の向きを示す鏡面情報を取得する鏡面情報取得部と、
を備える鏡面情報取得装置。

【請求項2】
前記鏡面情報取得部は、前記干渉時相互相関値と、前記鏡面の位置および前記鏡面の向きの前記初期値と、前記被写体の前記位置と、に基づいて、前記鏡面の反射率を取得する、請求項1に記載の鏡面情報取得装置。

【請求項3】
相互相関検出に基づくTOFセンサから被写体へ直接照射され前記被写体によって反射された光である直接光と前記相互相関検出に基づくTOFセンサから鏡面を介して前記被写体へ照射された光が前記被写体によって反射された光である反射光との干渉が発生している場合における、前記直接光に基づく画像である実像における前記被写体の特徴点である実像上特徴点と、前記反射光に基づく画像である鏡像における前記実像上特徴点に対応する前記被写体の特徴点である鏡像上特徴点と、前記相互相関検出に基づくTOFセンサの発光と受光における相互相関値を示す干渉時相互相関値と、を取得する実像鏡像取得ステップと、
前記実像上特徴点と前記鏡像上特徴点とに基づいて前記鏡面の位置および前記鏡面の向きの初期値を推定する初期値推定ステップと、
前記干渉が発生していない場合における、前記実像上特徴点と、前記相互相関値を示す非干渉時相互相関値と、を取得する実像取得ステップと、
前記非干渉時相互相関値に基づいて前記被写体の位置を推定する位置推定ステップと、
前記干渉時相互相関値と、前記鏡面の位置および前記鏡面の向きの前記初期値と、前記被写体の前記位置と、に基づいて前記鏡面の位置および前記鏡面の向きを示す鏡面情報を取得する取得ステップと、
を有する鏡面情報取得方法。

【請求項4】
請求項1又は2に記載の鏡面情報取得装置としてコンピュータを機能させるためのコンピュータプログラム。
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2016205443thum.jpg
出願権利状態 公開
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