回転するカメラを用いた高精度地表3Dサーフェス推定

抄録

本稿では，カメラが回転することによって得られる画像から，地表3Dサーフェスを安定かつ高精度に推定する手法を提案する．提案手法では，カメラが360度回転しながら撮影した画像群に対し，まず Structure from Motion (SfM) を適用してカメラ位置と点群を得る．次いで，カメラ回転面と平行な面に等間隔2Dメッシュを定め，その頂点の高さをパラメータとした初期3Dサーフェスを求める．そして，サーフェス上に定めたサンプル点での画素値分散を最小化することで，カメラ位置と地表サーフェスを同時に推定する．提案手法では，SfM で得られた点群にフィッティングすることで安定に初期サーフェスを生成し，画素値分散を最小化することでサーフェスとカメラ運動を高精度に同時推定する．また，画素値分散最小化において，セルフシャドウや晴天時のレンズフレア等によって生じるアウトライア画素の検出や，階層的メッシュを用いたアプローチにより，推定の安定性をさらに高めている．実画像を用いた実験を通じ，提案手法の有効性を確認した．