複数形状間の誤差最小化によるアクティブステレオのパラメータおよび形状補正

榎本, 和史, 猪瀬, 健二, 川崎, 洋, 古川, 亮

本論文では，ビデオカメラとプロジェクタを用いた3次元計測システムにおいて複数形状を計測し，それらの位置合わせ後に残る形状間のずれを最小化することで，計測精度を向上させる手法を提案する．プロジェクタ·カメラによる3次元計測では最初に校正を行い，その後，その校正パラメータを用いて計測を行う．校正の際，ノイズやレンズの歪みや量子化誤差などの影響により，校正パラメータに誤差が発生すると，復元される形状が歪むことになる．一般に，完全に誤差なく校正を行うことは困難であり，同じ物体を複数方向から計測し精密に位置合わせしても，各形状間には位置合わせ誤差が残る．そこで本論文では，この位置合わせ誤差を最小化するように，プロジェクタ·カメラの内部パラメータ（焦点距離），プロジェクタ·カメラ間の相対位置姿勢である外部パラメータ，複数のプロジェクタ·カメラセット間の剛体変換パラメータおよび点群の3次元座標を推定する．これはカメラのみにおけるバンドル調整法をプロジェクタ·カメラシステムに応用したものと考えることができる．提案手法により，3次元計測の精度向上および，それによる正確な形状統合が実現できることを示す．

In this paper, we propose a new method to improve precisions of multiple 3D shapes acquired by a projector-camera active stereo system. The improvement of precision of the shapes is achieved by minimizing “gaps” between overlapping shapes that remains after registration algorithms are performed. To use projector-camera system for 3D acquisition, we must calibrate the system in advance. Then, we can measure 3D shapes using the calibrated parameters. Noise, lens distortions, or quantization errors can cause calibration errors, which often causes distortions of the reconstructed shapes. In general, error-free calibration is very difficult. So, even if we capture multiple shape data from an object and register all the shapes, there still remains errors between the shapes. In this paper, we re-estimate the extrinsic parameters between the camera and the projector and the focal length of the camera by minimizing the registration errors at the overlapping area of multiple shapes and the errors of epipolar constraints. The process improves the accuracies of the 3D measurement and corrects the rigid transformation parameters of the registrations of the shapes.

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