マーカの軌跡を用いた非同期カメラの幾何学的・時間的キャリブレーション

• 野口, 真身

• 加藤丈和

Bibliographic Information

Other Title

• マーカ ノ キセキ オ モチイタ ヒドウキ カメラ ノ キカガクテキ ジカンテキ キャリブレーション
• Geometric and Timing Calibration for Unsynchronized Cameras Using Trajectories of a Moving Marker

Abstract

複数のカメラによって撮影された運動物体の3次元形状を復元するためには，カメラ間の位置・姿勢を推定する幾何学的キャリブレーションだけでなく，各カメラ間の撮影時刻のずれを推定する時間的キャリブレーションも重要となる．本論文では，撮影時刻が一致していない複数カメラに対する，幾何学的・時間的キャリブレーション手法について述べる．一般に，カメラ間の位置・姿勢を推定するには，各カメラで撮影した画像中の多数の特徴点を対応付ける必要があるが，この処理は非常に手間がかかる．そこで，本研究では多数の特徴点の代わりに，単一の移動マーカを複数カメラで観測し，マーカの軌跡を推定することで，幾何学的・時間的キャリブレーションを実現する．提案手法では，各カメラで観測したマーカの軌跡を対応付けることで，カメラ間の位置関係を推定し，またマーカの軌跡の時間的なずれから撮影時刻のずれを推定する．実験では，時刻ずれの誤差が1ミリ秒以下，画像上での幾何学的誤差が1 pixel以下となり，本手法の有効性を確認した．また，ラジコンヘリコプタの軌跡を用いて，キャリブレーションパターンの設置が困難な上空でのキャリブレーションが可能であることを確認した．

For 3D reconstruction of moving objects, timing calibration is important to compensate lags in shutter timing between cameras as well as calibrating 3D positions and poses of them. This paper presents a new method for calibrating the geometric relationship and the lags in shutter timing between unsynchronized cameras from trajectories of a moving marker. We call it geometric and timing calibration. Geometric calibration generally requires many point correspondences between images of the calibration objects. It is, however, difficult to obtain stable point correspondences from images. Furthermore, calibration using moving objects in the sky is difficult for general calibration methods. Our method does not require point correspondences. It uses, instead, a pair of trajectories of a freely moving marker. It is much easier to establish correspondences between trajectories of a single marker than those of many points. Our method estimates the fundamental matrix between two cameras by matching the trajectories and simultaneously estimates the lag in shutter timing between the unsynchronized cameras by analyzing the gap between the trajectories. In experiments, our method has attained accuracy of mean errors within 1 pixel in image coordinates and timing errors within 1 millisecond. Another experiment using a radio-controlled helicopter has shown that it works well for flying objects in the sky.

Journal

• 情報処理学会論文誌コンピュータビジョンとイメージメディア（CVIM）

  情報処理学会論文誌コンピュータビジョンとイメージメディア（CVIM） 47 (SIG5(CVIM13)), 59-68, 2006-03-15

  東京 : 情報処理学会

Keywords

• 推薦研究論文

Details

• CRID: 1050001337893055616
• NII Article ID: 110004709480
• NII Book ID: AA11560603
• ISSN: 18827810
• ISSN: 03875806
• NDL BIB ID: 7905626
• Web Site: http://id.nii.ac.jp/1001/00018012/
• Web Site: https://ndlsearch.ndl.go.jp/books/R000000004-I7905626
• Text Lang: ja
• Article Type: article
• Data Source:
  • IRDB
  • NDL
  • CiNii Articles
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