空間コード化法を用いた未校正ステレオシステムによる密な3次元形状復元

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  • クウカン コードカホウ オ モチイタ ミコウセイ ステレオ システム ニ ヨル ミツ ナ 3ジゲン ケイジョウ フクゲン
  • Dense 3D Reconstruction with an Uncalibrated Stereo System Using Coded Structured Light

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本論文では，事前の校正を必要としない新しいアクティブビジョンステレオシステムを提案する．通常，アクティブビジョンシステムでは計測機器が事前に精密に校正され，さらにカメラと光源が固定されている必要がある．そのため，これまでのアクティブビジョンシステムは，事前の準備に時間がかかったり，計測装置が大がかりになる傾向があった．アクティブビジョンシステムにおいてカメラと光源間の校正が不要となれば，カメラと光源を配置した後そのまま計測を始めることが可能となり，利便性が大幅に向上する．そこで，本論文では以上のことを実現するための自己校正手法を提案する．提案手法は一対のカメラからなるパッシブステレオシステムにおける自己校正手法を，アクティブステレオシステムに拡張した手法と考えることができる．主な相違点としては，通常のカメラペアによるパッシブステレオにおいては，得られる対応点が疎であるのに対して，本手法では密で正確な対応点を得られる点にある．本手法を用いれば，正確な対応点により安定した自己校正が実現でき，密な3次元点復元が実現できる．また，繰り返し計測することで得られる複数のデータを同時に用いることで，スケーリングのそろった3次元復元を頑健かつ高精度に行うことのできる手法を提案する．

In this paper, we describe a new active stereo vision system using coded structured light. Generally, a 3D measurement system based on coded structured light consists of a camera and a projector, and both intrinsic and extrinsic parameters of these devices should be precalibrated. Self-calibration capability of camera-projector system will eliminate the precalibration process and greatly improve its convenience and practicality. To achieve this, we propose an original self-calibration method, which can be understood as a camera-to-camera self-calibration method with one camera replaced by a projector. The proposed method is based on epipolar constraints, and there is no limitations for shapes of objects (ex., planer object) or camera models(ex., affine camera). 3D shapes can be directly recovered in Euclidean space. We also propose a simultaneous 3D reconstruction method which utilizes all captured stereo pairs to increase the accuracy of 3D estimation. Further, we propose a simple solution to remove ambiguity of scaling by attaching a laser pointer to the projector, which is important for the practical use of 3D reconstructions.

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