JP2019053597A - 選別装置、方法及びプログラム - Google Patents
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Abstract
Description
地図点群は一般的に、センサによる単位時間当たりの計測を1フレームとし、複数フレームを例えば非特許文献2に記載のSLAM(Simultaneous Localization and Mapping)技術を用いて統合することによって作成される。SLAM技術は環境地図の作成、すなわち複数フレームの統合と、自己位置推定、すなわち各フレームを計測した際のセンサの姿勢推定を同時に行う技術の総称である。従って、地図点群を作成する際には,結果としてフレーム毎の姿勢も得られる。
整列部20は、所与の姿勢変換行列を用いて各フレーム点群データDiを姿勢変換することにより、各フレーム点群データDiの姿勢を地図点群データMDにおける姿勢と一致させる。当該姿勢変換はすなわち、フレーム点群データDiに関して、(数式3)のように取得した際のセンサの座標系SS(Ti)で表現されていたものを、(数式2)のように地図点群データMDの共通座標系CSで表現されるものに変換することに相当し、姿勢変換行列はフレーム点群データDiごとに存在する。
第一分割部11は、地図点群データMDについて、任意の所定の基準点rpmap(例えばローカル座標系の原点)を元に、空間を所定のサイズのボクセルで分割する。ただし、当該処理におけるボクセルのサイズは、後段側処理で使用されるボクセルのサイズと同サイズであることが望ましい。ボクセル分割する際の方向は共通座標系CSのx,y,z軸とすればよい。ここで得られたM個のボクセルを、Vp map (p=1,2, …,M)とする。(各ボクセルVp mapはすなわち、図2の説明におけるMD(n, m, l)[VG0]に該当し、ボクセルグリッドVG0で分割されたものに該当する。)
図4は、第二分割部21による分割の各実施形態を担うものとしての第二分割部21の機能ブロック図である。第二分割部21は、共通分割部1、平行移動分割部2及び回転分割部3を備え、各部1〜3による各実施形態においてボクセルグリッドVGk(k=0,1,2, ...)で分割された各フレーム点群データDiが第二計算部22へと出力される。各部1〜3で分割するボクセルのサイズは第一分割部11において分割したボクセルサイズと共通である。
共通分割部1では、第一分割部11でボクセル分割したのと同一のボクセルグリッドVG0によって各フレーム点群データDiをボクセル分割する。(従って、分割する際の基準点は同一の基準点rpmapであり、ボクセル分割する際の方向も同一で例えば共通座標系CSのx,y,z軸とすればよい。)
平行移動分割部2に関して、その処理内容(すなわちボクセル分割の仕方の詳細)を説明してから、その後段側の比較選別処理における意義を説明することとする。
rsnx = vlx / rsx (数式4)
rsny = vly / rsy (数式5)
rsnz = vlz / rsz (数式6)
この時、各フレーム点群データDiは、Num = rsnx * rsny * rsnz 通りの方法で、ボクセルで分割されることとなる。あるいは、例えばx方向のみにNum = rsnx通り、という様に、ステップ幅を施す方向を限定してもよい。
回転分割部3は、上記の平行移動分割部2がボクセル分割の基準位置の「並進成分」の相違がボクセル分割に基づくモデル化データに与える影響を考慮するためのものであったのに対し、ボクセル分割の「方向」の相違がモデル化データに与える影響を考慮するためのものである。従って、回転分割部3に関して図6,7のような模式図を示すことは省略するが、その考え方としては全く同様であり、ボクセル分割の方向のわずかな相違(及び/又はある程度大きな相違)によって顕著に変化する又はほとんど変化しないようなボクセルが後段側処理の精度において重要になる場合へそれぞれ対処可能とするのが回転分割部3の役割である。
(1)第一実施形態…共通分割部1での1通りのボクセルグリッドVG0のみの分割を適用する。
(2)第二実施形態…上記第一実施形態の共通分割部1での1通りのボクセルグリッドVG0に加えてさらに、平行移動分割部2による一連のボクセルグリッドVGk(k≧1)の分割も適用する。
(3)第三実施形態…上記第二実施形態の一連のボクセルグリッドによる分割に加えてさらに、回転分割部3による一連のボクセルグリッドの分割も適用する。
概略説明において既に述べたように、第一計算部12は、地図点群データMDを第一分割部11で1通りのボクセルグリッドVG0によって分割された各ボクセル単位でモデル化する。また、第二計算部22は各フレーム点群データDiを第二分割部21で各実施形態に応じて分割された各ボクセル単位でモデル化する。
比較部13は、第一処理として、地図点群MDのモデル化データの各ボクセルと各フレーム点群データDiのモデル化データの各ボクセルとの間において、同一空間に対応するボクセル同士又は大よそ同一の空間を含んでいるボクセル同士の持つモデル同士の距離を特定の尺度で計算したうえで、当該距離計算結果に基づいて第二処理として、地図点群MDのモデル化データの各ボクセルに関してデータ選別のための指標を求め、当該指標を比較結果として選別部14へと出力する。
dnorm,a p=Σda p/Na (数式7)
dnorm,q p=Σdq p/Nq (数式8)
dnorm,r p=Σdr p/Nr (数式9)
選別部14では、上記(数式7)、(数式8)及び(数式9)の指標を用いて、「p」で指定される地図点群MDのモデル化データの各ボクセル各ボクセルVp mapの中から選別を行う。
Claims (7)
- 複数の位置姿勢においてそれぞれ取得されたフレーム点群データ同士を共通座標系において統合した参照点群データをボクセル分割する第一分割部と、
前記ボクセル分割された参照点群データをモデル化してボクセルごとの参照点群モデル化データを得る第一計算部と、
前記共通座標系に基づいて前記複数の位置姿勢において取得されたフレーム点群データをそれぞれボクセル分割する第二分割部と、
前記取得された位置姿勢ごとに前記ボクセル分割されたフレーム点群データをモデル化して、位置姿勢ごと及びボクセルごとのフレーム点群モデル化データを得る第二計算部と、
前記第一計算部で得たボクセル毎の参照点群モデル化データと、前記第二計算部で得た位置姿勢ごと及びボクセルごとのフレーム点群モデル化データと、を比較する比較部と、
前記比較部での比較結果に基づいて前記第一計算部で得たボクセル毎の参照点群モデル化データから選別を行う選別部と、を備えることを特徴とする選別装置。 - 前記第二分割部では前記共通座標系において前記第一分割部において分割したのと共通のボクセルグリッドによってボクセルに分割することを含めてボクセル分割し、
前記選別部では、前記比較部において比較されることにより、前記第一計算部で得たボクセル毎の参照点群モデル化データと、前記第二計算部で得た位置姿勢ごと及び前記共通のボクセルグリッドにおけるボクセルごとのフレーム点群モデル化データと、の間で類似していると判定されたものを優先して、前記選別を行うことを特徴とする請求項1に記載の選別装置。 - 前記第二分割部では前記共通座標系において前記第一分割部において分割したのと共通のボクセルグリッドをサブボクセル単位で並進移動した一連のボクセルグリッドによってボクセルに分割することを含めてボクセル分割し、
前記選別部では、前記比較部において比較されることにより、前記第一計算部で得たボクセル毎の参照点群モデル化データと、前記第二計算部で得た位置姿勢ごと及び前記一連のボクセルグリッドにおけるボクセルごとのフレーム点群モデル化データと、の間で類似していると判定されたものを優先して、前記選別を行うことを特徴とする請求項1または2に記載の選別装置。 - 前記第二分割部では前記共通座標系において前記第一分割部において分割したのと共通のボクセルグリッドをサブボクセル単位で並進移動した一連のボクセルグリッドによってボクセルに分割することを含めてボクセル分割し、
前記選別部では、前記比較部において比較されることにより、前記第一計算部で得たボクセル毎の参照点群モデル化データと、前記第二計算部で得た位置姿勢ごと及び前記一連のボクセルグリッドにおけるボクセルごとのフレーム点群モデル化データと、の間で類似していないと判定されたものを優先して、前記選別を行うことを特徴とする請求項1または2に記載の選別装置。 - 前記第二分割部では、前記共通座標系において前記第一分割部において分割したのと共通のボクセルグリッド及び当該共通のボクセルグリッドをサブボクセル単位で並進移動した一連のボクセルグリッドをさらにボクセル毎に回転して得られる複数の回転ボクセルグリッドによってボクセルに分割することを含めてボクセル分割し、前記比較部において比較される前記一連のボクセルグリッドに当該複数の回転ボクセルグリッドを含めることを特徴とする請求項3または4に記載の選別装置。
- 複数の位置姿勢においてそれぞれ取得されたフレーム点群データ同士を共通座標系において統合した参照点群データをボクセル分割する第一分割段階と、
前記ボクセル分割された参照点群データをモデル化してボクセルごとの参照点群モデル化データを得る第一計算段階と、
前記共通座標系に基づいて前記複数の位置姿勢において取得されたフレーム点群データをそれぞれボクセル分割する第二分割段階と、
前記取得された位置姿勢ごとに前記ボクセル分割されたフレーム点群データをモデル化して、位置姿勢ごと及びボクセルごとのフレーム点群モデル化データを得る第二計算段階と、
前記第一計算段階で得たボクセル毎の参照点群モデル化データと、前記第二計算段階で得た位置姿勢ごと及びボクセルごとのフレーム点群モデル化データと、を比較する比較段階と、
前記比較段階での比較結果に基づいて前記第一計算段階で得たボクセル毎の参照点群モデル化データから選別を行う選別段階と、を備えることを特徴とする方法。 - コンピュータを請求項1ないし5のいずれかに記載の選別装置として機能させることを特徴とするプログラム。
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KR20220098572A (ko) * | 2021-01-04 | 2022-07-12 | 광운대학교 산학협력단 | 3차원 그래프 뉴럴 네트워크 검출을 이용하여 증강현실 서비스를 제공하고 재생하는 장치 및 방법 |
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- 2017-09-15 JP JP2017178016A patent/JP6853150B2/ja active Active
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KR102521565B1 (ko) * | 2021-01-04 | 2023-04-13 | 광운대학교 산학협력단 | 3차원 그래프 뉴럴 네트워크 검출을 이용하여 증강현실 서비스를 제공하고 재생하는 장치 및 방법 |
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