JP6189483B2 - 電力効率の良い深度センサーの使用によるリアルタイム3d再構成 - Google Patents
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Description
本出願は、2014年1月22日に出願された「Real-Time 3D Reconstruction with Power Efficient Depth Sensor Usage」と題する米国出願第14/161,140号の利益および優先権を主張する。この米国出願第14/161,140号は、2013年1月30日に出願された「Real-Time 3D Reconstruction with Power Efficient Depth Sensor Usage」と題する米国仮出願第61/758,699号および2013年2月26日に出願された「Real-Time 3D Reconstruction with Power Efficient Depth Sensor Usage」と題する米国仮出願第61/769,465号の利益および優先権を主張する。上記で特定された米国特許出願のすべては、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。
110 カメラ
120 接続
130 慣性測定ユニット(IMU)
150 プロセッサ
155 コンピュータビジョン(CV)モジュール
160 メモリ
170 送受信機
180 ディスプレイ/スクリーン
200 方法、システム、3D再構成プロセス
210 追跡モジュール
250 再構成モジュール
302 色+深度画像、入力色画像
304 更新済みカメラ姿勢、6DOF姿勢、カメラ姿勢推定
400 方法
Claims (30)
- 少なくとも1つのカメラおよび深度センサーを含むモバイルデバイスにおける方法であって、
前記少なくとも1つのカメラにより第1の画像をキャプチャするステップであって、前記第1の画像は、前記モバイルデバイスによってモデル化されている環境に関する色情報を含む、ステップと、
前記第1の画像に関するカメラ姿勢を取得するステップと、
前記第1の画像の色情報および前記第1の画像に関する前記カメラ姿勢に少なくとも部分的に基づき、前記環境の第1の3次元(3D)モデルに関連する容量測定データセットを更新すべきかどうかを判断するステップと、
前記第1の3Dモデルが更新されるときに、深度情報をキャプチャするために前記深度センサーを有効にするステップであって、前記キャプチャされた深度情報は、容量測定再構成を使用して前記第1の3Dモデルを更新するために少なくとも部分的に使用される、ステップと
を含む方法。 - 前記深度センサーを有効にするステップが、
前記深度センサーに供給される電力をオンにするステップ、または
深度画像の計算に関係する機能を有効にするステップ
のうちの少なくとも1つを含む、請求項1に記載の方法。 - 前記第1の3Dモデルが拡大されないときに前記深度センサーの無効を維持するステップをさらに含む、請求項1に記載の方法。
- 前記容量測定データセットを更新するための判断は、
前記第1の画像の色情報が、前記容量測定データセットにおいて表されていない前記環境内の1つまたは複数のポイントに関係するデータを含むとき、または
前記第1の画像の色情報が、前記容量測定データセットにおいて表されるとともに追加の深度データが所望される前記環境内の1つまたは複数のポイントに関係するデータを含むとき、または
前記第1の画像が、前記深度センサーが最後に有効にされてからの、色情報を伴う所定の数の連続画像のうちの最後であるとき
に行われる、請求項1に記載の方法。 - 前記深度センサーを有効にするステップにおいて、
前記少なくとも1つのカメラによって、色情報を伴う第2の画像をキャプチャするステップと、
前記深度センサーによって提供される前記キャプチャされた深度情報によって、前記第2の画像を拡張するステップと、
前記第2の画像に関するカメラ姿勢に少なくとも部分的に基づき、前記拡張された第2の画像を前記第1の3Dモデルに関連する前記容量測定データセットに融合するステップと
により、前記第1の3Dモデルが容量測定再構成を使用して更新される、請求項1に記載の方法。 - 前記容量測定データセットが、切断符号付き距離関数(TDSF)を使用して表される、請求項5に記載の方法。
- 前記拡張された第2の画像を前記容量測定データセットに融合するステップが、
前記第2の画像に関するカメラ姿勢を判断するステップと、
前記第2の画像に関するカメラ姿勢に基づき、前記TDSF内の1つまたは複数のデータサンプルを前記拡張された第2の画像に基づいて深度マップに投影するステップと、
前記深度マップに投影された前記1つまたは複数のデータサンプルの各々について、前記投影されたデータサンプルのロケーションから前記TDSFによって定められる表面までの対応する測定相対距離を判断するステップと、
前記深度マップに投影された前記1つまたは複数のデータサンプルの各々について、前記対応する測定相対距離を前記TDSFにマッピングすることによって、対応するマッピングされたTDSF値を取得するステップと、
前記TDSF内の前記1つまたは複数のデータサンプルの各々について、前記対応するマッピングされたTDSF値を、前記データサンプルに関する記憶されたTDSF値と組み合わせるステップとを
含む、請求項6に記載の方法。 - 前記組み合わせるステップが、
前記対応するマッピングされたTDSF値を前記記憶されたTDSF値と組み合わせるために、再帰型フィルタを適用するステップ
を含む、請求項7に記載の方法。 - モバイルデバイスによってモデル化されている環境に関する色情報を含む第1の画像をキャプチャするためのカメラと、
前記カメラに結合される深度センサーと、
前記深度センサーおよび前記カメラに結合されるプロセッサと
を含み、前記プロセッサは、
前記第1の画像に関するカメラ姿勢を取得すること、
前記第1の画像の色情報および前記第1の画像に関する前記カメラ姿勢に少なくとも部分的に基づき、前記環境の第1の3次元(3D)モデルに関連する容量測定データセットを更新するべきかどうかを判断すること、および
前記第1の3Dモデルが更新されるときに深度情報をキャプチャするために、前記深度センサーを有効にすることであって、前記キャプチャされた深度情報は、容量測定再構成を使用して前記第1の3Dモデルを更新するために少なくとも部分的に使用される、こと
を行うように構成される、モバイルデバイス。 - 前記深度センサーを有効にするために、前記プロセッサが、
前記深度センサーに供給される電力をオンにすること、または
深度画像の計算に関係する機能を有効にすること
のうちの少なくとも1つを行うように構成される、請求項9に記載のモバイルデバイス。 - 前記プロセッサが、
前記第1の3Dモデルが拡大されないときに前記深度センサーの無効を維持するようにさらに構成される、請求項9に記載のモバイルデバイス。 - 前記プロセッサが、
前記第1の画像の色情報が、前記容量測定データセットにおいて表されていない前記環境内の1つまたは複数のポイントに関係するデータを含むとき、または
前記第1の画像の色情報が、前記容量測定データセットにおいて表されるとともに追加の深度データが所望される前記環境内の1つまたは複数のポイントに関係するデータを含むとき、または
前記第1の画像が、前記深度センサーが最後に有効にされてからの、色情報を伴う所定の数の連続画像のうちの最後であるとき
に前記容量測定データセットを更新するための判断を行うように構成される、請求項9に記載のモバイルデバイス。 - 前記深度センサーを有効にする際に容量測定再構成を使用して第1の3Dモデルを更新するために、前記プロセッサが、
前記環境に関する色情報を伴う第2の画像を、前記少なくとも1つのカメラによりキャプチャすること、
前記第2の画像を、前記深度センサーによって提供される前記キャプチャされた深度情報により拡張すること、および
前記第2の画像に関するカメラ姿勢に少なくとも部分的に基づき、前記拡張された第2の画像を前記第1の3Dモデルに関連する前記容量測定データセットに融合すること
を行うように構成される、請求項9に記載のモバイルデバイス。 - 前記容量測定データセットが、切断符号付き距離関数(TDSF)を使用して表される、請求項13に記載のモバイルデバイス。
- 前記拡張された第2の画像を前記容量測定データセットに融合するために、前記プロセッサが、
前記第2の画像に関するカメラ姿勢を判断すること、
前記第2の画像の前記カメラ姿勢に基づき、前記TDSF内の1つまたは複数のデータサンプルを前記拡張された第2の画像に基づいて深度マップに投影すること、
前記深度マップに投影された前記1つまたは複数のデータサンプルの各々について、前記投影されたデータサンプルのロケーションから前記TDSFによって定められる表面までの対応する測定相対距離を判断すること、
前記深度マップに投影された前記1つまたは複数のデータサンプルの各々について、前記対応する測定相対距離を前記TDSFにマッピングすることにより、対応するマッピングされたTDSF値を取得すること、および
前記TDSF内の前記1つまたは複数のデータサンプルの各々について、前記対応するマッピングされたTDSF値を、前記データサンプルに関する記憶されたTDSF値と組み合わせること
を行うように構成される、請求項14に記載のモバイルデバイス。 - 前記プロセッサが、再帰型フィルタを適用することにより、前記対応するマッピングされたTDSF値を前記記憶されたTDSF値と組み合わせるように構成される、請求項15に記載のモバイルデバイス。
- モバイルデバイスによってモデル化されている環境に関する色情報を含む第1の画像をキャプチャするためのイメージング手段と、
前記イメージング手段に結合される深度感知手段と、
前記深度感知手段および前記イメージング手段に結合される処理手段と
を含み、前記処理手段は、
前記第1の画像に関するイメージング手段の姿勢を取得するための手段と、
前記第1の画像の色情報および前記第1の画像に関する前記イメージング手段の姿勢に少なくとも部分的に基づき、前記環境の第1の3次元(3D)モデルに関連する容量測定データセットを更新すべきかどうかを判断するための手段と、
前記第1の3Dモデルが更新されるときに、深度情報をキャプチャするために前記深度感知手段を有効にするための手段であって、前記キャプチャされた深度情報が、容量測定再構成を使用して前記第1の3Dモデルを更新するための手段により少なくとも部分的に使用される、手段と
をさらに含む、装置。 - 前記深度感知手段を有効にするための前記手段が、
前記深度感知手段に供給される電力をオンにするための手段、または
深度画像の計算に関係する機能を有効にする手段
のうちの少なくとも1つを含む、請求項17に記載の装置。 - 前記処理手段が、
前記第1の3Dモデルが拡大されないときに前記深度感知手段の無効を維持するための手段をさらに含む、請求項17に記載の装置。 - 前記判断するための手段が、
前記第1の画像の色情報が、前記容量測定データセットにおいて表されていない前記環境内の1つまたは複数のポイントに関係するデータを含むとき、または
前記第1の画像の色情報が、前記容量測定データセットにおいて表されるとともに追加の深度データが所望される前記環境内の1つまたは複数のポイントに関係するデータを含むとき、または
前記第1の画像が、前記深度感知手段が最後に有効にされてからの、色情報を伴う所定の数の連続画像のうちの最後であるとき
に前記容量測定データセットを更新することを判断する、請求項17に記載の装置。 - 前記深度感知手段を有効にする際に容量測定再構成を使用して第1の3Dモデルを更新するための手段が、
前記環境に関する色情報を伴う第2の画像を、前記少なくとも1つのイメージング手段によりキャプチャするための手段と、
前記第2の画像を、前記深度感知手段により提供される前記キャプチャされた深度情報により拡張するための手段と、
記第2の画像に関するイメージング手段の姿勢に少なくとも部分的に基づき、前記拡張された第2の画像を前記第1の3Dモデルに関連する前記容量測定データセットに融合するための手段と
を含む、請求項17に記載の装置。 - 前記容量測定データセットが、切断符号付き距離関数(TDSF)を使用して表される、請求項21に記載の装置。
- 前記拡張された第2の画像を前記容量測定データセットに融合するための手段が、
前記第2の画像に関する前記イメージング手段の姿勢を判断するための手段と、
前記第2の画像に関する前記イメージング手段の姿勢に基づき、前記TDSF内の1つまたは複数のデータサンプルを前記拡張された第2の画像に基づいて深度マップに投影するための手段と、
前記深度マップに投影された前記1つまたは複数のデータサンプルの各々について、前記投影されたデータサンプルのロケーションから前記TDSFによって定められる表面までの対応する測定相対距離を判断するための手段と、
前記深度マップに投影された前記1つまたは複数のデータサンプルの各々について、前記対応する測定相対距離を前記TDSFにマッピングすることにより、対応するマッピングされたTDSF値を取得するための手段と、
前記TDSF内の前記1つまたは複数のデータサンプルの各々について、前記対応するマッピングされたTDSF値を、前記データサンプルに関する記憶されたTDSF値と組み合わせるための手段と
を含む、請求項22に記載の装置。 - 命令を含む非一時的なコンピュータ可読記憶媒体であって、前記命令は、プロセッサにより実行されるときに、少なくとも1つのカメラおよび深度センサーを含むモバイルデバイスにおける方法のステップを実行し、前記方法は、
前記少なくとも1つのカメラにより第1の画像をキャプチャするステップであって、前記第1の画像が、前記モバイルデバイスによりモデル化されている環境の少なくとも一部に関する色情報を含む、ステップと、
前記第1の画像に関するカメラ姿勢を取得するステップと、
前記第1の画像の色情報および前記第1の画像に関する前記カメラ姿勢に少なくとも部分的に基づき、前記環境の第1の3次元(3D)モデルに関連する容量測定データセットを更新するべきかどうかを判断するステップと、
前記第1の3Dモデルが更新されるときに深度情報をキャプチャするために、前記深度センサーを有効にするステップであって、前記キャプチャされた深度情報は、容量測定再構成を使用して前記第1の3Dモデルを更新するために少なくとも部分的に使用される、ステップと、
を含む、コンピュータ可読記憶媒体。 - 前記深度センサーを有効にするステップが、
前記深度センサーに供給される電力をオンにするステップ、または
深度画像の計算に関係する機能を有効にするステップ
のうちの少なくとも1つを含む、請求項24に記載のコンピュータ可読記憶媒体。 - 前記第1の3Dモデルが拡大されないときに前記深度センサーの無効を維持するステップをさらに含む、請求項24に記載のコンピュータ可読記憶媒体。
- 前記容量測定データセットを更新するための判断が、
前記第1の画像の色情報が、前記容量測定データセットにおいて表されていない前記環境内の1つまたは複数のポイントに関係するデータを含むとき、または
前記第1の画像の色情報が、前記容量測定データセットにおいて表されるとともに追加の深度データが所望される前記環境内の1つまたは複数のポイントに関係するデータを含むとき、または
前記第1の画像が、前記深度センサーが最後に有効にされてからの、色情報を伴う所定の数の連続画像のうちの最後であるとき
に行われる、請求項24に記載のコンピュータ可読記憶媒体。 - 前記深度センサーを有効にするステップにおいて、
前記環境に関する色情報を伴う第2の画像を、前記少なくとも1つのカメラによりキャプチャするステップと、
前記深度センサーによって提供される前記キャプチャされた深度情報によって、前記第2の画像を拡張するステップと、
前記第2の画像に関するカメラ姿勢に少なくとも部分的に基づき、前記拡張された第2の画像を前記第1の3Dモデルに関連する前記容量測定データセットに融合するステップ
により、前記第1の3Dモデルが容量測定再構成を使用して更新される、請求項24に記載のコンピュータ可読記憶媒体。 - 前記容量測定データセットが、切断符号付き距離関数(TDSF)を使用して表される、請求項28に記載のコンピュータ可読記憶媒体。
- 前記拡張された第2の画像を前記容量測定データセットに融合するステップが、
前記第2の画像に関するカメラ姿勢を判断するステップと、
前記第2の画像の前記カメラ姿勢に基づき、前記TDSF内の1つまたは複数のデータサンプルを前記拡張された第2の画像に基づいて深度マップに投影するステップと、
前記深度マップに投影された前記1つまたは複数のデータサンプルの各々について、前記投影されたデータサンプルのロケーションから前記TDSFによって定められる表面までの対応する測定相対距離を判断するステップと、
前記深度マップに投影された前記1つまたは複数のデータサンプルの各々について、前記対応する測定相対距離を前記TDSFにマッピングすることにより対応するマッピングされたTDSF値を取得するステップと、
前記TDSF内の前記1つまたは複数のデータサンプルの各々について、前記対応するマッピングされたTDSF値を前記データサンプルに関する記憶されたTDSF値と組み合わせるステップと
を含む、請求項29に記載のコンピュータ可読記憶媒体。
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