楕円検出

 日常生活の円形物体は、画像中に楕円として投影されるため、画像中の楕円を検出することで円形物体を認識できます。また、検出した楕円から円形物体の3次元位置を解析することができ、交通標識の検出や視覚ロボットの制御などに応用することができます。画像中から楕円を検出する手法には、画像から抽出したエッジ点列に対して楕円当てはめ手法を適用し、楕円パラメータを推定する手法があります。本研究室では、楕円当てはめ手法に基づく楕円検出を行なっています。

楕円弧選択と楕円弧統合を組み合わせた楕円検出システムの改善

 楕円当てはめ手法は、入力点列には楕円上の点にエッジ検出時の誤差が加わったような点列を仮定しており、 そのような入力に対して、いかに高精度に楕円パラメータを推定するかに研究の重点が置かれています。そのため、1)入力点列に直線や楕円弧とそれ以外の点列が組み合わさった点列を含むと正しく楕円パラメータを推定できません。さらに、2)楕円上のエッジ点列が分離して得られたとき、個々のエッジ点列から得られる楕円パラメータの精度が低くなります。1)に対して、益崎らはエッジ点列からの楕円弧選択手法を提案しました。また、2)に対して、菅谷らは同一楕円上の楕円弧点列を統合する手法を提案しました。本研究では、益崎らの手法と菅谷らの手法を改善し、改善した2つの手法を組み合わせることで高性能な楕円検出システムを構築します。さらに曲線形状のエッジ点列のみを抽出する手法を組み合わせることで楕円検出システムの効率化を図ります。

入力画像

エッジ点列

楕円の検出結果

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楕円の投影像を用いた床と壁の境界検出によるロボットの走行制御

 近年、roombaのような自律移動しながら目標とする動作を行うロボットの開発がされています。しかし、ロボットの自律移動には、センサ情報を用いた実時間での障害物認識が必要かつ大きな課題です。画像から立体物の形状や3次元位置を計測する手法を3次元画像計測と言い、大きく分けて受動型計測と能動型計測があります。能動型計測は、対象に光などを照射しその情報を用いて計測を行う手法です。本研究では、能動型計測の1つとしてロボットに固定したプロジェクタからシーンに投影した楕円を検出することで床と壁との境界を検出し、自律移動ロボットの走行を制御する新しい方法を提案します。

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