魚眼カメラ内部パラメータの幾何学的キャリブレーション法

摘要

魚眼カメラ（魚眼レンズを取り付けたカメラ）は視野角が180°程度あり，被写界深度が深い．そのため，一定姿勢で広範囲の情景を撮影することができ，屋内・屋外環境の三次元モデル化や監視カメラなどに効果的である．カメラを用いて実世界の計測精度を向上させるには，カメラ内部パラメータの幾何学的及び光学的キャリブレーションが必要となる．本論文ではこれらの中で，幾何学的キャリブレーションについて述べる．従来の魚眼カメラ内部パラメータの幾何学的キャリブレーション法として，透視投影モデルに当てはめる手法があるが，180°以上の広視野角をもつ魚眼カメラには適用できない．そこで，本論文では魚眼カメラの射影関数と幾何学的ひずみモデルを組み合わせた投影モデルと球面投影によるキャリブレーション法を提案する．提案法ではキャリブレーションパターンとして，液晶ディスプレイに表示した水平・垂直線を用いるため，パターンの幾何学的な情報を精度良く得ることができ，簡便で高精度なキャリブレーションを行うことができる．画像周辺部が高解像度である立体射影方式魚眼カメラを用いて行った評価実験により，提案法の有効性を示す．