2次元画像マーカのパターンマッチングによるARのためのカメラトラッキングの高精度化

摘要

複合現実感などに用いられる2次元矩形マーカを用いたカメラトラッキングにおける問題点として,カメラの投影面がマーカ平面に対してほぼ平行であるとき,つまりマーカ平面に対するカメラの投影軸が垂直に近いときにマーカ平面(X-Y)に対する垂直軸(Z軸)方向の推定精度が低下し,トラッキングが不安定になることが挙げられる.本研究では,パーティクルフィルタを利用してカメラの動きを推定し,推定したパラメータによって投影されるモデルパターンと,実際に撮影された入力画像が最も一致するようなパラメータを探索する.本手法ではARToolkitの2次元マーカを発展させ,2値パターンではなく,階調を持ったグレースケールパターンを用い,外枠のエッジとともにモデルとのパターンマッチングを行う.そして,マッチング結果をパーティクルフィルタの評価値として最適なパラメータを推定する。 モデルパターン中からあらかじめ特徴点を抽出しておき,その注目点周辺でマッチングを行うことによって,計算コストを減少させる.その結果,ARの幾何学的位置合わせにおける重要な問題であるフレーム間のジッタや揺らぎを軽減する.