GPS測位の信頼度と外れ値を考慮した動画像とGPSからのカメラ位置·姿勢推定

摘要

本報告では，広域屋外環境における動画像からのカメラ位置·姿勢推定において，測位の信頼度情報を取得可能なGPSを併用することで蓄積誤差を抑止する手法を提案する．従来提案されている動画像とGPSの併用手法は，GPSの測位誤差として暗に平均値0の正規分布を仮定しているため，特にGPSの信頼度が低い場合などのように，短時間の観測において平均測位位置が真値から大きく外れる（バイアス誤差が大きい）場合においてカメラ位置·姿勢の推定精度が大きく低下するという問題がある．本研究では，この問題に対処するために，（1）動画像との併用に適したGPS測位位置に関する新たなモデルの提案，（2）動画像からの推定値を用いたGPS測位の外れ値除外法の提案を行う．具体的には，GPS受信機の真の位置がGPSの測位位置を中心とするGPSの信頼度に依存した一定の範囲内に存在することを仮定し，この仮定に基づくペナルティ項をバンドル調整のエネルギー関数に加え最小化する．これにより，GPS測位におけるバイアス誤差の影響を排除しながらGPSの信頼度に応じて動画像からのカメラの位置·姿勢推定結果を補正する．また，GPS測位に含まれる外れ値を，動画像との整合性を検証することにより除外する．