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首页> 外文会议>第23回ロボティクスシンポジア >3Dレーザースキャナによるリアルタイム遠方3Dトラッキングシステム: RobotEye RE05の新スキャン機能とリアルタイム3Dトラッキングのためのアルゴリズムの開発
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3Dレーザースキャナによるリアルタイム遠方3Dトラッキングシステム: RobotEye RE05の新スキャン機能とリアルタイム3Dトラッキングのためのアルゴリズムの開発

机译：具有3D激光扫描仪的实时远程3D跟踪系统：RobotEye RE05的新扫描功能以及实时3D跟踪算法的开发

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現在，3Dデータが様々な用途で活用されているが，その中には固定点から移動する対象物を3Dトラッキングして，位置や姿勢などの情報をリアルタイムに取得するという用途がある.この用途にはVelodyne社のHDL-64Eなどのマルチレーザーアレイを使用した3Dセンサーが比較的適しており，HDL-64Eを用いた人物トラッキングの研究も発表されている。しかし，HDL-64Eでは遠方での空間分解能が低下してしまうことや計測できる仰角範囲などに制限がある.また，トラッキングする対象物をひとつに限定すれば，常に広範囲を計測する必要はなく，対象物の周辺のみを計測できればよい.本稿では，以上の条件を満たす数少ない3Dセンサーである超高速ジンバルミラー機構の3Dレーザースキャナ·RobotEye RE05を用いて，遠方の移動する物をリアルタイムに3Dトラツキングしながら高い空間分解能とそれなりのフレームレートで計測するシステムの開発について述べる.%This article presents the algorithm for real-time distant 3D tracking by RobotEye RE05, the 3D laser scanner using gimbal mirror mechanism. It is comprised of real-time extraction of moving objects by 3D background subtraction for 3D point cloud scanned by the scanner, tracking of a moving object, and scanning densely around it. For recognizing moving objects, high-speed background subtraction and clustering algorithms for point cloud data are developed, In the background subtraction, background data which contains no moving object is measured, and the distance map is generated, which contains distances of points in sections divided into every small azimuth and elevation angles. The map is adjusted to reduce noises caused by the measurement error and noises around object edges. Then, current data is measured which contains data of moving objects and the distance map is generated. If the distance in the map of current data is nearer than background data, the point is remained as the foreground data. Before clustering, edge noises in the foreground data are removed by the filter newly developed based on statistical outlier removal. This filter is improved by adjusting the number of neighbor points used for searching and mean distance with the neighbor points using the distance of each point. In the clustering, intervals of azimuth, elevation angles and distances of each point are considered to obtain proper results in any distances. Finally, the position and the width of moving objects are computed from the clusters. For following and scanning the moving object, the new function named Tracking Scan was developed, wmch is new scan motion of RobotEye RE05 for tracking application. This scanner can scan appointed range in azimuth 360deg and elevation ±35deg by desired density. Moreover, the range and density can be updated during scan in Tracking Scan. At last, the result of the experiment of 3D tracking of moving person is described.
机译：当前，3D数据用于各种目的，包括对从固定点移动的对象进行3D跟踪以及实时获取诸如位置和方向之类的信息。使用诸如Velodyne的HDL-64E之类的多激光阵列的3D传感器相对合适，并且已经宣布了对使用HDL-64E进行人员跟踪的研究。但是，在HDL-64E中，距离的空间分辨率降低，可以测量的仰角范围受到限制。此外，如果将跟踪目标限制为一个，则不必始终测量较宽的范围。在本文中，我们使用3D激光扫描仪RobotEye RE05，这是一种具有超高速万向镜机构的3D激光扫描仪，它是为数不多的满足上述条件的3D传感器之一，可以实时跟踪3D运动对象。但是，本文介绍了使用万向镜机构的3D激光扫描仪RobotEye RE05进行实时远程3D跟踪的算法。通过3D背景减法对扫描仪扫描的3D点云进行运动对象的时间提取，跟踪运动对象并对其进行密集扫描。为识别运动对象，开发了高速背景减法和点云数据的聚类算法，在背景减法中，测量不包含移动物体的背景数据，并生成距离图，该距离图包含划分为每个小方位角和仰角的截面中点的距离，并调整该图以减少由测量e引起的噪声误差和物体边缘周围的噪声，然后测量包含移动物体数据的当前数据，并生成距离图。如果当前数据图中的距离比背景数据近，则该点保留为前景数据。在聚类之前，通过基于统计离群值消除的新开发的滤波器来消除前景数据中的边缘噪声，该滤波器通过调整用于搜索的相邻点的数量以及使用每个点的距离与相邻点的平均距离来进行改进。在聚类中，考虑方位角的间隔，仰角和每个点的距离，以在任何距离上获得正确的结果，最后，从聚类中计算出移动物体的位置和宽度。开发了名为跟踪扫描的新功能，wmch是用于跟踪应用的RobotEye RE05的新扫描动作。该扫描仪可以扫描方位角中的指定范围360度和仰角±35度（按所需密度）。此外，在“跟踪扫描”中可以在扫描过程中更新范围和密度。最后，介绍了对移动人进行3D跟踪的实验结果。

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