3次元物体認識技術

3次元物体認識技術(3D object recognition)は、コンピュータビジョンやロボティクスにおいて、センサーから得られる3次元データ(例:RGB-Dカメラ、LiDAR、ステレオカメラなど)を基に、物体の位置、姿勢、形状、カテゴリなどを認識・特定する技術です。


🔍 主な技術アプローチ

1. ポイントクラウド処理

  • 点群(Point Cloud)データを直接扱い、3D物体を認識。

  • 代表的な手法:

    • PointNet / PointNet++(点群を直接ニューラルネットで処理)

    • VoteNet(3D物体検出)

    • Point Transformer(Transformerを用いた点群認識)

2. ボクセルベース手法

  • 3D空間をボクセル(立体ピクセル)に分割し、CNNを適用。

  • 利点: CNNの活用が可能

  • 欠点: 計算コストが高い

  • 代表例: VoxelNet, SECOND

3. メッシュ/サーフェスベース手法

  • 物体を三角形メッシュなどで表現し、3D形状を分析。

  • より細かい形状表現が可能だが、前処理が必要。

4. 深層学習ベースの多視点画像処理

  • 3D物体を複数の2D画像に投影して処理(例:Multi-View CNN)

  • 2D画像ベースのCNNを活用可能


🎯 応用分野

 

分野 利用例
ロボティクス 物体のピック&プレース、自律移動ロボットの障害物認識
自動運転 車両、歩行者、標識などの3D検出
AR/VR 仮想空間と実世界の物体の一致、空間認識
製造・物流 品目の自動仕分け、品質検査
医療 3Dスキャン画像からの臓器・腫瘍の認識

🔧 使用されるセンサー・デバイス

  • RGB-Dカメラ(例:Intel RealSense, Microsoft Kinect)

  • LiDAR

  • ステレオカメラ

  • Time-of-Flightカメラ

  • 産業用3Dスキャナ


🔥 最近のトレンド

  • Transformerベースの3D認識(例:Point-BERT, 3D DETR)

  • マルチモーダル認識(RGB+点群の融合)

  • リアルタイム3D認識の高速化

  • 大規模3Dデータセット(ScanNet, ModelNet, ShapeNet)を使った事前学習

 

トップページ