【HALCON】projective_trans_object_model_3d 関数について - 3Dオブジェクトモデルの射影変換

HALCONのprojective_trans_object_model_3d関数は、3Dオブジェクトモデルをホモグラフィー変換行列に基づいて射影変換し、別の座標系や視点に基づいて幾何学的に補正するためのツールです。この関数は、3Dモデリング、ロボットビジョン、あるいは異なるカメラやセンサーのデータを統合する際に使用されます。視点の変更や座標系の調整を行うため、複数の視点から得られたデータの一貫性を保ち、正確な3D解析を可能にします。

projective_trans_object_model_3d 関数の概要

projective_trans_object_model_3dは、3D空間上に定義されたオブジェクトモデルを射影変換するための関数です。この関数では、ホモグラフィー行列を使用して、オブジェクトの位置や形状を新しい座標系に変換します。これにより、視点を変えたり、異なるカメラの視点から得た3Dデータを統合したりする際に、オブジェクトの位置合わせや補正が容易に行えます。

関数の基本構文

projective_trans_object_model_3d(ObjectModel3D, HomMat3D, ObjectModel3DTrans)

• ObjectModel3D
  変換する対象の3Dオブジェクトモデル。
• HomMat3D
  3D射影変換を行うホモグラフィー行列。
• ObjectModel3DTrans
  変換後の3Dオブジェクトモデル（出力）。

この関数では、指定された3Dオブジェクトモデルに対してホモグラフィー行列HomMat3Dを適用し、変換後のオブジェクトモデルを出力します。射影変換により、平行移動、回転、拡大縮小、視点の変更といった変換が可能になります。

使用方法

以下は、projective_trans_object_model_3dを使用して3Dオブジェクトモデルを射影変換する基本的な例です。

* 3Dオブジェクトモデルの読み込み
read_object_model_3d(ObjectModel3D, 'sample_model.om3')

* 3D射影変換行列の作成（回転と平行移動）
hom_mat3d_identity(HomMat3D)
hom_mat3d_rotate(HomMat3D, rad(90), 'z', 0, 0, 0)  * Z軸を基準に90度回転
hom_mat3d_translate(HomMat3D, 50, 100, 0)  * 50ユニット右, 100ユニット上に平行移動

* 3Dオブジェクトモデルの射影変換
projective_trans_object_model_3d(ObjectModel3D, HomMat3D, ObjectModel3DTrans)

* 変換後のモデルを表示
visualize_object_model_3d(ObjectModel3DTrans)

この例では、3Dオブジェクトモデルに対して、Z軸回りに90度の回転を加え、平行移動を行っています。変換後のオブジェクトモデルが新しい座標系で表示されます。

応用例

projective_trans_object_model_3dは、次のような場面で役立ちます。

• 3Dモデルの視点変更
  3Dオブジェクトを異なる視点から表示したり解析したりするために、カメラの位置や角度を変えたような変換を行います。

• ロボットビジョン
  ロボットアームの動作に応じて3Dオブジェクトの位置を変換し、正確な位置決めや操作を可能にします。また、異なるセンサーやカメラから取得した3Dデータを統合する際にも利用されます。

• 3Dスキャンデータの解析
  複数の視点から取得した3Dスキャンデータを整合させるために、射影変換を使用してデータを統一し、より正確なモデルを生成します。

具体例

以下に、実際にprojective_trans_object_model_3dを使用して3Dモデルを変換する例を示します。

* 3Dオブジェクトモデルの読み込み
read_object_model_3d(ObjectModel3D, 'cube.om3')

* 射影変換行列の作成（スケーリングと回転）
hom_mat3d_identity(HomMat3D)
hom_mat3d_scale(HomMat3D, 1.5, 1.5, 1.5, 0, 0, 0)  * 1.5倍にスケール
hom_mat3d_rotate(HomMat3D, rad(45), 'x', 0, 0, 0)  * X軸を中心に45度回転

* 3Dオブジェクトモデルの射影変換
projective_trans_object_model_3d(ObjectModel3D, HomMat3D, ObjectModel3DTrans)

* 変換後の3Dモデルを表示
visualize_object_model_3d(ObjectModel3DTrans)

この例では、立方体の3Dモデルを1.5倍にスケーリングし、X軸を基準に45度回転させています。変換後の3Dオブジェクトは新しい座標系に基づいて表示されます。

まとめ

HALCONのprojective_trans_object_model_3d関数は、3Dオブジェクトモデルをホモグラフィー行列を使用して射影変換する強力なツールです。視点変更や幾何学的補正を通じて、3Dデータの正確な解析や統合が可能になります。ロボットビジョンや3Dスキャンのデータ処理など、さまざまなアプリケーションで広く活用されています。