論文の概要: Terrain Sensing with Smartphone Structured Light: 2D Dynamic Time Warping for Grid Pattern Matching

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2512.00514v1
• Date: Sat, 29 Nov 2025 15:09:55 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-12-02 19:46:34.272179
• Title: Terrain Sensing with Smartphone Structured Light: 2D Dynamic Time Warping for Grid Pattern Matching
• Title（参考訳）: スマートフォン構造光によるテランのセンシング:グリッドパターンマッチングのための2次元動的時間ワープ
• Authors: Tanaka Nobuaki,
• Abstract要約: スマートフォンベースの構造化光システムは、グリッドパターンを地面に投影し、単一のハンドヘルドデバイスから局所的な地形の凹凸を再構築する。 本稿では,グローバルグリッドの整合性制約の下で列ワイドアライメントを行うトポロジ制約2次元動的時間ゆらぎ (2D-DTW) アルゴリズムを提案する。 2D-DTWの定式化は、地形センサだけでなく、画像処理シナリオにおける構造化グリッドパターンのマッチングのための汎用ツールとしても利用できる。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Low-cost mobile rovers often operate on uneven terrain where small bumps or tilts are difficult to perceive visually but can significantly affect locomotion stability. To address this problem, we explore a smartphone-based structured-light system that projects a grid pattern onto the ground and reconstructs local terrain unevenness from a single handheld device. The system is inspired by face-recognition projectors, but adapted for ground sensing. A key technical challenge is robustly matching the projected grid with its deformed observation under perspective distortion and partial occlusion. Conventional one-dimensional dynamic time warping (1D-DTW) is not directly applicable to such two-dimensional grid patterns. We therefore propose a topology-constrained two-dimensional dynamic time warping (2D-DTW) algorithm that performs column-wise alignment under a global grid consistency constraint. The proposed method is designed to be simple enough to run on resource limited platforms while preserving the grid structure required for accurate triangulation. We demonstrate that our 2D-DTW formulation can be used not only for terrain sensing but also as a general tool for matching structured grid patterns in image processing scenarios. This paper describes the overall system design as well as the 2D-DTW extension that emerged from this application.
• Abstract（参考訳）: 低コストの移動ローバーは、小さな隆起や傾斜が視覚的に知覚しにくい不均一な地形で運用されることが多いが、移動安定性に大きな影響を及ぼす可能性がある。 この問題に対処するために、格子パターンを地上に投影するスマートフォンベースの構造化光システムについて検討し、単一のハンドヘルドデバイスから局所的な地形の凹凸を再構築する。 このシステムは顔認識プロジェクターにインスパイアされているが、地上センシングに適応している。 重要な技術的課題は、射影格子と視点歪みと部分閉塞下での変形した観察とを堅牢にマッチングすることである。 従来の1次元動的時間ワープ(1D-DTW)は、そのような2次元グリッドパターンに直接適用できない。 そこで我々は,グローバルグリッドの整合性制約の下で列ワイドアライメントを行うトポロジー制約付き2次元動的時間ゆらぎ (2D-DTW) アルゴリズムを提案する。 提案手法は, 正確な三角測量に必要なグリッド構造を保ちながら, 資源制限されたプラットフォーム上での動作を十分に簡単にするように設計されている。 我々は2D-DTWの定式化を地形センサだけでなく,画像処理シナリオにおける構造化グリッドパターンの整合化のための汎用ツールとしても利用できることを示した。 本稿では,本アプリケーションから現れたシステム設計と2D-DTW拡張について述べる。

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