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Establishment of a three-dimensional space reconstruction method by simple camera calibration using a reduced model

Research Project

Project/Area Number 17K01700
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Research Field Sports science
Research InstitutionOsaka Electro-Communication University (2018-2019)
Kyoto Koka Women's University (2017)

Principal Investigator

Nakai Akira  大阪電気通信大学, 医療福祉工学部, 特任教授 (80635293)

Project Period (FY) 2017-04-01 – 2020-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2019)
Budget Amount *help
¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
Fiscal Year 2019: ¥650,000 (Direct Cost: ¥500,000、Indirect Cost: ¥150,000)
Fiscal Year 2018: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2017: ¥3,120,000 (Direct Cost: ¥2,400,000、Indirect Cost: ¥720,000)
Keywords3次元動作分析 / 特徴点 / コントロールポイント / キャリブレーション / 物理シミュレーション / 3次元座標 / 再現精度 / 誤差要因 / DLT / 精度 / コンピュータビジョン / DLT法 / カメラ位置 / 動作解析評価方法 / 既知点 / 物理的シミュレーション
Outline of Final Research Achievements

The present study indicated that accurate measurement of the 2D coordinates of analysis target points results in a calculation of the 3D coordinates with extremely high accuracy, even with the minimum six control points required for the mathematical solution of DLT (Direct Linear Transformation), in the method of reconstructing the 3D space by DLT that utilizes the feature points whose real space coordinate values included in the competition area are known as the control points from the results of the physical simulations whose systematic and random errors were minimized.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

競技エリアに含まれる実空間座標値が既知である特徴点をコントロールポイントに用いたDLTによる3次元空間の再構築方法において,これまで知られてこなかった分析空間全体の再現精度の特徴やカメラの設置位置による再現精度の変化などを明らかにすることで,競技スポーツ場面や臨床現場で煩雑なキャリブレーション作業を行うことなく,分析空間全体における偶発的な動作を簡便に精度よく3次元的に分析可能であることを明示した.本研究で得られた知見は,2023年に技術的に実現予定である個人の観察情報をデータ処理技術によって定量化して収集・分析できるシステムにおける映像撮影による動作データの取得に寄与するものとなり得る.

Report

(4 results)
  • 2019 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2018 Research-status Report
  • 2017 Research-status Report
  • Research Products

    (9 results)

All 2019 2018 2017

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results,  Open Access: 3 results) Presentation (6 results) (of which Invited: 1 results)

  • [Journal Article] ビデオカメラでの3次元動作計測における問題点と測定精度向上の取り組み2018

    • Author(s)
      中井聖
    • Journal Title

      臨床歩行分析研究会誌

      Volume: 5(1) Pages: 1-6

    • Related Report
      2018 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] KinectTM for Windowsを用いた垂直跳の跳躍高の即時的計測システムの特徴2018

    • Author(s)
      中井聖,新井彩,村木有也,市谷浩一郎
    • Journal Title

      大阪電気通信大学研究論集(自然科学編)

      Volume: 53 Pages: 33-40

    • Related Report
      2018 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] バレーボールコート内の既知点を用いた3次元座標空間の再構築方法の精度とその特徴2017

    • Author(s)
      中井聖,村本名史,栗田泰成,高根信吾,瀧澤寛路,塚本博之,河合学
    • Journal Title

      バレーボール研究

      Volume: 19(1) Pages: 34-42

    • NAID

      130008073012

    • Related Report
      2017 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] コントロールポイントの数や組み合わせが3次元座標の再現精度に与える影響2019

    • Author(s)
      中井聖,金承革,村木有也,市谷浩一郎
    • Organizer
      日本体育学会第70回大会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] バレーボールコートの特徴点を用いたキャリブレーション方法における3次元座標の誤差要因の検討2018

    • Author(s)
      中井聖,小笠原一生,金承革
    • Organizer
      第39回バイオメカニズム学術講演会
    • Related Report
      2018 Research-status Report
  • [Presentation] 競技エリア内の特徴点を用いた3次元座標空間再構築方法に対するコンピュータビジョン適用の効果2018

    • Author(s)
      中井聖,小笠原一生,金承革,市谷浩一郎,村木有也
    • Organizer
      第25回日本バイオメカニクス学会大会
    • Related Report
      2018 Research-status Report
  • [Presentation] カメラの光軸の交差角を変化させた際の3次元座標空間再構築の精度の変化: バレーボールコートの縮小モデル上の特徴点を用いた簡便なキャリブレーションによる場合2017

    • Author(s)
      中井聖
    • Organizer
      日本体育学会第68回大会
    • Related Report
      2017 Research-status Report
  • [Presentation] カメラの俯角を変化させた際の3次元座標空間再構築精度の変化:バレーボールコートの縮小モデル上の特徴点を用いたキャリブレーション方法による場合2017

    • Author(s)
      中井聖,金承革,小笠原一生
    • Organizer
      第38回バイオメカニズム学術講演会
    • Related Report
      2017 Research-status Report
  • [Presentation] ビデオカメラでの3次元計測における問題点と測定精度向上の取り組み2017

    • Author(s)
      中井聖
    • Organizer
      第39回臨床歩行分析研究会定例会
    • Related Report
      2017 Research-status Report
    • Invited

URL: 

Published: 2017-04-28   Modified: 2021-02-19  

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