| Project/Area Number |
22K17930
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Basic Section 61020:Human interface and interaction-related
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| Research Institution | Tokyo University of Science (2023)
The University of Tokyo (2022) |
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Principal Investigator |
田畑 智志 東京理科大学, 研究推進機構総合研究院, 助教 (50855319)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2026-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
Fiscal Year 2025: ¥520,000 (Direct Cost: ¥400,000、Indirect Cost: ¥120,000)
Fiscal Year 2024: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000)
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| Keywords | 高速可変焦点制御 / マーカー / 高速ビジョン / 小型高速三次元スキャナ / 高速三次元ビジョン / 三次元計測 / 可変焦点光学系 / コンピュータビジョン |
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| Outline of Research at the Start |
本課題では，物体の立体的な形状を高速に計測可能な高速三次元形状計測技術に対し，レンズの焦点距離を高速に制御可能な可変焦点光学系を組み合わせ，広範囲を動く物体の形状や表面のテクスチャを計測・追跡の実現を目指す．この技術によって幅広い対象の高速スキャンの実現や，その情報を用いたロボットによるハンドリングや運動や変形する物体に映像を投影するダイナミックプロジェクションマッピングやの更なる拡張へつながると考えられる．
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では，高速三次元形状計測に高速可変焦点光学系を連携させたフィードバックシステムを構築し，その計測距離範囲の拡大と高精度・高精細化を目指している．この研究目的に向けて，本年度は基盤となる小型高速三次元スキャナの拡張及び評価と，可変焦点光学系において効果的に使用可能なマーカの設計及び評価を進めた．
コンピュータビジョンで用いられるマーカやキャリブレーション用のパターンは，合焦した状態で使用することを前提としたものが多く，ピンボケにロバストに対応できるよう工夫された例はあるが，ピントのズレ具合の定量的な評価やそのキャリブレーションを想定して設計されていないことが多い．
本研究では高速可変焦点光学系を使用するため，キャリブレーションや様々な応用を実施するうえで，高速な検出と合焦度の評価が可能なマーカが必要となる．そのため，そのような条件を満たす従来手法の調査を進めるとともに，より高速・高精度に検出・定量化できるようなマーカの設計と性能評価を進めた．
また並行して，昨年度までに開発を進めていた小型高速三次元スキャナの計測速度や精度の詳細な評価を進めるとともに，情報フィードバック先の今後のアプリケーション例となる高速三次元ディスプレイ方法の提案を行い，それぞれ国内での成果発表を行った．それぞれの技術は独立しているが，今後組み合わせ全体システムを構築するうえで重要なものであり，また，本成果は本研究以外の幅広い分野でも活用できるものである．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
関連技術の調査により類似する設計思想のマーカが見つかり，従来技術との比較を優先しているため研究の対外発表が遅れつつあるが，フィードバックシステムに必要な高速三次元形状計測・高速三次元ディスプレイなどの要素技術を並行して進行しつつ，中心となる可変焦点光学系に適したマーカ設計及びその評価を進めている段階にあるため，総合的にはおおむね順調に進展している．
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| Strategy for Future Research Activity |
設計したマーカを従来手法との比較を進めながら，より良いものになるように洗練する．また，このマーカを使用して可変焦点光学系のキャリブレーションを進めるとともに，マーカトラッキングなどを組み合わせた制御アプローチの実験を進める．
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