ビデオ・カメラとプロジェクタを用いた動的パターン投影による物体形状測定

1997 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 09204205
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 品川 嘉久 東京大学, 大学院・理学系研究科, 講師 (00226135)
• Keywords: 液晶プロジェクタ / アクティブ・ステレオ / パターン投影 / 多様体 / 曲面張合わせ

Research Abstract

本研究では、遺跡や出土物など、戸外での3次元物体の形状データ(物体上の各点の3次元座標値)の測定のため、小型ビデオ・プロジェクターを用いて、測定対象にパターンを投影し、それをビデオカメラで撮影し、投影されたパターン上の各点の3次元座標値を簡便に高速測量する方法を開発した。これまでの3次元物体形状測定と異なり、ビデオカメラと同期して、投影パターンを動的に高速に変化させる。本手法では、座標値とテクスチャの両方を高速に測定することができる。
一般に、スリットなどのパターン光投影法は、パターンの各点がどの位置にある点かを同定する必要がある。このため、グレイコードやM系列符号を用いた方法がこれまで提案されているが、一定の枚数の画像をとる必要があった。本年度開発したパターン変化アルゴリズムは、密なパターンを最初に投影し、同定できなかった部分を順次変化させ、誤差が決められた値以下になるまで繰り返す。このため、一定の誤差に収まった段階で、画像の取り込みを終らせることができる。したがって、カメラが動いたとき、および物体が動いたときも、同じアルゴリズムで追随できる。
本年度は、パソコン上でプログラムが稼動するよう、改良を加えた。また、これまでに開発したパターン変化アルゴリズムを改良し、より高速に形状データを測定する方法を開発した。

Research Products

• [Publications] Yoshihisa Shinagawa.Hirohisa Hioki 他: "Recognizing three-dimensional objects while measuring them" Proc.Shape Modeling International '97. 170-177 (1997)
• [Publications] Hirohisa Hioki. Y.Shinagawa 他: "Dynamic Pattern Projection Method for Measuring Three-Dimensional Scenes." Proc.Irish Machine Vision and Image Processing Conference '97. 109-116 (1997)
• [Publications] Y.Shinagawa J.Nakajima 他: "Capturing and analyzing stability of human body motions using video cameras." Proc.Computer Animation '97. 48-57 (1997)
• [Publications] S.Takahashi. Y.Shinagawa 他: "A feature-based approach for smooth surfaces." Proc.Solid Modeling '97. 97-110 (1997)
• [Publications] Y.Shinagawa. M.Ohga 他: "Characterizing images based on lines for image indexing." Proc.CG International '97. 94-102 (1997)
• [Publications] T.Komura. Y.Shinagawa 他: "A muscle-based feed-forward controller of the human body." Computer Graphics Forum. 16巻3号. 165-176 (1997)