異種レンジファインダのフュージョンによる複雑自然物の最適化全周形状計測

1997 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 09750505
• Research Institution: Nara Institute of Science and Technology
• Principal Investigator: 佐藤 宏介 奈良先端科学技術大学院大学, 情報科学研究科, 助教授 (90187188)
• Keywords: 形状計測 / レンジファインダ / 形状保存 / 形状比較 / 情報考古学

Research Abstract

本研究は、固定式で広範囲なレンジファインダと可動式で狭領域をレンジファインダを複数組み合わせて、複雑な形状を有する物体の全周形状を得ることを目的としている。そのため、まず狭領域レンジファインダをコンピュータ制御により高精度に駆動する装置を開発し、その試作可動レンジファインダで得られる対象の切片の三次元形状データを合併し、一体化するアルゴリズムの開発を次に行った。これらの開発した装置及び技術を用い、自然物に対するロバスト性の検証を行った。
1)狭領域可動式レンジファインダの製作
松下電工製レーザレンジファインダ(L1D、一次元スキャン型、計測範囲4cm幅×3cm深、計測点数約400点)の計測ヘッドをローランドDG社製三次元プロッタ(PNC-2300)に装着し、20cm幅×30cmの範囲を100μmの精度で可動させることが可能である一回の計測で得られる形状データは4cm幅×30cmと細長いスリップ上であり、計測ヘッドを3cmほど繰り返して平行移動させ(つまり1cmをオーバラッピングさせる)ることで、対象物全体の形状を取得できる。しかし個々のスリップ形状データ間には形状的に関連はなく、新規に開発した三次元点群等間隔リサンプリング技術(本計測ヘッドは構造上等間隔サンプリングが行えない)により、X方法、Y方向とも等間隔の合併形状データを合成することができた。さらに本技術で、複雑な形状を有する自然物、例えば、実際考古遺物(三角縁神獣鏡、直径約25cm、約8スリップの形状データを合併)等を計測し、良好にその微細紋様が計測できることを確認した。
2)表面属性の計測
三次元物体は、その形状のみならず表面の模様や質感も重要な要素であり、全体形状の計測と同時に各種光学的表面属性の計測を行いたい。光源を移動させつつ画像計測し、表面色、表面光沢の計測を行う画像処理アルゴリズムの開発を行った。

Research Products

• [Publications] 塚本敏男, 佐藤宏介: "三次元形状計測を用いた考古遺物のデジタル化と形状比較法の研究" 日本考古学協会第63回総会講演論文集. 305-306 (1997)
• [Publications] 佐藤宏介, 塚本敏男, 他: "考古遺物の非接触三次元計測と複製" 日本情報考古学会第4回大会講演論文集. 74-75 (1997)
• [Publications] 笠原元, 佐藤宏介, 他: "全周囲距離データとパノラマ画像を用いたVR環境の構築" 平成9年電気関係学会関西支部連合大会講演論文集. S47 (1997)
• [Publications] 松井明, 佐藤宏介, 他: "CG質感表現における反射特性の圧縮に関する一考察" 平成9年度日本色彩学会関西支部大会講演論文集. 28-29 (1998)