リアクティブレンジファインダによる物体運動の高速計測

2000 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 11650424
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: 井口 征士 大阪大学, 大学院・基礎工学研究科, 教授 (90029463)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 木村 朝子 大阪大学, 大学院・基礎工学研究科, 助手 (20324832) ; 日浦 慎作 大阪大学, 大学院・基礎工学研究科, 助手 (40314405) ; 佐藤 宏介 大阪大学, 大学院・基礎工学研究科, 助教授 (90187188)
• Keywords: リアクティブレンジファインダ / 能動計測 / 三次元計測 / 距離画像 / 運動追跡 / CCDセンサ

Research Abstract

三次元的物体認識・追跡の目的の一つに、形状が既知な物体の位置や姿勢を高速に追跡するケース(例えば、組立工程などでの動作教示)がある。現実のニーズにおいては人工的に生産された物体を対象とする場合が多く、このような既知形状(部分的に既知でよい)物体の位置や姿勢の検出では、限られた部位の三次元データが得られれば正確に位置や姿勢が推定できる。
このような目的に対して、能動的に物体に光パターンを投影し、その観測像から物体の位置姿勢をアクティブ計測し、さらに目的により適した光パターンを投影することにより(リアクティブ計測)、さらに正確な情報を取得するといった計測手段が考えられる。これは運動している物体の計測であり、物体の動きを予測する予測機能も含んでいる。
コンピュータビジョンの分野では、1台のカメラを目的に応じて視線や視野を能動的に移動するアクティブビジョンの研究が活発であるが、ここで提案するシステムの新規性は、光投影による「アクティブ計測」を物体の移動に応じて投影方向をアクティブに変化させるものであり、Re-Activeに機能することから「リアクティブレンジファインダ」と名付けている。
さらに最近の高機能なイメージセンシングデバイスを用いることにより、高速に追跡することが可能となった。これはCCDイメージセンサの部分読みだし機能に基づくもので、ビデオレートを超える速度で画像の読み出しが可能となり、注目部位を効率的に追跡する本提案に適したシステムが実現できた。
また高精細液晶プロジェクタにより、スポット、スリット、マルチスリットなどの投影パターンを投影し、リアクティブレンジファインダが部分的に形状既知物体、あるいは多面体で構成されている物体に有効であることを実証した。

Research Products

• [Publications] 三田雄志,日浦慎作,加藤博一,井口征士: "投影パターンの戦略的変更による多面体追跡"情報処理学会論文誌. Vol.39.No.6. 1953-1964 (1998)
• [Publications] 木村朝子,加藤博一,井口征士: "次世代家電UIの提案-インタフェースの個人適応に向けて-"ヒューマンインタフェースシンポジウム'99講演論文集. 493-498 (1999)
• [Publications] 木村朝子,加藤博一,森内正樹,井口征士: "操作の木構造を用いたメニューインタフェース評価法の提案"ヒューマンインタフェース学会誌. Vol.2.No.1. 59-68 (2000)
• [Publications] 東城賢司,日浦慎作,佐藤宏介,井口征士: "実空間を介したインタラクションを実現するレンジファインダ"2000年電子情報通信学会総合大会講演論文集 情報.システム2. 335 (2000)
• [Publications] 野田隆史,日浦慎作,佐藤宏介,井口征士: "撮像素子の能動制御による効率的な三次元画像計測"2001年電子情報通信学会総合大会講演論文集 パターン認識メディア理解B. (2001)
• [Publications] 東城賢司,日浦慎作,佐藤宏介,井口征士: "プロジェクタを用いた3次元遠隔指示インタフェースの構築"2001年電子情報通信学会総合大会講演論文集 マルチメディア仮想環境基礎. (2001)