2015 Fiscal Year Annual Research Report
高速高精度な三次元無拘束ダイナミック情報取得・提示システムに関する研究
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14J10261
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
末石 智大 東京大学, 情報理工学系研究科, 特別研究員(DC1)
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| Project Period (FY) |
2014-04-25 – 2017-03-31
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| Keywords | 拡張現実感 / プロジェクションマッピング / 再帰性反射 / カメラ校正 / 高速トラッキング / 高速ビジョン / ビジュアルフィードバック / 構造化照明法 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は，計測システムの校正による高精度化・安定したトラッキング等を実現することで，高速な情報の取得・提示システムを構築し，既存の物体や環境を動体でも高機能なインターフェースの道具とすることである．本年度は特に，前年度に開発した映像投影下における対象のトラッキング性能向上技術の成熟と，高速トラッキングに利用するミラー駆動式の高速光軸制御系の校正技術の確立，そして大域的な位置合わせとしてのカメラ校正技術の開発を行った．
1つ目の研究成果としては前年度に開発した，再帰性反射背景を利用した照明条件に頑健な高速光軸制御による高速トラッキング技術「るみぺん２」の成熟がある．動体へ映像がずれないダイナミックプロジェクションマッピングが可能となる技術で，優れたコンテンツ技術として経済産業省「Innovative Technologies 2015」に採択され，対応した展示会である「デジタルコンテンツEXPO 2015」などを通して本技術の有用性・更なる課題を確認した．また，人間機械協調システムの一例となる，人間に必ず勝つ「じゃんけんロボット」において広範囲での人間の手の形の認識にも利用し，本トラッキング技術の有用性を確認した．
2つ目は，運動体の高精度な三次元計測に必要な，駆動鏡面による高速視線制御系・カメラ系の校正手法である．数学的な視線モデルも含め，再帰性反射校正器具を利用して被写界深度を増大させることで，広い視線範囲で高精度な校正を可能とする手法を開発した．
3つ目は，望遠・広角カメラを同時に利用するシステムを構築する際に有用な，フラクタル構造を利用したカメラ校正パターンを開発した．高速光軸制御系のような望遠なカメラを実応用する際に役立つ校正技術となる．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
「安定したトラッキング」に関しては展示会への出展や他のアプリケーションへの転用など，十分にその性能・有用性を示しており，当初の想定以上に進展した成果と考えられる．
「校正による高精度化」に関しては，再帰性反射校正器具を利用した新しく手法を追加して，高い精度で校正可能なことを確認しており，校正技術的に十分な成熟により校正後の応用への下地が整ったと言える．また，校正に関しては更に新しく，システムの簡便な構築に有用なカメラ校正パターンを提案しており，高精度化に向けた校正技術の成熟は順調に進んでいる．
以上を総合的に踏まえると，現在までの達成度としては当初の計画以上に進展していると考えられる．
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| Strategy for Future Research Activity |
3年目においては，まず新しく提案したカメラ校正パターンを技術的に成熟させることを考えている．これは高速光軸制御系といった特殊な光学系や情報提示装置などのカメラに対する校正手法の体系的な整備に繋がる．そして，今まで開発してきた高速光軸制御系の高精度校正技術に基づいて，構造化照明法など高速光軸制御系による高速高精度な形状計測技術の確立を考えている．
その後，三次元計測情報に基づく情報提示を考慮した，実用的なアプリケーションの形を摸索する予定である．
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