2015 Fiscal Year Research-status Report
サッケード実時間予測と高精度頭部位置・姿勢計測による中心暗点シミュレータの開発
| Project/Area Number |
15K12528
|
|---|
| Research Institution | National Institute of Technology, Toyama College |
|---|
Principal Investigator |
塚田 章 富山高等専門学校, 電子情報工学科, 教授 (40236849)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
秋田 純一 金沢大学, 電子情報学系, 教授 (10303265)
前田 義信 新潟大学, 自然科学系, 教授 (90303114)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
|
| Keywords | リハビリテーション / 生体シミュレーション / 中心暗点 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では，サッケードの初期情報からの到達視点予測，そして頭部位置・姿勢の高精度計測によって中心暗点シミュレータの実現に挑戦する．すなわち，(1)ユーザの目を高速度（500 fps）で撮影しほぼ実時間で瞳孔重心を検出できる瞳孔検出システムを開発し，サッケードの初期挙動（数ms）で視線の行き先（次の注視点）を予測し，(2)頭部の位置・姿勢を高精度で計測することにより，Head-freeで視角0.5 deg以内で注視点予測を行う中心暗点シミュレータを開発し，(3)シミュレータの定量評価によりその有効性を検証する．
本年度は高速カメラとFPGAを用いたカメラシステムを開発した．500fpsで撮影した画像に対して，FPGA上で画素平面の列ごとに処理回路を設ける列並列処理アーキテクチャを用いることで，高速に瞳孔中心座標を計算することが可能になった．実際の動作では，撮像から2フレームのレイテンシ（4ms）で重心座標が得られるので，サッケード中の眼球運動を捉えることが可能である．中心暗点をシミュレートするには視線の移動に応じて表示を高速に更新できるディスプレイが必要となる．そこで，LEDを格子状に配列したディスプレイを設計した.
また，頭部の位置姿勢の推定に関しては，小型軽量の特殊マーカを用いることを検討している．ここでマーカの姿勢推定の精度と正確度がシステムの性能を左右するが，画像処理アルゴリズムの工夫による基準点の検出精度改善と，安定化処理により，マーカを固定した場合の姿勢推定精度は標準偏差で0.1deg以内に収まることを確認した．
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
高速な瞳孔検出システム及び頭部位置姿勢推定システムに目処が立ったことから，おおむね順調に進展していると判断した．
|
| Strategy for Future Research Activity |
中心暗点を実現するため，サッケード後の視線の先のディスプレイ上に暗点をシミュレートしたい．今年度開発した瞳孔検出システムで視線の検出は可能になるが，それとほぼ同時に視線の先の表示を更新できるディスプレイが必要である．今年度検討したLEDを利用したディスプレイを制作し，高速に暗点をシミュレートできるかの検証を行う予定である．
|
| Causes of Carryover |
学会の参加登録費（事前登録）を今年度支払う予定が，来年度の支払いになったこと等．
|
| Expenditure Plan for Carryover Budget |
参加登録費を来年度支払う．
|
Research Products
(6 results)
