2017 Fiscal Year Annual Research Report

任意物体の３次元運動センシングに基づいた高速空間把握に関する研究

Research Project

Project/Area Number	16H02844
Research Institution	The University of Tokyo
Principal Investigator	渡辺義浩東京大学, 大学院情報理工学系研究科, 講師 (80456160)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	宮下令央東京大学, 大学院情報理工学系研究科, 特任助教 (40808721)
Project Period (FY)	2016-04-01 – 2020-03-31
Keywords	センシングデバイス・システム / 運動計測 / 3次元計測 / コンピュータビジョン / 画像情報処理
Outline of Annual Research Achievements	本研究では、新たな運動センシングの確立に向けて、A) 基盤技術と拡張機能の確立、B) 非接触・高速性を始めとする独自の性能がもたらす応用展開、C) 高速ビジョンとの融合に基づく時空間把握、D) 実世界の運動物体を高品質かつ瞬時に取り込むダイナミックデジタルアーカイブへの応用の4つのサブテーマに着手する。本年度は下記の通りに実施した。サブテーマAでは、まずこれまでに提案していた6自由度運動の推定問題を見直した。その結果、従来の枠組みで使用していたTOF測距がない場合でも、最低3視点の速度情報がドップラー速度計で取得できれば、6自由度運動を推定できることを理論的に示した。これにより、よりコンパクトなシステムを構築できることを実証した。さらに、同問題における条件数を用いて、運動推定の高精度化に向けた最適なシステム構成を設計する手法を示した。以上の理論のもと、システムを構築するとともに、リアルタイムにセンシングを実施するソフトウェアを実装した。同システムを用いて、精度を定量的に評価し、想定通りの結果が得られることを示した。サブテーマBでは、3次元運動センシングのユーザインタフェース応用に着手した。これは、人間の手や日常の物体を、ユーザインタフェースのツールとしてシームレスに組み込むことを目指したものである。通常は、これらの対象物にセンサを搭載する方式が一般的であった。これに対して、本手法の場合、非接触で取得された速度情報のみから様々な入力を提供できる点で優れている。本年度は、このようなユーザインタフェースの検証を実施した。運動情報として、剛体運動、変形運動、振動の3種類を識別しつつ、その量を取得できることを示した。さらに、これらの情報を用いて、ハンドジェスチャやオブジェクトの運動・変形を介した直感的な入力や、振動情報を用いた対象物の識別について検証実験を実施した。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 1: Research has progressed more than it was originally planned. Reason 4つのサブテーマに対して、当初計画していた成果を順調に収めている。ただし、サブテーマAでは、これまでに提案していたシステム構成を大幅にコンパクト化できる手法を導出することに成功しており、本件は当初予定していた以上のものであると考えられる。
Strategy for Future Research Activity	今後は基盤技術として、トラッキング機能の向上や計測可能範囲の拡大に取り組む。また、提案したユーザインタフェースのブラッシュアップを予定している。さらに、高速ビジョンと運動センシングを融合し、実世界空間センシングの可能性を広げる。加えて、システムの小型化とその応用についても検討を進める。