3次元形状情報獲得のための基礎的研究

2020 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 18K04182
• Research Institution: Aichi Institute of Technology
• Principal Investigator: 塚田 敏彦 愛知工業大学, 情報科学部, 教授 (30394638)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 中條 直也 愛知工業大学, 情報科学部, 教授 (30394498)
• Project Period (FY): 2018-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: 光切断法 / ３次元形状 / 構造化スリット光源 / 姿勢推定 / 画像解析

Outline of Annual Research Achievements

光切断法の原理を用いたセンサで、高精度なアクチュエータを必要とすることなく、対象物の3次元形状情報を獲得する方法を研究している。申請者はこれまでに、光切断法で対象物に投射するスリット光を平行に配置した計測方法を考案して、実験によりそのメリットを把握した。それによれば、２本のスリット光が平行に配置されたことにより、観測されたスリット光画像を解析することでセンサの姿勢を逆算して推定することが可能となる。そして、このことから、位置決めに用いられるアクチュエータに必要とされる位置決め精度を軽減できる可能性があることを確認した。
さらに、この着想を発展させて、投射するスリット光の数を3本とし、その配置を2本の平行線とそれに直交する『キ』の字型とした構成の実現に取り組んでいる。そして、1台のカメラと3本のスリット光源を用いたセンサヘッドを試作し、基本的性能を把握した。市販のカメラと光源をベースプレート上に配置して構成したセンサヘッドであることと、ファーストトライでの自作試作品であるため、スリット光源の平行度や直交度で加工精度が十分でないという課題がある中で、従来の2本の平行光を投射する方法に対してのメリットとデメリットを抽出するための実験を実施中である。 この実験を進めることにより、当初の構成とした1台のカメラではなく2台のカメラで3本のスリット光を観察する構成にしたほうがキャリブレーションを簡略化できることが明らかとなった。そしてこれにより演算量が削減され、カメラを1台としてコストを下げる事よりも、計算の簡略化でメリットが得られる可能性が見えてきた。
しかし、令和2年度は、コロナ禍の影響に大学研究室の封鎖や学生の登校禁止期間の設定等により、上記アイデアの実験検証を予定通りに進めることができなかった。

Current Status of Research Progress

4: Progress in research has been delayed.

Reason

コロナ禍の影響による大学研究室の封鎖や学生の登校禁止期間の設定等により、研究を計画通りに進めることができなかった。

Strategy for Future Research Activity

コロナへの対策を万全に施した上で大学内での研究開発、実験を推進する。大学封鎖等が敷かれた場合に備えて、学外（自宅等）での実験推進の準備を並行して進める。

Causes of Carryover

2020年度にセンサシステムを検証するための試作に予算手当をしていたが、コロナ禍のために、システム試作までを行うことができなかったため。
検証項目には大方の目途がついているので、2021年度にセンサ試作を実施して助成金を使用する予定である。