2023 Fiscal Year Annual Research Report
3.5D measurements and point cloud processing for handling and inspection of transparent and shiny objects
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19H01096
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
橋本 浩一 東北大学, 情報科学研究科, 教授 (80228410)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | 3次元計測 / マニピュレーション / 透明物体 / 光沢物体 / プロジェクタ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、食品、薬品、化粧品などの半透明または金属光沢を有する物体を対象とした、「3D形状プラスアルファ」の計測と点群処理を開発する。本研究ではこれを「3.5D計測点群処理」とよぶ。Light Transport Matrix（LT行列：プロジェクタのすべての点からカメラのすべてのピクセルまでの反射特性行列）をスパースセンシングにより効率よく求める手法を開発した。半透明または金属光沢を有する物体に光をあてると、いくつかの反射や透過を繰り返し、物体表面だけではなく別な場所も輝度が高くなる。このような対象は複雑な反射特性を持つため、表面形状を計測するためには高度な処理が必要となる。本研究では、照射パターンの縦横分解により並列処理を容易にする方法を考案し、GPU（グラフィクスプロセッシングユニット）による高速計算性能を確認した。
さらに、本研究では、半透明物体と金属光沢物体のハンドリングを実施した。例としてレンズ、金属ネジ、金属ブロックのバラ積みピッキングを実施し、十分な性能を検証した。また、一部透明のプラスチック製品に関して品質検査の予備実験を実施し、表面キズや欠けの検出性能を確認した。
これらの成果は学術論文20編、特許1件、国際学会論文5編などとして公表している。また、今後の3次元計測ならびにロボット制御の分野における基盤研究として活用が期待できる。
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| Research Progress Status |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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