2021 Fiscal Year Research-status Report
A Study on Gaze-driven Image Presentation on Automotive HUDs
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21K03964
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
池田 聖 大阪大学, 基礎工学研究科, 准教授 (40432596)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | バーチャルリアリティ / 視線解析 / 固視検出 / 自動較正 / 注視対象判定 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は，一定の空中に結像する車載の透明ディスプレイを対象に，利用者の三次元的な注視位置を推定し，注視位置に基づき提示するAR像を変化させることで視認性を向上させる技術の確立である．目的達成のために設定した次の課題を実施した．
A）車窓ディスプレイのための三次元注視位置センシング：車両内から透明ディスプレイ前に立つ利用者のが，AR像と実風景のどちらを注視するか判別し，奥行を含めた三次元注視位置を推定する手法を開発した．以下，具体的な課題達成実績である．
（A-1）視線検出器の自動較正法：自動的に視線検出器を較正する手法を開発した．本手法では，シーンの三次元モデルと視線の交点（注視点）を算出する．較正された視線の注視点は，固視中に密集するという性質があり，注視点の分散を最小化する最適化問題として較正パラメータを推定するものである．バーチャルリアリティ（VR）環境において顕著性マップを用いる従来法に対する本手法の大幅な精度向上を確認した．
（A-2）中遠景の重畳像に対応した三次元注視位置センシング：並進移動する車両内にいる利用者が車窓ディスプレイを介してAR像と実風景との混合像をみる際の，注視方向と奥行の両成分を推定する手法を開発した．本手法では，注視対象物（AR像の表示面もしくはシーン形状）上に固定されたそれぞれの座標系において固視検出することにより，視線が密集する瞬間をとらえる．VR環境において，輻輳角を用いた従来法に対する本手法の注視対象の判定精度の向上を確認した．
B）三次元注視位置に基づく重畳像の高視認性レンダリング：三次元注視位置の推定結果をもとにAR像を注視する場合は，AR像の視認性を高め，実風景を注視する場合はAR像の一部の透過率を高めて，実風景の視認性を向上させる提示手法を開発した．VR環境を用いた実験により，両者に対する視認性の向上を確認した．
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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
基本的に計画した課題(A-1)，(A-2)，(B)をすべて達成し，加えて研究過程で，三次元シーンにおける新しい固視検出法や固視検出の評価方法などの副産物的成果も得られた．
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| Strategy for Future Research Activity |
今回達成した課題(A-1)(A-2)(B)は，実環境を模したバーチャルリアリティ環境の中だけで有効性を確認した．それだけでもバーチャルリアリティを活用した研究やゲームなどに応用可能であるが，開発手法は全てシーンモデルが得られていれば，原理的には実環境にも適用可能である．今後は実環境でのシーンモデルの誤差の影響やリアルタイム性などを確認し，実現可能な応用の範囲を明らかにしていく．
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