2011 Fiscal Year Research-status Report
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23700231
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
舩冨 卓哉 京都大学, 学術情報メディアセンター, 助教 (20452310)
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| Project Period (FY) |
2011-04-28 – 2014-03-31
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| Keywords | ディジタルヒューマンモデル / 3次元形状計測 / 知能ロボティックス / 画像処理 / コンピュータビジョン / 姿勢操作 |
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| Research Abstract |
本研究では，さまざまな姿勢において手の三次元形状計測を行い，関節角度を指定することで姿勢操作が可能な，写実性の高い三次元モデルを構築することを目的とする．姿勢変化による手の形状変形を表現できるよう，手が複数の節から構成されているとみなし，各指節の三次元形状を獲得する．これらの各指節の形状モデルをそれぞれ適切に配置することによって，さまざまな姿勢における手の形状を表現することが可能となる．姿勢操作を実現するため，平成23年度はデータグローブを装着して計測された関節角度に応じて，各指節の適切な配置を決定する技術を開発した．具体的には，姿勢事例（手の各指節の配置と関節角度の組）の獲得し，これを補間することによって，任意の関節角度に対する各指節の配置をモデル化したスケルトンを推定する技術を開発した．まず，関節角度を表わすデータグローブのセンサの値と，各指節の配置を表わす各指節の剛体変換の関係を明らかにするため，両者の組をさまざまな姿勢で同時にかつ大量に獲得した．通常これは困難であるが，データグローブを装着した状態で各指節の剛体変換を取得できるよう，データグローブの各指節に相当する部分にプラスチックの薄板を取り付け，これにマーカを貼付した．この特殊なグローブを装着してさまざまに手の姿勢を変化させることで姿勢事例を大量に獲得できるようになり，センサ値を変数とした2次多項式により，剛体変換のパラメータ精度よく表現できることが明らかになった．また，7種類の基準物体を導入し，これを介して姿勢を再現させることとした．データグローブのセンサ値の計測と形状計測時における各指節の配置の獲得を別々に行い，22種類の姿勢事例を収集した．収集した姿勢事例を2次多項式による回帰を用いて補間し，三次元手モデルの姿勢操作が実現できることを確認した．
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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
本研究では，さまざまな姿勢において手の三次元形状計測を行い，関節角度を指定することで姿勢操作が可能な，写実性の高い三次元モデルを構築することを目的としている．平成23年度は，(A)「姿勢操作の実現に必要なスケルトンの推定」を実現するため，(A-1)「姿勢事例（手の各節の配置と関節角度の組）の獲得」と「(A-2) 姿勢事例の補間に基づくスケルトン推定」をサブテーマとして挙げていた．また，(B)「姿勢変化による各節の非剛体的変形のモデル化」を達成するため，平成24年度は(B-1)「ワンショットスキャン法の導入による計測の完全自動化」を，平成25年度は(B-2)「各節の配置に基づく非剛体変形のモデル化」をサブテーマとして挙げている．本年度は，当初より平成23年度に計画していた「姿勢操作の実現に必要なスケルトンの推定」を順調に達成できたことに加え，次年度に計画していた「ワンショットスキャン法の導入による計測の完全自動化」に向け，ワンショットスキャン法の導入に向けた準備を進めることができた．
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| Strategy for Future Research Activity |
当初の計画に従って(B)「姿勢変化による各節の非剛体的変形のモデル化」を達成するため，平成24年度は(B-1)「ワンショットスキャン法の導入による計測の完全自動化」に取り組む．この達成に向けて，平成23年度中に，一瞬で広範囲の3次元形状の計測を実現する手法であるワンショットスキャン法の導入に向け準備を進めることができた．この手法を用いることで，姿勢を変化させながらその詳細な形状を計測することが可能となる．各節の配置変化が微小であるという仮定を置くことができるようになるため，異なる姿勢で獲得した形状同士で局所特徴を用いて位置合わせを行い，局所領域ごとに運動を推定することができる．平成24年度はこれを実現する技術を開発し，マーカの貼付数を格段に減少させること，及び自動的に配置の計測を実現することを目指す．
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| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
平成23年度は研究がうまく進み，当初計画以上の進捗があったが，一方で対外発表を満足にできていなかった．平成24年度は，当初計画を進めていくと同時に，これまでの成果を国内研究会・国際学会で積極的に発表し，さまざまな研究者と幅広い意見交換を継続的に行うことを目指す．
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