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Construction of Robot Operation Interface using Pixel-level Visible Light Communication

Research Project

Project/Area Number 17J04216
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Human interface and interaction
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

平木 剛史  東京大学, 情報理工学系研究科, 特別研究員(DC2)

Project Period (FY) 2017-04-26 – 2019-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2018)
Budget Amount *help
¥2,100,000 (Direct Cost: ¥2,100,000)
Fiscal Year 2018: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
Fiscal Year 2017: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000)
Keywords空間分割型可視光通信 / DMD / プロジェクタ / 群ロボット / ディスプレイ / 拡張現実感 / ユビキタスコンピューティング
Outline of Annual Research Achievements

前年度に研究の進め方を再検討し、プロジェクタの基盤システムについての研究と、小型のDLPプロジェクタと小型計算機を組み合わせた可搬なPVLCシステムの開発とこれを用いたロボット操作インタフェースの研究に取り組んだため、本年度は、これらの研究を継続した上で、可搬なPVLCシステムを用いたドローンの制御、操作について検討を行った。
プロジェクタの基盤システムについては、実際にプロジェクタを用いてPVLC映像の投影を行うためのハードウェアとソフトウェアの開発、評価に取り組んだ。評価の結果、策定した仕様である64 bit長のデータ埋め込みと24 bit色深度での映像投影を120 fpsのリフレッシュレートでデータと画像コンテンツの双方を更新しながら実現できることを明らかにした。
小型のDLPプロジェクタを用いた可搬なPVLCシステムの開発と、これを用いたロボット操作インタフェースの研究については、前年度に構築した可搬なPVLCシステムを技術基盤とし、本年度は実際にロボット操作インタフェースとしての構築を行った。家庭用の2輪掃除ロボット、小型の群ロボットについて、可搬なPVLCシステムを用いた可視光通信用の受光器回路を設計、実装し、実際に操作インタフェースとして構築を行った。また、速度ベクトル場情報の投影によるロボット制御・操作において、使用するユーザが目にする投影映像と、映像にPVLCを用いて埋め込む情報の関係性を整理し、ユーザの実行したい操作と送信すべき情報の組み合わせについて検討を行った。ドローンの制御・操作についても、これを制御可能な受光器回路を設計、実装し、操作についての検討を行った。
加えて、輝度変調によって情報を送信するPVLCを発展させる形で、色度変調によって人間の目に見えない形で映像に情報を埋め込む手法と、PVLCの情報送信に赤外光を用いる手法についても提案した。

Research Progress Status

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2018 Annual Research Report
  • 2017 Annual Research Report
  • Research Products

    (15 results)

All 2019 2018 2017

All Journal Article (2 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 2 results,  Open Access: 2 results) Presentation (13 results) (of which Int'l Joint Research: 5 results)

  • [Journal Article] Phygital Field: An Integrated Field with Physical Robots and Digital Images Using Projection-Based Localization and Control Method2018

    • Author(s)
      Takefumi Hiraki, Shogo Fukushima, Yoshihiro Kawahara, and Takeshi Naemura
    • Journal Title

      SICE Journal of Control, Measurement, and System Integration

      Volume: 11 Issue: 4 Pages: 302-311

    • DOI

      10.9746/jcmsi.11.302

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Phygital Field: an Integrated Field with Physical Robots and Digital Images using Projection-based Localization and Control Method2018

    • Author(s)
      Takefumi Hiraki, Shogo Fukushima, Yoshihiro Kawahara, and Takeshi Naemura
    • Journal Title

      Journal of Control, Measurement, and System Integration

      Volume: 3

    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] PILC Projector: RGB-IR Projector for Pixel-level Infrared Light Communication2019

    • Author(s)
      Ikuo Kamei, Takefumi Hiraki, Shogo Fukushima, and Takeshi Naemura
    • Organizer
      the 26th IEEE Conference on Virtual Reality and 3D User Interfaces
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Projection-based Localization and Control Method of Robot Swarms for Swarm User Interfaces2018

    • Author(s)
      Takefumi Hiraki, Yoshihiro Kawahara, and Takeshi Naemura
    • Organizer
      the 2018 ACM International Joint Conference on Pervasive and Ubiquitous Computing
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Touchable Wall: Easy-to-Install Touch-Operated Large-Screen Projection System2018

    • Author(s)
      Takefumi Hiraki, Masaaki Fukumoto, and Yoshihiro Kawahara
    • Organizer
      the 2018 ACM International Conference on Interactive Surfaces and Spaces
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Pixel-level Visible Light Communication Projector with Interactive Update of Images and Data2018

    • Author(s)
      Takefumi Hiraki, Shogo Fukushima, Hiroshi Watase, and Takeshi Naemura
    • Organizer
      International Display Workshops
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 映像と情報の動的更新を実現する可視光通信プロジェクタの開発2018

    • Author(s)
      平木 剛史, 福嶋 政期, 渡瀬 宏, 苗村 健
    • Organizer
      第23回 日本バーチャルリアリティ学会大会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] Screen-Camera Communication via Matrix Barcode Utilizing Imperceptible Color Vibration2018

    • Author(s)
      Satoshi Abe, Takefumi Hiraki, Shogo Fukushima, and Takeshi Naemura
    • Organizer
      the 31st Annual ACM Symposium on User Interface Software & Technology
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 不可視の色振動を用いたARマーカによるカメラ位置推定の基礎検討2018

    • Author(s)
      松本 晟, 阿部 知史, 平木 剛史, 福嶋 政期, 苗村 健
    • Organizer
      第23回 日本バーチャルリアリティ学会大会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] 赤外領域まで拡張した可視光通信プロジェクタの開発2018

    • Author(s)
      亀井 郁夫, 平木 剛史, 福嶋 政期, 苗村 健
    • Organizer
      第23回 日本バーチャルリアリティ学会大会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] 不可視の色振動を用いた2次元パターンによるディスプレイ-カメラ間通信2018

    • Author(s)
      阿部 知史, 平木 剛史, 福嶋 政期, 苗村 健
    • Organizer
      映像メディア処理シンポジウム
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] 不可視の色振動を用いたM系列による映像上の位置情報伝送の基礎検討2018

    • Author(s)
      松本 晟, 阿部 知史, 荒見 篤郎, 平木 剛史, 苗村 健
    • Organizer
      電子情報通信学会総合大会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] 可視光通信プロジェクタの高画質化・高効率化を実現する符号化方式2018

    • Author(s)
      荒見 篤郎, 平木 剛史, 福嶋 政期, 苗村 健
    • Organizer
      電子情報通信学会 MVE研究会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] ハンドヘルドプロジェクタを用いた空間分割型可視光通信の提案2017

    • Author(s)
      平木 剛史, 福嶋 政期, 川原 圭博, 苗村 健
    • Organizer
      日本バーチャルリアリティ学会大会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] 不可視の色振動を用いた2次元パターンによるディスプレイ-カメラ間通信の基礎検討2017

    • Author(s)
      阿部 知史, 荒見 篤郎, 平木 剛史, 福嶋 政期, 苗村 健
    • Organizer
      日本バーチャルリアリティ学会大会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report

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Published: 2017-05-25   Modified: 2024-03-26  

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