磁気式3次元モーションセンサシステムの試作と未踏問題への応用
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18H04103
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Medium-sized Section 61:Human informatics and related fields
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
北村 喜文 東北大学, 電気通信研究所, 教授 (80294023)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
片山 統裕 東北大学, 情報科学研究科, 准教授 (20282030)
高嶋 和毅 東北大学, 電気通信研究所, 准教授 (60533461)
藤田 和之 東北大学, 電気通信研究所, 助教 (70835545)
枦 修一郎 東北大学, 電気通信研究所, 准教授 (90324285)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2020)
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| Budget Amount *help |
¥44,590,000 (Direct Cost: ¥34,300,000、Indirect Cost: ¥10,290,000)
Fiscal Year 2020: ¥12,870,000 (Direct Cost: ¥9,900,000、Indirect Cost: ¥2,970,000)
Fiscal Year 2019: ¥14,690,000 (Direct Cost: ¥11,300,000、Indirect Cost: ¥3,390,000)
Fiscal Year 2018: ¥17,030,000 (Direct Cost: ¥13,100,000、Indirect Cost: ¥3,930,000)
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| Keywords | バーチャルリアリティ / モーションキャプチャ / 3次元ユーザインタフェース |
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| Outline of Annual Research Achievements |
従来は計測できなかった対象の3次元の動きを幅広く計測できる新しい磁気式モーションセンサシステムを実現し，いくつかの分野で未解決であった重要な実問題への応用を図るため，本年度は次の課題に取り組んだ．
ガウス・ニュートン法に用いる従来手法では，毎時刻の計算の初期値に1時刻前の結果を利用していたため，マーカが計測領域外に出たり死角の姿勢になると初期値が得られないという問題があった．これを解決するため，繰り返し計算の初期値をRandom Forestで予測する方法を提案し，計測データから目標位置の真値に近い値を予測することができた．そして，磁気強度の分布から逆問題を解いて実時間でマーカの3次元位置と方向を計算することができた．さらに，光学式ハンドトラッキングセンサのトラッキングエリアを動的に拡張するシステムとして，3軸ジンバルを用いてPID制御により，手の動きに合わせてセンサの向きを変化させることでトラッキングエリアを拡大する手法を提案した．実験の結果，十分な応答速度と精度が得られたことを確認した．マウスの行動計測のために励磁コイルの配置を再検討する等の準備を行った．多関節物体の例としてRubic's Cubeをとりあげ，その内部にマーカを配置し，各ピースの3次元運動計測結果からその状態を推定して和音を生成するための音楽ユーザインタフェースを試作した．流体の動きを直接計測するためのシステム構築では，精度の比較のためにPIV計測を行った．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
複数の査読付き対外発表を行い，Web News でも紹介された．
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| Strategy for Future Research Activity |
最終年度に向け，提案する手法の有効性を示す実験データを取得・整理し，これまでの研究成果をまとめてインパクトの高いトップコンファレンスやジャーナルでの発表を目指す．
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Report
(2 results)
Research Products
(14 results)
