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高速円形シフトによる多点の三次元位置と速度の同時計測

研究課題

研究課題/領域番号 16300060
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 知覚情報処理・知能ロボティクス
研究機関宮崎大学

研究代表者

川末 紀功仁  宮崎大学, 工学部, 准教授 (20214645)

研究分担者 菊地 正憲 (菊池 正憲)  宮崎大学, 工学部, 教授 (80091677)
志久 修  佐世保工業高等専門学校, 准教授 (00235516)
研究期間 (年度) 2004 – 2007
研究課題ステータス 完了 (2007年度)
配分額 *注記
13,670千円 (直接経費: 13,400千円、間接経費: 270千円)
2007年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2006年度: 3,600千円 (直接経費: 3,600千円)
2005年度: 3,600千円 (直接経費: 3,600千円)
2004年度: 5,300千円 (直接経費: 5,300千円)
キーワードPIV / 三次元 / 画像計測 / ビームスプリッタ / 流体 / レーザ / 粒子 / 速度計測 / 計測 / トレーサ / 画像処理 / CCD / シミュレーション
研究概要

CCDカメラの光軸上に配置した光学系を回転させ,撮影される映像に円運動(円形速度バイアス)を加えることで三次元計測を行う手法を考案し,物体形状や流体速度分布の計測に応用した.本研究では,光学系にビームスプリッタを用いることで,円軌跡と同時に円軌跡の中心を撮影するシステムを試作した.また,アーム型ロボットに計測器を取り付け,計測結果に基づいてロボットアームの操作を行うコンパクトなロボットビジョンとしての心用を試みた.撮影される軌跡の近傍のみを画像から切り出すアルゴリズムを活用した.また,撮影される螺旋軌の中心位置が正確に検出されていない場合,螺旋の径の変化が正弦波状になり,直線的に算出できない問題があった.そこで,求められた螺旋の中心位置を修正しながら径変化をグラフ化し,それが直線的になる位置を螺旋の中心位置として調整するアルゴルズムを追加した.
水槽内の計測点を撮影した場合,水槽の形状により屈折の影響を受ける.そのため高精度な計測を行うには,計測結果に対して,歪みを補正する手法が必要となる.そこで,多数の基準点を描いた校正板を水中に設置し,それを計測器で撮影することで歪みの補正を行うアルゴリズムを試作した.具体的には,基準点の実座標とそれを撮影した場合のカメラ座標の位置をテーブル化し,計測位置における歪み量をテーブルから求める方法を用いた.
移動する計測点の計測性能評価を行うために,レーザスポットをガルバノミラーで移動させ,移動するレーザスポット光を計測することを試みた.これにより0.4mm以下の誤差で計測できることを確認した.
円筒水槽内に回転円盤を設置し,それを回転させることで生じる旋回流を本計測器で撮影することを試み,流れ場の速度分布を良好に算出できることを確認した.

報告書

(5件)
  • 2007 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2006 実績報告書
  • 2005 実績報告書
  • 2004 実績報告書
  • 研究成果

    (26件)

すべて 2008 2006 2005 2004

すべて 雑誌論文 (18件) (うち査読あり 7件) 学会発表 (6件) 産業財産権 (2件) (うち外国 1件)

  • [雑誌論文] Stereoscopy using a single camera2008

    • 著者名/発表者名
      K. Kawasue
    • 雑誌名

      Proceedings of the thirteenth international symposium on artificial life and robotics 1-1

      ページ: 865-868

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書 2007 研究成果報告書概要
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Stereoscopy using a single camera2008

    • 著者名/発表者名
      K., Kawasue
    • 雑誌名

      Proceedings of the thirteenth international symposium on artificial life and robotics Vol.1

      ページ: 865-868

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Compact Vision Using Circular Dynamic Stereoscopy with a Beam Splitter(Application for Fluid Measurement)2006

    • 著者名/発表者名
      K. Kawasue
    • 雑誌名

      Journal of Visualization Vol.9,No.2

      ページ: 189-197

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Calibration-free PIV system using magnetic sensors",WSEAS Transactions on Systems2006

    • 著者名/発表者名
      K. Kawasue
    • 雑誌名

      WSEAS Transactions on Systems 12

      ページ: 2737-2743

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Compact Vision Using Circular Dynamic Stereoscopy with a Beam Splitter(Application for Fluid Measurement)2006

    • 著者名/発表者名
      K., Kawasue
    • 雑誌名

      Journal of Visualization Vol.9, No.2

      ページ: 189-197

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Calibration-free PIV system using magnetic sensors", WSEAS Transactions on Systems2006

    • 著者名/発表者名
      K., Kawasue
    • 雑誌名

      WSEAS Transactions on Systems Vol.12

      ページ: 2737-2743

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Compact Vision Using Circular Dynamic Stereoscopy with a Beam Splitter (Application for Fluid Measurement)2006

    • 著者名/発表者名
      K.Kawasue, Y.Ohya
    • 雑誌名

      Journal of Visualization Vol.9,No.2

      ページ: 189-197

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] 回転する合わせ鏡を用いた運動を伴う微小物体の三次元計測2006

    • 著者名/発表者名
      川末紀功仁, 隅本 武
    • 雑誌名

      計測自動制御学会論文集 Vol.42,No.8

      ページ: 994-996

    • NAID

      10019295834

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Calibration-free PIV system using magnetic sensors2006

    • 著者名/発表者名
      K.Kawasue, Su.Aramaki, Y.Ohya
    • 雑誌名

      WSEAS Transactions on Systems Issue 12, Vol.5

      ページ: 2737-2743

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Flexible hand-held 3D scanner and its applications2005

    • 著者名/発表者名
      K. Kawasue
    • 雑誌名

      Proc.Of the fifth IASTED International conference of Visualization, Imaging, and image processing 1-1

      ページ: 372-376

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 回転するビームスプリッタと合わせ鏡を馬いた三次元計測(ロボットビジョンへの応用)2005

    • 著者名/発表者名
      川末 紀功仁
    • 雑誌名

      日本機械学会論文集(C編) 71巻705号

      ページ: 213-218

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 任意視点シルエット画像を用いた三次元形状計測法2005

    • 著者名/発表者名
      川末 紀功仁
    • 雑誌名

      日本機械学会論文集(C編) 71巻710号

      ページ: 115-121

    • NAID

      110006264889

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Flexible hand-held 3D scanner and its applications2005

    • 著者名/発表者名
      K., Kawasue
    • 雑誌名

      Proc. Of the fifth IASTED International conference of Visualization, Imaging, and image processing 1-1

      ページ: 372-376

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Three dimensional measurement using rotating beam-splitter and coupled mirror2005

    • 著者名/発表者名
      K., Kawasue
    • 雑誌名

      Transactions of the Japan society of mechanical engineers 71-705 (C)

      ページ: 213-218

    • NAID

      10013559885

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Three-dimensional measurement using silhouette images from random angles2005

    • 著者名/発表者名
      K., Kawasue
    • 雑誌名

      Transactions of the Japan society of mechanical engineers 71-710 (C)

      ページ: 115-121

    • NAID

      110006264889

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] 回転するビームスプリッタと合わせ鏡を用いたロボットビジョン2005

    • 著者名/発表者名
      川末紀功仁
    • 雑誌名

      映像情報インダストリアル 8月号

      ページ: 27-32

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Three-dimensional reconstruction using silhouette images from random angles2004

    • 著者名/発表者名
      K. Kawasue
    • 雑誌名

      Proc.Of the Irish machine vision conference 1-1

      ページ: 117-122

    • NAID

      10013559994

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Three-dimensional reconstruction using silhouette images from random angles2004

    • 著者名/発表者名
      K., Kawasue
    • 雑誌名

      Proc. Of the Irish machine vision conference 1-1

      ページ: 117-122

    • NAID

      10013559994

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] コンパクトなロボットビジョンによる移動物体の三次元計測2008

    • 著者名/発表者名
      川末 紀功仁
    • 学会等名
      日本機械学会九州支部第61期総会・講演会
    • 発表場所
      九州大学
    • 年月日
      2008-03-19
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書 2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Three-dimensional measurement of moving target by compact robot vision2008

    • 著者名/発表者名
      K., Kawasue
    • 学会等名
      Conference of Japan society of mechanical engineers Kyushu branch
    • 発表場所
      Kyushu University
    • 年月日
      2008-03-19
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] 円形シフト法による流体計測2006

    • 著者名/発表者名
      川末 紀功仁
    • 学会等名
      日本機械学会九州支部学術講演会
    • 発表場所
      福岡大学
    • 年月日
      2006-03-17
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] 回転するビームスプリッタを用いたコンパクトなロボットビジョン2006

    • 著者名/発表者名
      川末 紀功仁
    • 学会等名
      日本機械学会九州支部学術講演会
    • 発表場所
      福岡大学
    • 年月日
      2006-03-17
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Fluid measurement by circular dynamic stereo2006

    • 著者名/発表者名
      K., Kawasue
    • 学会等名
      Conference of Japan society of mechanical engineers Kyushu branch
    • 発表場所
      Fukuoka University
    • 年月日
      2006-03-17
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Robot vision using rotating beam-splitter2006

    • 著者名/発表者名
      K., Kawasue
    • 学会等名
      Conference of Japan society of mechanical engineers Kyushu branch
    • 発表場所
      Fukuoka University
    • 年月日
      2006-03-17
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [産業財産権] 三次元計測装置及び三次元計測方法2006

    • 発明者名
      川末 紀功仁, 大宅 雄一郎
    • 権利者名
      JST
    • 取得年月日
      2006-06-16
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [産業財産権] Three-dimensional measuring instrument and three-dimensional measurine method2005

    • 発明者名
      K. Kawasue, Y. Ohya
    • 権利者名
      JST
    • 出願年月日
      2005-04-21
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
    • 外国

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公開日: 2004-04-01   更新日: 2016-04-21  

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