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複数のモダリティーの融合による距離画像計測手法の高度化

研究課題

研究課題/領域番号 19H04191
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 小区分61050:知能ロボティクス関連
研究機関中央大学

研究代表者

梅田 和昇  中央大学, 理工学部, 教授 (10266273)

研究分担者 池 勇勲  中央大学, 理工学部, 助教 (90823766)
研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
17,420千円 (直接経費: 13,400千円、間接経費: 4,020千円)
2022年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
2021年度: 3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円)
2020年度: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)
2019年度: 7,020千円 (直接経費: 5,400千円、間接経費: 1,620千円)
キーワード距離画像計測 / センサフュージョン / 複数モダリティー / 小型距離画像センサ / アクティブステレオ / 深層学習
研究開始時の研究の概要

本研究では,距離画像計測において,複数のモダリティーの融合手法の構築・定式化を行うことにより,単一のモダリティーでは実現できない距離画像計測を実現する.具体的には,アクティブステレオにおけるDepth from Defocus (DFD)との融合,ステレオとStructure from Motion (SfM)の融合,Time of Flight (TOF)とステレオの融合という,異なった融合を実現する.

研究成果の概要

本研究では,複数のモダリティーの融合により距離画像計測手法の高度化を行うことを目的とし, (1) アクティブステレオとDepth from Defocus (DFD)との融合による近距離計測用小型距離画像センサの実現,(2) 魚眼ステレオカメラを対象に,擬似バイラテラルフィルタに基づくステレオとStructure from Motion (SfM)の融合の新たな枠組みの提案,(3) 深層学習技術を用いた,異なる特性を持つ距離画像の融合手法の構築,を行った.

研究成果の学術的意義や社会的意義

距離画像(range image)は,距離値あるいは3次元座標値からなる画像であり,3次元情報を直接持つことからロボットビジョンを始め多くの分野で重要性が大きい.個々の距離画像センサの性能は,各センサが利用している距離計測原理自体が持つ物理的限界等に伴い必ずしも十分とは言えない.
そこで本研究では,センサ融合(センサフュージョン)のアプローチで距離画像計測の高度化を行うことを目指し,異なる3つの方向での複数のモダリティーの融合手法の構築により,学術的な点でもまた実用的な面でも意義のある成果を得た.

報告書

(5件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実績報告書
  • 2020 実績報告書
  • 2019 実績報告書
  • 研究成果

    (20件)

すべて 2023 2022 2021 2020 2019 その他

すべて 雑誌論文 (7件) (うち査読あり 7件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (11件) (うち国際学会 1件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] PointpartNet++:対応点の決定によるサイズが異なる3次元点群位置合わせの精度向上2023

    • 著者名/発表者名
      顔 世筍,Sarthak Pathak,梅田 和昇
    • 雑誌名

      精密工学会誌

      巻: 89 号: 1 ページ: 90-98

    • DOI

      10.2493/jjspe.89.90

    • ISSN
      0912-0289, 1882-675X
    • 年月日
      2023-01-05
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] PointpartNet: 3D point-cloud registration via deep part-based feature extraction2022

    • 著者名/発表者名
      Yan Shixun、Pathak Sarthak、Umeda Kazunori
    • 雑誌名

      Advanced Robotics

      巻: 36 号: 15 ページ: 724-734

    • DOI

      10.1080/01691864.2022.2084346

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Tiny range image sensors using multiple laser lights for short distance measurement2021

    • 著者名/発表者名
      Tomoaki Fukuda, Yonghoon Ji, Kazunori Umeda
    • 雑誌名

      Proc. of SPIE Vol. 11794, Fifteenth International Conference on Quality Control by Artificial Vision (QCAV2021)

      巻: - ページ: 50-50

    • DOI

      10.1117/12.2589196

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Online Measurement of Compact Range Image Sensor Using Image Blur of Multi-Slit Laser2021

    • 著者名/発表者名
      Karin Ohashi, Kazuki Tsumura, Yonghoon Ji, and Kazunori Umeda
    • 雑誌名

      Proc. of 2021 IEEE/SICE International Symposium on System Integration (SII2021)

      巻: - ページ: 825-826

    • DOI

      10.1109/ieeeconf49454.2021.9382644

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 擬似バイラテラルフィルタによる魚眼ステレオカメラの性能向上2020

    • 著者名/発表者名
      飯田 浩貴,佐久田 朝優, 池 勇勳,梅田 和昇,大橋 明,福田 大輔,金子 修造,村山 純哉
    • 雑誌名

      精密工学会誌

      巻: 86 号: 12 ページ: 969-974

    • DOI

      10.2493/jjspe.86.969

    • NAID

      130007950498

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Measurement range expansion of a range image sensor using a multi-slit laser projector2020

    • 著者名/発表者名
      Naho Fujii, Yonghoon Ji, Kazunori Umeda
    • 雑誌名

      Proc. of 2020 IEEE/SICE International Symposium on System Integration (SII2020)

      巻: - ページ: 139-143

    • DOI

      10.1109/sii46433.2020.9026287

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] High-accuracy Range Image Generation by Fusing Binocular and Motion Stereo Using Fisheye Stereo Camera2020

    • 著者名/発表者名
      Hirotaka Iida, Yonghoon Ji, Kazunori Umeda,Akira Ohashi, Daisuke Fukuda, Shuzo Kaneko, Junya Murayama, Yoshitaka Uchida
    • 雑誌名

      Proc. of 2020 IEEE/SICE International Symposium on System Integration (SII2020)

      巻: - ページ: 343-348

    • DOI

      10.1109/sii46433.2020.9025910

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] マルチスリットレーザの視差とぼけを用いた小型距離画像センサにおける計測手法の改善2023

    • 著者名/発表者名
      豊島 隆太郎,Sarthak Pathak,梅田 和昇
    • 学会等名
      日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会2023
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] マルチスリットレーザを用いた距離画像センサのリアルタイム化と計測範囲拡大2022

    • 著者名/発表者名
      佐々木 渉,顔 世荀,Sarthak Pathak,梅田 和昇
    • 学会等名
      2022年度精密工学会秋季大会学術講演会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Improving Multi-sensor Point Cloud Fusion via Color Information and Point Cloud Partitioning2022

    • 著者名/発表者名
      Shixun Yan, Sarthak Pathak, Kazunori Umeda
    • 学会等名
      19th International Conference on Precision Engineering (ICPE2022)
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] PointpartNet:位置合わせのための 3次元点群の部分的特徴抽出2022

    • 著者名/発表者名
      顔 世荀,Sarthak Pathak,梅田 和昇
    • 学会等名
      動的画像処理実利用化ワークショップDIA2022
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 3次元点群データの位置合わせのための深層学習を用いた部分的特徴抽出2021

    • 著者名/発表者名
      顔 世荀,Sarthak Pathak,梅田 和昇
    • 学会等名
      2021年度精密工学会秋季大会学術講演会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] マルチスリットレーザとカメラによる視差と像のぼけを組み合わせた近距離計測用小型距離画像センサ2021

    • 著者名/発表者名
      大橋 嘉倫,顔 世荀,Sarthak Pathak,梅田 和昇
    • 学会等名
      2021年度精密工学会秋季大会学術講演会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 擬似バイラテラルフィルタの改善による魚眼ステレオカメラの精度向上2021

    • 著者名/発表者名
      新井 健斗,佐久田 朝優,大橋 明,福田 大輔,梅田 和昇
    • 学会等名
      動的画像処理実利用化ワークショップDIA2021
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] マルチスリットレーザと小型カメラによる像のぼけを利用した小型距離画像センサのオンライン計測2020

    • 著者名/発表者名
      大橋 嘉倫, 池 勇勳, 梅田 和昇
    • 学会等名
      2020年度精密工学会秋季大会学術講演会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 魚眼ステレオカメラによるStructure from Motionのための移動物体検出2020

    • 著者名/発表者名
      飯田 浩貴, 池 勇勳, 梅田 和昇, 大橋 明, 福田 大輔, 金子 修造, 村山 純哉
    • 学会等名
      動的画像処理実利用化ワークショップDIA2020講演論文集
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] ぼけを利用したスリット像判別による距離画像センサの計測範囲拡大2020

    • 著者名/発表者名
      藤井 奈穂, 池 勇勳, 梅田 和昇
    • 学会等名
      2020年度精密工学会春季大会学術講演会講演論文集
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] マルチスリットレーザプロジェクタを用いた距離画像センサの計測範囲拡大2019

    • 著者名/発表者名
      藤井 奈穂, 池 勇勳, 梅田 和昇
    • 学会等名
      2019年度精密工学会秋季大会学術講演会講演論文集
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [備考] 中央大学 梅田研究室

    • URL

      https://www.mech.chuo-u.ac.jp/umedalab/

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書 2021 実績報告書 2020 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      http://www.mech.chuo-u.ac.jp/umedalab/

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書

URL: 

公開日: 2019-04-18   更新日: 2024-01-30  

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