| 研究課題/領域番号 |
20H04204
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分61010:知覚情報処理関連
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| 研究機関 | 東京理科大学 (2023)
東京大学 (2020-2022) |
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研究代表者 |
早川 智彦 東京理科大学, 研究推進機構総合研究院, 准教授 (10747843)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
17,030千円 (直接経費: 13,100千円、間接経費: 3,930千円)
2023年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
2022年度: 4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円)
2021年度: 4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2020年度: 4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
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| キーワード | トラッキング / 蓄光 / 動的マーカー / 高速撮像 / サーモカメラ / ガルバノミラー / 動的蓄光マーカー / 動的サーモマーカー / バイオイメージング / 光軸制御 / 室温りん光 / 無添加蓄光現象 / 高速ビジョン / 蓄光現象 / 紫外光レーザー / 可視光レーザー / 燐光 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
従来のマーカーは外的な特徴量や事前の色素塗布を前提としており，トラッキング対象や条件が制約されていた．そこで，本研究では対象に特徴点が全く存在しない状況でも動的にマーカーを発現させる方法として，無添加で紙や布，構造物等への紫外線照射時に生じる蓄光現象を利用し，高精度かつ高速な動的蓄光マーカーを実現する．そのため，まず様々な素材に対する蓄光特性をモデリングすることでマーカー特性を最適化し，その後，特徴量を持たない対象に動的蓄光マーカーを発現させ，トラッキングを実施する．本研究は，様々な分野で応用される基盤的な光学トラッキング技術と位置付けられ，コスト削減による省エネルギー社会への貢献を目指す．
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| 研究成果の概要 |
従来のマーカーは特徴量や事前の色素塗布を前提としており，トラッキング対象や条件が制約されていた．本研究では，対象に特徴点が存在しない状況でも動的にマーカーを発現させる方法として，紫外線照射時に生じる蓄光現象を利用し，高精度かつ高速な動的蓄光マーカーを開発した．関連した光軸制御技術の開発をはじめ，雀の剥製へのトラッキングや粉体の軌跡の可視化にも成功し，マーカーの事前準備なしに，低侵襲で低コストなリアルタイムトラッキング手法を確立した．更に，レーザー加熱とサーモカメラによる動的熱マーカーを開発し，最大33個のマーカーを同時に生成できるほか，任意の形状や情報をコード化したマーカー生成を可能とした．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本手法は対象に紫外線光を照射することで生じる蓄光現象を用い，高速ビジョン・高速トラッキングを用いてミリ秒単位のトラッキングを可能にした全く新しい技術であり，学術的独自性が高い．また，有機物に活用可能なことから，幅広い分野での利用が見込まれる．更に，本トラッキング手法が蓄光だけでなく，熱にも利用可能であることを確認したため，応用可能性が広がった．これまでのマーカー取付の事前準備や特徴点を必要とした課題を解決しただけでなく，高速イメージングを活用することで，ミリ秒単位のマーカーを任意に生成することが可能になり，様々な分野で応用される基盤的な光学トラッキング技術だと考えられる．
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