研究課題/領域番号 |
22K04136
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研究種目 |
基盤研究(C)
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配分区分 | 基金 |
応募区分 | 一般 |
審査区分 |
小区分21030:計測工学関連
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研究機関 | 富山大学 |
研究代表者 |
寺林 賢司 富山大学, 学術研究部工学系, 准教授 (20509161)
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研究期間 (年度) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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研究課題ステータス |
交付 (2022年度)
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配分額 *注記 |
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2024年度: 260千円 (直接経費: 200千円、間接経費: 60千円)
2023年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2022年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
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キーワード | 蛍光球体マーカ / 画像計測 / ミリピクセル / 幾何 / 深層学習 |
研究開始時の研究の概要 |
モーションキャプチャシステムに代表される画像計測技術は,三次元空間における複数点の位置や姿勢を非接触で同時に計測できる利点を持つ.この三次元画像計測の精度を高めることにより,これまで応用が難しかった精密な機械システムの運動計測など,新たな応用分野の創出を目指す.
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研究実績の概要 |
本研究では,モーションキャプチャに代表される三次元画像計測技術の計測精度の向上を目的としている.具体的には,相対精度10^(-6)の計測精度を目指しており,計測範囲1メートルに対して計測精度1マイクロメートルに相当する.これは精密な機械システムの運動計測といった新たな画像計測の応用分野の創出につながるものである.また,この相対精度は,画像範囲1000ピクセルに対して検出精度1ミリピクセルに相当する. ミリピクセル検出の実現のために,新たな画像計測用マーカである「蛍光球体マーカ」を提案した.蛍光球体マーカは,撮影画像中において輪郭部分のコントラストが高く,また形状精度が高いという特徴を持ち,検出エッジに対する幾何フィッティングにより高精度なマーカ位置検出が可能となる.蛍光球体マーカにより従来の再帰性反射マーカよりも約10倍精密なマーカ位置検出を実現した. 高精度な画像計測において「照明変動」は計測精度の低下につながる重要な課題であり,蛍光球体マーカの高精度な検出における照明変動時の正確さの改善について検討を行った.具体的には,蛍光球体マーカに対する相対的な照明位置を変化させたときに生じるかたより誤差の補正に取り組み,約5倍の高精度化に成功した.これにより,二乗平均平方根誤差1.3ミリピクセルを達成し,ミリピクセル画像計測の実現可能性を確認した. 本補正は照明位置が既知である条件で実施しており,照明位置の推定が課題である.今後は,蛍光球体マーカの撮影画像を対象とした深層学習により回帰問題として本課題の解決に取り組む.
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現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
当初の計画通り,蛍光球体マーカの検出へ幾何情報を活用することにより,従来マーカよりも約10倍精密なマーカ位置検出を実現した.また,照明位置の変化に対する補正により,ミリピクセル画像計測の実現可能性を確認した.
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今後の研究の推進方策 |
照明位置が未知の場合におけるマーカ検出位置の補正について検討する.具体的には,深層学習を用いて,蛍光球体マーカの撮影画像を入力,照明位置を出力とした回帰問題に取り組み,照明位置が既知の問題へ帰着させることで補正の実現を図る.
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