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身体運動に完全追従する低遅延拡張現実ディスプレイ

研究課題

研究課題/領域番号 23K24878
補助金の研究課題番号 22H03622 (2022-2023)
研究種目

基盤研究(B)

配分区分基金 (2024)
補助金 (2022-2023)
応募区分一般
審査区分 小区分61020:ヒューマンインタフェースおよびインタラクション関連
研究機関東北大学

研究代表者

鏡 慎吾  東北大学, 未踏スケールデータアナリティクスセンター, 教授 (90361542)

研究期間 (年度) 2022-04-01 – 2026-03-31
研究課題ステータス 交付 (2024年度)
配分額 *注記
16,900千円 (直接経費: 13,000千円、間接経費: 3,900千円)
2025年度: 260千円 (直接経費: 200千円、間接経費: 60千円)
2024年度: 5,590千円 (直接経費: 4,300千円、間接経費: 1,290千円)
2023年度: 5,980千円 (直接経費: 4,600千円、間接経費: 1,380千円)
2022年度: 5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円)
キーワードディスプレイ / ユーザインタフェース / バーチャルリアリティ / 画像、文章、音声等認識 / 画像,文章,音声等認識
研究開始時の研究の概要

現実の情景に付加的な情報を重畳して視覚提示する拡張現実感システムにおいては,映像提示には厳しい低遅延性が要求される.特に光学的な手段により映像重畳を実現する場合はその要求は一層厳しいものとなる.本研究では,光学的な映像重畳を行う拡張現実ミラーシステムを題材として,利用者が鏡を通して見る自己あるいは他者の身体の鏡像に正確に位置合わせされた情報提示を行うシステムの研究開発を行う.

研究実績の概要

本研究では,利用者が鏡を通して見る自己あるいは他者の身体の鏡像に対して,正確に位置合わせされたアノテーション映像を遅れなく重畳提示する拡張現実感ディスプレイの研究開発を行う.
研究期間の初年度である本年度は,期間全体を通じて検討する低遅延位置合わせディスプレイの簡略版となるシステムを構築し,提案するアプローチの効果の確認と技術課題の洗い出しを行った.具体的には,単一観察者への情報提示を前提として,視点位置追跡の結果を低遅延で映像に反映する2次元ディスプレイシステムを開発した.ハーフミラーの背面にリア投影スクリーンを配置して,研究代表者がこれまで開発を行ってきた低遅延DLPプロジェクタの映像を投射する構成を取った.視点位置を含む身体運動の計測のため,2台の高速カメラによるステレオビジョンシステムを導入した.計画時点ではマーカベースの画像追跡を想定していたが,計画を前倒ししてマーカレスでの顔および手指の特徴点運動追跡を実装し,手指の鏡像へ位置合わせされた低遅延映像提示を実現し,その動作を確認した.
これらと並行して,多視点への提示を可能する構成の基礎検討を行った.具体的には,裸眼立体ディスプレイ方式と,視点に依存しない映像提示方式の検討を進めた.また,運動体へのプロジェクションマッピングにおける位置合わせ誤差の定量的分析や,運動体と静止体へのプロジェクションマッピングの知覚の差異の分析などの基礎的検討も行った.

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

当初計画で挙げた事項については,一部前倒しで実施しているものも含め,予定通りに実施を完了している.

今後の研究の推進方策

開発したシステムの直接の後継として裸眼立体ディスプレイ方式の開発を進めるとともに,視点に依存しない方式のシステムの実装・評価も進めていく.

報告書

(1件)
  • 2022 実績報告書
  • 研究成果

    (13件)

すべて 2023 2022

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (7件) (うち国際学会 1件、 招待講演 3件) 産業財産権 (2件) (うち外国 2件)

  • [雑誌論文] 運動追従プロジェクションを利用する映像コンテンツとの動的インタラクション2023

    • 著者名/発表者名
      鏡 慎吾
    • 雑誌名

      光学

      巻: 52 ページ: 13-17

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [雑誌論文] Homography Estimation Using Marker Projection Control: A Case of Calibration-Free Projection Mapping2023

    • 著者名/発表者名
      Shingo Kagami and Koichi Hashimoto
    • 雑誌名

      Proc. 22nd World Congress of the International Federation of Automatic Control (IFAC2023)

      巻: - 号: 2 ページ: 2951-2956

    • DOI

      10.1016/j.ifacol.2023.10.1418

    • 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] ロボット工学のためのリー群・リー代数入門2023

    • 著者名/発表者名
      鏡 慎吾
    • 雑誌名

      日本ロボット学会誌

      巻: 41 号: 6 ページ: 511-517

    • DOI

      10.7210/jrsj.41.511

    • ISSN
      0289-1824, 1884-7145
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [雑誌論文] Evaluation of Perceptual Difference in Dynamic Projection Mapping with and without Movement of the Target Surface2022

    • 著者名/発表者名
      Shunya Fukuda, Shingo Kagami, Koichi Hashimoto
    • 雑誌名

      Journal of Robotics and Mechatronics

      巻: 34 号: 5 ページ: 1141-1151

    • DOI

      10.20965/jrm.2022.p1141

    • ISSN
      0915-3942, 1883-8049
    • 年月日
      2022-10-20
    • 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
  • [学会発表] 運動物体へのラインアート投影のためのガルバノレーザスキャナのキャリブレーション2023

    • 著者名/発表者名
      松本 大吾, 鏡 慎吾, 橋本 浩一
    • 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 (ROBOMECH2022)
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Papery Ghost: 据置型光学コンバイナを用いた机表面の拡張現実2023

    • 著者名/発表者名
      大西 千代音, 鏡 慎吾, 橋本 浩一
    • 学会等名
      計測自動制御学会システムインテグレーション部門講演会 (SI2023)
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 両眼観察可能な低遅延拡張現実ミラーに関する基礎検討2023

    • 著者名/発表者名
      高井 清一, 鏡 慎吾, 橋本 浩一
    • 学会等名
      計測自動制御学会システムインテグレーション部門講演会 (SI2023)
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 超低遅延映像ディスプレイとヒューマンインタラクション2023

    • 著者名/発表者名
      鏡 慎吾
    • 学会等名
      センサ&IoTコンソーシアム 公開シンポジウム2023
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] High-Speed Vision and Projection for Real-World Perception and Augmentation2023

    • 著者名/発表者名
      Shingo Kagami
    • 学会等名
      HKSTP Thought-leadership Series "AI and Robotics for Garment Industry"
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] ロボット工学のためのリー群・リー代数入門2022

    • 著者名/発表者名
      鏡 慎吾
    • 学会等名
      日本ロボット学会 第141回ロボット工学セミナー
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 鏡像の運動への低遅延追従を実現するミラー型拡張現実感ディスプレイ2022

    • 著者名/発表者名
      高井 清一, 鏡 慎吾, 橋本 浩一
    • 学会等名
      計測自動制御学会システムインテグレーション部門講演会 (SI2022)
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [産業財産権] Projection System, Projection System Control Device, Projection Method, and Program2022

    • 発明者名
      Shingo Kagami
    • 権利者名
      国立大学法人東北大学
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2022
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 外国
  • [産業財産権] Projection system, projection system control device, projection method, and program2022

    • 発明者名
      Shingo Kagami
    • 権利者名
      国立大学法人東北大学
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2022
    • 取得年月日
      2023
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 外国

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公開日: 2022-04-19   更新日: 2024-12-25  

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