ビデオ・カメラとプロジェクタを用いた動的パターン投影による物体形状測定

1998 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 10111205
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 品川 嘉久 東京大学, 大学院・理学系研究科, 講師 (00226135)
• キーワード: 液晶プロジェクタ / アクティブ・ステレオ / パターン投影 / 多様体 / 曲面張合わせ

研究概要

本研究では、遺跡や出土物など、戸外での3次元物体の形状データ(物体上の各点の3次元座標値)の測定のため、小型ビデオ・プロジェクターを用いて、測定対象にパターンを投影し、それをビデオカメラで撮影し、投影されたパターン上の各点の3次元座標値を簡便に高速測量する方法を開発した。これまでの3次元物体形状測定と異なり、ビデオカメラと同期して、投影パターンを動的に高速に変化させる。本手法では、座標値とテクスチャの両方を高速に測定することができる。
一般に、スリットなどのパターン光投影法は、パターンの各点がどの位置にある点かを同定する必要がある。このため、グレイコードやM系列符合を用いた方法がこれまで提案されているが、一定の枚数の画像をとる必要があった。本年度開発したパターン変化アルゴリズムは、密なパターンを最初に投影し、同定できなかった部分を順次変化させ、誤差が決められた値以下になるまで繰り返す。このため、一定の誤差に収まった段階で、画像の取り込みを終らせることができる。したがって、カメラが動いたとき、および物体が動いたときも、同じアルゴリズムで追随できる。
本年度は、パターンをスリットではなく、格子に変え、パターンを誤認する割合を減らした。また、パソコン上でプログラムが稼働するよう、改良を加えた。

研究成果

• [文献書誌] Y.Shinagawa,T.L.Kunii: "Unconstrained Automatic Image Matching Using Multiresolutional Critical-Point Filters" IEEE Trans Pattern Analysis and Machine Intelligence. 10巻9号. 994-1010 (1998)
• [文献書誌] S.Takahashi,Y.Shinagawa 他: "Continuous-resolution-level constraints in variational design of multiresolution shapes" The Visual Computer. 14巻4号. 177-192 (1998)
• [文献書誌] C-L.Tai,Y.Shinagawa 他: "A Reeb graph-based representation for non-sequential construction of topologically com-plex shapes" Computers and Graphics. 22巻2号. 225- (1998)
• [文献書誌] Nobuyuki Umezu,Yoshihisa Shinagawa 他: "Multi-resolutional volume data structure for shape modeling." Proc.Multimedia Modeling '98. 153-162 (1998)
• [文献書誌] Taku Komura,Yoshihisa Shinagawa 他: "The Calculation and Visualization of Dynamic Ability of the Human Body" The Journal of Visualization and Computer Animation. (印刷中). (1999)
• [文献書誌] Hung Chuan Teh,Yoshihisa Shinagawa,Nick Patrikalakis 編: "Computer Graphics and Applications" IEEE Computer Societey Press, 225 (1998)