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2016 年度 実績報告書

人の細かい手作業計測のための3次元6自由度モーションセンサシステムの実現と応用

研究課題

研究課題/領域番号 15H01697
研究機関東北大学

研究代表者

北村 喜文  東北大学, 電気通信研究所, 教授 (80294023)

研究分担者 高嶋 和毅  東北大学, 電気通信研究所, 助教 (60533461)
枦 修一郎  東北大学, 電気通信研究所, 准教授 (90324285)
研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2018-03-31
キーワードモーションキャプチャ / センサ / バーチャルリアリティ / オーグメンテッドリアリティ / 3次元ユーザインタフェース
研究実績の概要

昨年提案した,人の手指などの細やかな動きを計測するためのLC 共振原理を利用した無線磁気式3次元トラッキングシステムでは,1つのLCコイル・マーカでも高精度かつ高速なリアルタイムトラッキングが可能であるが, ①計測死角問題と②5自由度のみで回転の残り1自由度が測定できないという問題があったため,3個のLCコイルを一つのマーカに組み込み, 互いのLCコイルの死角や計測情報を補完し合う形で利用した. そうすると,マーカの全ての向きの回転に対して常時一つ以上のコイルが励磁され利用可能になり, 計測死角の問題の解消が図られると同時に,2つのLCコイルにおける5自由度の情報から,6自由度の情報を計算することができる.
本年は,最適なマーカ形状を見出すための実験的考察を行った.マーカは,3つのLCコイルと,それらを格納可能な3Dプリンタで製作した治具からなる. 各LCコイルは小さいため,3つ組み合わせたマーカであっても小型かつ軽量である.いくつか設計した中で最も大型のマーカ(キューブ型)でも体積は4cm3程度で,重量も約10gに抑えられている. そのためユーザは,このマーカを手指に装着したとしても,細かで自然な動作を行うことができる. 3つのLC コイルを組み合わせて利用するが,これらを必ずしも互いに垂直に配置する必要はなく, LCコイルのレイアウトは自在である.そこで,3Dプリンタを用いて計測死角を解決することと安定性を確保することを考慮し,いくつかの形状のマーカを試作し,性能評価を行った.計測死角問題について考える際に重要な点が, LCコイルから発せられる磁場の強度であるため,各回転方向におけるLCコイルの磁場強度の変化を観察する実験を実施し,最も死角が小さくなるマーカのデザインを見出した.

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

バーチャルリアリティ分野のACM主催の国際会議VRSTに論文を投稿し,査読を経て採択されたため,その口頭発表を行った.
国内では,日本バーチャルリアリティ学会大会で講演とデモの発表を行った.

今後の研究の推進方策

機械学習を用いてセンサの計測精度と信頼度を上げる試みは良い結果が出つつあるので,その結果を対外発表にできるだけ早期につなげる.また,ジェスチャのユーザインタフェースも順調に進んでいるので,今年度中には対外発表につなげたい.

  • 研究成果

    (5件)

すべて 2016 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (2件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] University of Edinburgh(英国)

    • 国名
      英国
    • 外国機関名
      University of Edinburgh
  • [雑誌論文] 6-DOF Computation and Marker Design for Magnetic 3D Dexterous Motion-Tracking System2016

    • 著者名/発表者名
      Jiawei Huang, Tsuyoshi Mori, Kazuki Takashima, Shuichiro Hashi, and Yoshifumi Kitamura
    • 雑誌名

      Proceedings of ACM Symposium on Virtual Reality Software and Technology (VRST)

      巻: - ページ: 211-217

    • DOI

      10.1145/2993369.2993387

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [学会発表] 6-DOF Computation and Marker Design for Magnetic 3D Dexterous Motion-Tracking System2016

    • 著者名/発表者名
      iawei Huang, Tsuyoshi Mori, Kazuki Takashima, Shuichiro Hashi, and Yoshifumi Kitamura
    • 学会等名
      ACM Symposium on Virtual Reality Software and Technology (VRST)
    • 発表場所
      Munich, Germany
    • 年月日
      2016-11-02 – 2016-11-04
  • [学会発表] 磁気式3次元トラッキングシステムにおけるLCコイル・マーカの設計と評価2016

    • 著者名/発表者名
      黄 佳維, 森 健, 高嶋 和毅, 枦 修一郎, 北村 喜文
    • 学会等名
      第21 回日本バーチャルリアリティ学会大会論文集
    • 発表場所
      つくば
    • 年月日
      2016-09-14 – 2016-09-16
  • [備考] IMxD

    • URL

      http://www.icd.riec.tohoku.ac.jp/project/3D-interaction/project_Magnetic-Motion.html

URL: 

公開日: 2018-01-16   更新日: 2022-08-26  

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