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2011 年度 実績報告書

高リスク作業の支援に対応可能な高信頼拡張現実感技術の開発

研究課題

研究課題/領域番号 23240016
研究種目

基盤研究(A)

研究機関奈良先端科学技術大学院大学

研究代表者

加藤 博一  奈良先端科学技術大学院大学, 情報科学研究科, 教授 (70221182)

研究分担者 中村 英一郎  産業医科大学, 医学部, 講師 (10412644)
石井 裕剛  京都大学, エネルギー科学研究科, 助教 (00324674)
天野 敏之  山形大学, 理工学研究科, 准教授 (60324472)
藤澤 誠  筑波大学, 図書館情報メディア研究科, 助教 (90508409)
キーワードバーチャルリアリティ / 可視化 / 拡張現実感 / 作業支援
研究概要

脊椎疾患の診断・手術支援に利用可能な拡張現実感技術に関しては,まず,X線撮像装置で唯一鮮明に撮影できる骨の輪郭線形状を重視した高精度レジストレーション手法について検討した.3次元自由曲面に対し,その輪郭形状に基づき位置姿勢を高速に推定する技術の高精度化やステレオ撮影による高精度化を試み,基本技術を確立した.厳密な精度評価を行うための手法についても検討し,生ブタ(体重約40kgのSPFブタ)を用いた実験によって,多少改善の余地は残されたものの,その妥当性を確認した.さらに,体内組織の変形などを高精度に推定する物理シミュレータの構築に向け,関連研究の調査を行い,本問題への適応可能性を検討した.
原子力プラントの保守点検作業などの支援に利用可能な拡張現実感技術に関しては,まず,画像中に観測されるハイライト情報からカメラ位置姿勢を高精度に推定する技術に関して検討した.環境中の照明物体として点光源・線光源に対応可能なリアルタイムレンダリングアルゴリズムを改良し,鏡面反射物体に映り込むハイライトを高速に計算するアルゴリズムを開発し,それを用いたシミュレーションから,カメラの位置姿勢の変化を推定するアルゴリズムを考案し,その基本的性能を確かめた.精度に関しては予想範囲内の結果が得られたが,実効速度においては満足の出来る結果を得ることが出来ず,その点で課題が残った。また,新たな拡張現実感情報提示手法に関して,実物体へのプロジェクタによって情報を投影する方式について検討および実験を行い,特にハンドヘルドシースルーディスプレイにおける視点位置のずれの影響を軽減するアイデアを考案した.

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

ほぼ計画通りの研究を実施できた.アイデアの検討などに関しては,満足のいく成果が得られたと思われる.ただし,その評価を実施するための方法において,病院内での設備への適合性などで多少検討事項が残された.しかし,大きな問題とは考えられず,今後の研究計画に影響を及ぼすものではない.

今後の研究の推進方策

当初計画通りに実施できると考えている.ただし,本研究計画の策定は福島第一原子力発電所事故以前であり,そのような破壊されたプラントにおける作業支援は想定していなかった.しかし,その問題の重要性を鑑み,破壊されたプラントでの作業支援も考慮に入れた手法の検討も可能であれば行いたい.

  • 研究成果

    (10件)

すべて 2012 2011

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (9件)

  • [雑誌論文] モデル予測制御を用いたプロジェクタカメラ系による見かけの制御2011

    • 著者名/発表者名
      天野敏之, 加藤博一
    • 雑誌名

      電子情報通信学会論文誌

      巻: J94-D(8) ページ: 1368-1375

    • 査読あり
  • [学会発表] Relation between Location of Information Displayed by Augmented Reality and User's Memorization2012

    • 著者名/発表者名
      Yuichiro Fujimoto, Goshiro Yamamoto, Jun Miyazaki, Hirokazu Kato
    • 学会等名
      3rd Augmented Human International Conference
    • 発表場所
      フランス,メジェーブ
    • 年月日
      2012-03-09
  • [学会発表] Tracking and Registration Technologies for Augmented Reality2011

    • 著者名/発表者名
      Hirokazu Kato
    • 学会等名
      The 18th International Display Workshops (IDW'11)
    • 発表場所
      愛知県名古屋市
    • 年月日
      2011-12-09
  • [学会発表] Re-PITASu Concept : Touch-Based Interaction Using Range Image Sensor with Image Projected onto Wall Surface2011

    • 著者名/発表者名
      Yuki Uranishi, Goshiro Yamamoto, Hirokazu Kato, Petri Pulli
    • 学会等名
      The 21st International Conference on Artificial Reality and Telexistence (ICAT2011)
    • 発表場所
      大阪府豊中市
    • 年月日
      2011-11-29
  • [学会発表] Model Based Tracking of Rigid Curved Objects using Sparse Polygonal Meshes2011

    • 著者名/発表者名
      Marina Atsumi Oikawa, Goshiro Yamamoto, Makoto Fujisawa, Toshiyiiki Amano, Jun Miyazaki, Hirokazu Kato
    • 学会等名
      The 21st International Conference on Artificial Reality and Telexistence (ICAT2011)
    • 発表場所
      大阪府豊中市
    • 年月日
      2011-11-29
  • [学会発表] Visualization of Geometric Properties of Fiexible Objects for Form Designing2011

    • 著者名/発表者名
      Goshiro Yamamoto, Ichiroh Kanaya, Keiko Yamamoto, Yuki Uranishi, Hirokazu Kato
    • 学会等名
      The 10^<th> International Symposium on Mixed and Augmented Reality (ISMAR2011)
    • 発表場所
      スイス,バーゼル
    • 年月日
      2011-10-28
  • [学会発表] Interaction : Re-PITASu Concept in Mixed Reality : Rangelmage-Projector-based Visualization Tool for Arbitrary Surfaces2011

    • 著者名/発表者名
      Yuki Uranishi, Goshiro Yamamoto, Hirokazu Kato, Petri Pulli
    • 学会等名
      Workshop on Authoring Solutions for Augmented Reality
    • 発表場所
      スイス,バーゼル
    • 年月日
      2011-10-26
  • [学会発表] Quantitative Evaluation Method for Model-based Tracking of 3D Rigid Curved Objects2011

    • 著者名/発表者名
      Marina Atsumi Oikawa, Goshiro Yamamoto, Makoto Fujisawa, Toshiyuki Amano, Jun Miyazaki, Hirokazu Kato
    • 学会等名
      The 2nd International Workshop on AR/MR Registration, Tracking and Benchmarking (TrakMark2011)
    • 発表場所
      スイス,バーゼル
    • 年月日
      2011-10-26
  • [学会発表] A Fast Simulation Method Using SPH and Wavelet for Sub-Particle-Scale Turbulent Flow2011

    • 著者名/発表者名
      Makoto Fujisawa, Go Mimura, Toshiyuki Amano, Jun Miyazaki, Hirokazu Kato
    • 学会等名
      Pacific Conference on Computer Graphics and Applications
    • 発表場所
      台湾,高雄
    • 年月日
      2011-09-22
  • [学会発表] Controlled Illumination for the Object Recognition with Projector Camera Feedback2011

    • 著者名/発表者名
      Toshiyuki Amano, Kazuki Osamura, Makoto Fujisawa, Jun Miyazaki, Hirokazu Kato
    • 学会等名
      IAPR Conference on Machine Vision Applications (MVA2011)
    • 発表場所
      奈良県奈良市
    • 年月日
      2011-06-13

URL: 

公開日: 2013-06-26  

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