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2013 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 石井 裕剛  京都大学, エネルギー科学研究科, 助教 (00324674)
中村 英一郎  産業医科大学, 医学部, 講師 (10412644)
天野 敏之  和歌山大学, システム工学部, 准教授 (60324472)
藤澤 誠  筑波大学, 図書館情報メディア研究科(系), 助教 (90508409)
研究期間 (年度) 2011-04-01 – 2015-03-31
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

全体としては,前年度開発したアルゴリズムや装置を改良し,精度などの向上を目指した.
奈良先端大グループでは,腰椎の位置姿勢の高精度推定手法に対しては,筑波大グループで開発したCTボリューム変形手法を組み込み,精度の向上を行った.また,鏡面物体の位置姿勢推定手法に関しては,昨年度新たに考案した手法を実装し,また,特徴点ベースの手法も新たに実装し,その評価を行った.
筑波大グループでは,最終的なシステムに必要となる物理シミュレーション技術の開発を進め,新たにボリュームデータ作成のための弾性変形シミュレーションシステムを開発した.また,昨年に引き続いてシミュレーション結果からの境界抽出・追跡手法に関してその成果を発表した.
和歌山大グループでは,高リスク環境での作業員のユーザ視認性を向上させる技術として,プロジェクタとカメラの瞳位置を一致させた一体型のプロジェクタカメラ系を製作した.また,プロジェクタカメラフィードバックによる逐次的な処理によって,スポットライトのように扱えるプロジェクションマッピング技術を確立した.
京都大グループでは,環境の変化を自動的に認識してトラッキングに用いる自然特徴 点データベースを更新する手法を実現し,原子力発電プラント内で性能評価実験を行った.その結果、ポンプの移動などの環境の変化を正しく認識し,適切にデータベースを更新できること,マーカを用いた手法と同等の精度でトラッキングを実行できることを確認した.また,点群形状情報と深度カメラを用いたリローカリゼーション手法も実現した.
産業医科大グループでは,奈良先端大グループによって開発された腰椎の位置姿勢の高精度推定手法を診断に応用するための可視化手法や診断用の評価指標について検討を行った.さらに,実際に診断の現場での利用を想定した,有効性の確認するための評価実験に着手した.

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

・腰椎の高精度位置姿勢推定技術がほぼ完成し,実用を想定した評価実験を残すだけとなった.また,その評価実験に関しても,すでに着手することができた.
・新たにボリュームデータ作成のための弾性変形シミュレーションシステムを開発することができており,これにより患者姿勢に合わせた体内組織の変形をシミュレートすることが可能となった.
・大型の液晶プロジェクタと大掛かりな光学系が必要であった装置を小型で一体化した扱いやすい筐体に実装した.また,提案手法を実装して動作の確認を行うこともできた.ただし,従来の装置と比べると制御性能は満足行くものでなく,さらなる改善が必要でとなっている.
・環境の変化を認識してデータベースを自動的に更新する手法を実現し,原子力発電プラント内での性能評価実験まで計画通りに実施できた.ただし、手法をリアルタイムで実行するためには高性能なノートパソコンが必要であるため,実用化するためには処理を並列化するなどの対策が必要となっている.

今後の研究の推進方策

本プロジェクトの最終年度として,これまでに開発したアルゴリズムや装置を統合しシステム化を行ったり,有効性についての評価を実施する.
また,物理シミュレータに関しては,変形システムの計算速度をさらに向上させるとともに,局所的なパラメータ変化などにも対応できるようにすることで様々な状況に耐えられるようにすることを目指す.
原子力発電所における作業支援システムに関しては,これまでに開発してきた自走ロボットとレーザレンジファインダを用いてトラッキングに必要な点群形状と自然特徴のデータベースを構築する手法,環境の変化を認識してデータベースを自動的に更新する手法等を組み合わせ,原子力発電プラント内で利用可能な拡張現実感を用いた解体作業計画支援システムを実現する.

  • 研究成果

    (23件)

すべて 2014 2013 その他

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件) 学会発表 (15件) (うち招待講演 2件) 図書 (1件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] Geometrically-Correct Projection-Based Texture Mapping onto a Deformable Object2014

    • 著者名/発表者名
      Yuichiro Fujimoto, Ross T. Smith, Takafumi Taketomi, Goshiro Yamamoto, Jun Miyazaki, Hirokazu Kato, Bruce H. Thomas
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Visualization and Computer Graphics

      巻: Vol. 20, No. 4 ページ: 540-549

    • DOI

      10.1109/TVCG.2014.25

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Augmented Reality Learning Experiences: Survey of Prototype Design and Evaluation2013

    • 著者名/発表者名
      Marc Ericson C. Santos, Angie Chen, Takafumi Taketomi, Goshiro Yamamoto, Jun Miyazaki, Hirokazu Kato
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Learning Technologies

      巻: Volume:PP , Issue: 99 ページ: 1-20

    • DOI

      10.1109/TLT.2013.37

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Calculation of Velocity on an Implicit Surface by Curvature Invariance2013

    • 著者名/発表者名
      Makoto Fujisawa, Yojiro Mandachi, Kenjiro T. Miura
    • 雑誌名

      Journal of Information Processing

      巻: Vol.24, No.4 ページ: 674-680

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Plant maintenance and dismantling work support based on three-dimensional scanning technology2013

    • 著者名/発表者名
      Hirotake Ishii
    • 雑誌名

      International Journal of Nuclear Safety and Simulation

      巻: Vol.4, No.2 ページ: 97-104

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 整形外科関連疾患での慢性の痛み I 基礎/臨床研究 2.臨床研究 3)運動器疾患のQOL2013

    • 著者名/発表者名
      中村英一郎,亀川修一,大友 一,山口将則,清水建詞,成沢研一郎,中村利孝
    • 雑誌名

      ペインクリニック

      巻: 別冊春号Vol.34通巻290号 ページ: S67-S75

    • 査読あり
  • [学会発表] ピクセルマップ更新による動的な投影ずれ補償2014

    • 著者名/発表者名
      笠谷 昇平,天野 敏之,大槻 正樹
    • 学会等名
      情報処理学会CVIM研究会
    • 発表場所
      東京大学生産技術研究所(東京都目黒区)
    • 年月日
      20140304-20140305
  • [学会発表] モバイルプロジェクタカメラ系のためのオンライン光学補償2014

    • 著者名/発表者名
      川口 敬宏,天野 敏之,大槻 正樹
    • 学会等名
      情報処理学会CVIM研究会
    • 発表場所
      東京大学生産技術研究所(東京都目黒区)
    • 年月日
      20140304-20140305
  • [学会発表] Enhancing QoE of Daily Life with Augmented Reality2014

    • 著者名/発表者名
      Hirokazu Kato
    • 学会等名
      8th International Workshop on Video Processing and Quality Metrics for Consumer Electronics (VPQM2014)
    • 発表場所
      Chandler, Arizona, USA
    • 年月日
      20140130-20140131
    • 招待講演
  • [学会発表] Geometric Registration for Zoomable Camera Using Epipolar Constraint and Pre-calibrated Intrinsic Camera Parameter Change2013

    • 著者名/発表者名
      T. Taketomi, K. Okada, G. Yamamoto, J. Miyazaki, H. Kato
    • 学会等名
      Int. Sympo. on Mixed Augmented Reality (ISMAR2013)
    • 発表場所
      Adelaide, SA, Australia
    • 年月日
      20131001-20131004
  • [学会発表] 深度カメラを用いた保証可能なリローカリゼーション2013

    • 著者名/発表者名
      半田 大樹, 石井 裕剛, 下田 宏
    • 学会等名
      第18回日本バーチャルリアリティ学会大会
    • 発表場所
      うめきた・グランフロント大阪(大阪府大阪市)
    • 年月日
      20130918-20130920
  • [学会発表] 動的環境における広域カメラトラッキングのための自然特徴点データベースの更新手法2013

    • 著者名/発表者名
      顧 穎成, 石井 裕剛, 下田 宏
    • 学会等名
      第18回日本バーチャルリアリティ学会大会
    • 発表場所
      うめきた・グランフロント大阪(大阪府大阪市)
    • 年月日
      20130918-20130920
  • [学会発表] プロジェクタカメラ系による実世界の見かけ操作2013

    • 著者名/発表者名
      天野敏之
    • 学会等名
      日本バーチャルリアリティ学会第18回大会
    • 発表場所
      うめきた・グランフロント大阪(大阪府大阪市)
    • 年月日
      20130918-20130920
    • 招待講演
  • [学会発表] 光投影による物体の実時間質感操作2013

    • 著者名/発表者名
      天野敏之
    • 学会等名
      日本バーチャルリアリティ学会第18回大会
    • 発表場所
      うめきた・グランフロント大阪(大阪府大阪市)
    • 年月日
      20130918-20130920
  • [学会発表] モバイル深度カメラによる実世界情報のリアルタイム可視化2013

    • 著者名/発表者名
      半田 大樹, 顧 穎成, 北村 尊義, 石井 裕剛, 下田 宏
    • 学会等名
      ヒューマンインタフェースシンポジウム2013
    • 発表場所
      早稲田大学(東京都新宿区)
    • 年月日
      20130910-20130913
  • [学会発表] Enhancing Metric Perception with RGB-D Camera2013

    • 著者名/発表者名
      Daiki Handa, Hirotake Ishii, Hiroshi Shimoda
    • 学会等名
      15th International Conference on Human-Computer Interaction
    • 発表場所
      Las Vegas, Nevada, USA
    • 年月日
      20130721-20130726
  • [学会発表] Authoring Augmented Reality Learning Experiences as Learning Objects2013

    • 著者名/発表者名
      Marc Ericson C. Santos, Goshiro Yamamoto, Takafumi Taketomi, Jun Miyazaki, Hirokazu Kato
    • 学会等名
      the 13th IEEE International Conference on Advanced Learning Technologies (ICALT2013)
    • 発表場所
      Beijing, China
    • 年月日
      20130715-20130718
  • [学会発表] Augmented Reality X-rayInteraction in K-12 Education2013

    • 著者名/発表者名
      Marc Ericson C. Santos, Angie Chen, Mitsuaki Terawaki, Goshiro Yamamoto, Takafumi Taketomi, Jun Miyazaki, Hirokazu Kato
    • 学会等名
      the 13th IEEE International Conference on Advanced Learning Technologies (ICALT2013)
    • 発表場所
      Beijing, China
    • 年月日
      20130715-20130718
  • [学会発表] 陰関数曲面フィッティングを用いたパーティクル法における表面可視化手法の開発2013

    • 著者名/発表者名
      竹谷 健,藤澤 誠,三河 正彦,田中 和世
    • 学会等名
      グラフィックスとCAD/Visual Computing合同シンポジウム2013
    • 発表場所
      リンクステーションホール青森(青森県青森市)
    • 年月日
      20130622-20130623
  • [学会発表] Adaptive Particle Splitting Based on Turbulence Energy for Fluid Simulations on GPUs

    • 著者名/発表者名
      Arno in Wolde Luebke, Makoto Fujisawa, Takafumi Taketomi, Goshiro Yamamoto, Jun Miyazaki, Hirokazu Kato
    • 学会等名
      情報処理学会 グラフィクスとCAD研究会 第152回研究発表会
    • 発表場所
      穂の国とよはし芸術劇場プラット(愛知県豊橋市)
  • [学会発表] Projection Based Real-time Material Appearance Manipulation

    • 著者名/発表者名
      Toshiyuki Amano
    • 学会等名
      2nd IEEE International Workshop on Computational Camera and Displays in conjunction on CVPR2013
    • 発表場所
      Portland, Oregon, USA
  • [図書] CGのための物理シミュレーションの基礎2013

    • 著者名/発表者名
      藤澤 誠
    • 総ページ数
      240
    • 出版者
      マイナビ
  • [備考] インタラクティブメディア設計学研究室

    • URL

      http://imd.naist.jp/index.html

  • [備考] 見かけの制御を応用した実世界の質感制御

    • URL

      http://sar.sys.wakayama-u.ac.jp/research/sar.html

URL: 

公開日: 2015-05-28  

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