カメラ画像と超音波測距による可搬性を備えた高精度モーションキャプチャシステム

2013 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 24650076
• 研究種目: 挑戦的萌芽研究
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 知覚情報処理・知能ロボティクス
• 研究機関: 北海道大学
• 研究代表者: 杉本 雅則 北海道大学, 情報科学研究科, 教授 (90280560)
• 連携研究者: 橋爪 宏達 国立情報学研究所, アーキテクチャ科学研究系, 教授 (40172853)
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2014-03-31
• キーワード: センシングデバイス・システム / モーションキャプチャシステム

研究概要

超音波とカメラを用いて、モーションキャプチャのための３次元トラッキングシステムを構築した。超音波により距離、カメラにより距離方向の鉛直面でのターゲット位置を取得する。提案システムは安価なカメラと超音波送受信機で構成され、非常にコンパクトに実装できる。測位性能向上のため、超音波送信機の位相特性補正を行い、位相補正面をBスプライン関数で補完するという方法を取った。実験の結果RMSEが1.20mm(静止時）、1.66mm(毎秒1m)での３次元トラッキングが可能であることが示せた。これは、最新の高価なモーションキャプチャシステムに匹敵する性能である。

研究成果

• [雑誌論文] An Accurate and Compact 3D Tracking System Using a Single Camera and Ultrasound (2014)
  • 著者名/発表者名: Sugimoto, M., Kanie, N., Nakamura, S., Hashizume, H.
  • 雑誌名: Journal of Location Based Services 巻: Volume. 8, Issue 1 ページ: 18-35
• [学会発表] Smart Phone Localization Method using Dual-carrier Acoustic Waves (2013)
  • 著者名/発表者名: Akiyama, T., Nakamura, M., Sugimoto, M., Hashizume, H.
  • 学会等名: In Proceedings of IEEE IPIN 2013
  • 発表場所: Montbeliard-Belfort, France
  • 年月日: 2013-10-29
• [学会発表] 超音波とスマートフォンを用いることによる屋内三次元位置推定 (2013)
  • 著者名/発表者名: 中村, 秋山, 杉本, 橋爪
  • 学会等名: 2013情報処理北海道シンポジウム
  • 発表場所: 室蘭
  • 年月日: 2013-10-05
• [学会発表] 2搬送波音波を用いたスマートフォンによる屋内測位手法 (2013)
  • 著者名/発表者名: 秋山, 中村, 杉本, 橋爪
  • 学会等名: 日本音響学会2013年秋季研究大会
  • 発表場所: 豊橋
  • 年月日: 2013-09-25
• [学会発表] An Accurate 3D Localization Technique using a Single Camera and Ultrasound (2012)
  • 著者名/発表者名: Sugimoto, M., Kanie, N., Nakamura, S., Hashizume, H.
  • 学会等名: In Proceedings of IEEE IPIN 2012
  • 発表場所: Sydney, Australia
  • 年月日: 2012-11-14
• [学会発表] 空中超音波の特性と対象測位・イメージング技術 (2012)
  • 著者名/発表者名: 橋爪, 杉本
  • 学会等名: 日本音響学会秋季研究発表会
  • 発表場所: 信州大学, 長野
  • 年月日: 2012-09-20
• [学会発表] 単眼カメラと超音波を用いた高精度三次元位置認識手法 (2012)
  • 著者名/発表者名: 杉本, 蟹江, 中村, 橋爪
  • 学会等名: ロボティクス・メカトロニクス講演会2012 (ROBOMEC 2012)
  • 発表場所: 浜松, 静岡
  • 年月日: 2012-05-27