| 研究課題/領域番号 |
26709012
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| 研究機関 | 東北大学 |
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研究代表者 |
荒井 翔悟 東北大学, 情報科学研究科, 助教 (80587874)
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| 研究期間 (年度) |
2014-04-01 – 2018-03-31
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| キーワード | 三次元計測 / 三次元点群 |
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| 研究実績の概要 |
本研究は，飛行体に搭載したプロジェクターカメラによって高精度なアクティブ三次元計測を実現するために，高精度三次元計測技術とそれに伴う飛行体制御技術の確立を目的としている．
平成27年度は高精度三次元計測法についての検討を行った．プロジェクタとカメラを利用したアクティブ計測法は，テクスチャレスな対象を計測可能であるという大きなメリットを有している．今年度は，アクティブステレオ法に分類される位相シフトと呼ばれる三次元計測法に着目し，この方法を利用した高精度三次元計測法の検討を行った．位相シフト法では，正弦波状の照射パタンをプロジェクタから投影し，対象からの反射光をカメラで撮像することで三次元計測が行われる．位相シフト法にはサブピクセル精度での三次元計測が可能であるというメリットがある．三次元計測には3以上の照射パタンを必要とし，照射パタン数と三次元計測精度の間には正の相関がある．一方，飛行体に位相シフト法を組み込んだ三次元計測装置を搭載する場合，照射パタン数の増加は計測時間の増加につながり，計測中の飛行体の微小な移動により三次元計測精度が悪化することが想定される．そこで，位相シフト法における照射パタン数と三次元計測精度の関係を理論的に考察し，少ない照射パタン数で高精度三次元計測が可能な手法を提案した．
また，三次元計測で得られた三次元点群の処理技術についての研究開発を実施し，考案された技術を産業ロボットの三次元認識に展開した．
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| 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
現在までの達成度について，昨年度と同様「プロジェクタ-カメラシステムによる三次元計測」と「飛行体の制御系構築準備」に分けて評価する．
プロジェクタ-カメラシステムによる三次元計測: アクティブ三次元計測法の一つに分類される位相シフト法における照射パタン数と三次元計測精度に関する理論的な解析を行い，少ない照射パタン数で高精度三次元計測が可能な手法を開発した．また，昨年度に引き続き半透明物体の計測を目的とした適切な照射パタンの検討を実施した．
飛行体の制御系構築準備: 屋内実験を想定した飛行実験の準備を行った．屋内ではGPSが使用できないため当初はマニュアルによる飛行試験を予定していたが，モーションキャプチャシステムを使用して飛行体の位置と姿勢を取得することで自律飛行制御が可能となるため，実験の方針を変更した．本年度は，実際にモーションキャプチャシステムを利用した位置取得実験を行い，必要な精度が得られているかの確認を行った．
以上の達成度を総合的に勘案して，おおむね順調との判断を行った．
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| 今後の研究の推進方策 |
今後も引き続き三次元計測手法と飛行体を使用した実験準備に取り組む．
三次元計測については，従来通り構成素材毎に適切な照射パタンを構成するというアプローチに加えて，構成素材に依らず最適なパタンを計算するアルゴリズムの開発に取り組む．また，本年度得られた結果を元に位相シフト法の解析と高精度化に引き続き注力する．
飛行体を使用した実験準備については，前項目に記した通りモーションキャプチャシステムを利用した屋内飛行実験の準備を引き続き進める．
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| 次年度使用額が生じた理由 |
前年度同様 N3-Airが不要となったため，次年度使用額が引き続き発生している．
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| 次年度使用額の使用計画 |
三次元計測装置の購入費用に当てる予定である．
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