高速高精度三次元ビジョンを用いた時空間アーカイブ

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本研究では，高速高精度三次元計測技術を基盤技術として動的環境の高速リアルタイム計測を目指し，時系列・複数の計測システムによる高速統合や計測データを用いたフィードバックシステムの開発・実現を行っている．本年度は特に，これまでに実現した「剛体の6自由度高速トラッキング手法」とフィードバックシステムである「マーカレスダイナミックプロジェクションマッピング」の詳細な評価と, 三次元計測技術の高解像化に関する研究に取り組んだ．まず，剛体の6自由度高速トラッキング手法は，計測の時系列性・高速性に着目し，剛体運動を高速に推定する手法である．高速三次元計測で得られる時系列データは高時間分解能であるため, 計測間の運動が微小という仮定により効率的に運動を求められる．これにより1,000fpsのリアルタイム計測を実現している．本年度は，処理時間と精度を従来手法と比較するとともに，仮定を満たす運動速度を求めた．本技術により，シングルシステムの時系列統合や，運動情報の記録やフィードバックが可能となり，幅広い応用が期待される．次に，マーカレスダイナミックプロジェクションマッピングは，高速トラッキング手法とモデルベースのドリフト補正を組み合わせて高速高精度に投影対象の位置姿勢を求め，運動物体にマーカレスに投影を行う手法である．本年度は，投影までの遅延や各構成要素の有効性を確認した．この技術により，人間が遅延を知覚しない速度でマーカレスに投影できる．最後に，三次元計測技術の高解像化では，位相シフト法と呼ばれる三次元計測手法において，投影パターンに順序構造を導入し，ピクセルごとの距離情報を投影枚数を増加させずに求める手法を提案した．高速プロジェクタと高速カメラのシステムに実装し，500fps以上でピクセルワイズに三次元計測を達成した．本技術により，詳細な形状情報が高速に計測可能になった．