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球面レンズ式マクロステレオフォトグラフィによる微小物体の三次元形状・反射特性計測

利用球面透镜宏观立体摄影测量微小物体的三维形状和反射特性

基本信息

批准号：
22K17914
负责人：
川原僚
金额：
$ 1.91万
依托单位：
Kyushu Institute of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

研究目的：本研究の目的は，球面レンズを用いたマクロステレオフォトグラフィの光線解析による微小物体の三次元形状・反射特性計測である．対象表面の視覚的情報を広範囲に捉える光学系として球面レンズおよび鏡を用いた撮像系を考える．撮像系が捉える光線空間を，その物理的なモデル化によって観測情報から獲得し，得られた光線空間の幾何学的・光学的解析によって不透明物体の表面形状および反射特性の復元手法までを明らかにする．よって具体的には，実際の内視鏡を設計して撮影・解析を行うのではなく，等価な環境として光源，球面レンズ，鏡，カメラを準備し，被写体を接写撮影できる環境を構築して手法の有効性の実証に注力する．令和4年度の実施計画及び内容：- プロジェクタ，球面レンズ，表面反射鏡，カメラからなる接写撮像系において，撮像系が捉える光線空間をモデル化するにあたり，まずはプロジェクタの各画素から照射されカメラで観測される光線についての物理的な変換関係を記述した．そして撮像系の具体的な配置の設計，光線空間の記述とその幾何学的解析方法を明らかにするとともに，撮像系のキャリブレーション法を確立した．- 計測環境を実際に構築して撮像系のキャリブレーションを行い，不透明物体として1センチ以下の拡散反射物体を対象とし撮影を行った．そして観測情報から得られる光線空間の解析によって形状計測を行い，得られた形状の評価によって手法の有効性を実証し，これらの成果をとりまとめた．

Objective: The purpose of this study is to measure the three-dimensional shape and reflection characteristics of small objects by light analysis of spherical particles. The optical system of the image surface is described in detail. The imaging system captures the light space and obtains the geometric and optical analysis of the light space. The surface shape and reflection characteristics of the opaque object are obtained by complex methods. The specific design, imaging, analysis and operation of the endoscope, etc., environment, light source, spherical mirror, lens preparation, subject, imaging, environment construction, technique and effective practical attention. The implementation plan and contents of the fourth year of Ling He include: -description of physical transformation relations between pixels, spherical mirrors, surface mirrors, image acquisition systems, image acquisition systems, and light space. The specific configuration of the image system is designed, the geometric analysis method of the description of the light space is clarified, and the method of the image system is established. The measurement environment is constructed in such a way that the opaque object and the diffuse reflective object can be reflected. The information obtained from the measurement is analyzed in the light space and the shape is measured in the evaluation method.