高速可変焦点光学系を用いた高速三次元ビジョンの拡張

使用高速变焦光学系统扩展高速3D视觉

• 批准号: 22K17930
• 负责人: 田畑 智志
• 金额: $ 3万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 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 2026-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22K17930/
• 关键词: 小型高速三次元スキャナ; 高速三次元ビジョン; 高速ビジョン; 高速可変焦点制御; マーカー; 三次元計測; 可変焦点光学系; コンピュータビジョン

本研究の目的は，高速三次元形状計測の計測距離範囲拡大と高精度・高精細化であり，高速可変焦点光学系を用いたフィードバックシステムを構築することでこれを実現する．そのためには，高速三次元計測システムの計測アルゴリズムの拡張と可変焦点光学系との融合が必要となる．そこで本年度は小型高速三次元スキャナの開発と，可変焦点光学系を用いたフィードバックアルゴリズム及びキャリブレーション用マーカの基礎検討を行った．まず，計測対象を適切にとらえスキャンを行うには対象を安定してトラッキングする必要がある．そこで，これまでに開発してきた高速形状計測と高速運動計測に加え，新たにリアルタイムのモデル生成とドリフト補正アルゴリズムを導入し，高速にスキャンする手法を提案した．また，提案手法を小型ユニットで実現し，小型高速三次元スキャナとして実現した．10cm角の立方体に収まるサイズのユニットを手に持って操作し，1,000fpsの計測によってリアルタイムに計測対象のスキャンを達成した．また，可変焦点光学系においては制御によって合焦距離が変化する．そのため，キャリブレーションを安定して行うためには，適切な距離制御やピンボケに対してロバストなマーカを用いることが望ましい．そのため，計測時の距離制御方法と安定性と高精度性を満たすマーカの基礎検討を進めている．これらの開発及び基礎検討は，いずれも主目的に不可欠な要素技術であり，現段階ではそれぞれの要素を実現してきている．

は の this study purpose, the three dimensional shape measuring の measuring distance van 囲 company, big と high-precision, highly precise refinement で あ り, high-speed can use - focus light department を い た フ ィ ー ド バ ッ ク シ ス テ ム を build す る こ と で こ れ を be presently す る. そ の た め に は, the three dimensional measuring シ ス テ ム の measuring ア ル ゴ リ ズ ム の company, zhang と can - focus light department と の fusion が necessary と な る. そ こ で は small high speed three times this year yuan ス キ ャ ナ の open 発 と, can use - focus light department を い た フ ィ ー ド バ ッ ク ア ル ゴ リ ズ ム and び キ ャ リ ブ レ ー シ ョ ン with マ ー カ の base line beg を 検 っ た. ま ず, measuring like を appropriate polices に と ら え ス キ ャ ン を line う に は like を seaborne settle し て ト ラ ッ キ ン グ す る necessary が あ る. そ こ で, こ れ ま で に open 発 し て き た high-speed shape measuring と high-speed movement measuring に え, new た に リ ア ル タ イ ム の モ デ ル generated と ド リ フ ト corrected ア ル ゴ リ ズ ム を import し, high-speed に ス キ ャ ン す る technique proposed を し た. Youdaoplaceholder0, proposal approach を small-scale ユニットで implementation ユニットで, small-scale high-speed three-dimensional スキャナと て implementation て た. 10 cm Angle の cube に 収 ま る サ イ ズ の ユ ニ ッ ト に を hand hold っ て し operation, 1000 FPS の measuring に よ っ て リ ア ル タ イ ム に measuring like の seaborne ス キ ャ ン を reached し た. Youdaoplaceholder0, variable focus optical department にお て て にお control によって focusing distance が variation する. そ の た め, キ ャ リ ブ レ ー シ ョ ン を settle し て line う た め に は, appropriate な distance suppression や ピ ン ボ ケ に し seaborne て ロ バ ス ト な マ ー カ を with い る こ と が hope ま し い. そ の た め, suppression method when measuring の distance と stability と high-precision sex を against た す マ ー カ の beg を into basic 検 め て い る. こ れ ら の open 発 and び 検 for は, い ず れ も main purpose に not owe な elements technology で あ り, now Duan Jie で は そ れ ぞ れ を の elements be presently し て き て い る.

项目成果

小型高速三次元スキャナの開発

小型高速3D扫描仪的开发

• 发表时间: 2022
• 作者: 田畑智志;渡辺義浩;石川正俊
• 通讯作者: 石川正俊