高速高精度な三次元無拘束ダイナミック情報取得・提示システムに関する研究

本研究の目的は，適切な校正手法を用いた計測システムの高精度化ならびに安定的なトラッキングなどを実現し，それらの要素技術に基づく高速な情報の取得・提示システムを構築し，既存の物体や環境を動的対象でも高機能なインターフェースの道具として扱えるようにすることである．本年度は特に，安定的トラッキングによる投影技術の更なる評価と，各種カメラ校正技術の更なる開発・評価を行った．1つ目の研究成果としては，高速光軸制御系における再帰照明系（再帰性反射背景と同軸落射照明）を利用した照明変動に頑健なトラッキング手法による，ダイナミックプロジェクションマッピング（DPM）技術「るみぺん２」である．本年度は特に1,000fpsの高速プロジェクタ・カメラ系との対比として，対象の姿勢推定処理も含めた場合の投影性能を確認した．対象の姿勢・形状に合わせた投影において，プロジェクタのレイテンシが一番の課題であり，高速光軸制御系によるDPMにおいて低レイテンシであれば低フレームレート（60fpsなど）でも充分なことを示唆する結果を示した．2つ目は，運動物体の継続的高解像度三次元計測に必要な，高速光軸制御系・カメラ系の校正手法である．本年度はサブピクセルという充分な性能の達成，そしてステレオ系による高い三次元計測精度を評価・確認した．3つ目は，マルチカメラ系のカメラ校正に有用な，フラクタル校正パターンである．本年度は，撮影の継続性の更なる向上に向けた，望遠カメラを搭載した高速光軸制御系と広角カメラによる協調システムを例に挙げ，この大きくズーム倍率の異なるマルチカメラ系のカメラ校正が容易に達成できることを示した．以上の高速光軸制御系に関する様々な要素技術を開発・評価して有効性を確認し，高速な情報の取得・提示システムを実現した．

本研究の目的は，適切な校正手法を用いた計測システムの高精度化ならびに安定的なトラッキングなどを実現し，それらの要素技術に基づく高速な情報の取得・提示システムを構築し，既存の物体や環境を動的対象でも高機能なインターフェースの道具として扱えるようにすることである．本年度は特に，安定的トラッキングによる投影技術の更なる評価と，各種カメラ校正技術の更なる開発・評価を行った．1つ目の研究成果としては，高速光軸制御系における再帰照明系（再帰性反射背景と同軸落射照明）を利用した照明変動に頑健なトラッキング手法による，ダイナミックプロジェクションマッピング（DPM）技術「るみぺん２」である．本年度は特に1,000fpsの高速プロジェクタ・カメラ系との対比として，対象の姿勢推定処理も含めた場合の投影性能を確認した．対象の姿勢・形状に合わせた投影において，プロジェクタのレイテンシが一番の課題であり，高速光軸制御系によるDPMにおいて低レイテンシであれば低フレームレート（60fpsなど）でも充分なことを示唆する結果を示した．2つ目は，運動物体の継続的高解像度三次元計測に必要な，高速光軸制御系・カメラ系の校正手法である．本年度はサブピクセルという充分な性能の達成，そしてステレオ系による高い三次元計測精度を評価・確認した．3つ目は，マルチカメラ系のカメラ校正に有用な，フラクタル校正パターンである．本年度は，撮影の継続性の更なる向上に向けた，望遠カメラを搭載した高速光軸制御系と広角カメラによる協調システムを例に挙げ，この大きくズーム倍率の異なるマルチカメラ系のカメラ校正が容易に達成できることを示した．以上の高速光軸制御系に関する様々な要素技術を開発・評価して有効性を確認し，高速な情報の取得・提示システムを実現した．