多重化レーザーによる任意物体の３次元運動センシング

概要

モーションキャプチャを用いた人体の運動の取得，加速度センサやジャイロセンサを用いたスマートフォンの運動の取得など， コンピュータビジョンやユーザインタフェースの分野において，物体の運動情報は広く活用されており，その計測対象は多様化している． しかし，接触型のセンサやカメラを用いた従来の計測システムは既知の物体を計測対象とすることを前提としており，未知の物体を 対象とすることは困難であった．接触型のセンサは対象への設置による拘束が必要であるため， 不特定の対象に適用することはできない．また，カメラを用いたシステムは対象の形状やテクスチャに関する 事前知識を用いて，特徴点の検出や対応点の探索を行う必要があるため，計算コストが高く， 形状やテクスチャに特徴の無い物体を対象とすることができないという問題があった． 本研究では，多重化したレーザーを用いて非接触計測した対象の断片的な運動情報を数理的に統合し， 回転や並進といった剛体の３次元運動速度を算出する手法を提案する． この手法では，対象の形状やテクスチャの情報を一切用いないため，これらに依存することなく，数点のレーザー照射のみによって 高速かつ無拘束に未知対象の回転・並進速度を物理的に取得することができる． また, 本システムで取得した運動情報の応用例として，対象を限定しないモーションキャプチャや， 任意の物体をゲームコントローラとして扱う応用，さらに，運動情報を用いた３次元形状計測の応用を実装し，本手法の有用性を示した．

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参考文献

1. L. Miyashita, R. Yonezawa, Y. Watanabe and M. Ishikawa : 3D Motion Sensing of any Object without Prior Knoledge, SIGGRAPH Asia 2015, Technical Papers, Kobe, Japan, 2-5 Nov. (2015)
2. 宮下 令央, 米澤 亮太, 渡辺 義浩, 石川 正俊: 多重化レーザー計測を用いた任意物体の３次元運動センシングとその応用, 第20回日本バーチャルリアリティ学会大会論文集 (VRSJ2015), 21D-2 (2015)
3. 米澤 亮太, 宮下 令央, 渡辺 義浩, 石川 正俊: 多重化レーザー計測による三次元運動センシングを用いた三次元形状統合, 第33回日本ロボット学会学術講演会論文集 (RSJ2015), 1H1-02 (2015)