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パターン光を投影して、動いている物体表面の3次元形状を精密に計測する技術

Aug,15,2012

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パターン光を投影して、動いている物体表面の3次元形状を精密に計測する技術

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産業技術総合研究所などのグループは、カメラとプロジェクタを使って、動いている物体の3次元形状を精密に計測する技術を開発しました。



今回開発した手法は、計測対象の物体にパターン光を投影し、カメラで撮影したパターンを画像処理することで、撮影した物体の3次元表面形状を計測します。1枚の画像から立体形状を測定できるため、高速度カメラを用いた測定も可能です。



"よく見ると、それぞれの線が波線になっていまして、その波線のパターンに工夫がありまして、それを見ると、プロジェクタからどのパターンが投影されているかが、カメラ画像から分かることになります。そうすると、プロジェクタとカメラを使って三角測量をすることができて、その瞬間の形が分かるということになります。"



この手法では、従来のモーションキャプチャよりも計測位置が多いため、衣服のしわや手の細かな形状も計測できます。また、誤差が1〜2mmと高精度であるため、従来、形状が変化するために形状の計測が十分に行われていなかった分野への応用が期待されます。



"例えばマルチメディア、ヴァーチャルリアリティやゲームとか体を使って操作するというのが研究されていますが、そういう技術のパーツとして使えます。計測したデータの応用としては、例えばスポーツ選手がどのような体の使い方をしているかという運動の解析に利用できるのではと考えています。"



パターンが投影できるものなら、異なる機器でも柔軟に適用できるという特徴があるため、例えば、立体視できる顕微鏡を使って極小領域にパターン光を投影するシステムを構築すれば、顕微鏡画像から形状を計測することも可能です。



"今は計測した所で止まっているんですが、計測したデータをどのように使うかということで、運動解析や材料解析とか、応用にも関わっていきたいです。計測できる対象をどんどん増やしたいというのもあります。地震の揺れの解析などで、建物がどのように揺れるかいう解析に使えるのではないかとか、将来的には非常に長い距離、グラウンドの真ん中あたりにいる選手がどのような動きをしているかというような広い範囲で計測できれば、スポーツ解析だけじゃなくて、3次元映像の分野でも非常におもしろいものが撮れるのではと考えています。"

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