姿勢を可視化するレンズシートを用いた画像計測技術の開発と高精度3次元測位への応用

开发利用透镜片实现姿势可视化的图像测量技术及其在高精度3D定位中的应用

• 批准号: 21H03471
• 负责人: 田中 秀幸
• 金额: $ 11.15万
• 依托单位: National Institute of Advanced Industrial Science and Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21H03471/
• 关键词: 高精度マーカ; 測位; 動作認識; 計測; 画像; レンズアレイ; センサ融合; 画像計測; LEAGセンサ; xDR; Visual SLAM

<1(3)自由マーカの生成技術の開発> 自由マーカを構成する部品としての、細長い形状の高精度マーカ（LeagTag）とその計測アルゴリズムを開発し、従来の高精度マーカと同等の計測精度（位置誤差が計測距離の1%程度、姿勢誤差が0.5°未満）を達成した。特殊レンズ部品であるLEAGを省略したマーカについて、計測精度の評価、およびそれを複数用いた動作計測システムを開発した。ここでは、10mm角のマーカを用いた指先の位置と姿勢の精密な計測から、500mm角のマーカを用いたフォークリフトの移動軌跡の計測まで、幅広いスケールにわたって高精度マーカの応用が可能であることを示した。<2(1)「マーカ計測+IMUのみによる自律航法」による測位技術の開発>歩行者の身長だけをパラメータとした簡易モデルを用い、加速度センサの2階積分を用いることなく、歩行者の移動軌跡を推定する技術と、マーカによる測位技術を融合した測位システムを開発した。<2(2)「マーカ計測+xDR」による測位技術の開発>首掛け型ウェアラブルデバイスにマーカ測位機能とPDR機能を実装し、双方のデータを無線で送信してPC上で融合する測位システムを開発した。そのデモを国内展示会にて行った。VisualSLAMとの融合については計画より遅れているが、その代わりに、このデバイスに搭載のカメラを用いて画像だけから手指骨格の推定を行うシステムを開発した。これにより、測位だけでなく手指動作の計測ができるようになった。これは、作業者の自動作業認識・記録システムの実現につながる成果といえる。

<1（3）开发自由标记生成技术>我们已经开发了一个高度准确的标记物（Leagtag），其长长形状是组成免费标记的组件及其测量算法，以达到与常规高级远程标记物相同的测量准确性（位置误差约为测量距离和柱子误差的1％，比0.5 5°少于0.5°）。我们已经针对省略了Leag，特殊镜头部分以及使用其中的多个的标志物进行了测量精度评估。在这里，我们证明可以在宽范围的尺度上应用高精度标记，从使用10mm平方标记的指尖的位置和姿势进行精确测量，以测量使用500mm平方标记的叉车的运动轨迹。 <2（1）使用“仅使用标记测量 + IMU的自主导航”来开发定位技术，我们已经开发了一种定位系统，该系统结合了一项技术，该系统可以估算行人的运动轨迹，而无需使用简单的型号使用Marker定位，而无需使用Marker定位的两个阶段的加速传感器整合。 <2（2）使用“标记测量 + XDR”>开发定位技术，我们已经开发了一个定位系统，该系统在颈部安装的可穿戴设备上实现标记定位和PDR功能，并将数据无线传输并将其集成到PC上。示威活动在国内展览中举行。尽管与VisualSlam的集成延迟了计划，但我们开发了一个系统，该系统使用该设备上安装的相机来估计单独的图像中的手骨架。这不仅允许定位，还允许手指运动的测量。可以说这是导致工人自动识别和录音系统实现的结果。

项目成果

首掛け型ウェアラブルデバイスを用いた測位と手指の動作認識

使用颈部可穿戴设备进行定位和手指运动识别

• 发表时间: 2022
• 作者: Nobuyoshi Kaiki;Sakriani Sakti;Satoshi Nakamura;田中秀幸
• 通讯作者: 田中秀幸

A High-Accuracy Fiducial Marker with Parallel Lenticular Angle Gauge

带有平行光栅角度计的高精度基准标记

• DOI: 10.1109/iros51168.2021.9635988
• 发表时间: 2021
• 期刊: Proc. 2021 IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems (IROS)
• 作者: Hideyuki Tanaka;Kunihiro Ogata
• 通讯作者: Kunihiro Ogata

Basic Study of Upper Limb Movement Estimation and Function Evaluation including Shoulder Girdle by Multi-Sensing Flexible Sensor Wear

多传感柔性传感器佩戴的上肢运动估计和包括肩带在内的功能评估的基础研究

• 发表时间: 2022
• 期刊: Proceedings of 2022 IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems (IROS)
• 作者: K. Ogata;S. Kanazawa;H. Tanaka;T. Kurata
• 通讯作者: T. Kurata

高精度マーカを用いた簡易動作計測

使用高精度标记进行简单的运动测量

• 发表时间: 2021
• 作者: 田中秀幸

Simple Three-Dimensional Motion Measurement System using Marker-IMU System

使用 Marker-IMU 系统的简单三维运动测量系统

• DOI: 10.1109/embc46164.2021.9629829
• 发表时间: 2021
• 期刊: Proc. 2021 43rd Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine & Biology Society (EMBC)
• 作者: Kunihiro Ogata;Hideyuki Tanaka;Yoshio Matsumoto
• 通讯作者: Yoshio Matsumoto