高速ビジョンを用いた３次元形状計測と自由映像提示の統合

使用高速视觉集成 3D 形状测量和自由图像呈现

基本信息

批准号：
22K17931
负责人：
宮下令央
金额：
$ 2.83万
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

项目摘要

本研究ではプロジェクターとカメラからなるプロカムシステムにおいて，高速３次元形状計測と映像提示を連携させ，システム全体の性能を最大化する手法の開発を目指している．この研究目的に向けて，本年度は計測側の基盤技術となる高速３次元形状計測技術の確立を進めた．プロカムシステムを用いた従来の高速３次元計測手法では，計測に必要となる情報をいかにプロジェクタから投影する構造化光パターンに埋め込み，カメラによる単一の撮像のみから計測を実現するかというデータ取得の高速性に主眼が置かれており，撮像した画像から実際に３次元形状を算出するデコード処理の高速性や低遅延性については，システム構築やパターン設計の段階では考慮されていないことが多い．一方，本研究では計測システムの性能を最大化するために，プロジェクターとカメラの配置や，計算機のアーキテクチャに適したメモリアクセスや演算といった実問題として性能に直結する低レイヤー層から設計を行うとともに，特殊な配列を用いてパターンに埋め込む情報量密度を最大化するなど，理論面からも性能向上に向けたアプローチを行った．結果として，高速低遅延性や計測密度および計測精度において従来手法を上回る３次元形状計測が実現できることを確認し，国内外で発表を行った．３次元形状計測技術にはロボティクスやインターフェイス，デジタルアーカイブ等の様々な応用があるため，本成果は本研究の目的だけでなく，幅広い分野において活用できる重要なものである．

这项研究旨在开发一种方法，通过在专业的凸轮系统中链接高速三维形状测量和视频演示，该方法最大化系统的整体性能，该方法由投影仪和相机组成。为了这一研究目的，今年我们一直在努力建立高速，3D形状的测量技术，这将成为测量方面的基本技术。在使用专业凸轮系统的传统高速3D测量方法中，重点放在数据的高速数据采集上，例如将测量所需的信息嵌入从投影仪投射的结构化光模式中，并从相机捕获的单个图像中实现测量。在系统构建或图案设计阶段，通常不考虑高速和低延迟解码过程，实际上从捕获的图像中计算出三维形状。另一方面，在这项研究中，为了最大程度地提高测量系统的性能，我们设计了与性能直接相关的低层层，例如投影仪和相机布置，记忆访问和计算适合计算机架构的方法，并且还采用了一种方法来从理论角度使用特殊嵌入方式来从理论角度提高性能，以提高性能。结果，我们确认可以在高速，低潜伏期，测量密度和测量准确性方面实现三维形状测量值，并在日本和国外介绍它们。由于3D形状测量技术具有各种应用，例如机器人技术，界面和数字档案，因此此结果不仅对本研究的目的而言很重要，而且对广泛的领域也很重要。