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ウェアラブル AR のための赤外マーカのステレオ計測と姿勢センサを用いた複合トラッキング

前田 真希, 大阪大学大学院 修士学位論文, Feb. 2004.

論文概要

ウェアラブル拡張現実感(AR) を用いてユーザが見ている実世界のシーン上に仮想物体で生成した注釈情報を正しく提示するには,リアルタイムにユーザ頭部の 3 次元位置及び姿勢を検出することによって,意図する注釈情報の提示位置を実環境上に位置合わせする必要がある.本稿では,AR を用いたナビゲーション情報の提示によりユーザを目的地まで案内する,屋内向けウェアラブルシステムのためのユーザ頭部のリアルタイム 3 次元位置・姿勢検出手法を提案し,提案手法の精度評価実験の結果について記述する.また,提案手法を実装したAR ナビゲーションシステムについて述べる.本手法では,ワークスペース中に離散的に配置された赤外マーカをステレオカメラで検出し,また姿勢センサでユーザの頭の傾きを計測することによりユーザの頭の位置及び姿勢を計測する.ワークスペース中の赤外マーカの内,配置座標が既知なものは一部のみで,残りのマーカの配置座標は未知である.システムは最初に座標が既知なマーカを用いてカメラの絶対位置を検出し,その後は座標が未知なマーカを利用してカメラの相対移動量を推測することにより位置・姿勢の計測を継続する.本手法は複数デバイスを用いて位置・姿勢の計測を行うため,計測値の統合及びノイズの除去のために拡張カルマンフィルタを用いた.評価実験の結果,絶対位置検出では数 cm から 10 数 cm の誤差,相対移動量推測では移動量の 1 割程度の推測誤差でユーザの 3 次元位置を取得できており,絶対位置検出と相対移動量推測を組み合わせることにより,ナビゲーション情報の提示に十分なトラッキング精度が達成されることが確認された.(pdf file)

関連論文

  • "ウェアラブル拡張現実感のための赤外マーカのステレオ計測と姿勢センサを用いた位置・姿勢推定", 日本バーチャルリアリティ学会 論文誌, Vol. 10, No. 4, pp. 459-466, Dec. 2005. (pdf file)
  • "ウェアラブル AR による屋内ナビゲーションのための赤外線を用いたビジョンベーストラッキング", 電子情報通信学会 技術研究報告, ITS2003-54, Feb. 2004. (pdf file)
  • "赤外線を用いたビジョンベーストラッキングによるウェアラブル AR ナビゲーションシステム", 電子情報通信学会 技術研究報告, PRMU2003-196, Jan. 2004. (pdf file)
  • "ウェアラブルシステムのための赤外線識別子を用いた三次元ユーザ位置・方向検出手法の提案", 情報処理学会 全国大会講演論文集, 3T4B-4, Mar. 2003. (pdf file)
  • "ウェアラブルシステムのための赤外線識別子を用いたユーザ位置検出", 日本バーチャルリアリティ学会 大会論文集, pp. 333-334, Sep. 2002. (pdf file)
  • "拡張現実感によるナビゲーション支援の為の赤外線識別子を用いたユーザ位置検出", 電子情報通信学会 技術研究報告, IE2002-52, Jul. 2002. (pdf file)
  • "モバイル情報端末のための赤外線識別子を用いた位置検出機構の試作", 大阪大学 特別研究報告, Feb. 2002. (pdf file)
  • "Tracking of User Position and Orientation by Stereo Measurement of Infrared Markers and Orientation Sensing", Proc. Int. Symp. on Wearable Computers (ISWC), pp. 77-84, Nov. 2004. (pdf file)
  • "Indoor Localization and Navigation using IR Markers for Augmented Reality", Proc. Int. Conf. on Human-Computer Interaction (HCI International), pp. 283-284, Jun. 2003. (pdf file)
  • "Indoor Localization using IR Markers for Augmented Reality", Demonstration Booklet of Int. Workshop on Man-Machine Symbiotic Systems(MMS-WS), Nov. 2002. (pdf file)