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ワンショットスキャン法による獲得形状を利用した様々な姿勢を表現可能な 手モデルの構築

本研究では,人体の中でも表現が豊かで重要な部位である手に着目し,様々な姿 勢をとることができる手モデルの構築を目指す.産業への応用を考えると,生 身の手に対して3次元形状計測を行い,個人特徴を反映した手モデルを構築する ことが望ましい.しかし,手は小さく構造も複雑であるため,姿勢によっては 計測できない部分が発生しやすく,形状計測からのモデル作成が困難である.

計測のみから手モデルを作成する従来手法では,手の内部構造も獲得するために MRIを利用しており,計測に長時間を要していた.また,手の形状や構造につい ての事前知識をテンプレートモデルによって与える手法では,短時間の計測で 手モデルを作成できるが,個人特徴の表現はテンプレートモデルに依存するた め信頼 性が低い.これに対し本研究では,短時間で形状を計測できるワンショッ トスキャン法で大量の姿勢における手を計測し,手が剛体と見なせる指節から なるという仮定のみを事前知識として,手モデルを作成する.この手モデルで は,個別に獲得した各指節の形状を適切に配置することで,様々な姿勢におけ る手全体の形状を表現する.

ワンショットスキャン法では,各指節の個別の形状ではなく,複数の指節の形状 が同時に獲得される.獲得形状を各指節へ割り当てるために,本研究ではワン ショットスキャン法で形状と同時に獲得できる,物体が存在しない空間を利用 する.様々な姿勢における手の形状計測と同時に各指節の運動も計測しておく ことで,各獲得形状と物体が存在しない空間を,各指節を基準とした座標系に 変換できる.このとき,注目している指節以外の指節に属する形状は物体が存 在しない空間に含まれることがあるが,注目している指節に属する形状は必ず 物体が存在しない空間には含まれない.この性質を利用して,この空間に含ま れる形状を取り除くことで,注目している指節の形状を獲得できる.

4個の剛体からなる手の模型に対して本研究で提案した手法を適用し,提案手法 を実現するために必要な姿勢と観測方向の検証を行った.また,生身の手が18 個の剛体からなると仮定して提案手法を適用し,手モデルの作成を行った.