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【HTML5+JavaScript+AR】【3Dスキャナを自作するプロジェクト！】

～インターフェース2014年５月号【製作記事】『自作３Ｄスキャナ』【デプスセンサ編】～

『Kinectが変えるセンシングの世界』
 　 　 【リンクフリー】　私設研究所ネオテックラボ Neo-Tech-Lab.co.uk
【記載者】 【私設研究所Neo-Tech-Lab】　上田 智章 		作成日 2014/02/24
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【お知らせ】

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【講演・技術セミナー予定メモ】

【トリケップス セミナー】

【題　　名】㉔『Azure Kinectと距離画像センサの測距原理、３Dセンサの応用』
【副　　題】～Azure Kinect(Kinect v4)のTime of Flight方式、RealSense(D415, D435, SR305) のStructured Light方式、LiDAR等、非接触生体センシングの原理とその応用まで～
【開催日時】2020年2月7日(金)　10：00～17：00
【会　　場】オームビル
【受講料】47,000円(税別、１名)　59,000円(税別、１口・３名まで)
【開催履歴】
　　(1)2013年05月24日　(2)2013年08月30日　(3)2014年02月07日
　　(4)2014年06月20日　(5)2014年08月29日　(6)2014年11月28日
　　(7)2015年03月18日　(8)2015年07月10日　(9)2015年11月06日
　　(10)2016年03月17日 (11)2016年4月14日　(12)2016年07月14日
　　(13)2016年11月02日 (14)2017年03月24日 (15)2017年07月7日
　　(16)2017年11月02日 (17)2018年03月13日 (18)2018年5月28日
　　(19)2018年8月29日 (20)2018年12月5日 (21)2019年4月12日
　　(22)2019年7月17日 (23)2019年10月30日
【概略内容】
　Azure Kinect(Kinect v4)は2019年7月に北米・中国で発売開始され、2020年3月に日本でも発売予定が決まった。デプスカメラの視野角もWFoVモードで120度、解像度は1024×1024画素となった。SDKはオープンソースであり、C言語ベースのDLL、C++ラッパー、C#ラッパーを備える。360°マイクロフォンアレイの他、３軸加速度・ジャイロセンサも備える。これまでのゲーム機用モーションキャプチャセンサではなく、工業用、健康見守りなどの本格的な応用を視野に入れたものとなっている。
　近年、自動車分野では、自動運転化を実現するための探索センサとしてだけでなく、搭乗者の健康状態モニタやユーザーインターフェースとしても、距離画像センサを組み込んだ３Ｄセンサにも関心が集まっている。
　また、世界的な先進国少子高齢化を踏まえ、2025年開催予定の大阪万博のテーマは『健康と医療』に決まり、病院または老人ホームだけでなく、独居老人見守り・看取りやスマートホームとしてのシステムに対する関心も高い。
　本セミナーでは距離画像センサとカラーカメラを組み込んだ３Ｄセンサの基本機能、ソフトウェアで実現できる応用事例をデモを通して紹介するとともに、方式別に測距原理の説明を行い、非接触生体センシングを中心とする応用とその原理について解説を行う。また、Shannonのチャンネル容量の法則を利用した増感処理やマッチング処理の原理や応用についても触れる。
■その他、SDKのセットアップや基本的な事例の資料は添付、あるいはサンプルプログラムのダウンロードができます。

Microsoft社のAzure Kinectの内部構成図


高解像度デプスイメージの例 (Kinect V2)


iPhone6で撮影したカラーJPEG画像から真皮層内毛細血管や皮下組織内の血管を可視化した事例など

【HTML5+JavaScript】【3Dスキャナを自作するプロジェクト！】

ＣＱ出版2014年5月号の第１部39ページからの記事に対応したサンプルプログラム(HTML5+JavaScript)です。
ウェブカメラとラインレーザーで作った光切断法用のデプスセンサを用意した上で
Chrome, FireFox, Operaの最新版で下記URLをアクセスしてください。
【サンプルプログラム】

今後、ｍ系列符号を用いた回転角度検出技術と組み合わせて３Ｄスキャナを自作する予定です。




【図1】レーザーポインタは１点しか測距できないが、ラインレーザーなら垂直方向に一度に多点測距可能


【図2】市販ラインレーザーモジュールとウェブカメラをホットボンドで固定。例ではギャップ68mm。
　　　サンプルプログラムを修正してよりギャップを大きくすれば遠距離でも高精度に測距できる。


【図3】ＣＤ－ＲＯＭにｍ系列符号をレーベル印刷することで回転角度をカメラで検出する方法については
　　　以前に記事に書いている。今回の技術要素と融合すれば３Ｄスキャナの自作も可能。


【図4】サンプルプログラム実行時の説明図。


【図5】猫の置物の検出事例。足の部分が途切れている。レーザーのラインの検出部分を改善する必要はある。


【図6】人間サイズの３Ｄスキャナも将来的に検討したい。