盧研トップ 電子工学科トップ
パターン光投影に基づく3次元画像計測法は，能動的な信頼度の高い非接触式の形状計測の手法として広く注目されている．この中でも，強度変調パターン光投影計測法は短時間で多数の投影パターンしまの方向情報（しまアドレス）が検出可能であり実用化が期待されている．しかしながら，従来の強度変調パターン光投影計測法は，計測物体の表面特性や空間位置などの計測条件が未知の場合は計測速度と精度の確保あるいは計測自体が不可能になるという問題が存在する．本研究では，実用化の視点から従来法の問題点を分析し各問題に対する解決方法を提案しその妥当性を実験により検証している．
[1] C. Lu, G. Cho “3-D Image Measurement by Combination of Monochrome-Projection Color-Analysis and OIMP Technique,” システム制御情報学会論文誌，Vol.19, No.6, pp.233-240, 2006.
[2] 長 元気，盧 存偉 “最適強度組合せパターン光投影手法と強度・位相解析手法を用いた高速高感度な3次元計測，” 電子情報通信学会論文誌，D, Vol. J89-D, No.4, pp. 883-887, 2006.
[3] C. Lu, G. Cho “Projection pattern intensity control technique for 3-D optical measurement,” Optics Express, Vol.13, No.1, pp 106-114, 2005.
[1] G. Cho, C. Lu “A Practical 3-D Image Measurement Technique using the Combination of OIMP and IPA,” Proc. of the International Conference on Medical Image Analysis (IWMIA’06), pp102-105, Fukuoka, Japan, August,2006.
[2] C. Lu, G. Cho “3-D Image Measurement based on pattern projection technique,” Proc. of the International Conference on Medical Image Analysis (IWMIA’06), pp96-99, Fukuoka, Japan, August,2006.
[3] C. Lu, G. Cho “Accurate 3D Scanning of Swaying Human Body Parts by One Projection,” Proc. of the 18th International Conference on Pattern Recognition (ICPR’06), No.178, pp1-6, Hong Kong, China, August 2006.
[4] C. Lu, G. Cho “Practical 3-D Shape Measurement Using Optimal Intensity-Modulated Projection and Intensity-Phase Analysis Techniques,” Proc. of the 18th International Conference on Pattern Recognition (ICPR’06), No.1590, pp1-6, Hong Kong, China, August ,2006.
[5] G. Cho, C. Lu “Practical 3-D Measurement using Optimal Intensity-Modulation Projection and Intensity-Phase Analysis，” Proc. of the IAPR Conference on Machine Vision Applications, (MVA2005), pp.43-46, Tukuba, Japan, May，2005.
[6] C. Lu, G. Cho “A Practical Control Technique for Projection Patterns in 3-D Measurement, ”Proc. of the 7th IASTED International Conference on computer graphics and imaging (CGIM 2004), pp.266-271, Kauai, Hawaii, USA, August, 2004.
[7] C. Lu, G. Cho and J. Zhao “Practical 3-D Image Measurement System using Monochrome-Projection Color-Analysis Technique”, Proc. of the 7th IASTED International Conference on computer graphics and imaging (CGIM 2004), pp.254-259, Kauai, Hawaii, USA, August, 2004.
[1] 長 元気，吉松弘師，盧 存偉 “投影パターンの自動調節技術に基づく全自動3次元計測システム，” 第12回画像センシングシンポジウム講演論文集, pp438-443, 2006．
[2] 長 元気，盧 存偉 “MPCAとOIMP技術の融合によるパターン光投影３次元画像計測の効率向上，”第10回画像センシングシンポジウム講演論文集，pp.53-58，2004．
[3] 長 元気，盧 存偉 “カラー情報を用いた多重色分布を持つ物体の3次元画像計測，”第9回画像センシングシンポジウム講演論文集，pp.79-82，2003．
[1] 長 元気，盧 存偉 “パターン光投影三次元画像計測効率向上のための白黒投影カラー解析，”電子情報通信学会技術研究報告，Vol.103，No.604，pp113-118, 2003．
[2] 長 元気，盧 存偉 “3次元画像計測における投影光制御の一手法，” 電子情報通信学会技術研究報告，Vol.101, No.455, pp15-20，Nov.21-22，2001．
[3] 盧 存偉，長 元気 “3次元画像計測のための投影光自動制御，福岡工業大学エレクトロニクス研究所所報，”Vol.18, pp.39-45，2001．
[1] 盧 存偉，長 元気，永迫弘行，押川 巧，桑木 透“三次元計測装置および三次元計測方法，”平成16年11月29日出願（特願2004-344592）,概要：計測対象物を近赤外波長領域と可視光波長領域で撮像し，高速かつ高精度の三次元形状情報を得ることができる三次元計測装置.
長 元気 “パターン光投影に基づく3次元画像計測の実用化研究，”福岡工業大学博士論文，2006.
学位名称：博士（工学）
学位授与年月：平成18年3月25日
審査委員主査：横田将生，委員：須崎健一，西田茂人，加藤友彦．
論文審査機関：福岡工業大学大学院工学研究科
論文要旨：
パターン光投影に基づく3次元画像計測法は，能動的な信頼度の高い非接触式の形状計測の手法として広く注目されている．この中でも，強度変調パターン光投影計測法は短時間で多数の投影パターンしまの方向情報（しまアドレス）が検出可能であり実用化が期待されている．しかしながら，従来の強度変調パターン光投影計測法は，計測物体の表面特性や空間位置などの計測条件が未知の場合は計測速度と精度の確保あるいは計測自体が不可能になるという問題が存在する．
本研究では，実用化の視点から従来法の問題点を分析し各問題に対する解決方法を提案しその妥当性を実験により検証している．
本論文は6章より構成されている．
第1章では，3次元画像計測について概説した後、従来型パターン光投影計測法の特徴や問題点について述べ，本研究の背景と目的を明らかにする．
第2章では，計測物体の表面反射率や色分布などの計測物体情報が未知の場合，広いしま強度レンジをもつ観測パターン画像が得られずしまアドレスの検出精度が落ちる問題や，計測ができなくなる問題を示す．その後，問題の解決策として，計測物体情報に応じて投影パターンの強度分布を自動調節する投影パターン光強度制御手法と白黒投影・カラー解析手法を提案する．
第3章では，計測物体の大きさや空間位置などの計測条件が未知の場合，計測物体に反射された投影パターンのしまの本数が不足し，目的の計測感度が確保できない問題を示す．その後，問題の解決策として，計測条件に応じて投影パターンの投影角度と空間周波数を自動調節する手法を提案する．
第4章では，投影パターンのしま本数を増加すると，隣接するしま間の強度の差が小さくなり，観測パターン画像より精度の良いしまアドレスの検出が困難となる問題を示す．その後，問題の解決策として，投影パターンのしまの強度分布を最適化し，しま間の強度の差を最大化する最適強度組合せパターン光投影計測手法を紹介する．
第5章では，従来型の位相解析方法は，観測パターン画像の位相値の決定のために多数回の投影が必要であり，計測速度が低下する問題や計測物体の急な奥行き変化に対応が困難となる問題を示す．その後，問題の解決策として，最適強度組合せパターン光投影計測手法を用いた強度・位相解析手法を提案する．
第6章では，本研究を実用化の視点から総括し，提案手法が計測物体や計測条件に柔軟に対応し少数回の投影により高精度全視野3次元画像計測を実現可能であることを実験により検証したと結論づける．