直射日光対応型ウエアラブル光学モーションキャプチャ装置新居英明、 Nyan Lin Htat 、稲見昌彦、 Adrian D Cheok

背景 1•ウエアラブル型光学キャプチャシステム

▫周りの風景を記録▫人の動作を記録

背景 2•USB カメラによるイメージキャプチャ

▫USB カメラは一般的で安価▫カメラによるマーカ計測は比較的簡単▫直射日光下で使用不能

直射日光下において、安定して使用可能な手法が望まれる

目的•特別のフィルタにより、 USB カメラでLED マーカのみを受光▫太陽光は阻止▫特定の LED の光を透過

Sun Light

LED Light

Special Filter

Camera

太陽エネルギー

From American Society for Testing and Materials (ASTM)

可視光線

フラウンホーファー線

•太陽スペクトル中の吸収線が存在•吸収線にあわせ、暗線として現れる

•暗線の波長のみを透過するフィルタの設計

http://en.wikipedia.org/wiki/File:Fraunhofer_lines.svg

フラウンホーファー線

From American Society for Testing and Materials (ASTM)

フィルタの設計指針1. 製造可能なフィルタのバンド幅を決定2. 可視光における透過量最小となる波長

3. 但し、該当フィルタを透過できる LEDが手に入るか検討する必要あり。

メルスグリオ社： 1nm幅波長[nm]

W ・m-2 ・ nm-1 名称383.5 1.0 L 線 (Fe)393.5 1.0 K 線 (Ca)761.0 1.0 A 線 (O2)

試作した光学フィルタについて中心帯域 :393.4nm半値幅 :1nm 以下

光学フィルタ特性

13.5%

393nm

394nm

0.0%

実験方法•光学フィルタを以下の図のように付加

▫フィルタの入射条件を守るためテレセントリック光学系を構成

Pin Hole

Lens

Filter

CCD

SUN LightLED

実験セットアップ屋内実験•光学フィルタ（あり／なし）カメラ•405nm LED(22mW)•3W 蛍光灯ランプ屋外実験•太陽光下

実験の様子

実験結果１•405nmLED と蛍光灯とは完全に分離可能

図１：フィルタなし映像左：カメラ画像、右：二値化画像 図２：フィルタ付映像左：カメラ画像、右：二値化画像

実験結果２•フィルタを付けて撮像すると、太陽光も十分減衰し、 LED と同時に受光可能

図３：太陽のみの映像左：カメラ画像、右：二値化画像 図４： LED と太陽映像左：カメラ画像、右：二値化画像

まとめ•フィルタを用いて外乱光の影響を少なくすることに成功•狭帯域フィルタによる屋外モーションキャプチャの可能性を示すことができた

今後の課題•LED 光量の検討

▫現在の条件では強度が強い (22mW/sr)▫405nm ではなく 393nm の LED が市販されているので、検討する必要あり

•光学系の検討▫狭帯域フィルタでは入射条件が垂直である必要があり、光学系が特殊▫より簡易なフィルタにおける効果を検討する必要あり

実験の様子 ( 再掲 )

Thank you!

諸元•LED

▫メーカ： OptoSupply Limited▫型番： OSSV531▫中心波長： 405nm▫出力： 22mW/sr

•USB カメラ▫メーカ：サンワサプライ▫型番：CMS-010BK

•フィルタ▫メーカ：メルスグリオ▫型番： 010FC04-12.5/3934