松葉杖使用者向けの 道案内システムの提案

ACE B2 親 hiropon karasu

概要

 小型プロジェクタを用いた松葉杖使用者 向けの道案内システムの提案

アウトライン

1.

研究概要 2.

プロジェクタを利用した画像提示 3.

ブレの定義 4.

ブレ推定アルゴリズム 5.

ブレ補正手法 6.

評価方針 7.

スケジュール

背景

 私たちは足を負傷すると松葉杖を使う  松葉杖での歩行時には手が使えない

問題意識

 歩行時に小型端末を用いた道案内サービ スを利用し辛い

目的

 歩行時に手が使えない松葉杖使用者が道 案内サービスを利用できるようにする

アプローチ

 小型プロジェクタを首から下げ，足元に 地図を投影

関連研究

 Wear Ur World – A Wearable Gestural Interface ( MIT Media Lab, 2009)  首からさげた小型プロジェクタを使った AR 技術の研究

機能要件

 歩行動作により生じる投影画像のブレの 補正

ブレの定義

 歩行により生じる，投影画像の縦方向と 横方向の歪み 縦 本来の画像 プロジェクタで投影 足元に投影される画像 横

想定環境

 小型プロジェクタでの投影画像が見える 程度に周りが暗い  平坦な道

予備実験

 松葉杖での歩行時のプロジェクタの動きを見る為に首に 加速度センサをかけ，松葉杖での歩行を想定した３軸加 速度の計測を行った X 軸 Y 軸 Z 軸

実験結果

 歩行による Y 軸の加速度に大きく変化が見られ た  プロジェクタの傾き変化の計算に使用 θ

ブレ推定アルゴリズム

 傾きの変化から投影される画像の変化を計算  画像の変化から画像の頂点の変化を求める プロジェクタ 傾き θ 垂直に投影 プロジェクタ θ φ _____ tan φ φ h h

画像補正手法

1/4  画像の左上端を原点とし，画像端の座標 を求める (x1, y1) (0, 0) (a, 0) (0, 0) (0, b) (a, b) (x2, y2) (x3, y3)

画像補正手法

2/4  各座標の差から画像補正に用いる座標を 計算 (x1, y1) (a, 0) (0, 0) (-x1+2a, -y1) 投影画像の輪郭 (x2,y2) (-x3+2a, -y3+2b) (a, b) (0, b) 元の画像の輪郭 (x3, y3) (-x2, -y2+2b)

画像補正手法

3/4  計算した座標を用いて画像を補正 投影画像 画像補正 補正画像

画像補正手法

4/4  補正した画像を投影することで，足元に 歪みを補正した画像を表示 補正画像 プロジェクタで投影 投影画像

ソフトウェア構成図

ユーザ 画像投影 プロジェクタ 補正画像 画像補正モジュール 投影画像の状態 ブレ推定モジュール プロジェクタの傾き 傾き検知モジュール 加速度 加速度センサ

開発環境

 プロジェクタ  3M MPro120  センサ  SunSpot  言語  加速度取得  画像処理  ライブラリ  Open CV java C 言語

評価方針

 定性評価  投影画像の見易さ  アンケートを用いる  定量評価  画像投影時のブレの量  プロジェクタを傾けて照射したとき，照射される 画像の歪みをどれだけ正しく補正できたか

研究スケジュール

 12 月上旬～中旬  プロジェクタを用いた予備実験  傾き検知アルゴリズムの作成  12 月中旬～下旬  投影画像計算モジュールの実装  1 月上旬～中旬  画像補正モジュールの実装  1 月中旬～下旬  実験・評価

まとめ

 小型プロジェクタを用いた松葉杖使用者 向けの道案内システムを提案した