技術セミナー・研修・出版・書籍・通信教育・eラーニング・講師派遣の テックセミナー ジェーピー

3Dセンサの測距原理とその応用 (1)

3Dセンサの測距原理とその応用 (1)

~Multi-beam LiDAR, Time of Flight, Structured Light, Photogrametry等の測距原理から次世代3Dセンシング方式と非接触生体センシングの原理と応用まで~
東京都 開催 会場 開催

概要

本セミナーでは、デプス・センシング・アルゴリズムの基礎から、それを用いた非接触生体センシングの動作原理、ヒューマン・ヘルスケア関連アプリケーションへの展開について、次世代デバイスHololensのデモを交えて解説いたします。

開催日

  • 2024年4月22日(月) 9時45分 16時45分

プログラム

 各種3Dセンサの動作原理、構成要素の役割、測定制約条件、応用に適した用途などをデモを行いながら、説明を行うとともに、応用事例についても紹介を行う。更に周囲画素の相関性を用いて情報を抽出するHyper Sense手法とその応用、特に生体計測関連について説明を行う。

  1. 3Dセンサとは? 【イントロダクション編】
    1. 可視光RGB画像、赤外線IR画像、サーマル画像、デプス画像の例
    2. 各画像と撮像波長
    3. 太陽光スペクトルについて
    4. 黒体輻射スペクトルとサーマル画像
    5. デプス画像の種類 (モノクロ、C – LUT、点群、3Dメッシュ)
    6. 2Dデプスデータと3Dデータの違いとデプス値の定義
    7. 有力な測距アルゴリズムの概要紹介
      1. Stereoカメラ
      2. Structured Light方式
      3. Time of Flight方式 (Direct ToF、Indirect ToF)
      4. 拡散反射光の性質を利用する方式 (Infrared Depth)
      5. 撮像レンズの屈折が波長によって異なることを利用する方式
      6. PTAM (Points Tracking and Mapping) 、SLAM、Photogrammetry
      7. 次世代AI推定
    8. デプスカメラの応用分野
    9. 主な低価格市販デプスカメラ
    10. 付録A 3Dコンピュータグラフィックスの必要な基礎知識
      • カラー・ルックアップテーブル
      • 直線描画
      • ポリゴンフィル
      • 透視変換
      • グローシェーディング、フォンシェーディングによる陰影付け
      • テクスチャー・マッピング
      • 座標回転
  2. Time of Flight測距原理編 【3Dカメラの動作原理 (前編) 】
    1. マルチビーム方式LiDAR (iPhone LiDAR) 64*9=576
      1. LiDARの基本動作原理 (ToF:Time of Flight)
      2. Indirect ToF方式
      3. Direct ToF方式
      4. メカニカルスキャン方式LiDARとその弱点
      5. マルチビーム方式LiDAR
      6. VCSELアレイ (Lumentum社)
        1. EELとVCSELの違い
        2. 分布ブラッグ反射器
        3. ヒトの視細胞にもある分布ブラッグ反射器
        4. 通常のレーザーダイオードとVCSELの特性の違い
        5. Lumentum社のVCSEL構造
        6. 酸化膜の孔径と電流制限抵抗 (並列駆動の仕組み)
        7. Lumentum社 VCSEL arrayの4相駆動
        8. チップ底面のカソード実装方法
        9. 並列定電流駆動回路
      7. VCSELアレイマルチビーム用短焦点組レンズ
        1. レーザーダイオードと短焦点レンズ
        2. 組レンズによるマルチビーム化
      8. 回折格子 (DoE)
      9. SPADイメージセンサ
        1. ヒトの視覚
        2. イメージセンサのデバイス構造の変遷
        3. SPADとは (アバランシェ・ダイオードによるフォトンカウントモード)
        4. SPADイメージセンサのデバイス構造
      10. 次世代光学フィルタ (MEMS光学フィルタ)
      11. iPhone LiDARの構造
      12. PLL Syncopation技術によるToFカウンタの高速化
      13. 通信容量の法則を用いた距離分解能の改善方法
    2. Time of Flight (Indirect ToF) 〜光パルスの往復時間または位相遅れを利用する
      1. 測定方法の概要
      2. 太陽光スペクトル (環境光オフセットの主要成分)
      3. Eye Saftyによる照明光の制限
      4. ToF方式
      5. Direct ToF方式の限界
      6. Indirect ToF方式
      7. パルス駆動とToF方式
      8. ToFノイズの要因分析
      9. 4つのノイズ要因
      10. Indirect ToFの米国特許
      11. 距離分解能の改善方法について
    3. Infrared Depth (Indirect ToF研究から生まれた方式)
      1. 拡散反射光の性質を利用した測距アルゴリズム (Infrared Depth)
      2. 環境光、拡散反射、鏡面反射
      3. 光源指向性、距離減衰、吸光度、拡散反射
      4. 吸光度はToFで機械学習
      5. 吸光度をRGB画像から実測する方法
      6. 可視光でも行える拡散反射光逆問題
    4. カラー開口フィルタ (東芝⇒JDI)
      1. カラー開口フィルタの特徴と動作原理
      2. 透過液晶パネルを用いる方法
    5. 光源指向性パターンを利用した測距法〜多数の画素情報を用いて高精度に測距を行うマルチ光源パターン法
      1. Webカメラと懐中電灯で測距
      2. ドーナッツパターンで行うロバストな測距
    6. 単カメラによる自己位置推定による3D化…自己位置推定と環境地図作成を同時に行う
      1. カメラ位置の違いから特徴点/テクスチャのマッチングを利用
      2. PTAM (Parallel Tracking and Mapping)
      3. SLAM (Simultaneous Localization and Mapping)
      4. 自己位置推定用シートマーカーを用いる方法 (Qlone)
      5. 慣性測定ユニット (IMU) を用いたPhotogrametry法
    7. 機械学習により静止画から3D顔モデルを再構成する cvl – demos.cs.nott.ac.uk/vrn/
    8. Make3D (視覚処理の模倣)
    9. 次世代AIによる3Dモデリングとスケール補正
  3. 3Dセンサの応用事例紹介〜デモや動画、PowerPoint等で説明
    • 付録B 3Dセンサの応用事例紹介
    • 付録C デモで使用したHyperSense (最小二乗法) の数式導出説明

講師

  • 上田 智章
    株式会社フォスメガ
    代表取締役社長

会場

株式会社オーム社 オームセミナー室

東京都千代田区内の会場を予定

東京都 千代田区 神田錦町3-1
株式会社オーム社 オームセミナー室の地図

主催

お支払い方法、キャンセルの可否は、必ずお申し込み前にご確認をお願いいたします。

お問い合わせ

本セミナーに関するお問い合わせは tech-seminar.jpのお問い合わせからお願いいたします。
(主催者への直接のお問い合わせはご遠慮くださいませ。)

受講料

1名様
: 49,000円 (税別) / 53,900円 (税込)
1口
: 60,000円 (税別) / 66,000円 (税込) (3名まで受講可)
本セミナーは終了いたしました。

これから開催される関連セミナー

開始日時 会場 開催方法
2024/5/23 3次元モデリング/自由視点画像生成のための「NeRF」の基礎 オンライン
2024/5/24 画像認識のためのディープラーニングとモデルの軽量化 オンライン
2024/5/24 IT/車載やAR/VR/MR向けなどの新しいディスプレイの材料・技術の動向 オンライン
2024/5/27 外観検査へのAI導入と生成AIによるトレーニングデータ不足への対応 オンライン
2024/5/29 ディジタル信号処理による雑音・ノイズの低減/除去技術とその応用 オンライン
2024/5/30 SID2024速報およびTouch Taiwan2024でのディスプレートピックス オンライン
2024/6/3 1日で分かるVisual SLAMの基礎 オンライン
2024/6/3 車載半導体の最新技術と今後の動向 オンライン
2024/6/4 最適化技術の本命 : 進化計算法 (EC:Evolutionary Computation) の基礎と応用 オンライン
2024/6/10 機械学習 (ディープラーニング) の基礎・活用・実践 (全3回) オンライン
2024/6/10 Python基礎と機械学習 基礎 オンライン
2024/6/14 機械学習による異常検知入門 東京都 会場
2024/6/19 機械学習を用いた画像認識技術の基礎とその応用 オンライン
2024/6/19 外観検査自動化に向けた画像処理・AI技術活用の課題と導入のポイント オンライン
2024/6/24 外観検査の自動化の進め方と画像データ取得およびAIによる検査のポイント オンライン
2024/6/25 ミリ波・マイクロ波レーダによる非接触生体センシング技術 オンライン
2024/6/26 ライトフィールドカメラ/ライトフィールドディスプレイの基礎と最新技術動向 オンライン
2024/7/4 車載エクステリアセンサー市場とAI デファインド型車両開発動向2024 オンライン
2024/7/8 ディープラーニングと機械学習プロジェクトの進め方 オンライン
2024/7/9 画像認識技術を用いたAI外観検査の現場導入事例と精度向上技術 オンライン

関連する出版物

発行年月
2024/4/8 画像認識技術・システム 技術開発実態分析調査報告書
2024/4/8 画像認識技術・システム 技術開発実態分析調査報告書 (CD-ROM版)
2023/6/30 生産プロセスにおけるIoT、ローカル5Gの活用
2022/12/21 メタバースを支えるディスプレイおよび部材の動向
2022/4/6 Society 5.0 時代を切り開くデバイス・部材・製造装置
2021/6/30 VR/AR技術における感覚の提示、拡張技術と最新応用事例
2021/3/1 LiDAR技術 (米国特許日本語版)
2021/3/1 LiDAR技術 (米国特許日本語版) (CD-ROM版)
2020/10/21 AR/VR/MRマイクロディスプレイ世界の最新業界レポート
2020/7/31 生体情報センシングと人の状態推定への応用
2020/4/30 生体情報計測による感情の可視化技術
2019/1/31 センサフュージョン技術の開発と応用事例
2018/5/31 最先端医療機器の病院への普及展望と今後の製品開発
2017/6/30 生体情報センシングとヘルスケアへの最新応用
2016/1/20 画像ワーピング技術とその応用
2015/8/17 防犯・監視カメラ〔2015年版〕 技術開発実態分析調査報告書 (CD-ROM版)
2015/8/17 防犯・監視カメラ〔2015年版〕 技術開発実態分析調査報告書
2014/6/30 マイクロセンサ 技術開発実態分析調査報告書(CD-ROM版)
2014/3/7 画像処理・画像符号化・画像評価法
2013/10/29 高効率動画像符号化方式:H.265/HEVC (High Efficiency Video Coding)