超高速プロジェクタで実現出来る世界

超高速プロジェクタ DynaFlashは、東京大学石川グループ研究室（開発当時：石川渡部研究室）との共同開発をベースに、小型化し研究開発用途に販売している高速プロジェクタです。8ビット階調で1,000fpsを実現し、弊社独自の映像転送インタフェースにより、ホスト側でデータを用意してから、3ms以内という低遅延で投射が可能です。この高速性により、工場でのロボット3次元計測やインフラ点検、メディカル分野では手術前のシミュレーター、またARに関連する機器、プロジェクションマッピングを中心としたエンターテイメント関連や、可視光通信、高速ディスプレーなど新しい世界を実現可能にします。

超高速プロジェクタ DynaFlashは、Texas Instruments 社製DMDのミラー制御に加えて、DMDに照射するLEDの明滅制御を、両者の限界性能で連携させることで、1000fps/8bit 階調での投影を実現しております。また、弊社独自の映像転送インタフェースを構築し、ホスト側でデータを用意してから、3ms以内という低遅延で投射させることで、超高速プロジェクタを実現しております。

【DynaFlashプロジェクタ概要ブロック図】

高速ディスプレイの活用用途はさまざまです。マシンビジョンに関連する、工場でのロボットの3次元計測やインフラ点検、メディカル分野では手術前のシミュレーター、またARに関連する機器、プロジェクションマッピングを中心としたエンターテイメント関連や、可視光通信や高速ディスプレーなどの全く新しい用途での活用など、非常に多くの用途へとつながる機器になっていくでしょう。

現在活用されているパレット上にバラ積みされた部品の検知を、10倍近く高速化できることと、動く物体への対応が可能になるので、ベルトコンベアなどに搬送された細かな部品にリアルタイムに対応できます。東京大学石川渡辺研究室のアルゴリズムをベースに、高速ビジョンの応用開発をされているエクスビジョン様の解析ソフトウェアを使用して、DynaFlashから750fpsでパターンを照射して、750fpsの高速ステレオカメラ(VGA：640*480)で対象をキャプチャー、1照射あたり約1400の測定ポイントから±２ミリの制度で点群データをつくりだしています。

現状カメラ撮影などで2次元的に取得した静止映像を持ち帰り、機械学習などにより異常を検知させているケースが多いです。車や電車、ドローンなど動きながらリアルタイムに検証できることで、より確実に、速やかに、そして安全に点検ができます。

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動かない対象物に対して形状認識をして様々な動画を投影することをしているのが従来のプロジェクションマッピングです。そこでプロジェクターを高速なものに変えると、動いている対象にマッピングするダイナミックプロジェクションマッピングが可能になります。このシステムを実現するには、高速プロジェクターと高速カメラ、そしてホストコンピュータでの高速画像処理の3つの技術・機器で実現可能です。ホストコンピュータで用意した映像をプロジェクターが投影し、カメラがその投影先の位置などを検知しホストに情報を送り、ホストで元の映像を変形する。これを高速に繰り返すことで、動いている対象物に張り付いたような投影ができます。このシステムの実現には、レイテンシー、つまり遅延も非常に重要な要素になります。予測などをするために、フレーム自体をバッファリングすることでのフレーム遅延はマッピングの効果に大きく影響するため、あまり望ましくありません。予測のいらない高速性が重要です。