Intel RealSenseテクノロジーを使用して...靴を試着できますか？ 「そうではない」とVolumentalは決定した。「結局のところ、足は他のものと同じ3次元オブジェクトであり、したがって3Dスキャンが可能だ」 そして、想像してください、彼らはそれを使用して、優れた精度を達成しました-最大2 mm！ この好奇心の強い例は、RealSenseを使用する可能性がどれほど広いか、そして時間と研究者を待っているテストされていない機会がいくつあるかを示しています。
子供の靴を買ったことがあれば、適切なサイズの靴を選ぶのは非常に難しいことを知っています。 子供は成長し、購入した靴はすぐに小さくなります。 さらに、子供が数足の靴を試着するためにただ座っているように説得することはそれほど簡単ではありません。 この後、特にお気に入りの漫画のキャラクターを描いている場合、子供が新しいスニーカーに合うかどうか子供がどのくらい正確かつ真実に答えたかを理解する必要があります。
しかし、靴を試して正しいペアのサイズを選択する前に、子供の足をすばやく正確に測定できたらどうでしょうか。
VolumentalおよびIntel RealSenseテクノロジー
Volumentalは、Intel RealSenseテクノロジーを使用してこのアプローチを実装する予定です。 体のサイズを正確に判断するための3次元スキャンは、足の測定や靴の購入だけでなく使用されます。 Volumental CEOのCaroline Walerud氏は次のように述べています。「各人の正確なサイズに応じて、すべての衣服と靴を測定する必要があると考えています。」 Volumentalの専門家は、身体部分の3次元スキャンにより、靴や衣服だけでなく、医療機器のさまざまな製品を個別に装着する可能性をさらに活用できると考えています。 そして今、Intel RealSenseテクノロジーのおかげで、これらの機能は大衆市場で利用可能です。
Volumentalは、人体の3次元スキャンの分野で活動する若い会社です。 同社は、ストックホルムの王立技術研究所で組織されたコンピュータービジョン研究プロジェクトに基づいて設立されました。 IntelがIntel RealSenseTMハードウェアおよびソフトウェアのリリースを発表したとき、Volumentalはすぐにこのテクノロジーに注目を集め、3Dモデリングおよび視覚化プログラムの基盤として使用することを決定しました。 ただし、一般的な概念から十分に開発されたプロジェクトへの移行には、多くの問題を解決する必要がありました。
インテルは、ユーザー向けのインテルRealSense F200カメラをリリースしました。これは、ウルトラブック、トランスフォーマー、オールインワンに組み込まれています。一方、Volumentalは、最初に子供用（子供の靴を試着するのが難しいため）、大人。 Volumentalの専門家がユーザーをテストして、顧客がタブレットやラップトップを使用して「自然に」足を測定する方法を理解しました。 ユーザーは、デバイスを床に置くだけでなく、スキャンのためにデバイスを足の周りで直観的に操作しようとしました（図1）。
図1.ユーザーを使用したテスト
図2.ステップラダーモードと画面を外側に向けた垂直位置
デバイスが床に置かれているトレーニングビデオを見た後、ユーザーはより便利であることに同意しました。 変圧器ラップトップを「ステップラダー」モードでインストールするか、キーボードから外側に垂直に立てたスクリーンを展開するだけで最も便利であることがわかりました（図2）。 裸足と靴下の足の両方をスキャンできることが重要です。人々が不快に感じない製品を作成する必要があったため、すべてが非常にシンプルで直感的でなければなりません。 3つのポーズのそれぞれにデバイスを適切にインストールする方法に関する指示を追加することで、家庭で良い結果を得ることができました。
靴売り場で顧客にセルフサービスの可能性を提供する必要がある小売店では、同時にデバイスの盗難を避けるために、彼らは図に示すように足をスキャンするために固定キオスクを使用することを提案しました 3.下のプラットフォームの図は、買い手にどのように、どこに立つかを示しています。
図3.靴のサイズを選択するためのキオスク
Intel RealSense深度およびカラーカメラを使用して、Volumentalは素足またはつま先の3D写真を撮影するアプリケーションを作成しました。 アプリケーションは、3つの角度から脚をスキャンし、脚とその方向を認識します（図4）。
図4. 3つのスナップショット
図5.画面の結果
Intel RealSense 3Dカメラは、各ピクセルのカラー画像と対応する深度情報の両方を提供します。 Volumentalソフトウェアは、これらの画像のデータを分析し、フットリフトの長さ、幅、および胴回りに関するデータを提供して、ユーザーの足の便利な3次元モデルを作成します。 結果のモデルには何千もの測定値が含まれており、完成した靴の適切なサイズを推奨したり、個々の測定値に従って靴を注文したりするために使用できます。
図 図５は、顧客の足の３次元モデルの例を示している。 靴屋は、各顧客にぴったりのサイズの靴カタログを提供できます。
仕組み
Pre-beta機器とIntel RealSense SDK 2014、Volumental、Intel、およびPLAE（サンフランシスコに本拠を置く子供靴メーカー）を使用して、サンフランシスコの2014 Intel Developer Forumで子供の足を測定するシステムの機能のデモを示しました。 2015年の初めに、VolumentalとIntelは最新の開発を発表しました。コンピューターとIntel RealSense F200カメラを足レベルで搭載した自立型のキオスクです。 このようなキオスクは、2015年に一部の小売店の靴売り場に設置される予定です。
ShoeSizerは、コンピュータービジョンと機械学習テクノロジーを組み合わせて、数秒で正確な3D足モデルを作成します。 3次元の軌跡を追跡するためのアルゴリズムが適用され、正確な結果が得られるため、脚が動いても（あまり大きくなくても）システムは動作します。
ソフトウェアアルゴリズムは機械学習に基づいており、画像が十分に鮮明でない場合やデータがない場合でも、正確なモデルの作成を実現するために、システムをトレーニングするために大きな脚のデータベースが使用されました。 アルゴリズムと処理方法はVolumentalの知的財産ですが、Intelの専門家はOpenMP *を使用したマルチスレッド処理によりプログラムのパフォーマンスを改善する手助けをしました。 既製のモデルには、ちょうど良い靴のサイズよりも足のサイズに関する情報が多く含まれています。
その他のタスク
タッチスクリーンシステムには手が必要であり、システムを足の高さにする必要がある場合は不便です。 ただし、開発者は、音声コマンドを使用する機能など、Intel RealSenseテクノロジーの他の機能を高く評価して使用しました。 キオスクはユーザーの音声コマンドを受信してスキャンを開始します。
また、さまざまな種類、色、生地のさまざまなパターンとテクスチャーを持つ膨大な数の靴下があることを考慮する必要がありました。 システムが白い綿の靴下で最適に機能することを判断するには、非常に徹底的なテストが必要でしたが、他の色の靴下やパターンを着用することもできます。 密度の高いテクスチャの黒い靴下は、最も認識しにくいものです。 より広い範囲の画像をサポートするには、Volumentalコードを改良する必要がありました。 さらに、測定では床の平面が考慮されるため、床の色とテクスチャも重要です。 この点で、測定用の固定キオスクの利点の1つは、購入者が床に足を置くのではなく、システムの開発者に色と質感が事前にわかっているキオスクの場所に足を置くことです。
靴だけでなく
Volumental CEOのCaroline Wellradは次のように述べています。「これはVolumentalのほんの始まりに過ぎません。 私たちは、このモデルに基づいて製品を生産し、広範な商業的使用を開発します。 このようなソリューションを市場に最初に投入する機会に恵まれたことを嬉しく思います。 足のサイズのデータを便利に記録することは、個々の顧客のサイズにより厳密に一致する靴の生産に対するまったく新しいアプローチへの第一歩であると考えています。 将来、生産の原則は劇的に変化します。顧客の個々の希望は、現在よりもはるかに大きく考慮されるでしょう。」
この技術はもともと小売靴店向けに開発されましたが、義肢装具や医療機器の作成などの分野でも一定の利点があります。 このテクノロジーを使用して、大手フットウェア企業は、サイズが完璧な靴を顧客に提供できるようになります。 Volumentalは現在、主要な小売靴店に加えて、義肢装具とカスタムメイドの靴のパートナーとのいくつかのプロジェクトに取り組んでいます。 Intelの新しいカメラを使用すると、すべての店舗の顧客に3Dスキャナーがすぐに表示されます。