ロボティクス

ロボットナビゲーションから遠隔ロボットを用いた災害時マルチメディア情報収集技術まで

遠隔ロボットを用いた災害時マルチメディア情報収集技術

方位により異なる角度分解能を持つHorizontal fixed viewpoints Biconical Paraboloidal:HBP ミラーを用いた視覚系が提案されている．しかし，実タスクにおけるその有効性は明らかにされていなかった．そこで本稿では，被災地を遠隔走行させるロボットの視覚系としてHBPミラー系を用い，探索タスクでの有効性を検証する．探索実験ではHBPミラー系と電動カートからなる移動視覚系を使用し，実環境内を走行しながら獲得した画像を，離れた地点で監視することで遠隔探索の評価を行った．また，従来の等方な全方位視覚系を対象とした定量的な比較実験を公平な条件下で行うために，３Ｄモデルとレイトレースレンダリングを用いて上記移動視覚系を計算機上に作成した．評価実験ではHBP ミラー系で早く確実に対象物を発見できることが確認された．

発表

Keiji Nagatani, Kazuya Yoshida, Kiyoshi Kiyokawa, Yasushi Yagi, Tadashi Adachi, Hiroaki Saitoh, Toshiya Suzuki, Osamu Takizawa, “Development of a Networked Robotic System for Disaster Mitigation – System Description of Multi-robot System and Report of Performance Tests-“, In Proceedings of the 6th International Conference on Field and Service Robotics, pp.333-342, 2007.
Kazuaki Kondo, Yasuhiro Mukaigawa, Toshiya Suzuki, Yasushi Yagi, “Evaluation of a HBP mirror system for remote surveillance”, In Proc. of IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems, Beijing, China, October 11-13, 2006.
Kazuya Yoshida, Keiji Nagatani, Kiyoshi Kiyokawa, Yasushi Yagi, Tadashi Adachi, Hiroaki Saitoh, Hiroyuki Tanaka, Hiroyuki Ohno, “Development of a Networked Robotic System for Disaster Mitigation – Test Bed Experiments for Remote Operation Over Rough Terrain and High Resolution 3D Geometry Acquisition -“, In Proc. the 5th International Conference on Field and Service Robotics, North Queensland, Australia, 29-31, July, 2005.
近藤　一晃, 向川　康博, 鈴木　俊哉, 八木　康史, “遠隔監視システムを用いた災害地情報収集のための非等方性全方位視覚系”, 日本ヴァーチャルリアリティ学会論文誌, vol.12, no.2, June, 2007.
近藤一晃, 向川康博, 鈴木俊哉, 八木康史, “遠隔操縦探索における非等方性全方位視覚の性能評価”, 画像の認識・理解シンポジウム論文集(MIRU2006), pp.424-429, 7月, 2006.
吉田和哉, 永谷圭司, 遠藤大輔, 水内健祐, Mora Andres, 清川清, 八木康史, 近藤一晃, 足立忠司, 斉藤浩明, 新美義博, 矢代裕之, 芹澤一雅, 田中紘幸, 大野浩之, “遠隔ロボットを用いた災害時マルチメディア情報収集技術の研究 -親子型複数ローバーを用いた被災環境探索システムの構築”, ロボティクス・メカトロニクス講演会’06予稿集, 2006.
吉田, 清川, 八木, 足立, 斎藤, 田中, 大野, “遠隔ロボットを用いた災害時マルチメディア情報収集技術の研究（遠隔移動ロボットおよび視覚・提示系の開発）”, ロボティクスシンポジア, 箱根, 3月14-15日, 2005.
吉田, 清川, 八木, 足立, 斎藤, 田中, 大野, “遠隔ロボットを用いた災害時マルチメディア情報収集技術の研究”, 日本ロボット学会学術講演会, 函館, 9月15日, 2004.
吉田, 清川, 八木, 足立, 斎藤, 田中, 大野, “遠隔ロボットを用いた災害時マルチメディア情報収集技術の研究－ロボットのシステムデザイン”, 計測自動制御学会ＳＩ部門講演会, つくば, 12月18日, 2004.

ロボットナビゲーションのための非等方性全方位視覚

凸型ミラーを用いて自己の周囲360度環境を一度に撮像する「全方位視覚」についての研究が数多く行われ，様々な用途に応用されている．これらの全方位視覚は，鉛直軸周りに回転させた回転体ミラーと，鉛直上向きに設置したカメラからなる．このため方位方向に等しい性質を持ち，どの方位方向においても観測密度は等しい．しかし，移動ロボットの視覚として用いる場合，自己の運動軸上に現れる障害物の発見や回避が重要であるため，進行軸付近の密な観測が必要とされる場合が多い．そこで本論文では，知能作業ロボットに特化した，方位方向により観測密度が変化する「非等方性全方位視覚」を提案する

発表

Kazuaki Kondo, Yasushi Yagi, Masahiko Yachida, “Non-isotropic Omnidirectional Imaging System for an Autonomous Mobile Robot”, In Proc. 2005 IEEE International Conference on Robotics and Automation, Barcelona, Spain, April 18-22, 2005.
近藤　一晃, 八木　康史, 谷内田　正彦, “知能作業ロボットのための非等方性全方位視覚”, 電子情報通信学会論文誌, vol.J88-D-II, no.8, Aug., 2005.
近藤一晃, 八木康史, 谷内田正彦, “ロボットナビゲーションのための非等方性全方位視覚”, 画像の認識・理解シンポジウム(MIRU)2004論文集Ⅰ, pp.493-498, 7月, 2004.

移動ロボットによる環境認識のための実時間距離画像位置合わせ

移動ロボットによる環境認識ではロボットの自己位置を推定すると同時に3次元環境モデルを作成する必要がある(SLAM問題).そこで,実時間レンジセンサから得られる距離画像を位置合わせすることにより,3次元環境モデリングとロボットの自己位置推定を同時に行う手法を提案する.本手法では,センサから得られる時系列距離画像を用いることで,外部センサや手動に頼ることなく実時間で距離画像の位置合わせを行う.位置合わせには IterativeClosestPoint(ICP)法の派生法を用いるが,ここにセンサ精度を考慮した重み関数を導入し,精度による誤差を軽減する手法を提案する.実験では,センサの性能と位置推定の精度についての分析を行った.また,実際に移動ロボットにレンジセンサを搭載し,実時間環境モデリングとセンサ軌道の推定を行った.

発表

Ryusuke Sagawa, Nanaho Osawa, Tomio Echigo, Yasushi Yagi, “Real Time 3D Environment Modeling for a Mobile Robot by Aligning Range Image Sequences”, In Proc. British Machine Vision Conference 2005, vol.1, pp.330-339, Oxford, UK, September, 2005.
大澤　奈々穂, 佐川　立昌, 越後　富夫, 八木　康史, “移動ロボットによる環境認識のための実時間距離画像位置合わせ”, 計測自動制御学会論文集, vol.41, no.12, pp.989–997, 12月, 2005.
大澤　奈々穂, 佐川　立昌, 越後　富夫, 八木　康史, “移動ロボットによる環境認識のための実時間距離画像位置合わせ”, 画像の認識・理解シンポジウム論文集(MIRU2005), pp.777–783, 7月, 2005.
大澤　奈々穂, 佐川　立昌, 越後　富夫, 八木　康史, “移動ロボットによる環境認識のための実時間距離画像位置合わせ”, 情報処理学会研究報告, 情報処理学会, no.2005-CVIM-149, pp.111–118, 東京, 5月, 2005.