動的な環境を認識するための視覚・近接覚統合センサの研究

本研究は視覚センサと超音波近接覚センサとを融合した空間知覚センサと呼ぶべき新しい統合化センサシステムを提案し、単独の感覚だけでは実現が容易でない機能がセンサの統合化によってより簡単に実現可能であることを示すことを目的としている。3次元空間の定位において、視覚は画像面内での横方向と縦方向の2次元に関する定位能力は優れているが、奥行き方向の定位に関してはたとえ両眼視を利用した場合でも十分な性能を実現するのは容易ではない。逆に、超音波近接位置センサは、音波の伝搬時間が比較的容易に正確に測定できるため、奥行き方向の定位能力に優れている。そのため、両者を融合したシステムによる3次元空間定位の実現が期待されるが、従来の超音波位置センサでは縦横方向の定位についてはあまり考慮されていなかったため、視覚と融合させる場合には両センサでの測定結果が同一対象に対するものかどうかを判定することが困難という問題があった。本研究では、超音波位置センサにアレイ送波子を導入することで超音波センサによる縦横方向の位置計測を容易にし、視覚センサと融合する際に問題となる対象の特定および同一性の判定が容易に行えるシステムに関する研究を行った。平成9年度には主に直線配置の超音波アレイ送波子の特性について検討を行った。平成10年度は19素子2次元アレイ送波子を構成し、昨年度の横方向のみの走査から縦方向にも超音波ビームを走査できるようにシステムの拡張を行った。これにより超音波による位置同定を視覚センサで撮像した画像上での位置に正確に対応させて行うことができるようになり、画像中の特定対象の奥行きを含めた3次元位置が画像上にほぼ実時間で表示できるシステムを構成することができた。

本研究は視覚センサと超音波近接覚センサとを融合した空間知覚センサと呼ぶべき新しい統合化センサシステムを提案し、単独の感覚だけでは実現が容易でない機能がセンサの統合化によってより簡単に実現可能であることを示すことを目的としている。3次元空間の定位において、視覚は画像面内での横方向と縦方向の2次元に関する定位能力は優れているが、奥行き方向の定位に関してはたとえ両眼視を利用した場合でも十分な性能を実現するのは容易ではない。逆に、超音波近接位置センサは、音波の伝搬時間が比較的容易に正確に測定できるため、奥行き方向の定位能力に優れている。そのため、両者を融合したシステムによる3次元空間定位の実現が期待されるが、従来の超音波位置センサでは縦横方向の定位についてはあまり考慮されていなかったため、視覚と融合させる場合には両センサでの測定結果が同一対象に対するものかどうかを判定することが困難という問題があった。本研究では、超音波位置センサにアレイ送波子を導入することで超音波センサによる縦横方向の位置計測を容易にし、視覚センサと融合する際に問題となる対象の特定および同一性の判定が容易に行えるシステムに関する研究を行った。平成9年度には主に直線配置の超音波アレイ送波子の特性について検討を行った。平成10年度は19素子2次元アレイ送波子を構成し、昨年度の横方向のみの走査から縦方向にも超音波ビームを走査できるようにシステムの拡張を行った。これにより超音波による位置同定を視覚センサで撮像した画像上での位置に正確に対応させて行うことができるようになり、画像中の特定対象の奥行きを含めた3次元位置が画像上にほぼ実時間で表示できるシステムを構成することができた。