ダイナミックな視覚システムのための目の運動制御と脳内表現に関する研究

本研究では,人間の目の種々の運動の中でダイナミックな視覚処理を可能にしている運動を参考にして,それと同様にカメラの運動を制御する方法について明らかにすることを目的とした.まず,人間の視覚系において行われている基本的な眼球運動のうち,映像の安定化に関係していると思われる前庭動眼反射(Vestibulo-Ocular Reflex: VOR)と,視機性眼球運動(Opto-Kinetic Reflex:OKR)について調査した.次に,モータの動特性およびHead Compensationの特性を考慮したシミュレーションを行い,体が外乱を受けるもとで,頭部および視線の挙動について調べた.その結果,両眼システムにおいては,注視点までの距離に応じてVORのゲインを可変にすることが,視線の安定化のためには有効であることがわかった.また,人間のように首の回転軸よりも前方に眼の回転軸がある場合には,ゲインを可変にする効果が大きいことがわかった.最後に,人間の目と同様に運動を制御できるヘッドアイシステムを用いて,前庭性動眼反射(VOR)を実現した.ヘッドアイシステムは,2台のCCDカメラと4台のハ-モニックドライブDCサーボモータで構成されており,高速かつ高精度で眼の運動を制御できる.ヘッドアイシステムの鉛直軸回りの角速度を検出するために小型のジャイロセンサーを用い,その角速度情報を用いてVORを実現した.実験の結果,提案した手法の有構成を確認した.

本研究では,人間の目の種々の運動の中でダイナミックな視覚処理を可能にしている運動を参考にして,それと同様にカメラの運動を制御する方法について明らかにすることを目的とした.まず,人間の視覚系において行われている基本的な眼球運動のうち,映像の安定化に関係していると思われる前庭動眼反射(Vestibulo-Ocular Reflex: VOR)と,視機性眼球運動(Opto-Kinetic Reflex:OKR)について調査した.次に,モータの動特性およびHead Compensationの特性を考慮したシミュレーションを行い,体が外乱を受けるもとで,頭部および視線の挙動について調べた.その結果,両眼システムにおいては,注視点までの距離に応じてVORのゲインを可変にすることが,視線の安定化のためには有効であることがわかった.また,人間のように首の回転軸よりも前方に眼の回転軸がある場合には,ゲインを可変にする効果が大きいことがわかった.最後に,人間の目と同様に運動を制御できるヘッドアイシステムを用いて,前庭性動眼反射(VOR)を実現した.ヘッドアイシステムは,2台のCCDカメラと4台のハ-モニックドライブDCサーボモータで構成されており,高速かつ高精度で眼の運動を制御できる.ヘッドアイシステムの鉛直軸回りの角速度を検出するために小型のジャイロセンサーを用い,その角速度情報を用いてVORを実現した.実験の結果,提案した手法の有構成を確認した.