高齢者の転倒事故を未然防止する安全福祉ロボットの開発

研究2年目である本年度は,昨年同様,高齢者を見守り体の状態を把握し,必要ならばその人の状態や体格に合わせて手助けすることで高齢者を転倒事故から守るためのロボット要素技術の開発を目指した.具体的には,ロボットが人の情報を獲得できるよう,「高フレームレートイメージセンサモジュール開発」のテーマを遂行し成果をあげた.画像情報を用いた高齢者の転倒前検出では,ビデオフレーム周期である33[msec]が制約条件になる.このような背景から,近年,高フレームレートで取得可能なビジョンシステムの開発が活気付いている.しかし現在販売されているものの多くは必要以上に高解像度であって価格も高く,必ずしも利用目的に見合ったものではないものが少なくない.本研究では,高速性のみに焦点を絞り,秒間200フレーム以上の画像取得が実現できる試作モジュールを作成した.イメージセンサは三菱製のCMOSイメージセンサM64285を採用した.このセンサは画素:32×32,最大フレームレート:364フレーム/秒のモノクロイメージセンサである.開発したモジュールの構成を述べる.イメージセンサから出力されるアナログ画像データはADコンバータに,トリガはCPLDのタイミング制御ブロックに同期をとるため入力される.タイミング制御ブロックからはADコンバータのタイミングトリガを出力し,AD変換の出力安定時間をみてラッチをかけ,変換した8ビット分のデータを保持させる.保持されたデータは基準クロックと位相をずらした画素トリガに同期させながらセレクタによって下位ビットから1ビットずつ出力されている.試作したイメージセンサモジュールにより1秒間に獲得できた画像データは,364フレーム分であり,すべて完全な画像であった.昨年度は200フレーム前後であったが,モジュールとPCのデータ転送をUSB1.1よりUSB2.0に変更したことにより改善した.今後の課題は,ノイズ対策と光学系の選定・製作である.

研究2年目である本年度は,昨年同様,高齢者を見守り体の状態を把握し,必要ならばその人の状態や体格に合わせて手助けすることで高齢者を転倒事故から守るためのロボット要素技術の開発を目指した.具体的には,ロボットが人の情報を獲得できるよう,「高フレームレートイメージセンサモジュール開発」のテーマを遂行し成果をあげた.画像情報を用いた高齢者の転倒前検出では,ビデオフレーム周期である33[msec]が制約条件になる.このような背景から,近年,高フレームレートで取得可能なビジョンシステムの開発が活気付いている.しかし現在販売されているものの多くは必要以上に高解像度であって価格も高く,必ずしも利用目的に見合ったものではないものが少なくない.本研究では,高速性のみに焦点を絞り,秒間200フレーム以上の画像取得が実現できる試作モジュールを作成した.イメージセンサは三菱製のCMOSイメージセンサM64285を採用した.このセンサは画素:32×32,最大フレームレート:364フレーム/秒のモノクロイメージセンサである.開発したモジュールの構成を述べる.イメージセンサから出力されるアナログ画像データはADコンバータに,トリガはCPLDのタイミング制御ブロックに同期をとるため入力される.タイミング制御ブロックからはADコンバータのタイミングトリガを出力し,AD変換の出力安定時間をみてラッチをかけ,変換した8ビット分のデータを保持させる.保持されたデータは基準クロックと位相をずらした画素トリガに同期させながらセレクタによって下位ビットから1ビットずつ出力されている.試作したイメージセンサモジュールにより1秒間に獲得できた画像データは,364フレーム分であり,すべて完全な画像であった.昨年度は200フレーム前後であったが,モジュールとPCのデータ転送をUSB1.1よりUSB2.0に変更したことにより改善した.今後の課題は,ノイズ対策と光学系の選定・製作である.