複数観測戦略を有する移動ロボットの行動設計

多种观察策略的移动机器人行为设计

基本信息

批准号：
15700153
负责人：
山下淳
金额：
$ 2.3万
依托单位：
Shizuoka University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2003
资助国家：
日本
起止时间：
2003 至 2004
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究では,方向変化が可能な複数台の視覚センサを持つロボットに対して,複数観測戦略を導入することで環境認識の確実性を向上させたロボットの行動設計手法を提案する.具体的には,(1)観測精度の向上と(2)視界の明瞭さ向上を目的とする.ここで,人間の目の可動範囲は限られているため,主にステレオ視のみで物体との位置関係を推定する.一方,ロボットの場合は可動範囲の制限がないため,(1-a)ステレオ観測(同じ物体を複数カメラで観測),(1-b)灯台式観測(別の物体をそれぞれのカメラで観測),(1-c)複合型観測((1-a)と(1-b)の組み合わせ)など同じ場所で環境認識を行う際においても,複数観測戦略を採ることができる.そこで,各方法の観測精度を向上させるとともに,状況に応じて観測戦略を切り替えることで,(1)を解決した.具体的には,環境中の目印となる物体の配置や個数などに応じて最適なロボットの移動経路・観測地点・観測戦略をそれぞれ計画する手法を構築した.ここでは,特にロボットのカメラの性能や移動性能に応じた行動設計方法を提案した.さらに,計画手法を改善することにより,行動設計に必要な計算時間を短縮した.また,悪天候時にはカメラの保護ガラス面に水滴や泥が付着するなど,常に明瞭な視界が得られるわけではない.そこで,(2-a)同じシーンを観測中の複数カメラの情報融合,(2-b)カメラ方向を変化させることにより得た単体カメラからの時系列情報融合,によってそれぞれ(2)を解決した.具体的には,視差のあるステレオ画像について,ノイズが付着していない部分の情報を組み合わせることで明瞭な画像を生成する方法を構築した.また,移動物体が存在する状況においても視野明瞭化を行う手法を提案した.

在这项研究中，我们提出了一种机器人行为设计方法，该方法通过针对具有多个可以改变方向的视觉传感器的机器人引入多个观察策略来提高环境识别的可靠性。具体而言，目的是（1）提高观察准确性，（2）提高视力的清晰度。在这里，由于人眼运动的范围有限，因此与对象的位置关系主要是仅通过立体声视觉来估计的。但是，在机器人的情况下，运动范围没有限制。，（1-a）立体观察（使用多个相机观察相同的对象），（1-b）灯塔观察（用每个相机观察另一个对象）和（1-C）复杂观察（（1-A）和（1-A）和（1-B）的组合，可以采用多个观察策略。因此，我们提高了每种方法的观察准确性，并根据情况切换了观察策略，并且（1）解决了。具体而言，环境中的眼睛是我们构建了一种计划最佳机器人运动路径，观察点和观察策略的方法，具体取决于标记的对象的排列和数量。在这里，我们提出了一种设计适合机器人相机性能和运动性能的行为的方法。此外，通过改进计划方法，我们缩短了行为设计所需的计算时间。此外，在恶劣的天气下，水滴和泥浆粘附在相机的保护玻璃表面上，因此并非总是可能的清晰视野。因此，（2）通过（2-a）在观察同一场景的同时（2-a）信息融合，以及（2-b）通过更改摄像机方向获得的单个相机的时间序列信息融合。具体来说，我们通过将无噪声附加的区域的信息组合在一起，构建了一种用视差生成清晰的立体图像图像的方法。我们还提出了一种方法，即使在存在移动对象的情况下，即使在存在移动对象的情况下也是如此。