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

• 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
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-15700153/
• 关键词: 移動ロボット; 行動設計; 観測戦略; ナビゲーション; 視野明瞭化; 動作計画; センシング; 画像処理

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.

This study proposes a method for the design of mobile devices based on the orientation of the device and the accuracy of environmental awareness. The concrete aspects are: (1) the accuracy of measurement;(2) the clarity of horizon; and (3) the purpose. The range of motion of the human eye is limited to the position of the object. (1-b) Light bench test (other objects),(1-c) compound test ((1-a) and (1-b) combination test),(1-b) and (1-c) environment recognition test. The accuracy of each method is improved, the condition is improved, the measurement is slightly changed, and (1) is solved. Specific, in the environment of the eye print, the allocation of objects, the number of, the best, the mobile route, the location, the measurement strategy, the planning method to construct. This is a proposal for a design method for mobile applications. In addition, planning methods are improved, and the calculation time necessary for mobile design is shortened. When the weather conditions change, the water droplets on the surface of the protective layer are always visible. (2-a) Information fusion of multiple scale in measurement,(2-b) Information fusion of time series in measurement direction,(2-c) Information fusion of single scale in measurement,(2-c) Information fusion of time series in measurement direction. Specifically, parallax and image generation methods are constructed by combining information from different parts of the image. The condition of the existence of moving objects is clarified and the method of movement is proposed.

项目成果

山下 淳, 金子 透, 西村 正樹, 三浦 憲二郎: "カメラの方向変化を利用した悪天候時の視野明瞭化〜首振りカメラを用いた画像中の視野妨害となる水滴の除去〜"映像情報メディア学会誌. 57・10. 1347-1353 (2003)

Jun Yamashita、Toru Kaneko、Masaki Nishimura、Kenjiro Miura：“利用相机方向变化在恶劣天气下澄清视野 - 使用振荡相机去除阻碍图像视野的水滴 -”图像研究所杂志信息和电视工程师 57・10。 1347-1353 (2003)