視聴覚による移動物体追跡

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近未来にはロボットが人間の生活の中に入ってくると考えられる.生活環境のような複雑な環境においてロボットが目的のタスクを実現するためには,外部環境と自身との関係を認識する事が不可欠である.これまで研究開発されてきている移動ロボットは,視覚情報を用いるものがほとんどである.しかし,人間の日常生活では,聴覚情報も行動の手がかりとしてよく用いている.通常のカメラ等の視覚機器では,視覚情報が得られる範囲は限られるが,聴覚情報は空間分解能は低いがほぼ無指向性であり,暗闇や障害物がある場合においても情報を得られる.聴覚を持つ移動ロボットは,不審な物音を察知し,その対象を捕捉する警備ロボットや,主人に呼ばれて主人の近くにくるような召使いロボット等に応用可能であると考えられる.このような聴覚情報を用いた音源物体追跡移動ロボットシステムの構築を目標とした.最初に視覚による3次元位置計測システムの作成を行った.このシステムは2台のカメラを用いたステレオ視により,物体の3次元位置をリアルタイムに計測することが可能である.本システムはテンプレートマッチングを用いて物体の認識も可能であることから,移動物体の識別を行いながらその物体の3次元位置を獲得することが可能である.次に聴覚システムの構築を行った.回転中の角度の時間変化どロボットからの推定音源方向の対応関係を大量に獲得することにより,音源位置の推定精度が向上した.さらに,回転中の推定音源方向の変化量から音源位置の前後判定を行うことができる.これにより,2本のマイクのみで360度すべての方向の音源位置を推定することが可能となった.この移動ロボットを用いて,簡単な音源追跡システムの構築を行った.作成したシステムは,音源の2つのマイクロホンへの到達時間差から音源方向を推定し,その方向へ回転・前進する動作を繰り返すことが可能である.