音地図作成による移動ロボットの空間的聴覚とその利用法の研究

移动机器人空间听觉研究及其通过创建声音地图的使用

• 批准号: 07J04753
• 负责人: 佐々木 洋子
• 金额: $ 1.73万
• 依托单位: National Institute of Advanced Industrial Science and Technology (2009)Tokyo University of Science (2007-2008)
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2007
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2007 至 2009
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-07J04753/
• 关键词: マイクロホンアレイ; 音源定位; 音源分離; 物音認識; 移動ロボット聴覚; 音源地図作成; 音源認識; 移動ロボット; 音声認識

昨年度開発したPitch-Cluster-Maps(PCMs)による物音認識手法の実装例として,実験用住宅での日常音認識を行った.車輪型ロボット搭載用32チャンネルマイクロホンアレイおよび、天井設置型128チャンネルマイクロホンアレイに提案法を実装し,マイクロホンアレイで分離した音の認識を行った.PCMs認識の結果を音声フィルタとして利用し,人の声のみを音声認識器へ入力することで,掃除機やテレビといった雑音がある場合でも,雑音の誤認識を防ぐことが可能である.実際に,うめき声を検出してロボットが近づく,雑音下で音声指示による家電操作を行う,といったデモンストレーションを通して,実環境中でのシステムの有効性を確認した.ロボットが移動中に定位した音源の角度情報を用いた三角測量+RANSACによる短区間音源位置推定に,Pitch-Cluster-Mapsによる音の認識結果を加え,より広範囲での音地図作成を行った.移動中の各位置で定位した音の追跡に用いる情報として,角度変化だけでなく音の認識結果を加えることで,同時に追跡可能な音源数の増加や,交差する音の追跡を実現しより広範囲での音源位置推定が可能となった.システムの評価実験では10×18[m]の部屋内に11の音源を配置し,車輪型ロボットに搭載した32チャンネルマイクロホンアレイを用いて,「どこで何の音がするか」を示す音源地図作成を行った.平均0.4m/sで移動するロボットから,過去2sec以内の定位データによる結果では,推定位置誤差の平均282mm,認識の正解率は70.7%であった.

Pitch-Cluster-Maps(PCMs) were developed last year to implement sound recognition techniques in residential buildings. The wheel type is equipped with a 32-inch production line, a patio setting type 128-inch production line, a proposal method, and a PCMs recognition result. The sound recognition result is a sound recognition result. The sound recognition result is a sound recognition result. The sound recognition result is a sound recognition result. It is possible to prevent misconceptions about sound. In the meantime, the sound detection system is close to the sound, and the sound indication system is close to the sound. The operation of the household appliance is carried out, and the sound detection system is communicated, and the effectiveness of the system in the real environment is confirmed. The angle information of the sound source in the middle of the movement can be estimated by triangulation +RANSAC, and the recognition result of the sound source in the short interval can be added by Pitch-Cluster-Maps. The tracking of sound at each position in the movement is based on information, angle change, sound recognition results, and the number of sound sources that can be tracked increases. The sound source of 11 sound sources in the 10×18[m] part of the house is configured, and the wheel type is equipped with 32 sound sources. Average 0.4m/s movement, positioning errors within the past 2 seconds, estimated position error average 282mm, correct solution rate of recognition is 70.7%.

项目成果

マイクアレイのメインローブモデルを用いた点音源検出手法

利用麦克风阵列主瓣模型的点声源检测方法

• 发表时间: 2009
• 期刊: 日本ロボット学会誌 27巻3号
• 作者: 佐々木洋子;加賀美聡;溝口博
• 通讯作者: 溝口博

Sound Localization and Separation for Mobile Robot Tele-operation by Tri-concentric Microphone Array

三同心麦克风阵列移动机器人遥操作声音定位与分离

• 发表时间: 2007
• 期刊: Journal of Robotics of Mechatronics Vol.19 No.3
• 作者: 佐々木洋子;加賀美聡;溝口博;Yoko Sasaki
• 通讯作者: Yoko Sasaki

Pitch-Cluster-Maps based Daily Sound Recognition fora Mobile Robot Audition

基于音高聚类图的移动机器人试镜每日声音识别

• 发表时间: 2010
• 期刊: Journal of Robotics and Mechatronics Vol.22, No.3
• 作者: Yoko Sasaki;Masahito Kaneyoshi;Satoshi Kagami Hiroshi Mizoguchi;Takashi Enomoto
• 通讯作者: Takashi Enomoto

Online Short Term Multiple Sound Source Mapping for a Mobile Robot by Robust Motion Triangulation

通过鲁棒运动三角测量对移动机器人进行在线短期多声源测绘

• 发表时间: 2009
• 期刊: Advanced Robotics Vol. 23
• 作者: Yoko Sasaki;Satoshi Kagami;Hiroshi Mizoguchi
• 通讯作者: Hiroshi Mizoguchi

移動ロボットの環境・認識のための短時間音源地図作成

用于移动机器人环境识别的短时声源映射

• 发表时间: 2010
• 期刊: 第15回ロボティクスシンポジア講演論文集
• 作者: 佐々木洋子;加賀美聡;溝口博
• 通讯作者: 溝口博