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

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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.