Distributed Cooperative Estimation for Visual Sensor Networks

视觉传感器网络的分布式协作估计

• 批准号: 23760384
• 负责人: HATANAKA Takeshi
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: Tokyo Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2011
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2011 至 2012
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-23760384/
• 关键词: 制御理論; センサネットワーク; 協調推定; 協調制御; 分散最適化; 受動性

The goal of this project is to establish a smart network system estimating target motion via distributed information processing and decision-making for a visual sensor network which is a network consisting of multiple smart cameras with communication and computation capability. We first presented a distributed cooperative visual estimation mechanism, called networked visual motion observer, by combining two different previous works: a passivity-based visual motion observer and passivity-based pose synchronization control. The proposed estimation mechanism executes local estimation via the visual motion observer and aggregates the neighboring cameras estimates based on the synchronization techniques. Then, we clarified an averaging performance of the estimates produced by the proposed mechanism based on the techniques in distributed optimization and pose synchronization. We also conducted theoretical analysis on a relation between target motion and the averaging performance. In addition, we built an actual visual sensor network system and demonstrated validity of the presented theoretical results. Finally, we quantified the effects of malicious sensors and imperfect visibility on the averaging performance and improved the sensor network system so that it works even in the presence of such undesirable events.

本计画的目标是建立一个智慧型网路系统，透过分散式资讯处理与决策，以视觉感测网路来估测目标的运动。视觉感测网路是由多个智慧型摄影机所组成，具有通讯与运算能力。首先，我们提出了一个分布式合作的视觉估计机制，称为网络视觉运动观测器，结合两个不同的以前的工作：基于被动的视觉运动观测器和基于被动的姿态同步控制。所提出的估计机制通过视觉运动观测器执行局部估计，并基于同步技术聚合相邻相机的估计。然后，我们澄清了一个平均性能的估计所提出的机制的基础上，分布式优化和姿势同步技术。对目标运动与平均性能之间的关系进行了理论分析。此外，我们建立了一个实际的视觉传感器网络系统，并证明了所提出的理论结果的有效性。最后，我们量化了恶意传感器和不完美的可见性对平均性能的影响，并改进了传感器网络系统，使其即使在存在此类不良事件的情况下也能正常工作。

项目成果

システム科学技術のための分散協調最適化とポテンシャルゲーム

系统科学与技术的分布式协同优化与潜在博弈

• 发表时间: 2012
• 期刊: 計測と制御
• 作者: 井熊 佳祐，和田 篤，田中 哲，大道 浩児;高橋 信明;伊藤まゆ美，東 剛人，足立修一;畑中 健志
• 通讯作者: 畑中 健志

パノラマ型カメラモデルに対する視覚フィードバック型位置・姿勢協調制御

全景相机模型的视觉反馈式位姿协调控制

• 发表时间: 2012
• 期刊: システム制御情報学会論文誌
• 作者: Takehito Azuma;Mayumi Ito;Shuichi Adachi;菊永 和也;井熊 佳祐，和田 篤，田中 哲，高橋 信明;宋，小菅，松波;伊吹竜也,畑中健志,藤田政之
• 通讯作者: 伊吹竜也,畑中健志,藤田政之

視覚フィードバックによるリーダ追尾型姿勢協調制御

使用视觉反馈的领导者跟踪姿势协调控制

• 发表时间: 2011
• 期刊: システム制御情報学会論文誌
• 作者: Y.Yamaguchi;Y.Kosuge and I.Matsunami;Seiji Hashimoto;Dai Owaki;伊吹竜也,畑中健志,藤田政之
• 通讯作者: 伊吹竜也,畑中健志,藤田政之

ビジュアル・ロボティックネットワークのための分散最適化とゲーム

视觉机器人网络的分布式优化和博弈

• 发表时间: 2011
• 作者: Yizhi GAI;Yukinori KOBAYASHI;Yohei HOSHINO;Takanori EMARU;中 祥司郎;畑中健志
• 通讯作者: 畑中健志

Passivity-based Pose Synchronization Using Only Relative Pose Information under Genearl Digraphs

仅使用通用有向图下的相对姿势信息的基于被动的姿势同步

• 发表时间: 2012
• 作者: 茂木健司,佐藤友紀,中祥司郎,橋本誠司;岡嶋崇,津村幸治,早川朋久,石井秀明;Tatsuya Ibuki
• 通讯作者: Tatsuya Ibuki