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A small aerial vehicle inspired by vision-controlled movement of insects for indoor exploration

Research Project

Project/Area Number 15K16073
Research Category

Grant-in-Aid for Young Scientists (B)

Allocation TypeMulti-year Fund
Research Field Intelligent robotics
Research InstitutionOsaka Institute of Technology (2016-2018)
Osaka University (2015)

Principal Investigator

Okuno Hirotsugu  大阪工業大学, 情報科学部, 講師 (30531587)

Project Period (FY) 2015-04-01 – 2019-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2018)
Budget Amount *help
¥3,900,000 (Direct Cost: ¥3,000,000、Indirect Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2017: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2016: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2015: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Keywords視覚情報処理 / 神経 / 昆虫 / ドローン / 飛行ロボット / 神経模倣 / 知能ロボット
Outline of Final Research Achievements

In this study, we devised an algorithm that estimates the ego-motion of a small unmanned aerial vehicle by classifying optical flow (OF) patterns, inspired by insect’s visuomotor control system. We also implemented the algorithm in a small circuit system composed of a CMOS image sensor and an FPGA, and tested the performance of the system in motion. The results showed that the system estimated the actual ego-motion properly.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究で取り組んだような動画像処理を,従来のコンピュータを用いてドローンの制御が行える速度で行うことは容易ではない.本研究では,このような処理を効率よく行っている視覚神経系のアルゴリズムとアーキテクチャを手本として,ディジタル回路を用いて視覚情報を並列に処理することにより,実用的かつ低消費電力なシステムを実現した.この成果は,小型・高速・低消費電力なシステムでの画像処理を必要とする他の応用でも生かすことができる.

Report

(5 results)
  • 2018 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2017 Research-status Report
  • 2016 Research-status Report
  • 2015 Research-status Report
  • Research Products

    (22 results)

All 2019 2018 2017 2016 2015 Other

All Int'l Joint Research (1 results) Journal Article (7 results) (of which Peer Reviewed: 3 results,  Acknowledgement Compliant: 2 results) Presentation (14 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Invited: 6 results)

  • [Int'l Joint Research] National Tsing Hua University(台湾)

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      Volume: NA Pages: 7-12

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      Volume: 11 Issue: 3 Pages: 597-611

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      Neural Networks

      Volume: 81 Pages: 29-38

    • DOI

      10.1016/j.neunet.2016.05.002

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      Yuka Kudo, Yuki Hayashida, Ryoya Ishida, Hirotsugu Okuno, Tetsuya Yagi
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      Lecture Notes in Computer Science

      Volume: 9948 Pages: 326-333

    • DOI

      10.1007/978-3-319-46672-9_37

    • ISBN
      9783319466712, 9783319466729
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      Volume: 115 Pages: 33-38

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      メルパルク大阪,大阪府大阪市
    • Year and Date
      2016-12-16
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      大阪国際交流センター,大阪府大阪市
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      人工知能の応用範囲を拓く超高速・低消費電力ハードウェア技術
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      航空会館,東京都
    • Year and Date
      2016-10-27
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  • [Presentation] A retino-morphic hardware system simulating the graded and action potentials in retinal neuronal layers2016

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      International Conference on Neural Information Processing
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      京都大学,京都府京都市
    • Year and Date
      2016-10-16
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  • [Presentation] 昆虫視覚系の運動検出モデルに学んだ小型自律飛行体のための自己運動推定システム2016

    • Author(s)
      常川尚汰,上野冬貴,石井和男,八木哲也,奥野弘嗣
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    • Place of Presentation
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    • Year and Date
      2016-01-28
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    • Place of Presentation
      電気通信大学
    • Year and Date
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    • Place of Presentation
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    • Year and Date
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      ブレインウェア研究会
    • Place of Presentation
      東北大学電気通信研究所
    • Year and Date
      2015-04-28
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    • Invited

URL: 

Published: 2015-04-16   Modified: 2022-08-19  

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