Development of Active Visual Sensing Mechanism for Realizing Fast and Stable Robot Motions

• Project/Area Number: 18360192
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Research Field: Measurement engineering
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: DEGUCHI Koichiro Tohoku University, 大学院・情報科学研究科, 教授 (30107544)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): OKATANI Takayuki 東北大学, 大学院・情報科学研究科, 准教授 (00312637) ; USHIDA Shun 東北大学, 大学院・情報科学研究科, 助教 (30343114) ; SAGA Satoshi 東北大学, 大学院・情報科学研究科, 助教 (10451535)
• Project Period (FY): 2006 – 2008
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2008)
• Budget Amount: ¥16,720,000 (Direct Cost: ¥14,200,000、Indirect Cost: ¥2,520,000); Fiscal Year 2008: ¥5,070,000 (Direct Cost: ¥3,900,000、Indirect Cost: ¥1,170,000); Fiscal Year 2007: ¥5,850,000 (Direct Cost: ¥4,500,000、Indirect Cost: ¥1,350,000); Fiscal Year 2006: ¥5,800,000 (Direct Cost: ¥5,800,000)
• Keywords: ロボット視覚 / コンピュータビジョン / 画像理解 / ロボット制御 / 運動視覚 / ロボット動作 / 2足歩行ロボット / 注視制御 / 対象検出

Research Abstract

能動カメラによる追跡に基づく高速移動体の実時間追跡・形状認識システムを構築してロボットに実装し, ロボットの安定で高速な運動を実現した. また, 対象の形状や自己および対象の運動に応じたカメラの効率的な注視制御方法を考案し, 効率がどのような要因で決定されるのかなどを理論化した. 多様な状況を設定し, 多数の画像を取得して, 有効性を確認した.
以上を総合して、ロボットの高速で安定な行動を実現する運動視センシング機構の構築を完成させた.

Research Products

• [Journal Article] Study of image quality of superimposed projection using multiple projectors (2008)
  • Author(s): Takayuki Okatani, Mikio Wada,and Koichiro Deguchi
  • Journal Title: IEEE Transactions on Image Processing Vol.18,No.2 Pages: 424-429
  • NAID: 120002337728
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Statistical Characteristics of Biometric Image-Based Inverted Pendulum Control Systems Using Just-In-Time Method (2008)
  • Author(s): Shun Ushida, Ken-ichiro,Fukuda, Koichiro Deguchi
  • Journal Title: Journal of Robotics and Mechatronics Vol.20,No.3 Pages: 420-428
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] An Information Theoretic Approach for Active and Effective Object Recognition (2008)
  • Author(s): Koichiro Deguchi
  • Journal Title: SICE Journal of Control, Measurement, and System Integration Vol.1,No.1 Pages: 33-39
  • NAID: 10024291386
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] An Information Theoretic Approach for Active and Effective Object Recognition (2008)
  • Author(s): Koichiro Deguchi
  • Journal Title: SICE Journal of Control, Measurement, and System Integration Vol.1, No.1 Pages: 33-39
  • NAID: 10024291386
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Statistical Characteristics of Biometric Image-Based Inverted Pendulum Control Systems Using Just-In-Time Method (2008)
  • Author(s): Shun Ushida, Ken-ichiro Fukuda, Koichiro Deguchi
  • Journal Title: Journal of Robotics and Mechatronics Vol.20, No.3 Pages: 420-428
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Study of imagequality of superimposed projection using multiple projectors (2008)
  • Author(s): Takayuki Okatani, Mikio Wada, and Koichiro Deguchi
  • Journal Title: IEEE Transactions on Image Processing Vol.18, No.2 Pages: 424-429
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] An Information Theoretic Approach for Active and Effective Object Recognition (2008)
  • Author(s): Koichiro Deguchi
  • Journal Title: SICE Journal of Control, Measurement, and System Integration 1-1 Pages: 33-39
  • NAID: 10024291386
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 人の視覚運動制御系を模擬したカメラ情報に基づく倒立振子むだ時間系のJust-In-Time制御 (2007)
  • Author(s): 福田憲一郎, 牛田俊, 出口光一郎
  • Journal Title: システム制御/情報学会論文集 Vol.20,No.4 Pages: 167-173
  • NAID: 10019707452
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] On the Wiberg Algorithm for Matrix Factorization in the Presence of Missing Components (2007)
  • Author(s): Takayuki Okatani, Koichiro Deguchi
  • Journal Title: International Journal of Computer Vision 72(3) Pages: 329-337
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] センシング情報学の構築 (2007)
  • Author(s): 出口光一郎
  • Journal Title: 横幹 vol.1,no.2 Pages: 80-87
  • NAID: 130005145669
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 人の視覚運動制御系の振舞いに基づく倒立振子系のむだ時間補償制御 (2007)
  • Author(s): 牛田俊, 福田憲一郎, 李眞娥, 出口光一郎
  • Journal Title: システム制御/情報学会論文集 Vol.20,No.4 Pages: 160-166
  • NAID: 10019707437
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 人の視覚運動制御系の振舞いに基づく倒立振子系のむだ時間補償制御 (2007)
  • Author(s): 牛田俊
  • Journal Title: システム制御/情報学会論文集 20・4 Pages: 160-166
  • NAID: 10019707437
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 人の視覚運動制御系を模擬したカメラ情報に基づく倒立振子むだ時間系のJust-In-Time制御 (2007)
  • Author(s): 福田憲一郎
  • Journal Title: システム制御/情報学会論文集 20・4 Pages: 167-173
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Absolute phase measurements using geometric constraints between multiplecameras and projectors (2007)
  • Author(s): Rui Ishiyama
  • Journal Title: Applied Optics 46 Pages: 3528-3538
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] センシング情報学の構築 (2007)
  • Author(s): 出口光一郎
  • Journal Title: 横幹 1-2 Pages: 80-87
  • NAID: 130005145669
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 人の視覚運動制御系の振舞いに基づく倒立振子系のむだ時間補償制御 (2007)
  • Author(s): 牛田俊
  • Journal Title: システム制御/情報学会論文集 20・4(印刷中)
  • NAID: 10019707437
• [Journal Article] 人の視覚運動制御系を模擬したカメラ情報に基づく倒立振子むだ時間系のJust-In-Time制御 (2007)
  • Author(s): 福田憲一郎
  • Journal Title: システム制御/情報学会論文集 20・4(印刷中)
• [Journal Article] On the Wiberg Algorithm for Matrix Factorization in the Presence of Missing Components (2007)
  • Author(s): Takayuki Okatani
  • Journal Title: International Journal of Computer Vision 72(3) Pages: 329-337
• [Journal Article] HHMM-based Recognition of Human Activity (2006)
  • Author(s): Daiki KAWANAKA, Takayuki OKATANI, Koichiro DEGUCHI
  • Journal Title: IEICE Trans.Information and Systems E89-D・7 Pages: 2180-2185
  • NAID: 110007541107
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 注視による2足歩行ロボットの歩行動作の安定化 (2006)
  • Author(s): 滝澤象太, 牛田俊, 出口光一郎
  • Journal Title: Vol.24,No.6 Pages: 727-734
  • NAID: 10018207568
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 注視による2足歩行ロボットの歩行動作の安定化 (2006)
  • Author(s): 滝澤象太
  • Journal Title: 日本ロボット学会誌 24・6 Pages: 727-734
• [Journal Article] HHMM-based Recognition of Human Activity (2006)
  • Author(s): Daiki KAWANAKA
  • Journal Title: IEICE Trans. Information and Systems E89-D・7 Pages: 2180-2185
• [Journal Article] The Importance of Gaze Control Mechanism on Vision-Based Motion Control of a Biped Robot (2006)
  • Author(s): S. Ushida
  • Journal Title: Proceedings of the IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems Pages: 4447-4452
• [Presentation] Shape reconstruction by combination of structured-light Projection and photometric stereo using a projector-camera system (2009)
  • Author(s): Tomoya Okazaki, Takayuki Okatani, and Koichiro Deguchi
  • Organizer: The 3rd Pacific-Rim Symposium on Image and Video Technology
  • Place of Presentation: Tokyo, Japan
  • Year and Date: 2009-01-16
• [Presentation] Shape reconstruction by combination of structured-light projection and photometric stereo using a projector-camera system (2009)
  • Author(s): Tomoya Okazaki, Takayuki Okatani,and Koichiro Deguchi
  • Organizer: The 3rd Pacific-Rim Symposium on Image and Video Technology
  • Place of Presentation: Tokyo,Japan
  • Year and Date: 2009-01-15
• [Presentation] 複数プロジェクタの重ね合わせ投影のための画像計算について (2008)
  • Author(s): 阿部大輔, 岡谷貴之, 出口光一郎
  • Organizer: 第51回自動制御連合講演会
  • Place of Presentation: 米沢
  • Year and Date: 2008-11-25
• [Presentation] 複数プロジェクタの重ね合わせ投影のための画像計算について (2008)
  • Author(s): 阿部大輔, 岡谷貴之, 出口光一郎
  • Organizer: 第51回自動制御連合講演会
  • Place of Presentation: 米沢、山形県
  • Year and Date: 2008-11-23
• [Presentation] A Goal Oriented Just-In-Time Visual Servoing for Ball Catching Robot Arm (2008)
  • Author(s): Koichiro DEGUCHI, Hironari SAKURAI,and Shun USHIDA
  • Organizer: 2008 IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems(IROS2008)
  • Place of Presentation: Nice,France
  • Year and Date: 2008-10-25
• [Presentation] A Goal Oriented Just-In-Time Visual Servoing for Ball Catching Robot Arm (2008)
  • Author(s): Koichiro DEGUCHI, Hironari SAKURAI, and Shun USHIDA
  • Organizer: 2008 IEEE / RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems(1R0S2008)
  • Place of Presentation: Nice, France
  • Year and Date: 2008-09-28
• [Presentation] 反射像を用いた触覚センサにおける微少変位の検出 (2008)
  • Author(s): 嵯峨智, 昆陽雅司, 出口光一郎
  • Organizer: 日本バーチャルリアリティ学会第13回大会
  • Place of Presentation: 奈良
  • Year and Date: 2008-09-25
• [Presentation] 反射像を用いた触覚センサにおける微少変位の検出 (2008)
  • Author(s): 嵯峨智, 昆陽雅司, 出口光一郎
  • Organizer: 日本バーチャルリアリティ学会第13回大会
  • Place of Presentation: 横浜、神奈川県
  • Year and Date: 2008-09-20
• [Presentation] プロジェクタカメラシステムによる仮想反射特性の高品質な再現 (2008)
  • Author(s): 岡崎智也, 岡谷貴之, 出口光一郎
  • Organizer: MIRU2008第11回画像の認識・理解シンポジウム
  • Place of Presentation: 軽井沢、長野県
  • Year and Date: 2008-08-03
• [Presentation] 被写界深度ボケの提示により奥行き感を強化する注視反応型ディスプレイ (2008)
  • Author(s): 石澤昴, 岡谷貴之, 出口光一郎
  • Organizer: MIRU2008第11回画像の認識・理解シンポジウム
  • Place of Presentation: 軽井沢、長野県
  • Year and Date: 2008-08-02
• [Presentation] 複数プロジェクタの投影像の重ね合わせによる超解像画像投影について (2008)
  • Author(s): 和田幹生, 岡谷貴之, 出口光一郎
  • Organizer: 川RU2008第11回画像の認識・理解シンポジウム
  • Place of Presentation: 軽井沢、長野県
  • Year and Date: 2008-08-02
• [Presentation] 複数プロジェクタの投影像の重ね合わせによる超解像画像投影について (2008)
  • Author(s): 和田幹生, 岡谷貴之, 出口光一郎
  • Organizer: MIRU2008第11回画像の認識・理解シンポジウム
  • Place of Presentation: 軽井沢
  • Year and Date: 2008-07-30
• [Presentation] プロジェクタカメラシステムによる仮想反射特性の高品質な再現 (2008)
  • Author(s): 岡崎智也, 岡谷貴之, 出口光一郎
  • Organizer: MIRU2008第11回画像の認識・理解シンポジウム
  • Place of Presentation: 軽井沢
  • Year and Date: 2008-07-30
• [Presentation] 被写界深度ボケの提示により奥行き感を強化する注視反応型ディスプレイ (2008)
  • Author(s): 石澤昴, 岡谷貴之, 出口光一郎
  • Organizer: MIRU2008第11回画像の認識・理解シンポジウム
  • Place of Presentation: 軽井沢
  • Year and Date: 2008-07-30
• [Presentation] 多眼カメラを用いたアピアランスに基づく物体の姿勢推定 (2008)
  • Author(s): 武田悟郎, 岡谷貴之, 出口光一郎
  • Organizer: 第14回画像センシングシンポジウム{SSIl2008}
  • Place of Presentation: 横浜、神奈川県
  • Year and Date: 2008-06-14
• [Presentation] 多眼カメラを用いたアピアランスに基づく物体の姿勢推定 (2008)
  • Author(s): 武田悟郎, 岡谷貴之, 出口光一郎
  • Organizer: 第14回画像センシングシンポジウム(SSII2008)
  • Place of Presentation: 横浜
  • Year and Date: 2008-06-11
• [Presentation] A Road Map to Active Eyes-Geometty and Photometry Aspect and Prospect of Robotics Vision (2007)
  • Author(s): Koichiro Deguchi
  • Organizer: Korea-Japan Workshop on Pattern Recognition
  • Place of Presentation: Miyagi, Japan
  • Year and Date: 2007-11-25
• [Presentation] 3D spatial information extraction from ALOS PRISM triple image (2007)
  • Author(s): Nguyen Thi Mai Dung
  • Organizer: The 28th Asian Conference on Remote Sensing
  • Place of Presentation: Kuala Lumpur, Malaysia
  • Year and Date: 2007-11-18
• [Presentation] 柔軟物ハンドリングのための視覚計測システムの構成 (2007)
  • Author(s): 佐藤大雅、牛田俊、岡谷貴之、出口光一郎
  • Organizer: 第24回センシングフォーラム
  • Place of Presentation: 仙台(pp.307-312)
  • Year and Date: 2007-10-26
• [Presentation] Acquisition of Fixed Wide View Field of a Biped Robot during a Walking Motion (2007)
  • Author(s): Kousuke Yoshimi, Shun Ushida, Koichiro Deguchi
  • Organizer: SICE2007
  • Place of Presentation: Takamatsu(1A08-2)
  • Year and Date: 2007-09-15
• [Presentation] Acquisition of Fixed Wide View Field of a Biped Robot during a Walking Motion (2007)
  • Author(s): Kousuke Yoshimi
  • Organizer: SICE2007
  • Place of Presentation: Takamatsu
  • Year and Date: 2007-09-15
• [Presentation] アクティブライティングによる画像からの対象物の抽出 (2007)
  • Author(s): 岡崎智也
  • Organizer: 画像の認識・理解シンポジウム(MIRU2007)
  • Place of Presentation: 広島
  • Year and Date: 2007-07-31
• [Presentation] 人の運動制御の統計的性質に着目した視覚ロボットシステムの振舞いの解析 (2007)
  • Author(s): 牛田俊
  • Organizer: 第36回制御理論シンポジウム
  • Place of Presentation: 札幌
  • Year and Date: 2007-07-10
• [Presentation] Variational Bayes Approach to Robust Subspace Learning (2007)
  • Author(s): Takayuki Okatani and Koichiro Deguchi
  • Organizer: CVPR2007
  • Place of Presentation: Minneapolis
  • Year and Date: 2007-06-22
• [Presentation] Variational Bayes Approach to Robust Subspace Learning (2007)
  • Author(s): Takayuki Okatani
  • Organizer: CVPR2007
  • Place of Presentation: Minneapolis, U.S.A.
  • Year and Date: 2007-06-20
• [Presentation] 視覚をもつ人型ロボットに対する身体動作模倣システムの構築 (2007)
  • Author(s): 牛田俊、西川弘貴、川村崇正、出口光一郎
  • Organizer: ロボティクス・メカトロニクス講演会2007
  • Place of Presentation: 秋田(1A1-B04)
  • Year and Date: 2007-05-11
• [Presentation] 視覚-ロボットアームからなるJust-In-Time制御系の振舞いの統計解析 (2007)
  • Author(s): 牛田俊、福田憲一郎、出口光一郎
  • Organizer: ロボティクス・メカトロニクス講演会2007
  • Place of Presentation: 秋田(2A1-N08)
  • Year and Date: 2007-05-11
• [Presentation] アクティブライティングによる画像からの対象物の抽出 (2007)
  • Author(s): 岡崎智也、岡谷貴之、出口光一郎
  • Organizer: 情報処理学会コンピュータビジョンとイメージメディア(CVIM)研究会
  • Place of Presentation: 鹿児島(159-13)
  • Year and Date: 2007-03-19
• [Presentation] 捕球タスクに対するカメラキャリブレーションを必要としない視覚サーボ系の構築 (2007)
  • Author(s): 櫻井裕音、牛田俊、出口光一郎
  • Organizer: 第12回ロボティクスシンポジア
  • Place of Presentation: 長岡
  • Year and Date: 2007-03-17
• [Presentation] Just-In-Time Control of Image-Based Inverted Pendulum Systems with a Time-Delay (2006)
  • Author(s): Ken-ichiro Fukuda, Shun Ushida and Koichiro Deguchi
  • Organizer: SICE-ICASE International Joint Conference 2006
  • Place of Presentation: Bexco,Busan,Korea(pp.4016-4021)
  • Year and Date: 2006-10-19
• [Presentation] The Importance of Gaze Control Mechanism on Vision-Based Motion Control of a Biped Robot (2006)
  • Author(s): S. Ushida, K. Yoshimi, T. Okatani,and K. Deguchi
  • Organizer: in Proceedings of the IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems (IROS2006)
  • Place of Presentation: Beijing(pp.4447--4452)
  • Year and Date: 2006-10-14
• [Presentation] An Information Theoretic Approach for Active and Effective Object Recognitions (2006)
  • Author(s): Koichiro DEGUCHI, Hiromi OHTSU
  • Organizer: ICPR2006
  • Place of Presentation: Hong Kong(Tue-P-II-2)
  • Year and Date: 2006-08-24
• [Presentation] Video Synchronization Based on Co-occurrence of Appearance Changes in Video Sequences (2006)
  • Author(s): Manabu Ushizaki, Takayuki Okatani and Koichiro Deguchi
  • Organizer: ICPR2006
  • Place of Presentation: Hong Kong(Wed-O-I-3b)
  • Year and Date: 2006-08-23
• [Presentation] 情報理論に基づく物体認識のための行動選択方法 (2006)
  • Author(s): 大津裕美, 出口光一郎
  • Organizer: 画像の認識・理解シンポジウム(MIRU2006)
  • Place of Presentation: 仙台(IS1-9,pp.364-369)
  • Year and Date: 2006-07-21
• [Presentation] 画像の見かけの変化に基づく多視点カメラの時間同期取得 (2006)
  • Author(s): 牛崎学, 岡谷貴之, 出口光一郎
  • Organizer: 画像の認識・理解シンポジウム(MIRU2006)
  • Place of Presentation: 仙台(pp.303-308,OS7B-3)
  • Year and Date: 2006-07-20
• [Presentation] Just-In-Time法によるむだ時間倒立振子系の安定化制御 (2006)
  • Author(s): 福田憲一郎, 牛田俊, 出口光一郎
  • Organizer: 計測自動制御学会第230回東北支部研究集会
  • Place of Presentation: 仙台(230-10)
  • Year and Date: 2006-07-20
• [Presentation] Autocalibration of an Ad Hoc Construction of Multi-Projector Displays (2006)
  • Author(s): Takayuki Okatani and Koichiro Deguchi
  • Organizer: ProCams 2006 : International Workshop on Projector-Camera Systems
  • Place of Presentation: New York(pp.44-53)
  • Year and Date: 2006-06-18
• [Presentation] ダイナミクスにゆらぎをもつ確率システムの制御性能向上に関する理論解析 (2006)
  • Author(s): 牛田俊, 李眞娥, 出口光一郎
  • Organizer: 計測自動制御学会第6回制御部門大会
  • Place of Presentation: 名古屋(pp.391-396)
  • Year and Date: 2006-05-15
• [Book] Mathematics of Shape Description--A Morphological Approach to Image Processing and Computer Graphics-- (2008)
  • Author(s): Pijush K. Ghosh and Koichiro Deguchi
  • Total Pages: 254
  • Publisher: John Wiley & Sons(Asia)Pte.Ltd.
• [Book] センシングのための情報と数理 (2008)
  • Author(s): 出口光一郎、本多敏
  • Total Pages: 163
  • Publisher: コロナ社
• [Book] Mathematics of Shape Description-A Morphological Approach to Image Processing and Computer Graphics-, (2008)
  • Author(s): Koichiro Deguchi
  • Total Pages: 254
  • Publisher: John Wiley & Sons
• [Remarks]
  • URL: http://www.fractal.is.tohoku.ac.jp
• [Remarks]
  • URL: http://www.fractal.is.tohoku.ac.jp
• [Remarks]
  • URL: http://www.fractal.is.tohoku.ac.jp/