色彩領域分割・光学フロー・距離マップを統合した実時間視覚による移動ロボットの制御

1998 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 10450096
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 井上 博允 東京大学, 大学院・工学系研究科, 教授 (50111464)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 加賀美 聡 東京大学, 大学院・工学系研究科, 研究員 ; 近野 敦 東北大学, 大学院・工学系研究科, 助教授 (90250688) ; 溝口 博 埼玉大学, 工学部, 助教授 (00262113)
• Keywords: 実時間視覚 / 距離画像生成 / オプティカルフロー生成 / 相関演算ハードウエア / ステレオ画像 / 高速両眼カメラヘッド

Research Abstract

現在、安全性の面から人間とロボットはその活動空間が分離されている。しかし将来、ロボットを人間の日常生活支援に用いるためには、ロボットを人間の活動空間内で安全に行動させるための感覚や知能の研究が必要になる。本研究では、局所相関法に基づくカラー画像の色領域分割、オプティカルフローに基づく動き領域検出、両眼相関法による距離マップ生成、視覚追跡、などの視覚情報を実時間で処理し、それらを統合処理することによりロバストに多数の立体領域を認識し得るロボット視覚システムを構築し、それを用いて、人混みの中でも安全に移動ロボットを自律走行させる手法を確立することを目的としている。
平成10年度は下記の4項目について研究を行った。
1. 相関法に基づくカラー領域分割:
局所相関法によるカラー画像の色領域抽出法を提案し、領域抽出の手法の研究を行った。この方法は局所相関法の計算の過程で得られる画像領域間の相関値配列に基づくもので、相関演算ハードウエアを用いることにより、実時間でカラー領域情報が抽出する手法として実装技術まで確立した。
2. オプティカルフローを利用した分割領域の境界認識:
局所相関ハードウエアを利用したオプティカルフローの結果から分割領域の境界の検出と、分割領域内の動き情報の抽出の研究を行った。
3. ステレオ視による視差からの距離情報の獲得:
ステレオカメラの信号をインターレースし混合することによりステレオ画像を得る方法により、局所相関ハードウエアから部分領域の距離計測を行う手法を開発した。
4. ロボット用高速3軸両眼カメラヘッドの開発:
移動ロボットのために必要なカメラヘッドの条件について考察し、ロボット用高速3軸両眼カメラヘッドの設計および試作を行った。

Research Products

• [Publications] 岡田、加賀美、稲葉、井上: "色領域分割と両眼ステレオの統合による脚型ロボットの三次元障害物回避" 第16回ロボット学会学術講演会予稿集. 3. 1505-1506 (1998)
• [Publications] 岡田、加賀美、井上、他: "両眼ステレオと色領域分割に基づく四脚ロボットの移動行動" 日本機械学会ロボティクスメカトロニクス講演会'98. 1CI3-6 (1998)
• [Publications] Kagami, Okada, Inoue, et al.: "A Vision-based Legged Robot as a Research Platform" Proc.of International Conference on Intelligent Robots and Systems (IROS'98). 1. 235-240 (1998)