画像の対応付けなどの高度な画像処理を要しない視覚サーボによるロボット制御の研究

2000 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 10555141
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 出口 光一郎 東北大学, 大学院・情報科学研究科, 教授 (30107544)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 岡谷 貴之 東北大学, 大学院・情報科学研究科, 助手 (00312637) ; 本谷 秀堅 東京大学, 大学院・工学系研究科, 助手 (60282688)
• Keywords: ロボット制御 / 画像認識 / 視覚サーボ / 固有空間法 / 能動視覚 / 動画像処理 / 遠隔制御 / コンピュータビジョン

Research Abstract

本研究の目的は、視覚センサ(カメラ)を搭載して自由に動くことが出来るロボットやマニピュレータの視覚サーボによる制御において、画像特徴を選択、抽出、そして、対応付けなどの複雑で高度な画像処理を必要としない手法を開発し、工場、現場などで実際に容易に応用できる技術として確立することであった。
そこで、基礎的な理論の実用化に向けた検証とともに、小型カメラを搭載したロボットハンド・システムを構築し、視覚による対象の3次元形状認識、視覚によるロボットの経路計画をも含めた、視覚サーボによるロボットやマニピュレータの行動制御への応用を計った。特に、産業用ロボットの設計・製造に携わっている民間の専門研究者による、具体的な問題の提起と、本研究の成果の応用面での検討を踏まえ、組み立て工場などの現場でのロボットの視覚による制御系が容易に構築できるシステムの開発と、その検証を行った。
本研究の、最終年度である12年度は、特に次の研究活動を行った。
1.10、11年度の研究結果を基礎とした、視覚サーボによるロボットハンドの行動制御の基本原理を検証した。
2.前年度までに構築してきた、運動の自由度、環境条件を拡張した実験システムによって、能動的な視覚によるロボットの経路計画の原理の有効性を検証した。
3.実環境の認識と、行動の制御の基本原理としての能動的な視覚系の有効性を検証し、画像処理から一体となったロボットハンドの制御システムとしてワークステーション上に構築し、実用化を計った。
4.研究を総括し、研究成果を発表するとともに、報告書としてまとめた。

Research Products

• [Publications] K.Deguchi: "A Direct Interpretation of Dynamic Images with Camera and Object Motions for Vision Guided Robot Control"International Journal of Computer Vision. 37・1. 7-20 (2000)
• [Publications] 出口光一郎: "画像伝送による遠隔制御のための疑似ステレオ法"日本ロボット学会論文誌. 17. 242-249 (1999)
• [Publications] 本谷,奥村,出口: "3次元物体の部分距離画像からの一般化円筒表現の生成"計測自動制御学会論文集. 35. 996-1003 (1999)
• [Publications] 本谷,中尾,出口: "多重解像度スケルトンを用いた輪郭線図形の分割手法"情報処理学会論文誌. 40・7. 2967-2977 (1999)
• [Publications] 清水郁子,出口光一郎: "計測誤差を考慮した距離画像からの精密な姿勢推定"電子情報通信学会論文誌. J82-DII. 2298-2306 (1999)
• [Publications] 清水郁子,出口光一郎: "計測誤差を考慮した距離画像の重ね合わせ手法"情報処理学会論文誌. 40. 4097-4105 (1999)
• [Publications] 出口,鏡,嵯峨,本谷: "能動カメラによる運動物体追跡と実時間形状復元システム"計測自動制御学会論文集. 35. 675-683 (1999)
• [Publications] 石山塁,出口光一郎: "画像ベースト視覚サーボにおける最適軌道生成のための並進と回転運動の非干渉化"日本ロボット学会誌. 17. 720-727 (1999)
• [Publications] K.Deguchi,I.Takahashi: "Image-based Simultaneous Control of Robot and Target Object Motions by Direct-Image-Interpretation Method"Proc.the 1999 international Conference on Intelligent Robotics and Systems (IROS'99). 1. 375-380 (1999)
• [Publications] K.Deguchi,K.Yonaiyama: "Real-Time 3D Shape Recognition of High Speed Moving Object by Fixation Point Tracking with Active Camera"Proc.the 1999 international Conference on Intelligent Robotics and Systems (IROS'99). 1. 415-454 (2000)
• [Publications] 出口光一郎: "画像からの立体形状復元"数学セミナー. 40・2. 25-29 (2001)
• [Publications] 出口光一郎: "ロボットビジョンの基礎"コロナ社. 147 (2000)
• [Publications] H.Hontani,K.Deguchi: "Scale-Space Theories in Computer Vision (共著)."Springer-Verlag. 510 (1999)