2017 Fiscal Year Research-status Report
昆虫の視覚制御運動に学んだ小型飛行ロボットによる屋内探索
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15K16073
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| Research Institution | Osaka Institute of Technology |
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Principal Investigator |
奥野 弘嗣 大阪工業大学, 情報科学部, 講師 (30531587)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 視覚情報処理 / 神経 / 昆虫 / 飛行ロボット |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は，昆虫の視覚神経回路に学び，視覚情報から自己の運動状態や飛行経路，周囲との距離を把握するシステムを開発すること，及びこのシステムを活用して屋内（GPSが利用できない）未知環境を探索する自律飛行ロボットを開発することを目的としている．本年度は，昨年度開発した画像処理用回路の改良(1)，並びに，飛行実験を行うための環境構築(2)を行った．加えて，オプティカルフローを取得するアルゴリズムの改善(3)を行った．
(1)では，昨年度開発したカーネルサイズの大きなガウシアンフィルタ（局所速度検出の際に必須）回路の改良をおこなった．カーネルサイズの大きな空間フィルタは，逐次型の演算装置では計算量が大きくなるため高速処理は困難であるが，ガウシアンの数学的特性と並列演算を活用することにより，160x120画素の入力画像に対し，100フレーム／秒の速度で標準偏差が最大36x36ピクセルとなるような巨大なフィルタリングが行える回路を設計した．また，この回路に与えるパラメータを変更することで，標準偏差をルート2倍ずつ調整可能となる機能も取り入れた．
(2)では，これまで用いてきたブラシレスモータのドライバ回路を，軽く，小型のものにリプレイスすると共に，このドライバボードを制御するための回路を設計し，FPGAに実装した．また，飛行時の画像データや慣性センサのデータをPCに送信，及び記録するための環境を構築した．
(3)では，(1)で開発したガウシアンフィルタ回路を活用して，輪郭強調画像とフレーム間差分画像から高速に視覚情報の運動速度を検出するアルゴリズムの開発を行った．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
本年度は，昨年度発生した代表者の所属の異動に伴う研究計画の遅延が影響し，当初計画よりも少し遅れることとなった．
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| Strategy for Future Research Activity |
自己運動推定アルゴリズムの回路化を進める．また，作成したアルゴリズムや回路を評価するための視覚刺激動画の作成や，実環境試験用のドローン機体の製造を，研究協力者（学生）と協力して推進する．
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| Causes of Carryover |
本年度は，前年度に発生した代表者の異動に伴う遅延が影響し，研究の進捗に若干の遅れが生じ，未使用の研究費が発生した．この研究費は，小型飛行ロボット・アルゴリズム開発を効率よく進めるための機材費や，研究協力者（学生）に支払う人件費に充てるとともに，研究成果発表用の旅費として活用する．
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