2011 Fiscal Year Research-status Report
首振り指示に基づくヒューマンロボットインタフェース
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23500653
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| Research Institution | Ehime University |
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Principal Investigator |
柴田 論 愛媛大学, 理工学研究科, 准教授 (10263956)
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| Project Period (FY) |
2011-04-28 – 2014-03-31
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| Keywords | ヒューマンロボットインタフェース / 首振り操作 / 全方向移動ロボット / レーザポインタ / 感性コントローラ |
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| Research Abstract |
レーザポインタを用いた首振り指示によるロボット操作システムを実現するために，オムニホイールを用いた全方向移動ロボットの製作，ステレオカメラによる床面上のレーザ指示光点の位置計測システムの構築，指示光点に追従運動するロボットの運動軌道の生成を行った．以下，それぞれについて具体的に示す． 移動ロボットとして，操作者に対する心理的影響を考慮し，足回りに低振動型オムニホイールを利用した全方向移動型を製作し，完成した．ステレオカメラによる光点の位置計測を実現するため，環境の高い位置に特性の等しい2台のカメラを平行に固定し，床面上の光点を撮影した．その映像は高速画像処理ボード2枚により取得され，それらの画像処理（閾値処理，特徴点抽出等）を行った．得られた左右の画像平面内の特徴点の対応付けをエピポーラライン上の探索により行い，三角測量の原理により光点の3次元座標を得た． ステレオカメラにより得られた光点の指示運動に追従するロボットの制御系を構成した．光点の座標はether-net接続により画像処理用コンピュータから移動ロボットに搭載されているロボット制御用コンピュータにリアルタイムに送信され，ロボット制御用コンピュータはその座標を目標点とし，リアルタイムでロボットが追従するようオムニホイールを制御する．ただし，ロボットが人間の指示運動に追従する場合，やわらかさ，滑らかさを付加するほうが心理的に望ましいため，それを実現する２次遅れ系の感性コントローラを指示運動と目標運動の間に挿入した．そして，実際に人間によりロボットの操作を行い，感性コントローラを挿入することによる効果について心理学的評価手法を用いて明らかにした．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
平成23年度の研究計画で目標として述べた，オムニホイールを用いた全方向移動ロボットの製作，ステレオカメラによる指示光点の位置計測，画像処理による特徴点の抽出および追跡，感性コントローラの導入の全てについて計画通りほぼ実現することが出来たため．ただ，ステレオカメラをロボット本体に搭載すること，およびパーティクルフィルタを用いた特徴点追跡は，今後検討していく予定である．
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| Strategy for Future Research Activity |
操作者にとってより使用しやすいインタフェースとするために，首振り指示のみにより可能なモード切替のシステムを構築する．また，ロボット本体にステレオカメラを装着するシステムの評価を行う．さらに，提案したシステムの評価実験を実際の被験者による操作を通じて行う．当該研究費が生じたのは，モータドライバが当初予定していた価格より安く手に入り，またロボットボディを既存の消耗品を用いて作成したためである．
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| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
次年度は，平成23年度に構築したシステムに，首振り指示によるモード切替を行う．モードは，操作者の操作負担をより軽減することを目的に，追従モード，停止モード，自律移動モードの3つを導入する．モード切替の指令は，操作者が首振りにより容易に行えることを目指し，ロボット本体に操作パネルを装着しレーザ光点を照射することによる実現を試みるが，その操作パネル，および操作パネルに取り付ける高輝度発光ダイオードを購入する． また，ロボット本体にステレオカメラを装着し，環境のカメラのみでは死角になる位置や障害物が存在する状況でも光点の認識，ロボットの軌道生成を確実に行うことを目指す．ステレオカメラにより光点を認識するのに必要なインタフェース機能，画像処理能力を有するコンピュータの購入を行う．
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Research Products
(1 results)
