2013 Fiscal Year Annual Research Report
人のアウェアネスの推定に基づく移動ロボットの付き添い行動の生成
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25280093
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Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Research Institution | Toyohashi University of Technology |
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Principal Investigator |
三浦 純 豊橋技術科学大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (90219585)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 付き添いロボット / 移動ロボット / 人物検出・認識 / 人物追従 / 視点計画 |
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| Research Abstract |
実験システムの構築と基礎実験：屋内外を移動可能なロボットシステムGRACE-Iを開発した．全方向移動機構を備え，距離センサ，カメラ，制御用PCおよびバッテリを搭載し，自立移動可能である．これまでにRTミドルウェア上で開発してきた各種ソフトウェアを改良して実装し，屋内外で人物追従実験を行って基本性能を確認した．また，移動ロボットの運用状態をモニタリングするシステムを開発し，プログラム開発を効率化するシミュレーション環境も整えた．
高速・高信頼な人物検出・識別手法の開発：カメラと距離センサを用いた人物検出・識別手法を開発した．距離センサでは体全体や足や胴などの部位の形状を利用し，カメラでは人物の見えや服の色・模様などを利用する．それら複数情報を統合することにより高信頼に特定人物を検出し追従することが可能となった．また，顔の検出と認識について，逆光などの厳しい照明条件下でも画像の正規化を行うことにより高信頼で検出と認識が行える手法を開発した．さらに，特定人物の追従行動において，可変指向性アンテナを利用した人物方向の検出を行い，カメラや距離センサで見失っても再探索を行いながら追従を継続できるシステムを開発した．
複雑環境下での可視性計算と視点計画手法の開発：ロボットと人の位置関係から自ら計測した空間の構造を考慮してロボットが人を視野に入れることできるかどうかを判断し，見守りロボットが人の動きに合わせて視点位置を自動的に計画する手法を開発した．
環境の状態の自動計測：人の状態を推定しその行動を予測するために必要となる環境の状態（光や温熱状態等）を自動計測するシステムを開発した．
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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
以下の項目を達成した：
実験システムを構築し基礎実験を行い，十分な性能を持つことを確かめた．運用のためのモニタリングシステムやプログラム開発環境を整えた．
人物の検出・識別において，多様なセンサ情報を利用して高信頼に人物を検出し，また特定人物を同定する手法を開発し，実験的にその有効性を確かめた．特に顔の発見・認識において，逆光などの厳しい条件にも適用可能な手法を開発した．
複雑環境下で空間地図を作成し，その地図を基に見守り対象の人が視野に入るかどうかを判定する手法と人の動きを考慮して適切に視点を計画する手法を開発した．また，人の状態や行動に影響を与える環境の状態（光や温熱状態等）を自動計測するシステムを開発した．
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| Strategy for Future Research Activity |
以下の項目について研究を行う：
人の移動の目的や周囲の状況（空間形状や他の人の動き）から人の動きを予測する手法を開発する．行動計画問題の解として予測のモデル化を行い，オンラインで予測できるようにする．
人の付き添い行動におけるアウェアネスモデルの構築を行う．まず，人の付き添い行動における2者間の位置関係や視線（顔の向き）などを計測できるポータブルデバイスを開発し，さまざまな付き添い行動を対象にそれらのデータを収集する．次に，計測結果を基にアウェアネスの程度を推定するためのモデルを生成する．
前年度に開発したロボット，人物検出・認識手法，環境計測手法，視点計画手法に上記アウェアネスモデルを加え，アウェアネスを維持しかつ安全な関係を保つための位置取りの計画手法を開発し実験を行う．
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