2014 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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| 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 / アウェアネス / 移動ロボット / 人物検出・識別 / 人物追従 / 視点計画 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
オンライン人物動き予測手法として，環境の幾何学的な構造を解析して可能な移動経路を列挙し，多くの行動の観察を基に確率的に移動方向を予測する手法を開発し，実際のデータを用いて検証を行った．また，行動計測ポータブルデバイスとして，2者間の付き添いや案内行動を計測するために，2者それぞれが慣性センサ（IMU）を装着し歩行者デッドレコニング（PDR）によってその運動をそれぞれ計測するとともに，2者間を一方が装着したレーザ距離センサ（LRF）で計測し，それらを統合して2者の位置関係を計測するシステムを開発した．
特定人物に付き添うために必要となる人物識別手法を開発した．画像と距離データから服の色，身長，歩容を用いる方法と人物に装着したIMUとLRFデータを統合して用いる手法を開発した．さらに，人のアウェアネス推定のための人物の状態推定について，さまざまな照明条件下で顔の向きを推定する手法を開発した．また，LRFを用いて身体の向きと動きを同時推定する手法を開発した．
アウェアネスを維持するための位置取りの計画について，ロボットが人に付き添う状況を想定し，人の自由な動きに対して，人から見える位置にロボットを常に配置する手法を開発した．付き添いを行いつつロボットの移動量を軽減する動作計画手法を開発した．また，複雑な形状の環境で適切に付き添いを行うための視点候補を高速に生成する手法を開発した．
付き添い行動実験として，人物発見・識別手法を用いたロバストな追従行動と，位置取り計画を利用した付き添い行動を，実ロボットを用いて実現した．また，環境の状態と人の状態の計測に基づく環境制御について，見守り行動の実現のために，環境の物理状態の計測と人の状態を自動的に計測し，環境制御を行う手法を開発し試作システムにより実験を行った．
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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：
環境の構造と計測データからの学習に基づきオンラインで人物の動きを予測する手法を開発した．
人のアウェアネスの計測とモデル化のために，行動計測ポータブルデバイス，極めてロバストな人物識別手法，複雑照明条件下での顔認識手法，顔向き推定手法，身体の向きと動きを同時推定する手法を開発した．さらに，アウェアネスを維持するための位置取り計画のひとつとして，付き添い行動において人から見える位置にロボットを常に配置する手法を開発した．
実際のロボットを用いて，ロバストな追従行動と位置取り計画に基づく付き添い行動を実現した．また，見守り行動において重要となる，環境の物理的な状態と人の状態を認識するシステムを構築し実験を行った．
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| Strategy for Future Research Activity |
以下の項目について研究を行う：
前年度に開発した，慣性計測装置とレーザ距離センサを利用したポータブル行動計測システムについて，アルゴリズムの見直しと他のセンサ（カメラ等）の利用により計測の信頼性・精度の向上を目指す．さらに，前年度に開発した，アウェアネスモデル構築に必要な，2者の動き計測，および歩容・体の向き・顔の向きの計測手法で得たデータを基に人ロボット間のアウェアネスを推定するためのモデルを構築する．
人の動的行動モデルと行動推定について，人の意図（してほしいこと）に応じてロボットのとるべき行動（お伴，案内，見守り，寄り添い）が変化する．たとえば，人が目的地へ向かって歩いている途中に知人に会ったとき，ロボットはお伴タスクから見守りタスクへ切り替える必要がある．このような時々刻々変化する人の行動を動的モデルで表現し，それを基に適切なタスクを実行するための手法を研究する．
人の環境に対するアウェアネスの推定と安全サポートとして，環境に対する人の行動モデルを利用し，人の環境に対するアウェアネスを推定するモデルを構築する．また，ロボットによる安全誘導のための行動生成について検討する．さらに，大学構内（屋外）のある範囲を観察領域として設定し，オンラインで人やロボットの動きを計測し，障害物や他の人が存在する環境下での付き添い行動の記録と解析ができるようにする．また，見守りのための環境計測と人物状態推定手法を改良し，さまざまな状況での見守りと適切な行動選択ができる手法を開発する．
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Research Products
(10 results)
