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視覚サーボによるロボットハンドの制御の研究

研究課題

研究課題/領域番号 07455167
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 計測・制御工学
研究機関東京大学

研究代表者

出口 光一郎  東京大学, 大学院・工学系研究科, 助教授 (30107544)

研究分担者 本谷 秀堅  東京大学, 大学院・工学系研究科, 助手 (60282688)
永松 礼夫  東京大学, 大学院・工学系研究科, 助手 (40172556)
研究期間 (年度) 1995 – 1996
研究課題ステータス 完了 (1996年度)
配分額 *注記
5,900千円 (直接経費: 5,900千円)
1996年度: 2,900千円 (直接経費: 2,900千円)
1995年度: 3,000千円 (直接経費: 3,000千円)
キーワードロボット制御 / 画像認識 / 視覚サーボ / 画像圧縮 / 能動視覚 / 動画像処理 / 視覚センサ / 行動制御 / コンピュータ・ビジョン / ロボット視覚 / 画像処理
研究概要

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において、また照明などの撮像条件も制御することが出来る場合も含め、ロボットの行動と得られる画像との関係を明らかにし、さらに、認識にとってより良い画像を能動的に得る可能性を探ることで、得られる画像と能動的なセンシング行動の密な統合をはかり、ロボットの行動制御の基本原理を確立することであった。
これまでの視覚サーボの研究では、画像データを画像を構成する要素、例えば、特徴点、線分、ある特定の単純な図形の集合としてとらえ、それらの特徴がカメラを動かした時にどう画像上で動くかを解析することが基礎となっていた。本研究のもう一つの目的は、この特徴抽出や対応づけを前提としない視覚サーボ手法の開発であった。現場でのロボット制御に視覚サーボを応用する際、これまでのアプローチでは、どのような画像特徴を選ぶか、それをどのような画像処理で抽出するかが制御にとって決定的な役割を持ち、画像処理エキスパートの手を必要としていた。
これに対し、本研究では、画像そのものの次元を圧縮し、低次元の空間で画像を表現することで、あとは数学的な問題として一般的な定式化をすることを試みた。こうして、特定の画像処理の性能によらない視覚サーボの一般理論を導いた。
行った研究とその成果を要約すると、以下になる。
(1)本手法の鍵は、画像データの次元の圧縮にある。そこで、実画像の系列を用いて、カメラが運動した時の画像の変化からカメラの運動を表現するための特徴の抽出と、その特徴を表現するデータの次元について、現在開発されている動画像のデータ圧縮法との関連を含めて調査するとともに、固有空間法を利用する手法の研究・開発を行った。
(2)小型カメラを搭載した実験用ロボットハンド・システムを構築した。
(3)上記の固有空間法に基づく視覚サーボ手法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。すなわち、ロボットハンドを運動させたときの画像から、(1)での結果を考察・検証する実験を行った。
(4)光源などの撮像条件を変化させた場合について同様の考察・実験を行なった。
(5)これらの実験結果を総括し、本研究による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の有効性を検証した。

報告書

(3件)
  • 1996 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 1995 実績報告書
  • 研究成果

    (34件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (34件)

  • [文献書誌] 野口崇、出口光一郎: "固有空間法による画像特徴の対応付けを必要としない視覚サーボ法" 計測自動制御学会論文集. 32-10. 1439-1446 (1996)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 出口光一郎、野口崇: "固有空間法による視覚サーボにおける制御に適した固有部分空間の再構成" 電子情報通信学会論文誌. J80-D-II-6(掲載予定). (1997)

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      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Deguchi,et al.: "Reconstruction from Endoscope Image Sequences by The Factrization Method" IEICE Trans.on IS. E79-D-9. 1439-1446 (1996)

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      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 古市、永松、出口: "高並列計算機の性能評価のための挙動予測モデル" 情報処理学会論文誌. 38-5(掲載予定). (1997)

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      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Deguchi: "A Direct Interpretation of Dynamic Images and Camera Motion for Visual Servoing Without Image Feature Correspondences" Journal of Robotics and Mechatronics. 19-1(to appear). (1997)

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      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 出口光一郎: "コンピュータビジョンのための幾何学[1]〜[4]" 情報処理学会誌(連載). 37-6〜9. (1996)

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      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Deguchi(分担執筆): "Automated Deduction in Geometry" Springer-Verlag,Heidelberg, (1997)

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      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 出口光一郎: "パターン認識" 昭晃堂, (1997)

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      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Deguchi, et al.: "3-D Shape Recongnition from Endoscope Image Sequences by The Factorization Method" Trans. of The Institute of Elect., Inform. and Comm. Eng.vol.E79-D,no.9. 1329-1336 (1996)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Kinoshita, K.Deguchi: "Determination of camera parameters by Visual Servoing" Trans. of The Institute of Elec., Inform. and Comm. Eng.vol.J78-D-II,no.2. 302-310 (1995)

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      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Deguchi, T.Tatara: "A Fast Camera Calibration for Image Synthesis" Trans. Scoety of Instrumentation and Control Engineers. vol.31, no.8. 1015-1022 (1995)

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      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H.Okuda, K.Deguchi: "Gray level behavior for the Gaussian Blurring filters and application to edge extractions" Trans. Information Processign Ssociety of Japan. vol.36, no.10. 2244-2252 (1995)

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      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Noguchi, K.Deguchi: "Visual Servoing without Feature Correspondences Using Eigenspace Method" Trans. Society of Instrumentation and Control Engieers. vol.32.no.10. 1439-1446 (1996)

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      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Deguchi, T.Noguchi: "On The Optimal Sub-Space Construction for Visual Servoing by the Eigen Space Method" Trans. of The Institute of Elec., Inform. and Comm. Eng.vol.J80-D-II,no.6(to appear). (1997)

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      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Deguchi, T.Noguchi: "Visual Servoing Without Feature Correspindences Using Eiggenspace Method" ACCV'95 Second Asian COnference on Computer Vision, Singapore, Dec. 5-8. Vol.1. 111-115 (1995)

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      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Deguchi, T.Noguchi: "Visual Servoing Using Eigenspace Method and Dynamic Calculation of Interaction Materices" Proc. the 13th International Conference on Pattern Recognition, Vienna, August 25-30, Aug. 25-30, Vienna. vo.1. 302-306 (1996)

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      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Deguchi: "Pseudo Stereo for Remote Replay of Object Motion by Visual Servoing" Proc. International Conference on Virtual Systems and MultiMedia 96. 347-352 (1996)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] I.Shimizu, K.Deguchi: "A Method to Register Multiple Range Images form Unknown Viewing Directions" Proc. IARP Workshop on Machine Vision Applications 96, Tokyo. 406-409 (1996)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Deguchi: "An Algebraic Framework for Vision System Construction Using Mechanical Theorem Proving Method" Proc. Workshop on Automated Deduction in Geometry, Toulouse. (1996)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Deguchi: "A Direct Interpretation of Dynamic Images and Camera Motion for Vision Guided Robotics" Proc. International Cnnference on Multisensor Fusion and Integration for Intelligent System (MFI'96) Washington D.C.313-320 (1996)

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    • 関連する報告書
      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 野口崇、出口光一郎: "固有空間法による画像特徴の対応付けを必要としない視覚サーボ手法" 計測自動制御学会論文集. 32-10. 1439-1446 (1996)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] 出口光一郎、野口崇: "固有空間法による視覚サーボにおける制御に適した固有部分空間の再構成" 電子情報通信学会論文誌. J80-D-II-6(掲載予定). (1997)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] K.Deguchi,et al.: "Reconstruction from Endoscope Image Sequences by The Factrization Method" IEICE Trans.on IS. E79-D-9. 1439-1446 (1996)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] 古市、永松、出口: "高並列計算機の性能評価のための挙動予測モデル" 情報処理学会論文誌. 38-5(掲載予定). (1997)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] K.Deguchi: "A Direct Interpretation of Dynamic Images and Camera Motion for Visual Servoing Without Image Feature Correspondences" Journal of Robotics and Mechatronics. 19-1(to appear). (1997)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] 出口光一郎: "コンピュータビジョンのための幾何学[1]-[4]" 情報処理学会誌. 37-6〜9(連載). (1996)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] K.Deguchi(分担執筆): "Automated Deduction Geometry" Springer-Verlag,Heidelberg(予定), 300 (1997)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] 出口光一郎: "パターン認識" 昭晃堂(予定), 250 (1997)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] K.Deguchi,T.Noguchi: "Visual Servoing Without Feature Correspondences Using Eigenspace Method" ACCV'95 Second Asian Conference on Computer Vision. Vol.1. 111-115 (1995)

    • 関連する報告書
      1995 実績報告書
  • [文献書誌] 木下敬介,出口光一郎: "視覚サーボによるカメラパラメータ同定法" 電子情報通信学会論文誌 D-II. Vol.J78-D-II no.2. 302-310 (1995)

    • 関連する報告書
      1995 実績報告書
  • [文献書誌] 出口光一郎,多田羅哲夫: "画像合成のための高速・簡易カメラキャリブレーション" 計測自動制御学会論文集. Vol.31 no.8. 1015-1022 (1995)

    • 関連する報告書
      1995 実績報告書
  • [文献書誌] 奥田浩人,出口光一郎: "ガウシアンフィルタによる濃淡エッジの振舞いとエッジ抽出" 情報処理学会論文誌. 第36巻 10号. 2244-2252 (1995)

    • 関連する報告書
      1995 実績報告書
  • [文献書誌] 岡谷貴之,出口光一郎: "固有空間を利用した陰影からの曲面の形状復元" 情報処理学会コンピュータビジョン研究会. 93-1. 1-7 (1995)

    • 関連する報告書
      1995 実績報告書
  • [文献書誌] 野口 崇,出口光一郎: "固有空間法による視覚サーボにおけるInteraction Matrixの動的な構成" 情報処理学会コンピュータビジョン研究会. 98-5. 27-34 (1996)

    • 関連する報告書
      1995 実績報告書

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公開日: 1995-04-01   更新日: 2016-04-21  

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