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画像の対応付けなどの高度な画像処理を要しない視覚サーボによるロボット制御の研究

研究課題

研究課題/領域番号 10555141
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分展開研究
研究分野 制御工学
研究機関東北大学

研究代表者

出口 光一郎  東北大学, 大学院・情報科学研究科, 教授 (30107544)

研究分担者 岡谷 貴之  東北大学, 大学院・情報科学研究科, 助手 (00312637)
本谷 秀堅  東京大学, 大学院・工学系研究科, 助手 (60282688)
研究期間 (年度) 1998 – 2000
研究課題ステータス 完了 (2000年度)
配分額 *注記
9,300千円 (直接経費: 9,300千円)
2000年度: 2,700千円 (直接経費: 2,700千円)
1999年度: 3,100千円 (直接経費: 3,100千円)
1998年度: 3,500千円 (直接経費: 3,500千円)
キーワードロボット制御 / 画像認識 / 視覚サーボ / 固有空間法 / 能動視覚 / 動画像処理 / ロボット視覚 / コンピュータビジョン / 遠隔制御
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やマニピュレータの視覚サーボによる制御において、画像特徴を選択、抽出、そして、対応付けなどの複雑で高度な画像処理を必要としない手法を開発し、工場、現場などで実際に容易に応用できる技術として確立することであった。
本研究で開発した手法の基本原理は以下のものである。
カメラによって得られる画像を構成するデータの数(画素の数)をk、撮像条件がm個のパラメータで制御出来、そして、カメラの位置・姿勢をn個のパラメータで決めることが出来るとすると、ある条件の下でカメラがある位置である姿勢をとり、ある画像が得られるという事象はk+m+n次元の空間の一点として表される。ただし、ある対象に対しては任意の画像が得られるわけではなく、また、任意の撮像条件がとれるわけでもないので、実際に可能な実現は、この空間内のずっと次元の低い空間に制限される。このとき、わずかに条件を変えたり、カメラの位置・姿勢をわずかだけ変化させた場合、得られる画像の変化もほとんどの場合わずかである。このことは、この制限された空間が、低い次元の多様体曲面で表現されることを意味する。
カメラを動かすとどのような画像が得られるかを予測し、ある特定の画像が得られるようにするにはカメラの姿勢をどう制御すればよいか、などの基本原理をこの多様体を元に導くことが出来た。その結果、ゴール周辺の画像によって、この多様体をよく近似する平面を構成することで、制御を実現する手法を与えた。この近似平面を、与えられたサンプル画像群から主成分分析を用いて導き出す具体的な手法も開発した。それによれば、ユーザは単にこのサンプル画像群をあたえるだけ視覚サーボが実現できることも確認した。

報告書

(4件)
  • 2000 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 1999 実績報告書
  • 1998 実績報告書
  • 研究成果

    (53件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (53件)

  • [文献書誌] K.Deguchi: "A Direct Interpretation of Dynamic Images with Camera and Object Motions for Vision Guided Robot Control"International Journal of Computer Vision. 37・1. 7-20 (2000)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 出口光一郎: "画像伝送による遠隔制御のための疑似ステレオ法"日本ロボット学会論文誌. 17. 242-249 (1999)

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      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 本谷,奥村,出口: "3次元物体の部分距離画像からの一般化円筒表現の生成"計測自動制御学会論文集. 35. 996-1003 (1999)

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  • [文献書誌] 本谷,中尾,出口: "多重解像度スケルトンを用いた輪郭線図形の分割手法"情報処理学会論文誌. 40・7. 2967-2977 (1999)

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      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 清水郁子,出口光一郎: "計測誤差を考慮した距離画像からの精密な姿勢推定"電子情報通信学会論文誌. J82-DII. 2298-2306 (1999)

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  • [文献書誌] 清水郁子,出口光一郎: "計測誤差を考慮した距離画像の重ね合わせ手法"情報処理学会論文誌. 40. 4097-4105 (1999)

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  • [文献書誌] 出口,鏡,嵯峨,本谷: "能動カメラによる運動物体追跡と実時間形状復元システム"計測自動制御学会論文集. 35. 675-683 (1999)

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      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 石山塁,出口光一郎: "画像ベースト視覚サーボにおける最適軌道生成のための並進と回転運動の非干渉化"日本ロボット学会誌. 17. 720-727 (1999)

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  • [文献書誌] K.Deguchi,I.Takahashi: "Image-based Simultaneous Control of Robot and Target Object Motions by Direct-Image-Interpretation Method"Proc.the 1999 International Conference on Intelligent Robotics and Systems (IROS'99). 1. 375-380 (1999)

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      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Deguchi,K.Yonaiyama: "Real-Time 3D Shape Recognition of High Speed Moving Object by Fixation Point Tracking with Active Camera"Proc.the 2000 international Conference on Intelligent Robotics and Systems (IROS'99). 1. 415-454 (2000)

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  • [文献書誌] 出口光一郎: "画像からの立体形状復元"数学セミナー. 40・2. 25-29 (2001)

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  • [文献書誌] 出口光一郎: "ロボットビジョンの基礎"コロナ社. 147 (2000)

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  • [文献書誌] H.Hontani,K.Deguchi: "Scale-Space Theories in Computer Vision (共著)"Springer-Verlag. 510 (1999)

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  • [文献書誌] K.Deguchi: "A Direct Interpretation of Dynamic Images with Camera and Object Motions for Vision Guided Robot Control"International Journal of Computer Vision. Vol.37, no.1. 7-20 (2000)

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      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Deguchi: "Pseudo Stereo Method for Remote Motion Control by Image Transmission"Journal of Robotics Society of Japan. vol.17, no.2. 242-249 (1999)

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      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H.Hontani, M.Okumura, K.Deguchi: "Generation of Generalized Cones from a Part of Range Image"Trans. Society of Instrumentation and Control Engineer. vol.35, no.8. 996-1003 (1999)

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      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H.Hontani, A.Nakao, K.Deguchi: "Segmentation of Contour Figures Using Multi-Scale Skeletons"Trans. Information Processing Society of Japan. vol.40, no.7. 2967-2977 (1999)

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  • [文献書誌] I.Shimizu, K.Deguchi: "Accurate Pose determination from Range Image by Accounting Measurement Error"IEICE Trans.. vol.J82-DII, no.12. 2298-2306 (1999)

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      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] I.Shimizu, K.Deguchi: "A Method for Fine Registration of Range Images Accounting for Measurement Error"Trans. Information Processing Society of Japan. vol.40, no.11. 4097-4105 (1999)

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      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Deguchi et al.: "Real-Time 3D Object Recon-struction System with Motion Tracking by an Active Camera"Trans. Society of Instrumentation and Control Engineer. vol.35, no.5. 675-683 (1999)

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      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] R.Ishiyama, K.Deguchi: "Optimal Motion Control for Image-Based Visual Servoing by Decoupling Translation and Rotation"Journal of Robotics Society of Japan. vol.17, no.5. 720-727 (1999)

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      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Deguchi, I.Takahashi: "Image-based Control of Robot and Target Object Motions by Direct-Image-Interpretation Method"Proc. the 1999 International Conference on Intelligent Robotics and Systems (IROS99). vol.1. 375-380 (1999)

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      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Deguchi, K.Yonaiyama: "Real-Time 3D Shape Recognition of High Speed Moving Object by Fixation Point Tracking with Active Camera"Proc. the 2000 International Conference on Intelligent Robotics and Systems (IROS99). vol.1. 415-454 (2000)

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      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Deguchi: "3 Dimensional Shape Reconstruction from Images"Suugaku Seminar. vol.40, no.1. 25-29 (2001)

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      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H.Hontani, K.Deguchi: "Scale-Space Theories in Computer Vision (in part)"Springer-Verlag. 510 (1999)

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      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Deguchi: "Fundamentals of Robot Vision"Corona-sha (in Japanese). 147 (2000)

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      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Deguchi: "A Direct Interpretation of Dynamic Images with Camera and Object Motions for Vision Guided Robot Control"International Journal of Computer Vision. 37・1. 7-20 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] 出口光一郎: "画像伝送による遠隔制御のための疑似ステレオ法"日本ロボット学会論文誌. 17. 242-249 (1999)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] 本谷,奥村,出口: "3次元物体の部分距離画像からの一般化円筒表現の生成"計測自動制御学会論文集. 35. 996-1003 (1999)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] 本谷,中尾,出口: "多重解像度スケルトンを用いた輪郭線図形の分割手法"情報処理学会論文誌. 40・7. 2967-2977 (1999)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] 清水郁子,出口光一郎: "計測誤差を考慮した距離画像からの精密な姿勢推定"電子情報通信学会論文誌. J82-DII. 2298-2306 (1999)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] 清水郁子,出口光一郎: "計測誤差を考慮した距離画像の重ね合わせ手法"情報処理学会論文誌. 40. 4097-4105 (1999)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] 出口,鏡,嵯峨,本谷: "能動カメラによる運動物体追跡と実時間形状復元システム"計測自動制御学会論文集. 35. 675-683 (1999)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] 石山塁,出口光一郎: "画像ベースト視覚サーボにおける最適軌道生成のための並進と回転運動の非干渉化"日本ロボット学会誌. 17. 720-727 (1999)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] K.Deguchi,I.Takahashi: "Image-based Simultaneous Control of Robot and Target Object Motions by Direct-Image-Interpretation Method"Proc.the 1999 international Conference on Intelligent Robotics and Systems (IROS'99). 1. 375-380 (1999)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] K.Deguchi,K.Yonaiyama: "Real-Time 3D Shape Recognition of High Speed Moving Object by Fixation Point Tracking with Active Camera"Proc.the 1999 international Conference on Intelligent Robotics and Systems (IROS'99). 1. 415-454 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] 出口光一郎: "画像からの立体形状復元"数学セミナー. 40・2. 25-29 (2001)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] 出口光一郎: "ロボットビジョンの基礎"コロナ社. 147 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] H.Hontani,K.Deguchi: "Scale-Space Theories in Computer Vision (共著)."Springer-Verlag. 510 (1999)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] 出口、鏡、嵯峨、本谷: "能動カメラによる運動物体追跡と実時間形状復元システム"計測自動制御学会 論文集. 35. 675-683 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] 石山塁、出口光一郎: "画像ベースト視覚サーボにおける最適軌道生成のための並進と回転運動の非干渉化"日本ロボット学会誌. 17. 720-727 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] 本谷、中尾、出口: "多重解像度スケルトンを用いた輪郭線図形の分割手法"情報処理学会論文誌. 40. 2967-2977 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] T.Okatani,K.Deguchi: "Computation of Sign of Gaussian Curvature of Surface from Multiple Unknown Illumination Images Without Knowledge of Reflectance Property"Computer Vision and Image Understanding. 76. 125-134 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] K.Deguchi: "A Direct Interpretation of Dynamic Images with Camera and Object Motions for Vision Guided Robot Control"International Journal of Computer Vision. (掲載予定). (2000)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] K.Deguchi,I.Takahashi: "Image-based Simultaneous Control of Robot and Target Object Motions by Dir* -Image-Interpretation Method"Proc.the 1999 international Conference on Intelligent Robotics and systems (IROS'99). 1. 375-380 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] 出口光一郎: "ロボットの能動視覚" 日本ロボット学会誌. 16-6. 767-772 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] 柳井啓司,出口光一郎: "マルチエージェントによる多様な画像に対応した物体認識システムの一構成法" 情報処理学会論文誌. 39-2. 170-177 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] 岡谷貴之,出口光一郎: "複数の画像間の陰影差に基づく曲面のガウス曲率の符号の決定" 情報処理学会論文誌. 39-6. 1965-1972 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] 清水郁子,出口光一郎: "位置関係が未知の複数視点からの距離画像の重ね合わせ手法" 計測自動制御学会 論文集. 34-7. 807-813 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] 出口光一郎: "多視点からの透視投影画像の因子分解による3次元形状復元" 計測自動制御学会 論文集. 34-10. 1321-1328 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] 本谷秀堅,出口光一郎: "濃淡画像の多重解像度解析に基づく図形に固有な形状および大きさ" 情報処理学会論文誌. 39-11. 3018-3026 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] 電子情報通信学会 編(共著): "電子情報通信ハンドブック" オーム社, 1339 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] H.Heijmans et al. 編(共著): "Mathematical Morphology and its Applications to Image and Signal Processing" Kluwer Academic Publishers, 442 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書

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公開日: 1998-04-01   更新日: 2016-04-21  

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