製造ラインにおける熟練工作業の実現に関する研究

• 研究課題/領域番号: 15700197
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 感性情報学・ソフトコンピューティング
• 研究機関: 兵庫県立大学 (2004-2005); 姫路工業大学 (2003)
• 研究代表者: 近藤 克哉 兵庫県立大学, 大学院工学研究科, 助教授 (00295750)
• 研究期間 (年度): 2003 – 2005
• 研究課題ステータス: 完了 (2005年度)
• 配分額: 3,500千円 (直接経費: 3,500千円); 2005年度: 700千円 (直接経費: 700千円); 2004年度: 1,600千円 (直接経費: 1,600千円); 2003年度: 1,200千円 (直接経費: 1,200千円)
• キーワード: 位置姿勢推定 / 視覚制御 / 動物体 / マニピュレーション / 単眼カメラ / 物体形状 / カルマンフィルタ / オクルージョン / 視点計画 / ハンドアイ / アクティブビジョン / 物体把持 / 多指ハンド

研究概要

昨年度までの成果をもとに本年度はロボットに熟練工の作業を実現させるため,対象が動く場合や人が介在する場合等についてさらに検討を加えた.その場合の実時間処理による立体視覚手法を提案し,マニピュレーションロボットを用いた実験により提案手法を評価して,その有効性を明らかにした.またシステム全体を完成させ本研究を総括した.これにより次の知見が得られた.
1.対象の特徴点を単眼観測することにより位置姿勢を実時間で推定する手法を発展させ,製造ラインの移動とともに物体が線形移動する場合に,対象の特徴点に関する拘束をはずし実際的なものとした.タスクとして勘合作業を考え,ラインの移動とともに時々刻々変化する対象までの距離やアプローチ方向についてKalmanフィルタを用いて正確な推定を達成した.対象の形状や観測する特徴点の数によって推定精度に及ぼす影響を評価し,実機を用いた勘合実験により提案手法の有効性を示した.
2.昨年度製作したロボット制御ライブラリ等を利用して,人が介在する場合について検討した.タスクを人とロボットの連携動作により達成するシステムを構築し評価した.とくに対象の形状データの一部または全てが未獲得の場合に,立体形状データを獲得するアルゴリズムを提案した.実用にはさらに推定形状の精度向上が必要ではあるが,人が組み入れられたシステムとして応用できることを確認した.

研究成果

• [雑誌論文] (招聘) A real-time analysis of 3D scene from monocular images by observing known background (2005)
  • 著者名/発表者名: Katsuya Kondo, et al.
  • 雑誌名: Proc.2005 International Symposium on Intelligent Signal Processing and Communication Systems Vol.1 ページ: 5-8
• [雑誌論文] 複数マーカの単眼観測による任意姿勢の動物体へのピン挿入 (2005)
  • 著者名/発表者名: 近藤克哉 他
  • 雑誌名: 電子情報通信学会技術研究報告 vol.105・no.426 ページ: 9-13
  • NAID: 110004019414
• [雑誌論文] Pin insertion system using surface-markers for uniform motion region (2005)
  • 著者名/発表者名: Aya Takio, et al.
  • 雑誌名: Proc.IEEE International Conference in Systems, Man and Cybernetics vol.2 ページ: 1931-1936
• [雑誌論文] カメラと人の協調動作による視体積交差法に基づく物体の3次元形状復元 (2005)
  • 著者名/発表者名: 近藤克哉 他
  • 雑誌名: 電子情報通信学会技術研究報告 vol.105・no.112 ページ: 37-40
• [雑誌論文] 形状モデルとテクスチャ情報を用いた一部隠れ物体の位置姿勢推定 (2005)
  • 著者名/発表者名: 岸本将裕 他
  • 雑誌名: 電子情報通信学会2005年総合大会予稿集 (CD-ROM)
• [雑誌論文] Iterated Model-Based Estimation of Object Pose Using Kalman Filter with an Active Camera (2004)
  • 著者名/発表者名: Kenta Nakao, et al.
  • 雑誌名: Proc. of the 6th Biannual World Automation Congress 2004 4 ページ: 139-144
• [雑誌論文] Real-Time Position and Pose Tracking Method of Moving Object Using Visual Servo System (2004)
  • 著者名/発表者名: Aya Takio, et al.
  • 雑誌名: Proc. of 47th IEEE International Midwest Symposium on Circuits and Systems 3 ページ: 167-170
• [雑誌論文] 3D Shape Reconstruction Using Extended Kalman Filter with an Active Camera (2004)
  • 著者名/発表者名: Kenta Nakao, et al.
  • 雑誌名: Proc. of International Symposium on Communications and Information Technologies ページ: 857-860
• [雑誌論文] Real-Time Position and Pose Tracking Method for Pin Insertion by Observing Landmarks on a Moving Object (2004)
  • 著者名/発表者名: Aya Takio, et al.
  • 雑誌名: Proc. of the 4th International Symposium on Human and Artificial Intelligence Systems 1 ページ: 235-240
• [文献書誌] Kenta Nakao, et al.: "Iterated Model-Based Estimation of Object Pose Using Kalman Filter with an Active Camera"Proc. of the 6^<th> Biannual World Automation Congress 2004. (採録決定). (2004)