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ヒューマン・ロボット・インタラクションのための2D映像-3D動作マッピング手法

研究課題

研究課題/領域番号 17K06277
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 知能機械学・機械システム
研究機関早稲田大学

研究代表者

松丸 隆文  早稲田大学, 理工学術院(情報生産システム研究科・センター), 教授 (10313933)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
2019年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2018年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2017年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
キーワードヒューマン・ロボット・インタラクション / 二次元画像/映像 / 三次元動作 / 3次元空中映像インタフェース / ロボット遠隔操作 / ろくろ陶芸仮想体験システム / エアーポインティング / ばら積みボトル銘柄別掴み上げ:ランダムピッキング / ろくろ作業 / カーソル操作 / ペットボトル仕分け / 物体区分け・銘柄分類 / 3次元立体映像 / ホログラフィック / 空中投影 / インタラクティブ・インタフェース / 知能機械学・機械システム / 人間機械システム
研究成果の概要

次の事例を通して研究を進めた.(1)3次元空中映像インタフェース(主に動作→映像):空中投影された3次元映像にユーザーが手指を重ねて直接操作できることを特徴とするデバイスを開発し,ロボットアームの遠隔操作システムやろくろ陶芸の仮想体験システムを構築した.(2)エアーポインティングによるカーソル操作(主に動作→映像):キーボードから手首を離すことなく指先の3次元動作だけで平面パネル上のカーソルを操作するシステムを提案した.(3)ばら積みボトルの銘柄別ピッキング(主に映像→動作):水槽中にあるボトルを銘柄指定で取り出すロボットの3次元動作制御のため,2次元RGB映像から個体や銘柄の認識を実現した.

研究成果の学術的意義や社会的意義

(1)3次元空中映像インタフェースは,裸眼でさまざまな視点から(複数人でも同時に)見ることができるという利点があり,空中投影される3次元画像にユーザーが手指を直接重ね合わせて操作できるという設計思想が,ヒトとシステムのインタラクションに大きく貢献することが示され,自動車のセンターコンソールなどにも応用できる.(2)エアーポインティングによるカーソル操作は,キーボード入力とマウス操作の頻繁な切り替えより効率的であることが確認できた.(3)部分的に見える部分から物体全体やその銘柄を推定する能力は,ランダムピッキングだけでなくさまざまな作業の自動化のためのセンシング機能の向上に役立つ.

報告書

(4件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実施状況報告書
  • 2017 実施状況報告書
  • 研究成果

    (27件)

すべて 2020 2019 2018 2017 その他

すべて 国際共同研究 (3件) 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件、 オープンアクセス 4件) 学会発表 (13件) (うち国際学会 8件) 備考 (7件)

  • [国際共同研究] インド工科大学デリー校/アムリータ・ビッシュワ・ビドゥヤピータム大学(インド)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [国際共同研究] インド工科大学デリー校(インド)

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [国際共同研究] インド工科大学デリー校(インド)

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [雑誌論文] An Object Model and Interaction Method for a Simulated Experience of Pottery on a Potter’s Wheel2020

    • 著者名/発表者名
      Matsumaru Takafumi、Morikawa Ami
    • 雑誌名

      Sensors

      巻: 20 号: 11 ページ: 3091-3091

    • DOI

      10.3390/s20113091

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Three-Dimensional Aerial Image Interface, 3DAII2019

    • 著者名/発表者名
      Matsumaru Takafumi、Septiana Asyifa Imanda、Horiuchi Kazuki
    • 雑誌名

      Journal of Robotics and Mechatronics

      巻: 31 号: 5 ページ: 657-670

    • DOI

      10.20965/jrm.2019.p0657

    • NAID

      130007731546

    • ISSN
      0915-3942, 1883-8049
    • 年月日
      2019-10-20
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Path Planning in Outdoor Pedestrian Settings Using 2D Digital Maps2019

    • 著者名/発表者名
      Farid Ahmed、Matsumaru Takafumi
    • 雑誌名

      Journal of Robotics and Mechatronics

      巻: 31 号: 3 ページ: 464-473

    • DOI

      10.20965/jrm.2019.p0464

    • NAID

      130007665254

    • ISSN
      0915-3942, 1883-8049
    • 年月日
      2019-06-20
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Image Processing for Picking Task of Random Ordered PET Drinking Bottles2019

    • 著者名/発表者名
      Zhu Chen、Matsumaru Takafumi
    • 雑誌名

      Journal of Robotics, Networking and Artificial Life

      巻: 6 号: 1 ページ: 38-38

    • DOI

      10.2991/jrnal.k.190531.008

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Dynamic Hand Gesture Recognition for Robot Arm Teaching based on Improved LRCN Model2019

    • 著者名/発表者名
      Kaixiang Luan, Takafumi Matsumaru
    • 学会等名
      2019 IEEE International Conference on Robotics and Biomimetics (IEEE Robio 2019)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Intuitive Control of Virtual Robots using Transformed Objects as Multiple Viewports2019

    • 著者名/発表者名
      Rajeevlochana G. Chittawadigi, Takafumi Matsumaru, Subir Kumar Saha
    • 学会等名
      2019 IEEE International Conference on Robotics and Biomimetics (IEEE Robio 2019)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Brand Recognition with Partial Visible Image in the Bottle Random Picking Task based on Inception V32019

    • 著者名/発表者名
      Chen Zhu, Takafumi Matsumaru
    • 学会等名
      IEEE Ro-Man 2019 (2019 28th IEEE International Conference on Robot and Human Interactive Communication)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Pre-Robotic Navigation Identification of Pedestrian Crossings & Their Orientations2019

    • 著者名/発表者名
      Ahmed Farid, Takafumi Matsumaru
    • 学会等名
      12th Conference on Field and Service Robotics (FSR 2019)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 三次元空中画像インターフェースを用いた造形インタラクション―変形した物体の投影―2019

    • 著者名/発表者名
      森川亜美, 堀内一希, 松丸隆文
    • 学会等名
      日本機械学会 ロボティクス・メカトロニクス講演会2019 (ROBOMECH 2019 in Hiroshima)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Image Processing for Picking Task of Random Ordered PET Drinking Bottles2019

    • 著者名/発表者名
      Chen Zhu, Takafumi Matsumaru
    • 学会等名
      The 2019 International Conference on Artificial Life and Robotics (ICAROB 2019)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Image Processing for Picking Task of Random Ordered PET Drinking Bottles DOI: 10.5954/ICAROB.2019.GS2-4 ISBN: 978-4-9908350-4-02019

    • 著者名/発表者名
      Chen Zhu, Takafumi Matsumaru
    • 学会等名
      The 2019 International Conference on Artificial Life and Robotics (ICAROB 2019) [Beppu, Japan], (January 10-13, 2019)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 3次元空中ホログラフィック画像インターフェースを用いたリアルタイム遠隔投影2018

    • 著者名/発表者名
      堀内一希, セプティアナ アシファイ マンダ, 松丸隆文
    • 学会等名
      日本機械学会 ロボティクス・メカトロニクス講演会2018 (ROBOMECH 2018 in Kitakyushu), [北九州] (2018.6.2-5)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 手検出深度カメラを用いた近距離指先ポインティング2018

    • 著者名/発表者名
      堀内一希, 松丸隆文
    • 学会等名
      日本機械学会 ロボティクス・メカトロニクス講演会2018 (ROBOMECH 2018 in Kitakyushu), [北九州] (2018.6.2-5)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Fingertip pointing interface by hand detection using Short range depth camera2018

    • 著者名/発表者名
      Kazuki Horiuchi, Takafumi Matsumaru
    • 学会等名
      ISIPS 2018 (12h International collaboration Symposium on Information, Production and Systems) [Kitakyushu, Japan], (14-16 November, 2018)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Image Segmentation and Brand Recognition in the Robot Picking Task2018

    • 著者名/発表者名
      Chen Zhu, Takafumi Matsumaru
    • 学会等名
      ISIPS 2018 (12h International collaboration Symposium on Information, Production and Systems) [Kitakyushu, Japan], (14-16 November, 2018)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Short Range Fingertip Pointing Operation Interface by Depth Camera DOI: 10.1109/ROBIO.2018.8665254 INSPEC Accession Number: 185117422018

    • 著者名/発表者名
      Kazuki Horiuchi, Takafumi Matsumaru
    • 学会等名
      2018 IEEE International Conference on Robotics and Biomimetics (IEEE ROBIO 2018), [Kuala Lumpur, Malaysia], (December 12-15, 2018)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Measuring Performance of Aerial Projection of 3D Hologram Object (3DHO) DOI: 10.1109/ROBIO.2017.83247262017

    • 著者名/発表者名
      Asyifa I.SEPTIANA, Mahfud JIONO, Takafumi MATSUMARU
    • 学会等名
      2017 IEEE International Conference on Robotics and Biomimetics (IEEE-ROBIO 2017), [Macau SAR, China], (December 5-8, 2017)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [備考] 早稲田大学大学院情報生産システム研究科バイオ・ロボティクス&ヒューマン・メカトロニクス研究室

    • URL

      http://www.waseda.jp/sem-matsumaru/

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [備考] 早稲田大学大学院情報生産システム研究科松丸隆文教授

    • URL

      http://www.f.waseda.jp/matsumaru/

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [備考] 早稲田大学バイオ・ロボティクス&ヒューマン・メカトロニクス研究室YouTubeチャネル

    • URL

      https://www.youtube.com/channel/UCfWTATHOOQtLY_1kylCLmAw

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書 2017 実施状況報告書
  • [備考] 早稲田大学情報生産システム研究科バイオ・ロボティクス&ヒューマン・メカトロニクス研究室ホームページ

    • URL

      http://www.waseda.jp/sem-matsumaru/

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書 2017 実施状況報告書
  • [備考] 早稲田大学大学院情報生産システム研究科松丸隆文教授ホームページ

    • URL

      http://www.f.waseda.jp/matsumaru/

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [備考] 早稲田大学バイオ・ロボティクス&ヒューマン・メカトロニクス研究室YouTubeチャネル

    • URL

      https://www.youtube.com/channel/UCfWTATHOOQtLY_1kylCLmAw/videos?flow=grid&view=0&sort=p

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [備考] 早稲田大学大学院情報生産システム研究科松丸隆文教授 ホームページ

    • URL

      http://www.f.waseda.jp/matsumaru/

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2021-02-19  

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