ロボットの身体を用いた環境認識に関する研究

2000 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 12308016
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 和田 俊和 京都大学, 情報学研究科, 助教授 (00231035)
• 研究分担者: 杉本 晃宏 京都大学, 情報学研究科, 講師 (30314256)
• キーワード: ロボット / 身体性 / 外部視覚 / ステレオカメラ / 視点固定 / PCクラスタ / 実時間形状復元

研究概要

本研究では、知能ロボットの知覚(環境の計測や認識)と行動(環境への物理的鋤きかけ)の緊密な相互作用を作り出すために、ロボットの身体を介して知覚と行動の問に閉ループを作り、この閉ループと環境との相互作用からロボットを取り巻く環境を認識するという問題に取り組んでいる。
上記目標を達成するために、今年度は知覚機構の設計を行った。まず、広い範囲を移動するロボットの行動を観測するために、「視点固定型ステレオカメラ」を試作した。このカメラによって、静止背景に対して様々な方位の距離画像を獲得することができ、得られた画像から静止背景の全方位距離画像を生成することができる.この全方位距離画像から、ステレオカメラを特定の方向に向けた場合の背景距離画像を生成することができ、その方向で観測された距離画像との差を求めることによって移動物体を検出することができ、検出結果に基づいてカメラの方向を制御することができる。この手法の特長は、距離情報に基づいて物体の検出を行っているため、屋外などの照明条件が変化する環境下でも安定に動作するということである。
また、複数台のカメラを用いて実空間中の物体の形状を高速に復元する問題についても取り組んだ.この研究では、9台のカメラとPCから成る現有のPCクラスタシステムを構築し、2次元画像上で得られた物作のシルエットを3次元空間に逆投影する部分のアルゴリズムを改良し、空間解像度が2cm^3の場合1秒間に約10回の形状復元が行えるシステムを改良した。このシステムにも視点固定型のカメラを用いているため、今後はカメラの首ふりを行うことによってより広い範囲を移動する物体の形状復元を行う方法についても検討する。
これらのカメラを複数用いた場合、カメラ間の位置関係を求める必要があるが、そのキャリブレーション法についても検討しており、コニックを用いた手法を提案した。

研究成果

• [文献書誌] Toshikazu Wada.: "Homography Based Parallel Volume Intersection : Toward Real-Time Volume Reconstruction Using Active Cameras"Proceedings of Computer Architectures forMachine Perception 2000. 331-339 (2000)
• [文献書誌] Toshikazu Wada: "Multiobject Behavior Recognition by Event Driven Selective Attention Method"Transactions on Pattern Analysis and Machine Intelligence. Vol.22,No.8. 873-887 (2000)
• [文献書誌] Akihiro Sugimoto: "A Linear Algorithm for Computing the Homography from Conics in Correspondence"Journal of Mathematical Imaging and Vision. Vol.13 No.2. 115-130 (2000)
• [文献書誌] 杉本晃宏: "コニック対応に基づく多視点画像間の多重線形拘束"画像の認識・理解シンポジウム(MIRU2000). Vol.1. 137-142 (2000)
• [文献書誌] Kiyotake Yachi: "Human Head Tracking Using Adaptive Appearance Models with a Fixed-Viewpoint Pan-Tilt-Zoom Camera"Fourth IEEE International Conference on Automatic Face and Gesture Recognition 2000. 150-155 (2000)
• [文献書誌] 常谷茂之: "視点固定型ステレオカメラを用いた対象追跡"情報処理学会研究報告. Vol.2001,No.6(発表予定). (2001)