中途失明者のための歩行ガイドロボットの研究開発

2000 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 12555071
• 研究機関: 山梨大学
• 研究代表者: 森 英雄 山梨大学, 工学部, 教授 (40020383)
• 研究分担者: 実吉 敬二 東京工業大学, アイソトープ総合センター, 助教授 (80143650) ; 小谷 信司 山梨大学, 工学部, 助手 (80242618) ; 清弘 智昭 山梨大学, 工学部, 教授 (00016586) ; 佐々木 正晴 弘前学院大学, 文学部, 教授 (60178663)
• キーワード: 盲導犬ロボット / 歩行ガイドロボット / 自律移動ロボット / 歩行支援 / ナビゲーションシステム / 屋外環境認識 / 視覚障害者支援機器 / 知能ロボット

研究概要

歩行ガイドロボットの概要:ロボットには視覚障害者が行きたい複数の目的地とそこに至る経路をティーチングしておく。障害者はハンドルのボタンを押してロボットを呼出し、音声で現在地と目的地を入力する。ロボットは目的地までの経路と所要時間、交差点数などを合成音声で知らせてから、移動を開始する。視覚障害者はハンドルにつかまって歩く。ロボットは曲がるときは左右のバイブレータで合図する。ビデオカメラで縁石や横断歩道、点字ブロック等を検出しそれをガイドに走行する。交通信号を検出し安全なときに横断歩道を誘導し、押しボタン式交通信号機の場合がその位置まで誘導する。また、看板等のランドマークを認識して障害者に知らせ、経路の正しさを確認させる。ステレオカメラシステムで自転車やバイク、ごみ袋等モデル化しにくい障害物の位置とカテゴリーを認識して、障害物のカテゴリーに応じた障害物回避を行う。
本研究は4つの組織、技術開発班、技術支援班、デザイン班、フィールドテスト班で実施した。
1)研究代表者(森、山梨大学):ロボットを車体・走行制御装置、誘導・画像処理装置、ナビゲーションシステム、センサーモジュールに分け、各分担者と打ち合わせを重ねて仕様と入出力プロトコールを決めた。
2)技術支援班(スズキ(株)技術研究所、日立製作所(株)日立研究所、日本システムウエア山梨ITセンタ):スズキ(株)は小型軽量の車体駆動機構と知能走行制御システムを開発した。日立製作所(株)は小型省電力画像処理システムSuper IPcamを開発した。日本システムウエア(株)はティーチングモードと誘導モードで動作し、階層構造プロセスからなる歩行ガイドロボットシステムを開発した。
3)技術開発班(山梨大学森・小谷研究室、東京工業大学実吉研究室、山梨大学清弘研究室):森・小谷研究室は、(1)ティーチングでXML記述径路情報を作成し、それを用いて誘導する実験を行い、この方法が有効であることを示した。また(2)ティーチング時と誘導時に用いる画像処理モジュールを開発し歩行ガイドロボットシステムに組み入れた。実吉研究室は富士重工(株)のステレオカメラシステムを用いて、屋外・屋内で移動体を含む障害物の位置と速度を検出するシステムを開発した。清弘研究室は8個並列同時に作動する相関型超音波距離センサーモジュールを開発した。
4)デザイン班(武蔵野美術大学真田教授):障害者にフレンドリーな歩行ガイドロボットのカバー・ハンドルのデザインをした。
5)フィールドテスト班(弘前学院大学佐々木教授、放送大学鳥居教授):ショッピングカーで歩行ガイドロボットのシミュレータを作り、歩行ガイドロボットの仕様の評価をした。

研究成果

• [文献書誌] 松原裕二,馬冠華,小谷信司,森英雄: "歩行ガイドロボットのための歩道環境画像処理"ロボティクスメカトロニクス講演会'00講演論文集. 2P1-65-112 (2000)
• [文献書誌] 長江裕樹,小谷信司,森英雄: "押ボタン式信号機のある交差点での歩行ガイドロボット移動戦略"ロボティクスメカトロニクス講演会'00講演論文集. 2P1-65-113 (2000)
• [文献書誌] 中村雄一,小谷信司,森英雄: "歩行ガイドロボットの走行環境ティーチング"ロボティクスメカトロニクス講演会'00講演論文集. 2P1-65-114 (2000)
• [文献書誌] 植田基樹,須藤浩行,小谷信司,森英雄: "歩行ガイドロボットの横断歩道移動戦略"ロボティクスメカトロニクス講演会'00講演論文集. 2P1-65-115 (2000)
• [文献書誌] 田辺慎吾,小谷信司,森英雄: "歩行ガイドロボットの看板認識"ロボティクスメカトロニクス講演会'00講演論文集. 2P1-65-116 (2000)
• [文献書誌] 須藤浩行,小谷信司,森英雄: "移動差ステレオによる障害物検出"第18回日本ロボット学会学術講演会予稿集. 2I11 (2000)
• [文献書誌] 史亜芳,小谷信司,森英雄: "歩行ガイドロボットのヒューマンインタフェース"第18回日本ロボット学会学術講演会予稿集. 3E17 (2000)