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2018 年度 実績報告書

昆虫の視覚制御運動に学んだ小型飛行ロボットによる屋内探索

研究課題

研究課題/領域番号 15K16073
研究機関大阪工業大学

研究代表者

奥野 弘嗣  大阪工業大学, 情報科学部, 講師 (30531587)

研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2019-03-31
キーワード視覚情報処理 / 神経 / 昆虫
研究実績の概要

本研究は,昆虫の視覚神経回路に学び,視覚情報から自己の運動状態や飛行経路,周囲との距離を把握するシステムを開発すること,及びこのシステムを活用して屋内未知環境を探索する自律飛行ロボットを開発することを目的とした.期間全体を通じて実施した研究の成果は以下の通りである.
(1) イメージセンサによって得られた動画像から,効率よくオプティカルフローを取得するアルゴリズム,並びにこのオプティカルフローから6自由度の自己運動を推定するアルゴリズムの開発を行った.このアルゴリズムを,(2)で開発した画像処理回路を用いて実装し,(3)で構築した実験環境によって評価した.結果,本アルゴリズムが自己運動の識別を行えることを確認した.
(2) ドローンに搭載可能なサイズと消費電力で,目的とする画像処理が行える電子回路ボードを作成した.本回路ボードは,イメージセンサを接続できるため,画像の取得と同時に処理が行える.画像処理を効率よく並列に行えるよう,本ボードにはFPGAを搭載した.また,本研究のアルゴリズムにおいて,オプティカルフローの取得に必要な,標準偏差の大きなガウシアンフィルタリングが行える回路をFPGAに実装した.これにより,実時間での出力検証が可能となった.
(3) 開発したアルゴリズムの動作を検証するため,(2)の回路ボードに任意の回転運動を加える装置や,(2)の回路ボードを実際に飛行させるドローンを,3Dプリンタを活用して製作した.これらを用いて,(1)のアルゴリズムの定量的検証や,実環境での動作の検証を行った.

  • 研究成果

    (8件)

すべて 2019 2018 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (3件) 学会発表 (4件) (うち招待講演 1件)

  • [国際共同研究] National Tsing Hua University(台湾)

    • 国名
      その他の国・地域
    • 外国機関名
      National Tsing Hua University
  • [雑誌論文] 網膜・視覚野に学んだシステム作り2018

    • 著者名/発表者名
      奥野弘嗣
    • 雑誌名

      第62回システム制御情報学会 研究発表講演会 講演論文集

      巻: NA ページ: 7-12

  • [雑誌論文] 初期視覚系に学んだ色恒常性を持つイメージセンサシステム2018

    • 著者名/発表者名
      三阪健人,奥野弘嗣
    • 雑誌名

      ロボティクス・メカトロニクス 講演会 講演論文集

      巻: NA ページ: 2A2-J14(1)-(4)

  • [雑誌論文] 複数の空間周波数情報を用いた脳模倣型両眼視差検出システム2018

    • 著者名/発表者名
      梶原弘翔,奥野弘嗣
    • 雑誌名

      ロボティクス・メカトロニクス 講演会 講演論文集

      巻: NA ページ: 2A2-J13(1)-(4)

  • [学会発表] 人工小脳のFPGA実装2019

    • 著者名/発表者名
      進士裕介,奥野弘嗣,平田 豊
    • 学会等名
      空間認知と運動制御研究会
  • [学会発表] 網膜・視覚野に学んだシステム作り2018

    • 著者名/発表者名
      奥野弘嗣
    • 学会等名
      システム制御情報学会研究発表講演会
    • 招待講演
  • [学会発表] 初期視覚系に学んだ色恒常性を持つイメージセンサシステム2018

    • 著者名/発表者名
      三阪健人,奥野弘嗣
    • 学会等名
      ロボティクス・メカトロニクス 講演会
  • [学会発表] 複数の空間周波数情報を用いた脳模倣型両眼視差検出システム2018

    • 著者名/発表者名
      梶原弘翔,奥野弘嗣
    • 学会等名
      ロボティクス・メカトロニクス 講演会

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公開日: 2019-12-27   更新日: 2022-08-19  

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