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2022 年度 実績報告書

知能処理の回路化とロボットプラットフォームへの適用

研究課題

研究課題/領域番号 20J23242
研究機関九州工業大学
特別研究員 小野 智寛  九州工業大学, 生命体工学研究科, 特別研究員(DC1)
研究期間 (年度) 2020-04-24 – 2023-03-31
キーワードデータセット生成 / 物体認識 / 家庭用サービスロボット / Sim2Real / Domain Randomization
研究実績の概要

シミュレータを用いた物体認識のためのデータセット自動生成に取り組んだ.Sim2RealにおけるDomain Gapを埋めるために,フラクタル画像をテクスチャに用いる手法を提案した.現実データと合成データの性質を調べるために,多様性・類似度・複雑度・フラクタル次元を用いた.その結果,フラクタル画像をテクスチャに用いることで,現実データに近い性質を持つ合成データを生成することが可能であることを示した.
生成したデータはYOLOv7にて学習し,現実データと精度を比較した.提案手法による合成データは検出能力において非常に優れていることがわかった. 2週間かけて作成した現実データ6,000枚の精度を約1時間半で生成した10万枚の合成データの精度が約15ポイント上回っており,その有効性を確認した.また,フォトリアルスティックなシミュレータを用いた従来手法と比較しても2ポイント高い結果を示した.本手法は,幾何学的複雑性を持つフラクタル画像がSim2RealにおけるDomain Gapを最小化するために有効であることを示した.
また,これらの結果を用いて,家庭用サービスロボットへの応用を行った.具体的には,主要タスクであるPick-and-Placeのための物体認識および環境認識を行うためのデータセット生成に用いた.特に物体認識では,RoboCupやWorld Robot Summitといった競技会において高い認識精度を示し,数々の競技会優勝に貢献した.また,本手法は特許申請中である.

現在までの達成度 (段落)

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (5件)

すべて 2023 2022 その他

すべて 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 1件、 査読あり 2件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (1件) (うち国際学会 1件) 備考 (1件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] ホームサービスロボットのための高精度な特定人物追跡システムの開発2023

    • 著者名/発表者名
      小野 智寛,阿部 佑志,石田 裕太郎,柴田 智広,田向 権
    • 雑誌名

      日本ロボット学会誌

      巻: 41 ページ: 198-201

    • DOI

      10.7210/jrsj.41.198

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Solution of World Robot Challenge 2020 Partner Robot Challenge (Real Space)2022

    • 著者名/発表者名
      Tomohiro Ono, Daiju Kanaoka, Tomoya Shiba, Shoshi Tokuno, Yuga Yano, Akinobu Mizutani, Ikuya Matsumoto, Hayato Amano, and Hakaru Tamukoh
    • 雑誌名

      Advanced Robotics

      巻: 36 ページ: 870-889

    • DOI

      10.1080/01691864.2022.2115315

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] An Effective Method for Minimizing Domain Gap in Sim2Real Object Recognition Using Domain Randomization2023

    • 著者名/発表者名
      Tomohiro Ono, Akihiro Suzuki and Hakaru Tamukoh
    • 学会等名
      The 2023 International Conference on Artificial Life and Robotics (ICAROB2023)
    • 国際学会
  • [備考] 田向研究室 外部発表

    • URL

      https://www.brain.kyutech.ac.jp/~tamukoh/achievement/

  • [産業財産権] 画像データ生成装置、画像データ生成方法、画像データ生成プログラム2022

    • 発明者名
      田向権、小野智寛、鈴木章央
    • 権利者名
      田向権、小野智寛、鈴木章央
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      特願2022-172984

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公開日: 2024-12-25  

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