「動作文脈に基づく多関節ロボットの動作理解」


Paper

「視覚に基づくロボットの動作認識」
Vision Based Motion Recognition of Robots
ロボティクス・メカトロニクス講演会’97(robo_mec97.ps : 842Kbyte)

The purpose of this research is to make multiple robots perform a designated task according to the intentions of a human operator. Since operating multiple robots simultaneously was difficult for a human operator, we proposed a cooperation style in which the human operated one robot and the other autonomous robots assisted it. In order to assist the human operating robot, the autonomous robots must recognize its motions in real time. The vision is the most useful sensor for this purpose. But it is difficult to recognize the motion of a robot which has a body and multiple legs because of its high degrees of freedom, occlusion and so on. In this paper, we propose a hierarchical method, in which a body is recognized first, and each leg and its toe are recognized by using 3D geometric constraints, respectively. The appearance based and minute templates based matching is used in this method.

不整地で移動しながらまたは移動後に静止して 何らかの作業を行うことが可能である歩行ロボットは興味深く,筆者らはそれ らが可能な六足ロボットに自律的に協調作業を行わせる研究を進めている.
自律的に相手のロボットと協調しながら何らかの作業を行わせようとするときに重要 なことは,相手が今何をしているのか,または何をしようとしている のかという推測を自らが行うことである.すなわち,自律ロボットに協調作 業を行わせるためには相手の動作を認識する機能が必要不可欠である.
従来のロボットによる人間の行動理解の研究は 作業教示として,國吉らの Teaching by Showing や,池内らの APO(Assembly Planning from Observation) がある.
また,ロボットによる他のロボットの行動理解の研究として 國吉は,Cooperation by Observation という手法を用いて,他のロボットの注 視,障害物の排除,運搬物の引渡しなどの協調作業を実現している.
これまでに筆者らの研究室で行われたロボットの動作認識は,各関節の動きの 情報を通信によって獲得することで行われていた.しかし, その通信量は大きな問題であり,また,明示的通信に基づいた観察によって情 報を取得するより,通信を用いずに個々のロボットが持つ感覚機能によって相 手の動作を観察することが重要である.本稿では,小型CCDカメラを搭載した ロボットの視覚による相手ロボットの動作認識の基礎実験について報告する.
今回の実験で用いた動作認識の手法により,環境内に存在する特定のロボット の認識と,多関節を持つロボットの動作認識が可能となる.


Fig1 : 胴体の認識 Fig2 : 脚部・足先の認識



「視覚に基づく六足作業ロボットの動作認識」
Vision Based Motion Recognition of Hexapod Robots
第15回 日本ロボット学会学術講演会

自律的に相手のロボットと協調しながら何らかの作業を行わせるためには,相 手の動作を認識する機能が不可欠である.
本研究では,小型CCDカメラをそれぞれの六足作業ロボットに2台ずつ搭載した 視覚に基づく動作認識を行った.
本研究の特徴は動作を認識するロボットが多関節を持っていることであり,筆 者らはロボットの胴体部と脚部の認識の分離・階層化を行うことを提案して きた.
本稿では,この手法をさらに奥行きの幅にある程度適応できるように工夫をし, 多関節ロボットの動作認識に必要な相手のロボットの各脚の足先の3次元位置 を計測し、作業ロボットの3次元位置、姿勢を認識する実験について報告する.



「視覚に基づく六足作業ロボットの動作認識」
Vision Based Motion Recognition of Hexapod Robots
電気学会研究会



「視覚に基づく六足作業ロボットの動作認識」
Vision Based Motion Recognition of Hexapod Robots
ロボティクス・メカトロニクス講演会’98



「視覚に基づく六足作業ロボットの動作認識」
Vision Based Motion Recognition of Hexapod Robots
第3回ロボティクスシンポジア



2入力映像多重化ボード (設計: 羽田-片野、製作: 片野)
1997年8月-木村、堀内、斉藤により、 3台のCCDカメラとこの2入力映像多重化ボードから構成されるVISIONシステムを構築

Fig3: 2入力画像



Subpixel に基づいて任意の点を中心に画像データを拡大縮小

Fig4: 拡大結果