画像に基づく障害物回避行動の研究

基于图像的避障行为研究

基本信息

批准号：
04F04719
负责人：
石川正俊
金额：
$ 0.77万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2004
资助国家：
日本
起止时间：
2004 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

近年、医療や福祉、アミューズメントなどの用途で、人間の近辺で作業するロボットのニーズが高まっている。このようなロボットでは、人間に危害を加えないように衝突を回避しながら作業をする能力が必要とされる。この問題に対して、複数のビジョンシステムを用いて、様々な角度から人間とロボットの距離を計測し、障害物回避を行う手法が提案されている。しかし、ビジョンを用いた場合、画像処理に時間がかかりすぎて、実際の人間が存在する環境で用いることは難しかった。本研究では、超並列ビジョンチップを用いた高速な障害物回避行動を実現することを目的として研究を行った。具体的には、ロボットの存在領域を超並列ビジョンの画像空間内に投影し、画像上で障害物回避を計画する手法を提案した。回避計算の時間を短縮するために、超並列超高速ビジョンの並列計算能力に適したロボットと人間の接近距離の計算手法を開発した。提案する回避計算アルゴリズムを、1msで対象を追跡することが可能なターゲットトラッキングビジョンチップ上に実装して、ロボットマニピュレータの回避行動と緊急停止機能を実現した。超並列ビジョンの高速性を用いることで、差し出された人間の手の動きなどに俊敏に反応して、ロボットマニピュレータを緊急停止し、安全な作業空間が実現できることを示した。

近年来，人们越来越需要在人类附近为医疗，福利，娱乐和其他目的工作的机器人。这样的机器人需要在避免碰撞的同时工作的能力，以免对人类造成伤害。为了应对这个问题，已经提出了一种方法来使用多个视力系统从各个角度测量人与机器人之间的距离，并避免障碍。但是，当使用视觉时，图像处理花费了太长时间，因此很难在实际人类存在的环境中使用它。进行这项研究的目的是使用大量平行的视力芯片实现高速避免行为。具体而言，我们提出了一种将机器人的存在区域投射到图像上大量平行视觉和计划障碍物的图像空间中的方法。为了减少回避计算的时间，我们开发了一种计算机器人与人之间的接近距离的方法，该方法适用于大量平行和超高速度视觉的平行计算能力。提出的逃避计算算法是在目标跟踪视觉芯片上实现的，该芯片可以在1MS中跟踪目标，从而实现了机器人操纵器的逃避行为和紧急停止功能。通过使用高度平行视觉的高速，可以快速对提供的人手的运动做出反应，并可以停止机器人操纵器，并可以实现安全的工作空间。