理工学部

経営システム工学科

家庭，オフィス，病院などの人間が生活する環境でロボットの利用が広がるためには，ロボットと専門家ではないロボット利用者の間の優しいインタフェースの技術が必要になる。本研究では，プロジェクタによるAugmented Realityを用いて，人間からロボットへの作業教示や，ロボットが人間の作業を支援するシステム：PARTNERを構成している。仮想的なパネルを用いて作業教示を行う機能，ユーザの指さしによりポインタを実空間上に投影する機能を構成した。また，ポータブルOHP機器の組み立て作業を例に作業状況に応じたガイド機能の構成を行ってきた。従来，ユーザは操作マニュアルを見て手順を理解する必要があるが，これに代わって，システムが作業の進行に伴う対象物の形状変化やユーザの手の動作を観察し，対象物上やその近傍の実空間に適切な情報を投影することで作業の手順をガイドする枠組みを提案している。

ロボット作業に必要な視覚機能の中で，ビジュアルトラッキング（対象物を視覚追跡する機能）は重要な役割を果たしている。部分画像をテンプレートとして，その周囲の探索領域で相関が最も高い位置を実時間で求めるビューベースト（view-based）なトラッキング法が広く利用されている。しかし，課題として，3次元空間における対象の見え方変化への対応や，他の物体による隠れ（オクルージョン）への対応が挙げられる。本研究では，これらの課題に対して，3次元空間で対象面の見えの異なるテンプレート群を予め作成し，その中から最も相関の高いテンプレートを逐次決定しながら追跡を行う方法を開発した。また，対象の隠れ（オクルージョン）を検出するための分割テンプレート法を開発した。さらに，ステレオカメラを用いた追跡により対象の3次元位置を推定しながら追跡するシステムに拡張を行った。

ユビキタス社会のインフラの一つとして無線ICタグの利用が広がっている。本研究はICタグをロボット技術に応用する試みの一つである。自律移動ロボットでは一般に環境地図の生成が必要になるが，椅子やドアなどの（その位置が時々変わる）準動的物体が環境に存在すると，静的環境を仮定する従来の方法で求めた地図では信頼性に欠ける問題がある。そこで，本研究では，移動ロボットがレーザ距離センサを使って環境の距離情報を取得し，同時にICタグリーダ（tag reader）により物体に貼られたICタグの情報を読み取り，ICタグの位置推定および準動的物体の位置推定を行う。準動的物体の位置変化に対応して環境地図の更新を行うことにより，地図の信頼性向上が可能になる。

ロボットは，工場のようなロボット向きに作業環境が整備可能な場所はもとより，人間が生活している環境のように，ロボット向きに整備することが困難な環境でもその活躍が期待されている。そのためにはロボットが多様な環境で自律移動する機能の構成が必要になる。本研究では，その中の自己位置決め（localization）を扱っている。例えば，オフィス環境のように，局所的に見ればよく似た構造が様々な所で現れる環境では不確実性が増大し，移動ロボットがセンシングで得た情報のみで自己位置を同定することが難しくなる。そのため，自己位置がユニークに定まるように，さらにセンシング行動が必要になる場合が多い。本研究では，このような不確実情報に対応するために，ベイジアンネットワークの確率推論に基づいて，ロボットが効率の良いセンシング行動を計画するシステムを開発した。