视覚ー制御现状今后展望.ppt

December 14, 2002 * * December 14, 2002 視覚フィードバック制御の現状と今後の展望 第31回制御技術部会研究会 「視覚を持った機械」 2003年11月21日 金沢大学　藤田政之 URL http://www-fujita.ee.t.kanazawa-u.ac.jp/paper/2003/vision.pdf 視覚情報処理と推定?制御 視覚フィードバック制御（アプリケーション） ロボットの視覚フィードバック制御 　　　　　　　　　　（ビジュアルサーボイング） 視覚フィードバック制御の展望 アウトライン 　 はじめに 機械を知的にするには 豊富な情報が必要 （Information Rich） 視覚フィードバック制御とは？ （機械＋視覚情報）×制御 Control Vision Robotics 　視覚情報処理と推定?制御 A. Tannenbaum（Georgia Tech）らの提案している 　Controlled Active Vision 　制御とコンピュータビジョンの統合 　ロバスト制御に基づく形状と物体の認識問題 図：大脳皮質性の表面（左）と平滑化した表現（右） 遠隔操作された移動体に対する自動ターゲット認識 医療用画像（MRI や CT）への適用 さらに, ロバスト制御と画像処理の 系統だてられた結合 形状と物体の認識問題から （外乱の存在する）追従問題へ 画像の平滑化と増進, 画像の分割, 構造, ノイズ除去, 形状の認識, エッジ検出のアル ゴリズム, オプティカルフロー, 変形する輪郭(snakes), 陰影から の形状認識にも利用可能 眼球の動きに対する追従問題など（マン?マシンインターフェース） 図：脳のたわみの表示 　視覚情報処理と推定?制御 2 次元情報から 3 次元情報を 　復元するための学問 復元するべき視覚情報はタスクに 　大きく依存する コンピュータビジョン（Computer Vision） 　物体の動きと形状の推定（視覚情報処理と推定?制御） B. K. Ghosh（Washington Univ.）らは, 対象を剛体運動よりも 　一般的な運動モデルとした推定問題を定式化し, CCDカメラと 　レーザー照準機を併用した推定則を提案 S. Soatto（UCLA）らは, 対象の動きから対象の 3 次元構造を 　推定する問題を微分幾何的に捉えて研究 図：Structure from Motion 　視覚情報処理と推定?制御 M. Sznaier（Penn. State Univ.）らは Active Vision を実現する 　システムは, モデルキャリブレーション誤差や推定誤差に対する 　ロバスト性が欠如していることを指摘 図：Active Vision システム カメラを積極的に動かし, 視覚情報より 3 次元空間での 物体の大きさや物体までの距離などを復元する アクティブビジョン（Active Vision） LPV アプローチによる 制御則の提案 LMI を用いたロバスト制御系設計が可能 　視覚情報処理と推定?制御 M. Ishikawa（Univ. of Tokyo）らは高速な Visual Tracking の 　実現を可能にする 1ms 高速ビジョンを開発 図：1ms 高速ビジョンによる Visual Tracking 　移動ロボット（視覚情報処理と推定?制御） 壁や物体の大きさ?距離の認識と推定 ステレオカメラと全方位レーザー照準機 図：移動ロボット（MARVIN） （Technische Universit?t München） 図：特徴量の例 移動ロボットの ナビゲーション 　自動車の自動操縦（移動ロボット） 図：Navlab 1 NEW 道路の中心線の位置と方向を画像から直接推定 障害物認識は, レーザ光 　（レーザ?レンジファインダ） 　により, 通過可能領域と 　障害物に分類 走行路の認識と障害物の認識 （大学に隣接している公園内の散策路を自然のままに利用することを設定） 図：Navlab 11 T. Kanade（Carnegie Mellon Univ.）らの移動ロボット 　自動車の自動操縦（視覚フィードバック制御） 実用面における 　安全性の重視 NEW 図：複数のカメラを搭載した自動車 図：道路軌道の認識と障害物の確定 E. D. Dickmanns らによる Autobahn（highway）における自動操縦 　自動車の自動操縦（視覚フィードバック制御） 白線軌道の認識 白線軌道における 　曲線の推定 白線軌道に沿うように操舵角を決定 図：ステレオカメラと自動車 図：