ロボットが求められている産業界で、視覚情報にロボットが素早く反応できるようになるには、多くの課題が残されています。こうした課題の解決に利用できる一つの技術として、「高速ビジョン」があります。高速ビジョンとは、画像センサによる画像取得から画像処理、画像認識までを高速度で行うことができる統合システムを指します。記録用高速度カメラとは異なり、リアルタイムかつオンラインで画像処理結果を出力することができます。

この高速ビジョンをロボットの眼として導入することで、ロボットの性能を飛躍的に向上させることができます。具体的には、次のような利点があります。

• 人間の眼には見えないような高速動作でもロボットが計測できる。
• ロボットの視覚刺激に対する反応速度を高めることができる。
• フレーム間の画像の変化が微小になるため、画像処理自体を簡略化できる。

現在、我々の研究室では、様々なロボットへの高速ビジョンの適用を進めています。「高速ターゲットトラッキング」の研究では、単眼高速ビジョンによる３次元位置姿勢推定アルゴリズムを開発しました。対象の輪郭情報とテクスチャ情報に基づく評価関数をリアルタイムで最適化することにより、対象の位置や姿勢を推定します。このアルゴリズムを用いることで、高速に移動する３次元対象の追跡が可能になりました[1]。

このように、高速ビジョンによって、これまでのロボットには難しかった対象の追跡が可能になり、ロボットの制御自体も簡略なシステムで実現できるようになりつつあります。今後は、ドローンのための高速視覚処理技術の開発を進め、より応用範囲の広い飛行制御システムの創生を目指していきます。

• Yang Liu, Pansiyu Sun, and Akio Namiki, Target Tracking of Moving and Rotating Object by High-Speed Monocular Active Vision, IEEE Sensors Journal, 20(12), pp.6727-6744, 2020,
  DOI: 10.1109/JSEN.2020.2976202
• 並木明夫. ジャグリングロボットとエアホッケーロボット. 日本ロボット学会誌. 38(4), pp.307-12, 2020,
  DOI: 10.7210/jrsj.38.307
• Hsiu-Min Chuang, Dongqing He, and Akio Namiki, Autonomous Target Tracking of UAV Using High-Speed Visual Feedback, Applied Sciences, 9(21), 4552, 2019,
  DOI: 10.3390/app9214552