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2006年5月26日 (金)

週刊myRobotちょっとひといき

■BRAIN & VISION E CMOS CAMERA

Id01_14_1_1 今回の週刊myRobot ID-01製作(14号)はバッテリーボックス取り付けだけなので、次週(15号)のヘッドコントローラーボード組み込みの時、一気に作業をするつもりです。でも14号にはID-01に今後搭載されるボード類の解説が載っているので、大変参考になりました。「ヘッドコントローラー(音源追跡)」「マザーボード」「音声モジュール」「ブルートース」「頭脳・視覚」「ベースコントローラー」「アームコントローラー」の各ボードです。
次週は配線作業が多いので面白そうですね。ブラブラしていた3本のマイクケーブルもつながります。
そこでちょっと一息ついて、ロボットの目について考えてみました。

皆さんご存知の通りmyRobotID-01の母国イタリアでは、日本(全国版)より半年前に先行して発売が開始されました(2005年8月)。イタリアディアゴスティーニのHPには、現在第46号までのパーツの写真とマニュアル(PDF形式)が掲載されています。そして「脳と視覚 CMOSカメラ(45号)」「ID-01のデジタルの目(46号)」という画像認識についての解説記事が載りはじめました。ただし夫々についてくるパーツは、走行部品(左側)の一部です。

Id01_45_1Id01head日本の週刊myRobot ID-01のHPには「動きを検知し反応する」と画像認識能力についての記事が掲載されています。現在作成中のID-01の頭にはCMOSカメラ用取付け用の穴があります。(カメラが無いのでフタがされていますね)
CMOSカメラが取り付けられれば、「ID-01は搭載されているカメラで捕らえた画像を分析し、動きを検知し、行動する」「画像データーを送信(ブルートゥース通信)する」などの能力が身につける事ができるそうですね。
現在作成中の「音源方向探知機能」や「ソナーによる障害物回避」「音声認識・音声発生」「車輪による移動」などの各機能と組み合わされ、実に高度な自律ロボットに仕上がっていくので、本当にワクワクします。

■ロボットの画像認識
Id01_46_1_2 一般的なロボットの画像認識は、CCD(CMOS)などのカメラ画像を、エッジ抽出法や色抽出法などの処理を行い、リアルタイムに対象を特定していきます。抽出することにより、データー処理対象を絞り込み、情報量を減らしてCPUの処理を容易にしています。
myRobot ID-01も、「頭脳・視覚モジュール」で演算処理(RGB色抽出処理で肌色付近の色を抽出)して対象を特定しているようです。(イタリア語が堪能でないので、間違っていたらごめんなさい!)

■動きを検知するアイテム
myRobot ID-01に高度な画像処理は任せるとして、画像による動きを検知するアイテムのいくつかと、参考文献を見つけましたのでご紹介させていただきます。それらを使い簡単な実験が出来ると面白いですね。

Qvr13_1 ①LogicoolのWebカメラ(Qcam® Orbit MP
このWebカメラは、内蔵されたムービングユニットにより、189度のパン(左右)、102度チルト(上下)が可能で、しかもカメラの画面中央に顔が来るようにカメラが自動追尾する機能がついています。
Qvrset 顔の自動追尾設定画面では、一人、複数、無しの3つのモードが選べます。
実際にテストしてみたところ、結構すばやく追尾してくれ、その速さには驚かされました。自動追尾するトラッキングロジックは全くのブラックボックスですので、ご興味のある方はロジックやインタフェースを研究開発されてみては如何でしょうか。後述する参考書籍にフェイストラッキングのプロブラミングが載っています。画像解析のロジックはいくつかのアプリを利用が可能なようで、ゼロから作成する必要はなさそうです。
簡単にフェイストラッキングの実験が出来ないかを考えてみました。
「カメラヘッドの左右2箇所にマイクロスイッチを装着。カメラ(Qcam® Orbit MP)が顔を追って動いた方向にスイッチが入り、顔を向かせるモーターを可動(左右)させる」など如何でしょうか?ID-01に取り付けるには少々大きするようですので、大きめの顔を作ってカメラを取り付け、顔を左右に動かす仕掛け(タミヤの工作シリーズなど)を作れば、文化際の出し物に良いかもしれませんね。しかも、左右のカメラの角度の差で、遠近の判断もでき、人が近づくと逃げるとか、反対に警備ロボットのように威嚇するなど、離れたり近寄ったりなどの動きも考えられます。左右回転軸の回転差をリンクを使えば検出できそうですね。
併せて、まぶたの瞬きをつければ、より人間的に近くなりそうです。
尚、Webカメラは、CREATIVEのWebカメラ(WCAMLM-WT [WEBCAM LIVE! ORTION)も同様な機能があるようです。

Trackir4photo_5 ②TRACKIRのヘッドモーションセンサー(TrackIR4-PRO, TrackIR3
ヘッドモーションセンサーは、フライトシミュレーションやドライブシミュレーションのゲームデバイスです。
通常の使い方は、飛行機のバーチャルコックピットや、F1マシンのコックピットを、上下左右自由自在に見回せ、さらに計器に近づいて情報を読み取ったり(前後)、伸び上がったり潜り込んだり(上下)、左右の横スライドをして機体を外から見たり、傾けたりする事が可能なアイテムです。(メーカーのDEMOムービー) )
モーションセンサーをPCのディスプレイの上に置き、帽子、バイザー、めがねなどにトラッキングマーカーをつける事により、自分の動きが感知され、シミュレーションに反映されるものです。

ロボット的に使用するには、モーションセンサーをロボットに積み込み、対象物(例えば自動チャージ装置の端子部分)にトラッキングマーカーを取り付け、かなりの精度で自動接続するなどの事例が考えられます。ID-01も、電池8本だけで動きまわりますので、是非、自動的にチャージできるようにしたいですね。(モーションセンサーをロボットに積み込むためにはインタフェース作成が不可欠です)
Aibo_station そういえばSONYの犬型ロボット、AIBOはマーカーを目標にエナジーステーションにたどり着き、自動チャージをしていましたね。発売が中止されてしまって残念です。

③参考書籍
画像認識による動きを検知する仕組みを考える上で、参考になる書籍をご紹介します。
Cq_roboeyes 「トランジスタ技術 2006年5月号増刊 ロボットの目をつくる」(CQ出版社)
Webカメラを二本足走行ロボットに載せての実験記事、ロボットの目に適したカメラ、顔の追尾プログラム入門、画像差分検出処理など、最新の画像認識についての興味深い事例がたくさん掲載されています。ご興味のある方は是非一読されることをお勧めします。

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コメント

テラさん 障害対応に成功したようでおめでとうございます。

イニシャライズを含め動作は正常のようですね。

次週からmyRobotは胸の部品(ディスプレイ他)取り付けのため、現在ボディケースについている全部品を外さないといけないようです。その状態が6週間続きますので動作確認はお早めに!!

私は今週から次の掲載記事を書き始めました。ふう・・

尚テラさんのコメント、同様の内容が3件入っていましたので、勝手ながら一件にまとめさせて頂きました。ご了承ください。

投稿: ふみのへや | 2006年7月28日 (金) 05:38

人に甘えてばかりいられないと思い、重い腰をあげ再点検しましたところ、なんと、原因はプラグの接続が悪かったのが主な原因のようでした。上下に首をふり、赤い目を点滅させながら、右、左に首をふり最終的にはきれいな緑色の目をしています。なにげなく煙草を吸おうとしましたら、ライターの音にも反応したり、咳き込んだりすとその音にも、目の色で反応しております。一声かけてくれたおかげてやる気がでてきました。今後とも宜しくお願い致します。

投稿: テラ | 2006年7月27日 (木) 18:02

テラさん こんにちは コメントありがとうございます。

テラさんのロボット、思うように動かないみたいですね。

昔、私もロボキットを作っていましたが、途中から動きが悪くなり、そのままほっておいたのですが、気が付いたらサポート期間が終わっていました。その号以降の未開封のキット(数十冊分)がさみしく埋もれています。

他人事ではないので、よければ状況おしえてください。

お返事お待ちしています。

投稿: ふみのへや | 2006年7月26日 (水) 21:47

うーん。すばらしいですねぇ。私のロボットは思うよには、動いてくれません。めんどうなので、気が向いたらチエックしようと思い。ほったらかしです。えへへ。次の内容を期待しています。

投稿: テラ | 2006年7月26日 (水) 13:06

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