Kato Laboratory

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Kato Laboratory

125-8585
東京都葛飾区新宿6-3-1
東京理科大学葛飾キャンパス研究棟5F

 

 

 

近年自動片付けロボットが注目されている.本研究では,片付け作業を行うロボットを実現するために,超音波を用いて物体の位置を検出し,探り動作と画像処理によって物体が何であるかを認識し,赤外線センサとフォトトランジスタにより物体を目的地へ格納する手法を提案してきた.

 図1.自動片付けロボットのシステム

 

自動片付けロボットのシステムを図1に示す.
物体検出部では,超音波センサを用いて対象物体の位置の検出を行う.超音波には指向性があり,ロボットの前方約60度という限られた範囲内にある物体の位置検出を行う.その範囲内に物体を確認できない場合ロボットは少し回転し,再び検出を行う.予測位置を決定すると,予測位置座標を物体特定部へ送信する.
物体特定部では,まず送信された物体の検出位置に移動する.そして,物体位置において捕獲動作と画像処理を併用することで物体画像の抽出を行う.抽出した物体画像の認識には仮想空間を利用した物体認識手法を用いる2).仮想空間内でCG技術を利用することで3次元モデルとの照合を行い,多様な形状や質感をもつ物体にも対応させている.ここで認識した物体の情報を物体格納部へと送信する.
物体格納部では,赤外線センサ(IR sensor)とフォトトランジスタ(PTr)を用いて,対象物体を適切な位置へと運搬する.格納場所からは物体の種類に応じた赤外線が発せられており,ロボットが適切な信号を選択したのち,この方向へと経路をたどっていき,フォトトランジスタを利用した距離センサで計測することで,最終的に所定の位置へと物体を格納する.
物体検出部の詳しく説明する.3つの受信機を一直線に等間隔で配置し,つの送信機をどれか1つの受信機と近接させた超音波センサを用いて,それぞれの受信機から物体までの距離を算出する.そして,受信機を中心とし,特定した距離を半径とした複数の円の交点を算出することで物体位置を特定する.複数の物体を検出する際,3つの受信機のうち2つの受信機で物体位置の候補を特定し,残りの1つの受信機で物体位置の誤検出の排除を行ってきた.

 

  自動片付け作業の様子

 

  外部発表一覧

 

タイトル

発表者

発表学会

発表年

自動お片付けロボットの実現のための超音波センサを用いた物体位置検出

山根裕平,
安部眞史,
新田益大,
加藤清敬,
佐々木文夫

51回自動制御連合講演会

2007

 

 

 

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