社団法人 人工知能学会
Japanese Society for
Artificial Intelligence

人工知能学会研究会資料
JSAI Technical Report
SIG-Challenge-045-4 (9/26)

ロボットミドルウェアである Fawkes を用いた後方接近物警告ベルトの作成と評価
Wearable Device to warn the Back Objects on Fawkes
北沢 尭宏，木綱 智，辻 和輝，内海 孝亮，植村 渉
Takahiro Kitazawa, Tomo Kizuna, Kazuki Tsuji, Kosuke Utsumi and Wataru Uemura

龍谷大学
Ryukoku University
kitazawa@vega.elec.ryukoku.ac.jp and wataru@rins.ryukoku.ac.jp
きた．また，公共空間におけるバリアフリー化が進Abstract
み，視聴覚障害者でも気軽に外を出歩けるようにな
自律移動ロボットの世界大会である RoboCup におってきている．一方，それに伴い事故も増えている．
いて，アーヘン工科大学がロボットミドルウエアで聴覚障害者は音からの情報が得られないため，背ある Fawkes を開発し，公開している．Fawkes では，後から自動車等が迫ってきた際に気づくことができ各種ロボットに対応したプラットフォームを用意すない．そのため，自転車や自動車に追い抜かれる時るだけで，簡単に既存のアルゴリズムを利用できるに恐怖を感じる．また，近年では健常者であっても，特徴がある．本研究では，この Fawkes を小型で低歩きながらスマートフォンを操作したり，イヤホンコストのマイコンである Raspberry PI にインストで音楽を聴きながら歩いたりすることで，後方からールし，周辺機器を簡単に扱えるようにする．利用の二輪車や自転車等との接触事故が増えている．東例として，視聴覚障害者向けの後方接近ツールを作
京消防庁管内では、平成22年から平成26年の間で合成したので，それを報告する．
計105人が歩行中のスマートフォン操作が原因で救急搬送されている[Accident 2016]．これらの事故
1 はじめにに対して，利用者の後方向きにセンサをつけ，後方
自律移動ロボットの世界大会である RoboCup が毎からの物体の接近を利用者に知らせる装置があれば，年開催されている[RoboCup]．RoboCup にはいくつか軽減できると考えられる．のリーグがあるが，その中に工場のオートメーション化（Factory Automation）を目的とした RoboCup
3 Fawkes を利用した後方接近物警告振動ベルト
Logistics League（RCLL）がある．このリーグではの提案
Festo 社のロボットである Robotino を3台用いて競技を行う．2015年に優勝したアーヘン工科大学の
ここで RoboCup で用いられているロボット用ミドCarologistics[Tim 2013]は，ロボットミドルウエルウエアである Fawkes に注目し，小型マイコンでアである Fawkes[Tim 2015]に Robotino 用のプラグある Raspberry PI 上に実装することで，レーザレインを開発した．この Fawkes は，以前には標準プンジファインダといったロボット開発で一般に使わラ ッ ト フ ォ ー ム リ ー グ （ Standard Platform
れている機器を簡単に扱うことで，後方接近物を警League: SPL） で利用しており，それらの資源がそ告するベルト型機器を作成する．のまま RCLL でも使える．そして Carologistics は，ロボットの制御では，パーツ毎にプログラムを並2015 年 の 世 界 大 会 で 用 い た ソ ー ス コ ー ド
列実行する必要がある．例えば，カメラやセンサか[Carologistics 2015]を公開し， RCLL への新規参らの入力を得ると共に，色々と処理をして判断し，入のハードルを下げている．本研究では，このモータやディスプレイといった出力機器を制御する
Fawkes に注目し，手軽に利用できる小型マイコンで必要があり，どれか一つのプログラムが実行に時間ある Raspberry PI[RaspberryPI]上に実装し，視聴がかかってしまい，他のプログラムが実行できなく覚障害者用の歩行支援装置として，後方接近物を持なってしまうのは問題である．そのため，スレッドち主に知らせる携帯型装置を開発した．以下，2章
型のプログラムが重要となり，それら各スレッドを，にて，視覚障害者の歩行支援装置について紹介し，メインプログラムが順次呼び出す方式が必要となる．
3章にて，提案する携帯型装置の概要を示す．4章にFawkes では，これらスレッド型プログラムのテンプて，実験結果を示し，本装置の効果を確認し，5章
レートを提供しており，プラグインの形で取り込むで本論文をまとめる．
ことができる．
プラグイン間では，変数の共有として，BlackBoard[Tim 2010]と呼ばれる共有メモリを実装
2 視聴覚害者の現状についてしており，レーザレンジファインダに対しては昭和35年に制定された障害者雇用促進法を始めとLaser360Interface を用いる（表.1 参照）.
して，視聴覚障害者が社会で活躍する機会が増えて

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表．1 Laser360Interface
NAME
TYPE
Frame[32]stringDistances[360]float
clockwise_angle
Boolean
これにより，レーザレンジファインダの種類に依存せず，360度周囲に対して1度刻みで，障害物までの距離を受け取ることができる．
一方，利用者への通知方法として，振動ベルト[Fukkuyama 2015]に着目した．利用者の周辺情報を伝えるインタフェースとして腹回りを利用し，スマートフォンなどで利用されている小型振動モータの振動によって方位を伝える．なお，利用者が強度の違いを検知できれば，障害物までの距離や大きさといった情報も合わせて伝えることができるが，今回作成したプロトタイプではモータの数を少なくしたため，向きの通知のみを扱った．これらシステムの接続図を図1に示す．
測域センサ

差分検知(Fawkes)

シリアル入力図2 後方接近警告ベルトの試作品

5 おわりに自律移動ロボットの大会である RoboCup で用いられているロボットミドルウエア Fawkes を用いて，ロボット周辺機器を低コスト小型マイコンであるRaspberry PI で制御した．レーザレンジファインダの測定結果から，利用者の後方接近物を検知し，ベルトに設置した振動モータを使うことで，伝えるシステムを提案し，構築した．
Fawkes を使うことで，手軽に今までのロボット開発資源を使うことができた．警告ベルトの性能評
価ができていないため，今後，検知方法や通知方法を検討して，実験する必要がある．

シリアル出力謝辞
本研究は JSPS 科研費15K16313の助成を受けたものである．

モータ制御(Arduino)

図1 システム接続図

参考文献[Accident 2016] 東京消防庁，“発祥地の動作別の救急搬送人員の内訳（平成２２年〜２６年）”，
4 プロトタイプの作製
http://www.tfd.metro.tokyo.jp/lfe/topics/201
提案する後方接近物警告振動ベルトの効果を確認
503/mobile.html
するために，試作を行った．まず，Raspberry PI[Carologistics]
https://www.fawkesrobotics.に Fedora23[Fedora]をインストールし，Fawkes をorg/projects/rcll2015-release
使える環境を整えた．レーザレンジファインダとし[Fedora] https://getfedora.org/て北陽電機社製の URG-04LX-UG01を用いた．振動モ[Fukkuyama 2015] 福山尚志,中村奉夫 : “視覚障ー タ の 制 御 に は ， Atmel 社 の Atmega328 に よ る
害者のためのベルト型方向指示デバイスの提案とArduino マイコンを用いた．なお，Raspberry PI と評価 (2015)”の接続には USB ポート経由のシリアル通信を用いた[RaspberryPI] https://www.raspberrypi.org/
が，Bluetooth モジュールによる無線通信も考えら[RoboCup] http://www.robocup.org
れる．振動モータは，ここでは簡単のため３個とし，[Tim 2010] Tim Niemueller, et. Al., “Provid左右と後方の状態を利用者に伝えられるようにした．
ing Ground-truth Data for the Nao Robot
試作品の全容を図2に示す．
Platform”, RoboCup 2010:Robot Soccer World
Cup XIV, pp 133-144, (2010).
[Tim 2013] Tim Niemueller, et. Al., “The Carologistics RoboCup Logistics Team 2013”,
RWTH Aachen University and Aachen Universityof Applied Sciences, (2013).
[Tim 2015] Tim Niemueller, et. Al, “Fawkes
for the RoboCup Logistics League”, RoboCup
2015: Robot World Cup XIX, pp 365-373, 2015.

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