平成12年度 研究報告 大分県産業科学技術センター

インターネットを介したロボットの遠隔制御

重光和夫★・佐藤辰雄★・後藤和弘■「−・鶴岡一康★・植村和明★・佐藤哲哉★★

★機械電子部・★貴大分県・産業技術総合研究所研究交流センター

RemoteControIRobotthroughtheInternet
KazuoSHIGEMITSU

・TatsuoSATO★・KazuhiroGOTO★★

KazuhiroTSURUOKA・KazuakiUEMURA女。TetSuyaSATO＊＊

火Mechanics＆Elect′rOnicsDiヽ7ision・☆★oita・AISTJoint ResearcllCent′er
要旨
車輪移動ロボットに全方位カメラおよびパンチルト機構を持つカメラを搭載し，それぞれの画像を見ながら，インターネッ
ト経由で遠隔制御を行う技術を開発している．本技術を用いた移動ロボットは，ジョイスティックを用いた制御が可能であるばかりでなく，Java技術を用いることにより，遠隔地のクライアントユーザーには専用アプリケーションソフトが不要で，汎用ブラウザ上で遠隔制御を可能とする点が特徴である．今後はさらに研究をすすめ，例えば．展示ホールを遠隔地から自由に閲覧するようなアプリケーションの開発を目指している。
③インターネット経由で操作でき，1．はじめに④見たい展示物をいつでも自由に外部から見ることがで近年，本田技研工業株式会社のASIMOやソニー株式会社のSDR・3Ⅹ等のヒューマノイドロボットの登場により，ロきるボット技術に対する期待が大きく高まっている．とりわけ、サことを目指している．

ービスヤアミューズメントに関わる知能ロボットへの期待は非常に大きい．当センターでは，独自に開発した全方位カメラ

3．構成やビジュアルセンシング技術等のプラットフォームとして遠隔本ロボットのシステム構成をFig．2に示す．ベースとなる制御ロボットを開発し，個々の要素技術の高度化および新移動ロボットには−全方位カメラ，ノミン・チルト・ズームー体技術の産業応用を図っている．開発した遠隔制御ロボットの型カメラ（PTZ カメラ），それらからの映像を送信するため外観をFig．1に示す．の映像サーバ，および無線LAN装置が搭載されており，移動ロボット内部にあるロボット制御用の制御サーバと映像サーバは，無線LAN装置を介してセンター＝一内のLANに接続されている．これにより，インターネットに接続されているクライアントからのロボット制御を可能にする．

全方位カメラ
無線LAN

映像・制御
▼7コキシ

一 ヰ老サ

有線LAN

Fig．ユ 遠隔制御ロボットの外観2。開発の目的

移動ロボット本ロボットは，映像■制御
クライアント（映像凋」御サー川′ヾ）①センターー内にある展示ホーール内を，移動の妨げになる障害物を回避しながら，Fig．2システム構成②あたかも来場者が展示物を見学するように振るまい、−6−平成12年度 研究報告 大分県産業科学技術センター
3．1全方位カメラ

Fig・4からも分かるように，全方位カメラからの取得画像は，センター椚で開発した全方位カメラの外観と画像取得原理原理的に歪みが生じ，画像境界で不連続になる．また，こをF棺・3に∫全方位画像の取得例をF嗜．4に示す，この全れを見て操作しようとすれば必然的に歪み補正が必要に方位カメラは〕なす角110）で2面の長方形鏡面を有するなり）その分時間遅れも大きくなる．それに比し，PTZカメ

三角柱状のミラー2個を十字に組み合わせて、向かい合う

ラからの映像は，時間遅れ・歪み共に少なく，人間が操作2方向の画像をそれぞれ1個】計2個のCCDカメラによりする上で直感的に理解しやすい映像であるといえる．

得る．2方向分写ったそれぞれの画像を適当な位置で2つ4．2遠隔制御に分け，得られた4枚の画像を互い違いに横につなげるこジョイスティックが操作された瞬間およぴJavaアプレットとで全方位画像を得ており，他方式の全方位カメラと比べによる操作画面上のボタンが押下された瞬間から，実際に高解像度の画像が得られるのが特徴である，ロボットが動き始めるまでの時間（時間遅れ）を調べたとこ

ろ，いずれの場合も1秒以下で，カメラ映像の送受信に要する時間と比べても非常に短く，操作上特に遅いと感じることもなかった．

CCDカメラ（1）しかし実際の操作では，カメラからの映像中細が最低で反射ミラー（1）も2〜3秒遅れるために，操作の結果変化した状況を得るま反射ミラー（2）で待たなければならず，少し動かしてみては．その結果を確認し）さらに動かすといった風に，断続的な操作を強いCCDカメラ（2）られた。

また，映像さま，壁や障害物などの物体までの距離感が（a）外観

つかみづらく，壁に近づきすぎたり遠すぎたりと｝換作者の（b）原理

距離感の遠いが顕著に現れク遠隔制御で適切な位置に誘導する上での大きな問題点であることが分かった。

Fig．3全方位カメラの外観と画像取得原理

5．考察
ロボットに搭載されたカメラ画像を見ながら遠隔操作するためには，実時間処理と距離感の伝達が重要であることが分かった．今回の実験は，センター内部のネットワークのみを利用して行ったが，外部からのアクセスに対しては，さらにFlg．4全方位画像の取得例劣悪な状況が容易に想像できる。操作の実時間性を高める
各 ㍍ポットの遠隔制御には映像信号を短時間で送受信できればいい。この解決方

全方位カメラとPTZカメラからの映像は，映像サーバを法としては，高性能のハードウェアの実現や映像データを小介し】ロボットの動きとは独立して連続的に取得する．また，さくする方法が考えられる．前者は，現在の一般家庭からの移動ロボットの制御は，内部のマイクロ・タスキングOSを介通信手段が56kbpsのモデムであることを考慮すると現実的して行う．このように，本システムではそれぞれのカメラが取ではなく，後者にしても，現在のシステムがJPEG圧縮画像得した映像の送信とロボットの制御とがそれぞれ独立してを送信していることを考慮すれば，圧縮画像を送信する方行われるため，それぞれにかかる時間が重要である．

法も効果的とは言い難い．また，映像の情報量を下げると，視認性の悪化を招くおそれがある．

4．1カメラ映像の中継処理

距離感の伝達方法としては，ステレオビジョンにより距離

全方位カメラおよびPTZカメラの，映像の取得から表示までに要する時間（時間遅れ）と，フレームレートをTable、1画像を提示する方法や，赤外線やレーザー光を利用したよに示す．

り精度の高い距離センサーを用いて表示する等の方法が考えられる，Tablel映像の時間遅れとフレームレート
全方位カメラ PTZカメラ
時間遅れ （sec）

15

2〜3

フレームレート（わs）

23

−7一

平成12年度 研究報告 大分県産業科学技術センター

6．まとめ搭載」た全方位カメラおよびPTZカメラの画像を見ながら，インターネット経由で遠隔操作可能なロボットを開発Lた．今後は，①ビジュアルセンサーとしての全方位カメラの利用②距離感伝達の実現
念映像の時間遅れによる操作違和感の是正等の問題解決を中心に研究を進めてゆく．

参 考 文 献［1】佐藤哲哉：■■2台のカメラを用いた全周囲画像取得装置

遠方領域を対象とした全周囲画像取得装置の試作−−．電気学会バターン認識の適応環境の拡大協同研究委員会
1999年度全国委員会研究発表資料集．1999【2］後藤和弘，他： 遠隔制御における全周囲映像の利肝 ，
第5回知能メカトロニクスワークショップ講演論文集，PP．
38−41（Aug．30・31．2000）−8−