ロボットを支える技術2014 (画像認識編)

一言にロボット開発と言っても、色々な技術が使われています。
その中でも今回は画像認識技術を紹介します。

1.三次元認識
　人間は二つの目を使い、立体的にものを見ることが出来ます。ロボットも、通常の一つのカメラだけでは立体的に物を見ることは出来ません。

受動ステレオ法:二つのカメラを使い、被写体を作成、人間の目と同様に二つのカメラから得られた画像から特徴点の座標を計算し、三次元認識する技術。
長所：赤外線などが投影できない距離の被写体でも計測することが出来る。消費電力を減らすことが出来る。
短所：色や輝度にばらつきが少ない被写体の計測が困難

能動ステレオ法：一つの投影機から被写体に対して画像を投影し、それをカメラで撮影する方法。具体的にはメッシュ状などの幾何学模様の画像を投影し、それを撮影する方法(kinectV1で採用)や、一定のパルスで赤外線などを被写体に投影し、カメラまで帰ってくる時間のずれで距離を測定する方法(Time-Of-Flight, kinectV2で採用)などがあります。
長所：被写体の色などに影響を受けない。比較的容易に高精度なデータを取得可能
短所：大きく距離が変わる部分や、赤外線を乱反射しない表面での計測ができない。距離が遠くなると赤外線が届かない。もしくは届かせるために高強度の赤外線投射が必要

超音波、ミリ波、レーザーレーダ：可視光に頼らず、発信機から発せられた信号が返って来るまでのッジさを計測する。発信する信号の種類により、計測可能な距離や精度が決まる。
長所：比較的簡単に計測可能。信号の種類によっては特定の物体を貫通して計測可能。
短所：高精度に測定することは難しい。機械が大型化しやすい。