Last Update 2019/06/11
二足歩行ロボットにカメラをつけて画像処理
ロボットの目をつくる
B5判 160ページ
定価1,760円(税込)
JAN9784789830089
2006年5月1日発行
![[絶版2012.6.5] ロボットの目をつくる](30081l.jpg)
大変恐縮ですが，こちらの商品は品切れ絶版となりました．
ここ数年，「ロボット」に関するいろいろな情報が，急増しています．人と同じように，目の前の障害物を感知・認識してよける行動をとれるロボットも，次々に発表されました．ロボットの目と，ほかの画像処理システムの大きな違いは，ロボットが駆動系を備えて自分で「動く」ということです．いままで「ロボットの目」には，高価な画像処理システムが使われていましたが，最近は，一般に入手できるカメラやマイコン・ボードを使って組み上げたものも登場し，開発・試作のハードルはどんどん低くなってきました． そこで本書では，身近になってきた「ロボットの目」の実現技術を取り上げ，解説します．
目次
初歩の初歩からはじめる
第1章 ロボットにカメラをつけ，パソコンで画像を見よう！
1．USBカメラの機能，種類，価格などの現状
2．二足歩行ロボットを選ぶ
3．二足歩行ロボットにつける「目」をつくる
4．ロボットにつけた目から得られた画像
5．さらなる発展のために必要なもの
ロボットの実例でわかる
第2章 カラー写真で見る「ロボットの目」
センサはCCDかCMOSか，出力は映像信号かUSBか
第3章 ロボット用カメラの選び方
1．カメラの視点からロボットを「民生用ロボット」と「産業用ロボット」に分類する
2．イメージ・センサ(撮像素子)技術の基礎――CCD/CMOSの二つの素子
3．カメラ入出力インターフェースはロボットの構成を検討するときの重要な要素
4．ロボット向きの2種類の目，その使い方
コラム1 カメラ・モジュールの話
コラム2 CCDvsCMOSの戦い(?!)の歴史
カメラ，コンピュータ，画像処理手法，ライブラリなどを組み合わせて実現する
第4章 ロボットの目をつくるためのハードとソフト
1．ロボットの「目」の基本はカメラ
2．どうすれば画像処理ができるの？〜ハードウェア編〜
3．どうすれば画像処理ができるの？〜ソフトウェア編〜
4．ロボットへの応用例〜これまでの筆者の研究から〜
市販USBカメラとオープン・ソースの画像処理ライブラリでつくる
第5章 顔を追いかけるカメラのプログラミング入門
1．まず，USBカメラから画像を取得する
2．OpenCVによる画像処理プログラミング
3．パン/チルト・カメラで顔を追いかけるプログラムをつくる
家庭用ビデオ・カメラを使って画像処理する
第6章 小型サッカー・ロボットで色や形を判別する方法
1．サッカー・ロボット・システム「桐蔭アルバトロス2005」について
2．画像取り込み口としてのカメラ
3．画像入力のためのハードウェア
4．画像入力のためのソフトウェア
5．色抽出，領域分割，重心・面積計算
6．座標変換，ディストーション補正
7．機体番号と角度の検出
8．データ構造と通信
Appendix 1 戦略処理部の特徴
Appendix 2 ロボット本体について
処理アルゴリズムをいかにくふうするか
第7章 四足サッカー・ロボットにみる色判別の高速化技術
1．ロボカップ四足ロボットリーグについて
2．AIBOの画像処理環境
3．カラー・テーブルを用いた色認識
4．照明条件に左右されにくい画像処理をめざして
5．ライン検出やトランプの認識について
ロボコンにもカメラの目を！
第8章 動くものを追いかけるカメラ・システムを簡単につくる
1．画像処理って何？
2．時間差で画像の変化を見る
3．対象を2値化して抽出する
4．差分検出や投影処理の実現デモ
5．FPGAの利用などを検討する
Appendix 画像処理・ボード「KIT1090Addax」の概要
ロボットの周囲の環境認識技術
第9章 二足歩行ロボットにつけたステレオ・カメラでものを認識する方法
1．H7，HRP2-DHRCは研究用途のニ足歩行ヒューマノイド・ロボット
2．三角測量で距離を求め距離画像を生成する
3．2点ランダム・サンプリングによる平面検出はノイズに強い
4．三次元ラベリングによる物体検出：地面とその上にある対象物を認識する
5．つかもうとする物体の位置・姿勢を検出するのに距離画像マッチングを使う
6．時間とともに変化する画像データからロボットに対象物を認識させる手法
テンプレート・マッチングやステレオ視の基本
第10章 画像処理とロボット制御の数学的基礎
1．ロボットに視覚を搭載するとスムースな移動はできるが，計算量が膨大になる
2．「ただの画像」から動きへ――実世界への変換技術の基礎
二足歩行ロボット+USBカメラ/不審者を追尾する監視ロボットの実験
第11章 画像処理とロボット制御の実際
1．二足歩行ロボットPINOでの応用
2．監視ロボットEinsteinを使った応用
コラム 画像情報から歩行パターンを生成する
変更可能なハードウェア(FPGA)で実現する
第12章 ロボット向け画像処理ボード開発の実際
1．画像処理ボードの基本構成
2．画像取得部の構成
3．画像処理部の構成
初歩の初歩からはじめる
第1章 ロボットにカメラをつけ，パソコンで画像を見よう！
1．USBカメラの機能，種類，価格などの現状
2．二足歩行ロボットを選ぶ
3．二足歩行ロボットにつける「目」をつくる
4．ロボットにつけた目から得られた画像
5．さらなる発展のために必要なもの
ロボットの実例でわかる
第2章 カラー写真で見る「ロボットの目」
センサはCCDかCMOSか，出力は映像信号かUSBか
第3章 ロボット用カメラの選び方
1．カメラの視点からロボットを「民生用ロボット」と「産業用ロボット」に分類する
2．イメージ・センサ(撮像素子)技術の基礎――CCD/CMOSの二つの素子
3．カメラ入出力インターフェースはロボットの構成を検討するときの重要な要素
4．ロボット向きの2種類の目，その使い方
コラム1 カメラ・モジュールの話
コラム2 CCDvsCMOSの戦い(?!)の歴史
カメラ，コンピュータ，画像処理手法，ライブラリなどを組み合わせて実現する
第4章 ロボットの目をつくるためのハードとソフト
1．ロボットの「目」の基本はカメラ
2．どうすれば画像処理ができるの？〜ハードウェア編〜
3．どうすれば画像処理ができるの？〜ソフトウェア編〜
4．ロボットへの応用例〜これまでの筆者の研究から〜
市販USBカメラとオープン・ソースの画像処理ライブラリでつくる
第5章 顔を追いかけるカメラのプログラミング入門
1．まず，USBカメラから画像を取得する
2．OpenCVによる画像処理プログラミング
3．パン/チルト・カメラで顔を追いかけるプログラムをつくる
家庭用ビデオ・カメラを使って画像処理する
第6章 小型サッカー・ロボットで色や形を判別する方法
1．サッカー・ロボット・システム「桐蔭アルバトロス2005」について
2．画像取り込み口としてのカメラ
3．画像入力のためのハードウェア
4．画像入力のためのソフトウェア
5．色抽出，領域分割，重心・面積計算
6．座標変換，ディストーション補正
7．機体番号と角度の検出
8．データ構造と通信
Appendix 1 戦略処理部の特徴
Appendix 2 ロボット本体について
処理アルゴリズムをいかにくふうするか
第7章 四足サッカー・ロボットにみる色判別の高速化技術
1．ロボカップ四足ロボットリーグについて
2．AIBOの画像処理環境
3．カラー・テーブルを用いた色認識
4．照明条件に左右されにくい画像処理をめざして
5．ライン検出やトランプの認識について
ロボコンにもカメラの目を！
第8章 動くものを追いかけるカメラ・システムを簡単につくる
1．画像処理って何？
2．時間差で画像の変化を見る
3．対象を2値化して抽出する
4．差分検出や投影処理の実現デモ
5．FPGAの利用などを検討する
Appendix 画像処理・ボード「KIT1090Addax」の概要
ロボットの周囲の環境認識技術
第9章 二足歩行ロボットにつけたステレオ・カメラでものを認識する方法
1．H7，HRP2-DHRCは研究用途のニ足歩行ヒューマノイド・ロボット
2．三角測量で距離を求め距離画像を生成する
3．2点ランダム・サンプリングによる平面検出はノイズに強い
4．三次元ラベリングによる物体検出：地面とその上にある対象物を認識する
5．つかもうとする物体の位置・姿勢を検出するのに距離画像マッチングを使う
6．時間とともに変化する画像データからロボットに対象物を認識させる手法
テンプレート・マッチングやステレオ視の基本
第10章 画像処理とロボット制御の数学的基礎
1．ロボットに視覚を搭載するとスムースな移動はできるが，計算量が膨大になる
2．「ただの画像」から動きへ――実世界への変換技術の基礎
二足歩行ロボット+USBカメラ/不審者を追尾する監視ロボットの実験
第11章 画像処理とロボット制御の実際
1．二足歩行ロボットPINOでの応用
2．監視ロボットEinsteinを使った応用
コラム 画像情報から歩行パターンを生成する
変更可能なハードウェア(FPGA)で実現する
第12章 ロボット向け画像処理ボード開発の実際
1．画像処理ボードの基本構成
2．画像取得部の構成
3．画像処理部の構成