センサについて教えてください

質問

初心者なので見当違いな質問だったらすみません。ロボットで人がセンサの検出可能な範囲にいるとその人の方角を向いて人に近づいていくようなセンサがあれば教えてください。また障害物センサまたは距離センサと組み合わせて壁などの障害物を感知し回避でき、人が近づくと人についていくという
ロボットは作れるのでしょうか。教えてください。よろしくお願いします。

回答No.7

tocoche

赤外線センサで人がいることは検出できますが、その人の方向に近づいていくには、モータと制御回路が必要になります。

一番簡単な方法は、左右の目に相当する位置にセンサを設け、鼻先に板を配置し、戦車のプラモデルのような左右のモータを、左のセンサが人を検出したら右のモータを動かし、右のセンサが検出したら左のモータを動かすように制御します。
人が正面にいるときは、両方のセンサが検出するので両方のモータが回って前進、人が右側にいるときは、板がじゃまになって左のセンサが検出しなくなるので、右のセンサだけが検出し左のモータだけが回って、右に旋回します。

これは生物に例えると走光性にあたります。　障害物の回避には、多少なりとも知能が必要になるので、初心者が作るのは困難でしょう。

お礼

回答ありがとうございます。tococheさんの回答を参考にしてがんばってロボットを作っていきたいと思います。

回答No.6

Pesuko

取りあえず産業用ＡＶＧに搭載する障害物センサー
http://www.sunx.co.jp/japanese/products/new_product/05particularuse-sens/particular_gj/px-2_j.pdf

ただし若干大きいです。

人を探してついていくには単純なセンサーだけでは無理でしょう。
少なくとも方向検出が必要なので、センサー２台でそれぞれがある程度の分解能を持った距離計測が出来ないと方向判別が出来ません。
もしくはＣＣＤを使用して対象物のサーチ能力のある画像処理（かなり高額）が必要と思います。

例えば後追い対象となる人がビーコンのような微弱電波を出す発信機を持てばかなりやりやすいと思いますけど。

お礼

回答ありがとうございます。Pesukoさんの回答を参考にがんばりたいと思います。

回答No.5

muratyu

再度失礼します。
majishanさんの補足についてちょっと記しておきます。
（＞初心者なので　　　　ということなので分かりやすい表記にしますが失礼があらばお許し下さい。）

何センサがいいのか、についてはコレだ！と現段階でははっきり断言できません。（それぞれのセンサの得意、不得意が有ることと仕様（応答速度等）や概念を小生がしっかり把握していないため）
たとえば動く物体が透明ならば、光センサは物体を感知出来なく（出来にくい）、この点において超音波ならば透明だろうが何だろうが検出できます。
このように一長一短があるので、詳しく断定できません。

センサはいろいろと特徴を調べてみると非常に興味深く、おもしろいものなので、先ほど申しました赤外線や超音波等のセンサを軸に裾野を広げて調べてみてはいかがでしょうか。

障害物回避については・・・
考え方として、検出範囲の狭いセンサの検出方向を(1)前方、(2)右３０度方向、(3)左３０度方向に３つをセットし、(1)が検知したらまっすぐ、(1)と(2)が検出したらロボットは右の方向へ向き、(1)(3)ならば・・・という感じで動かす「移動体認知」のセンサと、それとは独立した「障害物検知」のセンサを別にセットし、二つの信号をハードに送ってアルゴリズムで処理、というからくりもありますね。信号処理についてはやはりそこそこの知識は必要ですが、そう難しくはならないと思います。

おもしろそうな話なので、本当ならば詳しい話を「ウチ来てお茶のみながら話しませんか？」という風な、一緒にやりたいような気分なんですけどね（笑）。小生もメカトロは仕事に趣味に好きなもので・・・

対空軍事用ミサイル等は飛行機が飛ぶ際のエンジンの熱を感知して追従させています。あれも見事なものですよね。これも追従動作をさせる一例です。

またＣＣＤを使った制御はＣＣＤ自体はビデオカメラ等の普及に伴い価格もかなり落ちてきた様ではありますが、画像処理（たとえば二値化処理、つまり人の顔を白と黒に画像処理をすると版画みたいになるイメージ）を施したり、さらに動体を認識となるとソフトの方が複雑になります。（当然ハードも）
「動体がただの物体で、特定の格好をしたものを選別して追っかける等まで考えていない」と言うのであれば、小生はＣＣＤはお勧めしません。経済的理由からです。
（高度且つ複雑な制御ならばＣＣＤは妥当）

「これどうぞ」という具合に資料やなんかを提供できれば、majishanさんも嬉しいところでしょうけどそれが出来なくて残念です。（図も出せるともっと良かったのですが）しかし、なるべく参考になる様な情報を提供出来るように、調べてみますね。（仕事の合間に：笑）

お礼

アドバイスありがとうございます。これからさっそくセンサについて勉強していきたいと思います。私もぜひmuratyuさんのお話を聞きたいです。またこんなのも
わからないのかよという質問をすると思うのでそのときはまた貴重なアドバイス、回答を送ってくれたらうれしいです。

回答No.4

Botticellian

Trtanckingに利用できるセンサーとしては、距離センサ、カラーセンサ、赤外線センサ、超音波センサ、CCD等が使えると思います。
人を近づくべき対象として認識し、障害物を避けるべき対象として認識するには画像認識処理が必要であると思います。
となるとCCDでの画像認識以外は厳しいかもしれません。
ただし、単に動くものに反応するだけなら距離センサだけでもできないことはなさそうです。
AIBOはCCDは持たず、距離センサとカラーセンサで対象を認識しているのでこのアプローチで近づいてくるものと思われます。
もしロボット内に画像認識ロジックを組み込むのが厳しいなら、Webカメラにしてしまって無線LANで転送された画像をサーバで認識してからロボットに指示を出すということも技術的には可能です。
ただAIBOは無線LANはありますが、CCDはないので画像認識でちょっと簡単に実験と言うわけにはいかないかもしれません。
ご存知かもしれませんが、OPEN-R SDKといってAIBOにオリジナルのソフトを組み込んで実験できるツールが無料でリリースされています。
AIBOを利用して簡単な機能検証ならすぐ出来ますよ。
既にメカは完成していますし、それぞれの機会部分の動かし方もモジュール化されているようです。（例えば歩くためにはどういうプログラムをするかとかを考えなくても”歩け！”とAIBOに言えば歩くわけです）
参考になるかどうかは分りませんが頑張ってください。
私も時間があったらロボットを作ってみたいくらいです。

お礼

回答ありがとうございます。知識の乏しい私にとってはとても参考になりました。

回答No.3

muratyu

おばんでございます。

センサで検出し、ロボットを動かそうとするならば、センサ（検知部）、アルゴリズム（演算部）、コントローラ（プロセッサ）、アクチュエータ（モーター等）が要ります。複雑な動作や制御をしないのであればアルゴリズムの部分を簡略化して出来るでしょう。

その際のセンサは非接触センサが必要みたいなので、赤外線センサ、超音波センサ等のセンサモジュールの利用が適当ではないでしょうか（金をかけれるというならば他の方法も有りますが・・・あまり一般実用的では・・・）

障害物を回避し、人間についてゆくといった制御については、どこかの（名前を忘れた）大学でやっていたはずです。動的な物体と静的な物体の認知判断は、たとえて言うなら電球をずっとつけておくか、ストロボ状にぴかぴか光らせるか（都度の情報を演算処理するか）の話がトリガーです。（超音波スキャンでは前者をコンティニアスウェーブ、後者をパルスウェーブと言います。
（小生がこれを用いたときは電気の節約の意味でパルスにしたのですが）

たいしたことはかけませんでしたが、参考にしてください。

補足

貴重な意見どうもありがとうございます。人に限らず動いている物がセンサの検出可能な所にきたとき動いている物を追いかけるという行動をさせるには何センサがいいのか教えてください。(アドバイスの中に答えがあったら申し訳ありません)また上記の答えのセンサと静的な障害物を感知して回避するのに必要なセンサ(答えのセンサと同様でしたら申し訳ございません)を組み合わせて作る場合難しいのでしょうか(回路設計、制御など)。ながながとすみません。補足というよりも質問になってしまいました。

回答No.2

Big_rice_field

現在の一般技術レベルで実現すると仮定して
対人であれば複数の赤外線画像センサーからの情報をパターンで判別する方式でしょうか。
通常のCCDデータでは人形や精巧に作られたロボットを判別するのは難しいかもしれません。
あるいは処理能力の高いシステムにおいては、CCDから得られたデータから瞬きや表情の動きなどを抽出して人体を判別することも可能かもしれません。
いずれにせよ今のところ単体で誤差無く人体のみを検出するのに有効なセンサーは開発されていないと思います。

障害物は何をもって障害物とするかが問題ですね(笑
CCDデータから、ロボットが対象物を障害物であると判断できる知能があれば
それを避ける行為、人に近づく行為自体は難しくありません。

複数の画像系センサーがあれば距離センサーは不必要かとも思います。

お礼

回答ありがとうございます。Big rice fieldさんの回答を参考にしていきたいと思います。

回答No.1

inaken11

今の技術でそれくらいのことは出来ると思います。

ただ、人体のみに反応するセンサは作られていませんから、多種のセンサを組み合わせ、条件で判断させるというような手法を採ると思います。

例えば、画像認識と、赤外線センサと距離センサを組み合わせるとか。

ＡＩＢＯはその程度の事は出来ているんじゃなかったですかねぇ・・・（自信なし）

お礼

回答どうもありがとうございます。AIBOについて調べてみたいと思います。