1. 安心・安全な高齢者用電動いす ナビゲーションシステムの開発 首都大学東京大学院 理工学研究科数理情報科学専攻 福永 力 2010.06.251 都施策提案発表会 電動イスナビゲーションシス テム

2. 提案概要  研究目標  研究開発概要  第 1 プロジェクト : 画像解析推進部の開発  第 2 プロジェクト：ナビゲーション制御部の 開発  画像解析推進部の研究計画概要  提案システム  第 2 プロジェクトに向かっての展望およ び その後の期待される効果 2010.06.25 都施策提案発表会 電動イスナビゲーションシス テム 2

3. 研究目標  老人，障害者の使用する車イス，あるいは電動 カートに小型ビデオカメラおよび小型電子回路を 搭載させる．  進行方向を捉えたカメラ画像のリアルタイム解析， 動的パターン処理を行い  歩道から段差ある車道への転落  段差なし車道への侵入  （動的，静的）障害物への突入 などの回避を導くシステムの開発を行う 2010.06.25 都施策提案発表会 電動イスナビゲーションシス テム 3

4. 研究開発概要  ナビゲーションシステム概要（開発行程）  プロジェクト 1  全体設計  画像解析推進部の開発 – CCD カメラ，モニタは商用製品の利用 – パケット変換機は新たに開発 – ルータ， TPCORE2 は既存 – TPCORE2 のソフトウェア開発  プロジェクト 2  ナビゲーションシステム – 画像解析情報のブレーキ，モータ回転， ステアリング機構への伝達 – 情報フィードバック機構の開発 2010.06.25 都施策提案発表会 電動イスナビゲーションシス テム 4

5. 画像解析推進部開発  カメラからの動画 100fps （ 10ms ごと画像更新）  前画面からの変動部（回転，並進移動部）の切り出し  不変部の割り出し（段差，交通標識，ガードレール）  これらの解析を 10ms で行う手法  10ms とは 5km/h の速さで 1.4cm の距離を移動 （フレームレートを 30fps とすれば 5.2cm の移動）  最適画像認識（画像照合）アルゴリズムの選定  単純処理：計算量小  環境変動に対してロバストな（頑健な）手法 2010.06.25 都施策提案発表会 電動イスナビゲーションシス テム 5

6. マッチトフィルタ（ Matched Filter ）法  画像内物体平面移動 （回転，並進）の検出に 優れている  FFT （高速フーリエ変換・ 逆変換），ラプラス変換，座標 変換と計算量が多い  照明変動，他物体との干渉に強 い  並列システム TPCORE2 による計 算処理  複数プロセッサを用いた負荷分 散  計算の並列化による処理速度 の向上  FFT ，逆 FFT は並列アルゴリズム が確立されている 2010.06.25 都施策提案発表会 電動イスナビゲーションシス テム 6

7. マッチトフィルタ法実例 2010.06.25 都施策提案発表会 電動イスナビゲーションシス テム 7 グローリー工業（株）山本真也氏提供 30fps 画像

8. マッチトフィルタ環境変化対応 例 2010.06.25 都施策提案発表会 電動イスナビゲーションシス テム 8 グローリー工業（株）山本真也氏提供 30fps 画像

9. 第 1 プロジェクトのまとめと 第 2 プロジェクトへの展望  第 1 プロジェクト（ 1 年程度のシステム設計＆基礎 研究）  マッチトフィルタ技法の TPCORE2 ネットワークへの実装  既存の高速ルータ，ネットワークを応用した 10 （ 30 ） ms 内での画像認識システムの構築を行う．その情報有効性 の確認を行う  第 2 プロジェクトへの移行：  機械系，電気系の教員との共同研究による画像情報を取 り入れた電動車イスナビゲーションシステムの提案を行 う 2010.06.25 都施策提案発表会 電動イスナビゲーションシス テム 9