分散協調視覚システムのためのハードウェア、ソフトウェア基盤の構築

観測ステーション：

多自由度カメラ雲台を備えた実時間３次元画像・映像処 理装置を１つの観測ステーションと考え、それらをネットワークで結合した ものを分散協調視覚システムのハードウェア基盤とする。観測ステーションの ハードウェア構成は次のようにする。

• カメラ：フォーカス、ズーム、アイリスが計算機制御可能な３CCDの計測用 TVカメラを基本とするが、独自方式の 実時間３次元距離計測カメラ の搭載も考える。
• 多自由度カメラ雲台：独自方式のものを設計・開発する。
• 実時間ビデオ入力装置：フルカラーのビデオ信号を非圧縮で実時間入力できる ビデオキャプチャー・ボードを用いる。
• 計算機：PCやWSといった通常の計算機のほか、 DSPやSIMD型のLSIを用いた並列画像処理装置を利用し、実時間でのビデオ映像処理・ 生成を行う。

実時間映像伝送・処理用超高速ネットワーク：

限られた空間内を多数の対象が移動する状況では、観測ステー ション群を超高速ネットワークで密結合し、ビデオ映像の実時間伝 送およびその並列処理を行う、並列・分散ネットワークシステムが 有効であると考えられる。現在、ネットワークとしてMyrinet（2Gbps）を 用いたPC（OSはUNIX）クラスタにより、密結合観測ステーション群を実現する。 PCクラスタおよび通常のEther-Net LAN、移動ロボットとのコミュニケー ション用無線LAN、さらには遠隔地に置かれた観測ステーションを つなぐATM LANを合わせたシステムの全体的ネットワーク構成は下 図のようになる。

並列・分散処理用ソフトウェア：

上記のように、分散協調視覚システムのハードウェア・プラットフォームには、 多様な処理装置が含まれ、それらのためのソフトウェアをいかに作成するかが 大きな問題となる。

• DSPやSIMD型のLSIを用いた並列画像処理装置は比較的単純な画像・映像処 理を行えばよく、各装置の持つソフトウェア開発環境を使って必要なプログラ ムを作成する。しかし、ビデオ映像を実時間で処理できる並列処理アル ゴリズムの考案・開発には、かなりの研究が必要。
• 並列・分散処理用PCクラスタのソフトウェアは、ソフトウェア開発上の 大きな問題点であるが、我々のシステムとほぼ同じ構成を持ったPCクラスタ が通産省のRWCプロジェクトでも設置されており、その上で動くMPC++ （C++に並列処理、通信機能を加えたプログラミング言語）処理系を用いて 密結合観測ステーション群のソフトウェアを開発することを計画中。 また、必要に応じて本プロジェクト独自の並列・分散処理ソフトウェアの 設計・開発も行う。

移動ロボットプラットフォーム：

本プロジェクトは、視覚に基づく観測ステーションと移動ロボット、移動ロボッ ト同士のコミュニケーション、協調行動機能を強化学習によって獲得すること を目指しており、そのための移動ロボットプラットフォームを作成する必要が ある。当初は，まず視覚に基づく協調行動学習のシミュレーションによってそ のアルゴリズムを考案する。次に、シミュレーションプログラムと実機ロボッ トの駆動プログラムを共通化し、プログラム開発者が容易に実環境とシミュレー ション環境で実験できる研究環境を整備する。