遠隔操縦システムにおける環境の奥行き感獲得のための視覚提示手法に関する研究

摘要

近年，災害現場や宇宙空間等に代表される人間が立ち入ることのできない極限環境での作業や，医療現場における内視鏡施術支援ロボットなどが研究されているミクロな世界での作業など幅広い分野でロボットの遠隔操作（テレオペレーション）技術の研究が進hでいる．その一つの例として，災害対応ロボットが挙げられる．我が国でも，1999年のJCO臨界事故，2011年3月11日に発生した東日本大震災とそれに伴って発生した福島第一原子力発電所の事故により，災害対応ロボットシステムの必要性を再確認することとなった．ここで災害対応ロボットに求められる機能としては，狭所や高所，水中等の人間が立ち入れない場所や，汚染や火災爆発の危険など安全が確認できない場所での作業や情報収集といったものがあり，ロボットの遠隔操縦システムが利用されている．このロボットの遠隔操縦による作業の一つの大きな問題点として，作業効率の低下が指摘されている．遠隔操縦による作業効率の低下は，様々な要因から複合的に発生すると考えられるが，その内の一つに操縦者に送られる作業現場から取得した映像条件，つまり視覚提示システムの影響がある．視覚提示システムのみを考慮しても奥行き感，解像度，視野角などさまざまな要素が挙げられるが，今回はその中でも奥行き感に着目する．従来の遠隔操縦システムの多くは，単眼カメラの2次元情報を用いて遠隔地の作業環境を操縦者に提示していたが，この場合操縦者が十分に環境の奥行き感を知覚することが出来ず，作業効率が低下していた．これを補うために視点の異なる複数のカメラを設置することもあるが，複数カメラの設置にはそれなりの手間がかかり，複数のカメラ映像を見なければならない操縦者にも相応の負担を強いることとなる．その他にも奥行き感を提示する手法として，HMD (Head Mounted Display)を用いる提示手法なども挙げられるが，操縦者に酔いが発生してしまうこと，HMDの装着により操縦者の周囲環境が全く見えなくなってしまうことが問題点として挙げられる．