機械工学科・森グループで取り組んだ『AIを用いたドローン顔認識自動追尾運転技術』の卒業研修テーマを紹介します！！

2024.10.18

　２年生になると受講できる「卒業研修」について紹介します。今回は機械工学科の森英喜准教授のグループの活動を取り上げます。森先生によると「サポートできるテーマを示したうえで、基本的には学生さん達に方向性を決めてもらっています。」とのこと。サポートできるテーマ（カテゴリ）は、もの（ハード）領域では『ドローン、スマートカメラ、ラズベリーパイ、エッジデバイス』、技術（ソフト）領域では『AI（機械学習）、画像認識、自動追尾・運転』だそうです。

　昨年の2023年度は「AIを用いたドローン顔認識自動追尾運転技術」のテーマで活動がおこなわれました。このテーマは、人が立ち入れない場所（災害現場）にて捜索及び救助を行う場合、人の操作がいらない、人を感知し追跡してくれる、リアルタイムで監視できる、そういった機能を持ったドローンが有効だと考えて設定されました。

利用したドローンは 98(幅)×91.5(長さ)×41mm(高さ)、80gと小型軽量タイプ

　開発環境はWindows11、Python、OpenCVで、OpenCVの学習済みモデルであるHaar（ハール）カスケード分類器を顔検出に利用しています。これは、画像をHaar-like特徴量（白黒の明暗パターン）を用いて検索し，パターンに多く一致したものを顔として検出する手法です。ドローンには航空法規制外の重量80gで動画撮影用カメラを搭載したRyze Tech製 TELLO　TLW004を使っています。このドローンは、pythonなどを使ってオリジナルな機能を追加しやすいのが特徴で、今回の卒研の目標にピッタリなものです。

　まず、パソコンのキーボードから離陸・着陸、前後左右上下の移動、左右の旋回、リアルタイムモニタの表示、などの基本操作ができるようになりました。次に、顔認識に取り組んだのですが、学習済みカスケード分類器はたくさんの種類が公開されていて、今回の目的に適した分類器を選定することが誤認識を減らすことができました。下の写真は、飛行中のドローンが被写体を追尾している様子と、ドローンに搭載したカメラ画像です。被写体の顔がしっかり四角い枠で認識されているのがわかります。

左：飛行中のドローンとモデル、右：ドローン搭載のカメラ画像と顔認識結果

下の映像もご覧ください

　機械学習やドローン、プログラミングの知識がゼロの状態から、１年間の卒業研修で学生たちが協力して顔追尾ができるドローンの開発に成功しました。将来は、特定の人物の顔を学習させて、その人を探索・追尾できるドローンのシステムに発展できたら、災害救助にもっと役立つのでは、と夢を語ってくれました。

卒業研修の活動紹介
（2024.07.05）#09 機械工学科・竹内グループ　卒業研修の活動紹介　―スターリングエンジンカーの開発―
（2024.06.21）#08 機械工学科・谷グループ　卒業研修の活動紹介　－電動カートから機械工学をまなぶ－
（2024.05.06）#07 機械工学科・樋口グループのAI班が取り組んだ『深層学習による音響データの利用技術』の卒業研修テーマを紹介します！！
（2024.02.14）#06 機械工学科・浅尾グループ　卒業研修の活動紹介　－オリジナルレイノルズの実験装置の作製－
（2023.12.01）#05 機械工学科・森グループ　卒業研修の活動紹介　－花の種類を識別するＡＩスマートカメラ－
（2023.11.10）#04 機械工学科・堀グループ　卒業研修の活動紹介　－プラスチック材料を長く使うための新しいひずみ測定法の開発－
（2023.10.13）#03 機械工学科・牧田グループで取り組んだ災害対応ロボットの卒業研修テーマを紹介します！！
（2022.08.26）#02 【機械工学科】卒業研修のご紹介　―「スターリングエンジン」を動力源とした模型車の開発―
（2022.05.02）#01 【機械工学科】卒業研修のご紹介　―アルミニウム材料の染色実験―

機械工学科の施設紹介
（2024.09.30）#02 設備紹介　学生の実習や製作活動をサポートする "ものづくり工作センター"
（2024.07.08）#01 設備紹介　3Dプリンターでデジタルものづくり　－CAD演習室のご紹介－

注目授業！！
機械工学でAIやデータサイエンスを活用する方法をまなぶ「データサイエンス基礎・演習」！！
（2024.02.21）#02 授業紹介　データサイエンス演習
（2024.01.25）#01 AI（人工知能）を中心に学ぶ機械工学科の新設科目「データサイエンス基礎」を紹介します！！
製品企画を通じて想いのこもったものづくりを考える「機械デザイン実習」！！
（2024.08.30）#06 機械工学科１年生の製品企画のポスタープレゼンイベント実施！　今回は全チームがモックアップも製作！！
（2024.07.17）#05 樹脂加工が得意な尼崎ものづくり企業中野製作所の工場見学！！
（2024.06.14）#04 新入生が企画・デザインした製品のポスタープレゼンイベントを実施しました！！
（2024.03.13）#03 機械デザインが学生を強くする！！機械工学科の新設科目「機械デザイン実習」を紹介します！！
（2023.12.01）#02 「機械の秘密を見てみない？」機械工学科の新設科目「機械デザイン実習」を紹介します！！
（2023.10.11）#01 企画・デザインを考える機械工学科の新設科目「機械デザイン実習」を紹介します！！