NOVA：夜間環境に特化した360度視覚支援型移動ロボット（LEADING EDGE 四国）

2025年8月、経済産業省AKATSUKIプロジェクトの一環であるLEADING EDGE 四国に、「夜間環境に特化した360度視覚支援型移動ロボットの開発」というテーマで採択されました。プロジェクト名はNOVA（Nighttime Observer for Visual Assurance）です。

提案

公開審査会で提案したのは地上を走るロボットでした。Raspberry Pi 5、Insta360 Air、PiCar-Xを組み合わせた5万円程度からの検証機で、制御・画像処理・通知の3つのPythonモジュールで動かす構成でした。夜間点検用の超高感度カメラや赤外線カメラは数十万円からで、ソフトウェアで置き換えたいというのが出発点でした。

方針転換

夏の国内合宿で計画を大きく変え、想定現場を建設現場から災害現場へ、ロボットを地上駆動ロボットから空中を自由に移動できるドローンへ切り替えました。10月には2日間の講習を経て、二等無人航空機操縦士の実地試験に合格しました。

低照度画像強調は、深層学習ベースの手法に代えて、Retinex理論に基づく独自手法FSSR、続いてXCR（eXponential-Cos Retinex）を提案し、いずれも2025年11月にJxivでプレプリントとして公開しました。静止画5枚の評価でXCRはPSNR 14.77dB（MSR 5.69dB、LIME系5.06dB）と最高のSSIMを記録し、1920×1080の動画1000フレームではSnapdragon XのCPUのみで平均15.32FPSで動作しました。中間報告会ではSSIMと処理速度を報告しました。

シンガポール研修

2025年11月の海外研修では、初めての飛行機で初めて海外へ行き、NUS、BLOCK71、IPI Singaporeで英語でNOVAを発表しました。セキュリティ研究者がアプリよりも数式に関心を示し、画像処理以外への展開や、論文の先に何をするのかを問いかけてくれました。英語で話せなかった悔しさも残りました。

最終報告会

残り1か月で、処理速度では劣るものの可用性の高いAndroidタブレットアプリに成果物を切り替えました。USBカメラ映像にXCRをリアルタイム適用し、スクリーンショット・録画・保存ができるアプリを、暗所で手のキーポイントを検出するデモとともに2026年1月31日の最終報告会で発表しました。のちにXCRで見つかった不安定さがSD-Retinexを生み、Beaconへとつながっています。