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Path planning method of an Unmanned Aerial Vehicle for environment measurement considering the measurement accuracy

Research Project

Project/Area Number 16K00360
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Research Field Intelligent robotics
Research InstitutionAichi Institute of Technology

Principal Investigator

DOKI Kae  愛知工業大学, 工学部, 准教授 (00350942)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 舟洞 佑記  名古屋大学, 工学研究科, 助教 (20633548)
Project Period (FY) 2016-10-21 – 2019-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2018)
Budget Amount *help
¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000)
Fiscal Year 2018: ¥650,000 (Direct Cost: ¥500,000、Indirect Cost: ¥150,000)
Fiscal Year 2017: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000)
Fiscal Year 2016: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000)
Keywords飛行ロボット / 経路計画 / インフラ点検 / 環境計測 / 知能ロボティクス / モーションプランニング
Outline of Final Research Achievements

In this research, it was aimed to realize a path planning method of an Unmanned Aerial Vehicle(UAV) in order to measure an huge infrastructure facility considering the unstable movement of UAV and the measurement accuracy.
As results of this research, a path planning method of a UAV was realized, where a measurement point as a waypoint was generated to ensure the measurement accuracy considering the specification of a sensor and the UAV's movement influenced by wind. In addition, the generation method of measurement points was improved by applying a clustering method in order to measure the whole surface of the target. The usefulness of the proposed method was shown through some simulation and experimental results with a real aerial robot in this research.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

インフラ点検や災害現場では飛行ロボットを用いた環境計測が急速に進むが、人手不測の解消や点検の効率化には飛行ロボットが自動点検できる機能が必要となる。本研究はその第一歩として、計測対象を与えられた計測精度で漏れなく計測するための計測点の自動生成と移動経路計画手法に取り組んだ。現在は人間が手動でUAVを操縦しインフラ点検を行っているが、非常に時間と手間がかかるのが実情である。ロボットによる自動点検技術を確立することで、多くの老朽化したインフラ設備を短時間かつ低コストで点検でき、老朽化インフラによる大規模災害などを未然に防ぐことが可能となる。

Report

(4 results)
  • 2018 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2017 Research-status Report
  • 2016 Research-status Report
  • Research Products

    (18 results)

All 2019 2018 2017 2016

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results,  Open Access: 1 results) Presentation (15 results) (of which Int'l Joint Research: 4 results)

  • [Journal Article] 無人飛行体によるインフラ設備外観自動点検システムのための 状態データの精度と作業効率を考慮した計測位置決定2019

    • Author(s)
      麻晃太朗、舟洞佑記、道木慎二、道木加絵
    • Journal Title

      計測自動制御学会論文集

      Volume: 印刷中

    • NAID

      130007651963

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Automatic Measuring Position Determination of UAVs for Visual Inspection System of Infrastructures Based on 3D Construction Model Considering Accuracy of Data2017

    • Author(s)
      麻晃太朗、舟洞佑紀、道木慎二、道木加絵
    • Journal Title

      Transactions of the Society of Instrument and Control Engineers

      Volume: 53 Issue: 3 Pages: 229-235

    • DOI

      10.9746/sicetr.53.229

    • NAID

      130005450296

    • ISSN
      0453-4654, 1883-8189
    • Related Report
      2017 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] UAVによるインフラ設備外観の自動点検システムの実現に向けた三次元モデルに基づく状態データの精度を考慮した計測位置算出2017

    • Author(s)
      麻 晃太朗, 舟洞 佑記, 道木 慎二, 道木 加絵
    • Journal Title

      計測自動制御学会論文集

      Volume: Vol.53, No.3 Pages: 229-235

    • NAID

      130005450296

    • Related Report
      2016 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Evaluation in Real World of the Measuring Position Determination for Visual Inspection using UAV2018

    • Author(s)
      K.Asa, Y.Funabora, S.Doki, K.Doki
    • Organizer
      44th Annual Conference of the IEEE Industrial Electronics Society
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Flight Path Planning of Multiple UAVs for Robust Localization near Infrastructure Facilities2018

    • Author(s)
      K. Maeda, Y. Funabora, S. Doki, K. Doki
    • Organizer
      44th Annual Conference of the IEEE Industrial Electronics Society
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 無人飛行体を用いた構造物外観自動計測システムのための経路生成法の計算量評価2018

    • Author(s)
      麻 晃太朗, 舟洞 佑記, 道木 慎二, 道木 加絵
    • Organizer
      第30回日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] Supporting maneuvers of an unmanned aerial vehicle by visual display of waypoints using augmented reality2018

    • Author(s)
      洪 曜漢, 麻 晃太朗, 舟洞 佑記, 道木 慎二, 道木 加絵
    • Organizer
      平成30年度電気・電子・情報関係学会東海支部連合大会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] Efficiency improvement of infrastructure inspection by maneuvering assistance of an unmanned aerial vehicle using augmented reality2018

    • Author(s)
      洪 曜漢, 舟洞 佑記, 道木 慎二, 道木 加絵
    • Organizer
      ロボティクス・メカトロニクス講演会2018
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] 構造物付近で作業するUAVの位置推定を補助するUAV群の飛行経路計画2018

    • Author(s)
      前田 圭吾, 舟洞 佑記, 道木 慎二, 道木 加絵
    • Organizer
      平成30年度電気・電子・情報関係学会東海支部連合大会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] 複数無人飛行体を用いた構造物自動計測のためのロバストな位置推定 -位置推定を補助する飛行体の経路計画2018

    • Author(s)
      前田 圭吾, 舟洞 佑記, 道木 慎二, 道木 加絵
    • Organizer
      第44回東海ファジィ研究会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] 対象構造物の三次元モデルと計測条件を基にした外観計測用無人飛行体の経路計画2018

    • Author(s)
      麻 晃太朗, 舟洞 佑記, 道木 慎二, 道木 加絵
    • Organizer
      第44回東海ファジィ研究会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] Measuring Position Determination for Accurate and Efficient Visual Inspection using UAV2017

    • Author(s)
      Kotaro Asa , Yuki Funabora Shinji Doki , Kae Doki
    • Organizer
      2017 IEEE/SICE International Symposium on System Integration
    • Related Report
      2017 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] インフラ設備外観自動点検システムのためのベクトル量子化を利用した無人飛行体の計測位置決定2017

    • Author(s)
      麻晃太郎 舟洞佑記 道木慎二 道木加絵
    • Organizer
      ロボティクス・メカトロニクス講演会2017
    • Related Report
      2017 Research-status Report
  • [Presentation] UAVのロバストな自己位置推定を目指した複数補助UAVの位置情報の統合2017

    • Author(s)
      前田圭吾 舟洞佑記 道木慎二 道木加絵
    • Organizer
      ロボティクス・メカトロニクス講演会2017
    • Related Report
      2017 Research-status Report
  • [Presentation] 補助UAVで計測した複数位置情報の選択的統合によるUAV自己位置推定のロバスト化2017

    • Author(s)
      前田圭吾 舟洞佑記 道木慎二 道木加絵
    • Organizer
      平成29年度電気・電子・情報関係学会東海支部連合大会
    • Related Report
      2017 Research-status Report
  • [Presentation] 構造物付近でのロバストな位置推定のための複数UAVの位置情報の選択的統合2017

    • Author(s)
      前田圭吾 舟洞佑記 道木慎二 道木加絵
    • Organizer
      第18回計測自動制御学会システムインテグレーション部門講演会
    • Related Report
      2017 Research-status Report
  • [Presentation] 無人飛行体を用いたインフラ 設備外観点検システムのための計 測位置算出法2016

    • Author(s)
      麻 晃太朗, 舟洞 佑記, 道木 慎二, 道木 加絵
    • Organizer
      第17回計測自動制御学会システムインテグレーション部門講演会
    • Place of Presentation
      札幌市
    • Year and Date
      2016-12-15
    • Related Report
      2016 Research-status Report
  • [Presentation] Measuring Position Determination for Realization of Automatic Inspection using UAV2016

    • Author(s)
      Kotaro Asa
    • Organizer
      The 42nd Annual Conference of the IEEE Industrial Electronics Society (IECON2016)
    • Place of Presentation
      Florence, Italy
    • Year and Date
      2016-10-24
    • Related Report
      2016 Research-status Report
    • Int'l Joint Research

URL: 

Published: 2016-10-24   Modified: 2020-03-30  

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