Adaptive High-speed Space Sensing and Safe Landing Control System for Aerial Robot Using High-speed Image Processing
| Project/Area Number |
20J22318
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| Research Category |
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 国内 |
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| Review Section |
Basic Section 61050:Intelligent robotics-related
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
井倉 幹大 東京大学, 工学系研究科, 特別研究員(DC1)
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| Project Period (FY) |
2020-04-24 – 2023-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥2,800,000 (Direct Cost: ¥2,800,000)
Fiscal Year 2022: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2021: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
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| Keywords | 高速画像処理 / イベントカメラ / スパイキングニューラルネットワーク / 高度道路交通システム / 適応的三次元形状計測 / リアルタイムビジュアルフィードバック |
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| Outline of Research at the Start |
本研究では，高速画像処理を用いて飛行ロボットが高速に空間センシングを行い，認識した周囲の障害物を回避する安全な飛行を実現する．加えて，空間センシングを地面に対し行うことで，未知の不整地に対して安全な着陸を実現する．飛行中の周囲の障害物や未知の不整地を計測する際，計測範囲を適応的に変更することで，その時々に応じて必要な領域を重点的に計測する．そして，必要な領域に対して時空間分解能を向上させる．
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| Outline of Annual Research Achievements |
R4年度は，ミュンヘン工科大学(TUM)へ研究留学を行った．この留学の目的は，イベントカメラに関する研究に従事することであった．本申請では，UAVのための空間センシングを目標にしていたが，UAVのように空間を高速に動くロボットにとって，高速にセンシングできることは重要である．また，UAVは空間を自由に移動できることから，移動中に周囲の光環境が大きく変化する可能性がある．これらの問題に対し，イベントカメラは高速かつ環境光変化に頑健なセンサであるため，注目していた．TUMではイベントカメラとスパイキングニューラルネットワークを用いた高度道路交通システムのための車体検出をテーマにした．TUMではProf. Knollの研究室に所属し，その研究室のプロジェクトに参加した．プロジェクトが所有しているシミュレーション環境を用いてイベントカメラからの人工データセットを作成し，スパイキングニューラルネットワークの学習に用いた．またそのシミュレーションは天候も変えることが出来るので，悪天候の場合での学習も行った．評価実験では，イベントカメラを用いることで，従来のネットワークより悪環境にロバストな物体検出を実現できたことを示した．また，スパイキングニューラルネットワークを用いたことで，計算時間とエネルギー効率を向上することが出来た．これらの結果は，UAVが将来的に悪環境中に飛行して障害物を認識する際に，環境光変化に頑健で高効率な物体検出を実現できる指標を示すことが出来た．また，これらの結果を国際会議IEEE Intelligent Vehicles Symposium 2023に投稿し，無事アクセプトされた．
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| Research Progress Status |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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Report
(3 results)
Research Products
(6 results)
