人間との協調を目指したネットワークロボットトラクタに関する研究

2003 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 13660251
• Research Institution: HOKKAIDO UNIVERSITY
• Principal Investigator: 野口 伸 北海道大学, 大学院・農学研究科, 助教授 (40228309)
• Keywords: 無線LAN / 協調作業 / ネットワークロボット / Master-slave / 追従走行

Research Abstract

本研究は複数のロボットをネットワークに組み込んだ管理システムの構築を目指している。今年度は人間や他のロボットなど移動する障害物をロボットが認識できる方法論を2次元レーザー距離計を用いて構築した。さらに,2台のロボットによる協調作業システムを目指して,追従走行システムを開発し,ほ場試験を実施した。得られた成果をまとめると,以下のようになる。
1.レーザー測距器を導入することで,ローカル空間内の物体までの距離情報を得て,ロボットに周辺環境の変化に対応した判断を行わせた。この障害物認識によりロボットは危険回避動作も生成できるようになり,安全性の向上につながる。本研究では,その手始めとしてレーザー測距器を用いて移動障害物の方位,速度および形状・大きさの推定方法について考察した.スキャンごとに障害物座標を絶対座標に変換し,その座標群の代表となる点を設定し,そのベクトルの向きや大きさから障害物の方位,速度を推定した。また,レーザー測距器のスキャン情報を集約することで,障害物形状を点群マップによって表現した。
2.追従走行制御アルゴリズムを構築した。追従車両は速度と操舵角を逐次制御することで,任意の相対角・相対距離のもとで先行車両を追従することができる。ほ場試験では,先行車両は人間が操縦し,追従車両に自律走行させた。直線経路,蛇行経路,旋回経路など様々な経路の元で走行試験を行ったが,概ね相対距離は10cm程度,相対角が1°の誤差で,先行車両を正確に追従することができた。

Research Products

• [Publications] Noboru Noguchi: "Development of a Master-slave Robot System for Farm Operations"Computers and Electronics in Agriculture. (In press). (2004)
• [Publications] 木瀬道夫: "レーザスキャナを用いたロボットトラクタのための障害物認識システム"農業機械学会誌. 66(2). 97-104 (2004)
• [Publications] Noboru Noguchi: "Obstacle Detection for an Autonomous Vehicle using a Laser Range Finder"ASAE Paper. 031169. 1-8 (2003)
• [Publications] Kazunobu Ishii: "Multi-robot Management System using Wireless LAN"ASAE Paper. 033079. 1-7 (2003)
• [Publications] Michio Kise: "Obstacle Detection by a Laser Scanner for Autonomous Off-road Vehicles"ASAE Paper. 033111. 1-7 (2003)
• [Publications] Noboru Noguchi: "Obstacle Detection for an Autonomous Vehicle Using a Laser Range Finder"ASAE Paper. 031169. 1-7 (2003)