2017 Fiscal Year Research-status Report
複眼動画像立体視認識による自律型水中ロボットの誘導嵌合制御の確立と実海域実証実験
| Project/Area Number |
16K06183
|
|---|
| Research Institution | Okayama University |
|---|
Principal Investigator |
見浪 護 岡山大学, 自然科学研究科, 教授 (80262608)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
松野 隆幸 岡山大学, 自然科学研究科, 准教授 (50377842)
矢納 陽 川崎医療福祉大学, 医療技術学部, 准教授 (70351658)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
|
| Keywords | 自律型水中ロボット / 複眼カメラ / 立体空間認識 / 模擬充電実験 / ドッキング / 自律型知能ロボット / 海底資源探査 / 長期連続航行 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
平成28年度九州工業大学、東京大学の協力を得て、プール環境で自律型水中ロボットAUV(Autonomous Underwater Vehicle)を用いた水中模擬充電実験(模擬水中充電ステーションに水中ロボットに装着した棒を嵌合させる実験)に成功した。提案手法は複眼空間認識によるビジュアルサーボによる自動嵌合である。
AUVの自動嵌合はロボットのエネルギー源であるバッテリーの海底での自動充電につながり、深海底での自律型知能ロボットの長時間の自律連続運転や作業を行うことが可能になり、この技術は、長期間連続航行を要する海底資源探査・回収や海中未確認生物の生態調査等への利用が期待される。
平成29年度は、瀬戸内海実海域での模擬充電実験を行った。実海域では潮の干満や河川濁水の影響により海水が混濁するため、混濁環境下での自動嵌合能力が重要となる。これは、深海自律型ロボットが海底泥を巻き上げる状況に相当し、深海ロボットの充電技術に必須な嵌合技術である。
そこで、岡山大学理学部附属牛窓臨海実験所の実海域において模擬充電実験を行い、昼環境下での勘合実験に成功した。また、深海海底での嵌合を想定し、夜間の漆黒混濁環境下での勘合実験を行った。発光マーカーを用いることによって、漆黒混濁環境での模擬充電実験に成功した。この成功は、深海海底での自動充電実現の可能性を示すものであり、今後充電実証実験を進める重要なステップとなった。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
[自由航行―帰還―模擬充電 繰り返し充電循環自律行動の準備完了]
水中ロボットは企業との共同研究での支援を受けて改良、製作した。このＲＯＶは前年度までの水中ロボットに比べて推進能力に優れているが、自己位置保持などの制御性能では劣る。しかし推進能力が優れているため運動能力は良いものの、ＲＯＶの最大の欠点である制御用ケーブルの張力の影響を受けて勘合動作などのビジュアルサーボ動作の精度が悪く、安定性に欠けるという問題点があった。この問題を解決するため船体上部に浮力体を付け、船体下部におもりを取り付けた。さらに船体後方に三角形の尾翼をスタビライザーとして取り付けた。この船体を用いて繰り返し充電循環自律行動を実証する実海域実験を進める予定である。
|
| Strategy for Future Research Activity |
[３Dマーカー認識に対する海水の濁りの影響に関する実験]
実海域では、海流による海底砂泥舞い上がりやプランクトンによる視界不良状態となる場合が多い。このため３Dマーカーを自光式として視認距離を延ばす対策をとった。認識方法はモデルベースとマッチング法であるため、マーカーの一部が海中浮遊物で隠れてしまう状態であってもマッチングレベルは大きく下がることはない。遮蔽物の存在(マーカーの一部を故意に隠す、みそ汁の具である麩を水中にばらまいてマリンスノーに見立てる、カメラとマーカーとの間に気泡を発生させる、などを行った)に対する３D実時間画像認識のロバスト性を確認した。
上記により深海底を模擬した漆黒環境での嵌合が可能なことを確認し、さらに海底泥の舞い上がりを想定した濁度環境での嵌合に成功したことから、次のステップとして充電模擬ステーションから離脱して回遊し、ステーションに帰還して充電動作が可能なことを確認する予定である。回遊行動時に水中ロボットの位置の履歴を記録する必要があるため、ＧＰＳ装置を購入し水中ロボットに装着する改造をすでに終えている。したがって平成30年度は、１．模擬充電、２．充電ステーション離脱、３．回遊、４．ＧＰＳを用いて充電ステーション近傍への帰還、５．ビジュアルサーボによるドッキング、そして１．へ戻る、自律充電模擬実験へと研究を進める予定である。
|
Research Products
(6 results)
