2022 Fiscal Year Annual Research Report
Development of 365 Days Collaborative Small Agricultural Robot
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20K06320
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| Research Institution | Mie University |
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Principal Investigator |
森尾 吉成 三重大学, 生物資源学研究科, 教授 (90273490)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 農業ロボット / 柑橘栽培収穫 / 農薬散布 / 不整地走行 / 自己位置検出 / 3次元樹体形状 / ロボットアーム / 移動経路生成 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
研究最終年度は，柑橘栽培現場に対象を絞り，本研究の最終目標であるロボットと作業者が1年を通して協働するために必要な複数のシステムを開発した．具体的には，1）人間による慣行農薬散布方式をロボットアームによって再現させるために，2台の3D LiDARを用いて，作業空間と樹体形状を3次元的に認識し，散布竿の移動経路を自動生成するシステムを開発した，2）生育管理および収穫作業を行うロボットを圃場内の不整地で巡回させるために，3D LiDARと2台のステレオカメラを用いて，3次元環境地図の作成，ロボット車両の自己位置検出，および果実の位置情報を環境地図にマッピングするシステムを開発した，3）ロボットハンドを用いて樹体ごとに果実を効率よく成功率も高く収穫させるために，ステレオカメラを用いて，果実を収穫するロボットハンドの移動経路，進入位置，および，ハンド姿勢をそれぞれ最適化するためのアルゴリズムを開発した．さらに，実験圃場データを取り込みながら，ロボットハンドの移動経路生成および収穫シミュレーションが行えるシステムを開発した，4）2本指のロボットハンドを取り付けたロボットアームの実機を導入して，シミュレーションと同じ果実収穫動作が行える収穫システムを開発した．最後に，5）柑橘収穫現場で，ロボットが作業者の動きをリアルタイムに把握しながら人間と協調しながら作業するロボットを開発するために，3D LiDAR，ステレオカメラ，IMUといったセンサーを組み込んだ作業者装着型の作業動作モニタリングシステムを独自に開発し，作業者の3次元位置，3次元骨格情報，収穫コンテナへの作業者のアプローチの有無など，作業者の前方空間で得られる作業情報を常時計測しロボットに送信するシステムを開発した，といった5つのシステムを開発し，検証実験を通してその有効性を確認した．
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