スキル獲得と車両運動データベースによる農作業用ヒューマン・インターフェースの開発

2011 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 21380153
• Research Institution: University of Tsukuba
• Principal Investigator: 瀧川 具弘 筑波大学, 生命環境系, 教授 (00236382)
• Keywords: ヒューマンインターフェース / 運動データベース / レーザーセンサ / 作業安全 / 樹木検出 / 後退制御 / スキル獲得

Research Abstract

本研究の目的は、ヒューマン・インターフェースを介して、車両運動データベースを参照することで、車両の運転を補助するシステムを開発することにある。研究では、まず劣駆動特性を持つシステムであるクローラ型車両に装着したトレーラを目標地点まで誘導するアルゴリズムの開発を行った。劣駆動のクローラ型の車両では、旋回は連続的に制御できないため、一定区間ごとにピボットターンを行ってトラクタとトレーラとがなす角度を制御する、続いて車両を一定距離後退させ、設定した位置にトレーラを誘導する。この過程を繰り返すことによって、車両を予め設定した軌道を走行させることができる。もちろん、車両には到達できない領域があり、車両は「到達可能領域(リーチャブル・エリア)」が存在し、制御軌道はこの範囲でしか動けない。実験ではこの領域を考慮して行った。
続いて、人の運転する車両の後退制御を、車両の運動を逆解析することによって制御するシステムを開発し、車両・トレーラ系の運転するシステムの実験を行った。このシステムを組み込んだ車両によって、初心者の被験者に運転を行ってもらった。その結果、トレーラを後退させることが可能であることを示すことができた。しかし、後退精度は被験者によって大きく異なり、繰り返しの実験でも精度向上は見られなかった。この問題を解決するには、逆運動も出るだけでなく、人の行うミスをカバーするソフトウェアが必要と考えられる。
最後に、樹林地や果樹園での走行制御について研究した。果樹園などでは、観察できる空間が限られるため、通常の位置決め方法、例えばGPSを利用できない。そこで、この実験では樹木の幹を、レーザーセンサを利用してルートを探索して走行する実験を行った。その結果、ほぼ問題なく走行制御することが可能となった。しかし、周辺環境のノイズ消去が必要であり、続いて研究を行う必要がある。