専門知識を有しない利用者が使用する移動ロボットシステムに関する基礎研究 〜環境地図自動生成並びにコミュニケーション手段〜

• Project/Area Number: 13750206
• Research Category: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: Intelligent mechanics/Mechanical systems
• Research Institution: Yamagata University
• Principal Investigator: 及川 一美 山形大学, 工学部, 助手 (60323177)
• Project Period (FY): 2001 – 2002
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2002)
• Budget Amount: ¥2,000,000 (Direct Cost: ¥2,000,000); Fiscal Year 2002: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000); Fiscal Year 2001: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
• Keywords: 自律ロボット / 車輪型移動ロボット / 赤外線ランドマーク / 階層型行動決定 / 階層構造切替手法 / 行動規範型ロボット / ナビゲーション / トポロジカルマップ / 自律移動ロボット / 車輪型ロボット / 教示手段 / 行動決定手法 / 環境地図自動生成 / 手書き地図

Research Abstract

(1)赤外線ランドマークを用いたナビゲーション
車輪型自律移動ロボットを製作してナビゲーションの実験を行った.本研究では手書き地図による教示を行わせるのが目的であるが,手書き地図と実際の環境を結びつけるものが必要であり,今回は認識の容易さから赤外線モジュールを用いたランドマークを製作した.このランドマークはそれぞれ異なるID信号を送信しており,ロボットはそのIDを認識することで手書き地図上の位置を大まかに知ることができる.赤外線モジュールランドマークを天井に配置した場合,真下の点から離れるとそのIDを誤認識することから,静的障害物や動的障害物を回避しながらランドマークの真下付近に誘導するアルゴリズムを考案した.この成果は第20回日本ロボット学会学術講演会で発表した.
(2)オブジェクト指向による行動決定手法
移動ロボットは環境を局所的にしか観測できない部分観測問題であり,センサの貧弱さにより周囲の状況が変わってもセンサの値は変わらないことが起こる知覚騙し問題でもある.そのため,同じセンサの値に対して同じ行動を取るような反射的な行動決定手法の場合,開発者の意にそぐわない行動を取ったり,あるいは意にそぐわせようとするとプログラムが複雑になる.そこで行動決定にオブジェクト指向を導入して開発者の意図を反映しやすくなる行動決定の設計方法を考案した.固定優先順位の階層構造の問題点を解決し,また層の再利用性を高めることで開発をより容易にしている.この成果は第45回自動制御連合講演会で発表した.
(2)手書き地図認識手法
ロボットの専門家でもなくても容易にロボットに指示を出すための一つの手段として,手書き地図を用いたコミュニケーション手法について研究を行った.環境を通路上環境としてラベル付きのノードとエッジによって描かれる線画を画像として取り込み,グラフ構造の抽出,細線化,不要ノードの統合,文字認識を経てトポロジカルマップを生成する.この成果は第20回日本ロボット学会学術講演会で発表した.