獣害対策用群ロボットシステムの研究開発

• Project/Area Number: 23K23732
• Project/Area Number (Other): 22H02467 (2022-2023)
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Multi-year Fund (2024); Single-year Grants (2022-2023)
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 41040:Agricultural environmental engineering and agricultural information engineering-related
• Research Institution: Wakayama University
• Principal Investigator: 中嶋 秀朗 和歌山大学, システム工学部, 教授 (30424071)
• Project Period (FY): 2022-04-01 – 2025-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2024)
• Budget Amount: ¥17,290,000 (Direct Cost: ¥13,300,000、Indirect Cost: ¥3,990,000); Fiscal Year 2024: ¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000); Fiscal Year 2023: ¥6,500,000 (Direct Cost: ¥5,000,000、Indirect Cost: ¥1,500,000); Fiscal Year 2022: ¥6,110,000 (Direct Cost: ¥4,700,000、Indirect Cost: ¥1,410,000)
• Keywords: 獣害対策 / ロボットシステム / 野生動物管理

Outline of Research at the Start

野生動物の適切な管理につながるような知的な獣害対策用群ロボットシステムの実現を目標として，その基盤技術の開発を継続する．特徴としては，ロボットの動作による忌避効果をもった群ロボットシステムの構築につながるよう，少々荒れた自然地形にも対応可能な移動性能を持つロボットをベースとしたシステムの構築である．

Outline of Annual Research Achievements

本研究全体の目的は，害獣の生態などに関する基礎的データの収集も視野に入れ，また，農作物への害獣被害を軽減するために，害獣対策用群ロボットシステムの基盤技術をすることである．
本年度は研究全体の２年目にあたる．少々荒れた自然地形にも対応可能な移動性能を持つ３台の移動ロボットに対して，ROSを活用して自律移動システムの基盤を構築した．その後，OpenRMFというソフトウエアプラットフォームを活用して複数ロボットの統合制御を見越したシステム構築を開始した．害獣追い払い性能の比較にもつながるように，差動輪型，フロントステアリング型，クローラ型の３種類の異なったステアリング方式の移動体でシステム構築を行った．２年目の段階では，３台の移動ロボットを統合して制御できるための基礎的な準備までができた状況である．OpenRMFを活用したシステム構築に関してはAMR/UGV Conference 2023において経過報告を行い，意見交換を行った．
また，動物の検出のための検知システムについても検討し，屋外での悪天候にも強いミリ波レーダを活用した動物検出デバイスの開発を開始した．ミリ波レーダから得られる点群データから移動物体を追跡検出する過程においては拡張カルマンフィルタ技術を活用することとした．２年目の段階では，検出デバイス単体での性能実験を実施することができた状況であり，日本機械学会関西支部第99期定時総会講演会にて経過報告を行い，意見交換を行った．

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

今年度は，差動輪型，フロントステアリング型，クローラ型の３種類の異なったステアリング方式の移動体の準備を行い，OpenRMFを用いた統合制御を見越したシステム構築を開始し，基礎的な段階におけるシステム構築を完了することができた．
また，ミリ波レーダによる動物検出デバイスの開発にも着手し，単体での性能実験を実施することができた．移動ロボットへのマニピュレータ搭載については，仕様検討を行った段階である．
屋外実験を意識した開発を次のステップで行いたいと考えており，現段階は「おおむね順調に進展している」と考えている．

Strategy for Future Research Activity

獣害対策システムの基盤構築後は，そのシステムの検証を屋外フィールドで行う必要がある．第一段階としては大学構内における十分な性能評価が重要であるが，大学構内での性能評価実験にとどまることなく，実際の農地などでの実験へと踏み出せるようにしたい．そのための準備として，実験候補地となる農地などの選定も開始する．

Research Products

• [Presentation] ミリ波レーダーによる野生動物追い払いロボット群制御農地守りシステム (2024)
  • Author(s): 李宜昕，中嶋秀朗
  • Organizer: 日本機械学会関西支部第99期定時総会講演会
• [Presentation] 複数台の移動ロボットを使用した害獣探索のための巡回経路生成 (2024)
  • Author(s): 今中新平，中嶋秀朗
  • Organizer: 日本機械学会関西支部第99期定時総会講演会
• [Presentation] OpenRMFを活用したAgileXシリーズの複数台制御 (2023)
  • Author(s): 中嶋秀朗，李宜昕
  • Organizer: AMR/UGV Conference 2023（主催：DOBOT社，AgileX Robotics社，YOUIBOT社，TechShare株式会社）
• [Presentation] 害獣追い払いに効果的な，移動体の動作の予備的検討 (2023)
  • Author(s): 南出 瑞穂，中嶋 秀朗
  • Organizer: 日本機械学会関西支部第98期定時総会講演会