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多解像度グラフ地図を利用した移動ロボットの屋外ナビゲーションシステムの開発

研究課題

研究課題/領域番号 17K00363
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 知能ロボティクス
研究機関神戸大学

研究代表者

田崎 勇一  神戸大学, 工学研究科, 准教授 (10547433)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2019年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2018年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
2017年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
キーワード移動ロボット / 地図生成 / 自己位置推定 / SLAM / LiDAR / ループ検出 / 実時間情報処理 / デジタル地図
研究成果の概要

本課題研究では,移動ロボットや自動運転車などの知能化モビリティを実現する上で不可欠であるデジタル地図に着目し,単に実環境を精緻に表現するだけでなく,データ量や計算の効率性の観点からロボットにとって使いやすい地図表現を明らかにすることを目的とした.具体的には,三次元レーザ測域センサ(3DLiDAR)から得られる三次元点群データから近接点と呼ばれる特徴点を抽出することで,計測データに含まれる重要な環境の特徴を保存しつつデータ量を大幅に削減することを提案した.また,近接点の幾何学的性質を利用したループ検出,自己位置推定,移動物体検出などのナビゲーション技術に必要な様々な手法の提案とその評価を行った.

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究の学術的な意義は,三次元点群データから単純なアルゴリズムにより抽出可能な特徴点を提案し,その特徴点が持つ幾何学的性質を明らかにした点にある.また,その性質を基礎として観測データ間の類似性を特徴点に基づいて評価する方法を提案し,ループ検出や自己位置推定などの種々の手法へ展開したことに意義が認められる.社会的な意義としては,近年急速な普及を見せているものの処理コストの高さが課題であった3DLiDARに対して,膨大な点群データを比較的小さな計算コストで処理する方法論を明らかにしたことで,ナビゲーションシステムの組み込み計算機などへの実装が可能となり,移動ロボットの低コスト化に寄与した点にある.

報告書

(4件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実施状況報告書
  • 2017 実施状況報告書
  • 研究成果

    (11件)

すべて 2019 2018 2017

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (10件) (うち国際学会 3件)

  • [雑誌論文] Parking Trajectory Planning Using Multi-resolution State Roadmaps2017

    • 著者名/発表者名
      Yuichi Tazaki, Hiroyuki Okuda, Tatsuya Suzuki
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Intelligent Vehicles

      巻: Vol.2, No.4 号: 4 ページ: 298-307

    • DOI

      10.1109/tiv.2017.2769882

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Parallel Link-based Light-Weight Leg Design for Bipedal Robots2019

    • 著者名/発表者名
      Y. Tazaki
    • 学会等名
      2019 IEEE-RAS 19th International Conference on Humanoid Robots (Humanoids)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 移動ロボット群の観測情報の共有による環境探索の効率化2019

    • 著者名/発表者名
      西口弘太郎, 田崎勇一, 横小路泰義
    • 学会等名
      計測自動制御学会システムインテグレーション部門講演会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 6自由度パラレルリンク脚機構を有する小型二足ロボットの開発2019

    • 著者名/発表者名
      田崎勇一
    • 学会等名
      ロボティクス・メカトロニクス講演会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Omni-Directional Fall Avoidance of Bipedal Robots with Variable Stride Length and Step Duration2018

    • 著者名/発表者名
      G. Kim, H. Kuribayashi, Y. Tazaki, Y. Yokokohji
    • 学会等名
      2018 IEEE-RAS 18th International Conference on Humanoid Robots (Humanoids)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 二機のロボットによる合意形成に基づく自律地図生成2018

    • 著者名/発表者名
      天竺航, 田崎勇一, 横小路泰義
    • 学会等名
      計測自動制御学会システムインテグレーション部門講演会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 踵接地・つま先離地を行う二足歩行ロボットの軌道計画とシミュレーションによるエネルギー効率の評価2018

    • 著者名/発表者名
      片岡俊, 田崎勇一, 横小路泰義
    • 学会等名
      計測自動制御学会システムインテグレーション部門講演会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 鉛直方向の重心運動を考慮した二足ロボットの転倒回避軌道生成2018

    • 著者名/発表者名
      栗林拓輝, 田崎勇一, 横小路泰義
    • 学会等名
      ロボティクス・メカトロニクス講演会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Loop Detection of Outdoor Environment Using Proximity Points of 3D Pointcloud2017

    • 著者名/発表者名
      Yuichi Tazaki, Yuki Miyauchi, Yasuyoshi Yokokohji
    • 学会等名
      IEEE/SICE International Symposium on System Integration, 2017
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 三次元点群の近接点特徴を用いた走行データからの複数ループ検出2017

    • 著者名/発表者名
      沢田雄介, 田崎勇一, 横小路泰義
    • 学会等名
      計測自動制御学会システムインテグレーション部門講演会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 近接点特徴量を用いた屋外環境におけるループ検出2017

    • 著者名/発表者名
      宮内勇貴, 田崎勇一, 横小路泰義
    • 学会等名
      ロボティクス・メカトロニクス講演会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2021-02-19  

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