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深層学習の特徴点抽出機能に基づく非人工環境下におけるロバストなSLAMの実現

研究課題

研究課題/領域番号 17K06485
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 制御・システム工学
研究機関北海道大学

研究代表者

江丸 貴紀  北海道大学, 工学研究院, 准教授 (30440952)

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
4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2019年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2018年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2017年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
キーワードSLAM / 知能ロボティックス / 深層学習
研究成果の概要

本研究は農林業フィールドに代表される非人工環境において高精度な自己位置推定を行うために,深層学習によって自動的に抽出された特徴点を利用したロバストなSLAMの実現を目的としたものである。主な研究成果は以下の通りである:1)雑草・作物を識別方法するために,RGB,Depthに加え温度情報を加えたマルチモーダル深層学習システムを提案。2)深層学習に用いる大量のデータを効率的に取得するための画像処理を提案。3)圃場において低コストで自律走行可能なシステムを実現するために,安価なDepthセンサにより環境を認識し自律走行するシステムを構築し,シミュレーション並びに実機実験によって有効性を検証。

研究成果の学術的意義や社会的意義

これまでSLAMに関する研究は屋内・屋外人工環境で行われており,農林業環境に代表される非人工環境下でロバストに実現することは未だ行われていないため学術的・社会的にも非常に意義のある研究である。本研究を遂行する上で重要な要素技術となっている作物・樹木の3次元座標獲得および特徴点抽出は,ロバストなSLAMを実現すると同時に除草・収穫作業を効率的に行うための重要な情報となり,高機能農林業機械開発の中核的な技術となり得る。また個々の作物・樹木の情報を含むロバストな地図情報は,センサネットワークやビックデータ解析と組み合わせることにより飛躍的に情報の質を向上させ,同時に生産性の大幅な向上が期待できる。

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

    (56件)

すべて 2020 2019 2018 2017

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (52件) (うち国際学会 16件)

  • [雑誌論文] A Novel Approach for Lidar-Based Robot Localization in a Scale-Drifted Map Constructed Using Monocular SLAM2019

    • 著者名/発表者名
      Su Wang, Yukinori Kobayashi, Ankit A. Ravankar, Abhijeet Ravankar, Takanori Emaru
    • 雑誌名

      Sensors

      巻: 19(10) 号: 10 ページ: 2230-2230

    • DOI

      10.3390/s19102230

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [雑誌論文] Bio-Inspired Structure and Behavior of Self-Recovery Quadruped Robot with a Limited Number of Functional Legs2019

    • 著者名/発表者名
      Sarun Chattunyakit, Yukinori Kobayashi, Takanori Emaru, and Ankit A. Ravankar
    • 雑誌名

      Applied Sciences

      巻: 9(4) 号: 4 ページ: 799-799

    • DOI

      10.3390/app9040799

    • NAID

      120006606593

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Hitchhiking Robots: A Collaborative Approach for Efficient Multi-Robot Navigation in Indoor Environments2017

    • 著者名/発表者名
      Abhijeet Ravankar, Ankit A Ravankar, Yukinori Kobayashi, Takanori Emaru
    • 雑誌名

      Sensors

      巻: 17(8) 号: 8 ページ: 1878-1878

    • DOI

      10.3390/s17081878

    • NAID

      120006352228

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Symbiotic Navigation in Multi-Robot Systems with Remote Obstacle Knowledge Sharing2017

    • 著者名/発表者名
      Abhijeet Ravankar, Ankit A Ravankar, Yukinori Kobayashi, Takanori Emaru
    • 雑誌名

      Sensors

      巻: 17(7) 号: 7 ページ: 1581-1581

    • DOI

      10.3390/s17071581

    • NAID

      120006352229

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] ピンポイント除草作業を実現するロボットマニピュレータ制御2020

    • 著者名/発表者名
      木下拓,江丸貴紀, ラワンカルアンキット
    • 学会等名
      第11回北海道ロボット技術研究専門委員会学術講演会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] RGB-D とLiDAR センサーを用いた動的環境のEKF-SLAM2020

    • 著者名/発表者名
      Beomsoo Han,ラワンカルアンキット,江丸貴紀,小林幸徳
    • 学会等名
      第11回北海道ロボット技術研究専門委員会学術講演会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 実環境における3DLIDAR を用いたUAV による防波堤点検システム2020

    • 著者名/発表者名
      岡野裕大,江丸貴紀,ラワンカルアンキット
    • 学会等名
      第11回北海道ロボット技術研究専門委員会学術講演会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 樹木胸高直径(DBH)推定のためのStereo カメラによるドローン観測およびモバイルステレオスキャンの提案2020

    • 著者名/発表者名
      トライラッタナパー ヴィサルット,江丸貴紀,ラワンカルアンキット
    • 学会等名
      第11回北海道ロボット技術研究専門委員会学術講演会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Multi-modal Vibration Control of a Double Shell Railway Car-Body Model using Passive Piezo-electric Shunt Circuit2019

    • 著者名/発表者名
      Silabhadra Das, Ashish Gupta, Yukinori Kobayashi, Takanori Emaru and Ankit Ravankar
    • 学会等名
      12th Asian Control Conference (ASCC)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Cooperative Multi-robot Map Merging with Task Dstribution2019

    • 著者名/発表者名
      Ankit Ravankar, Abhijeet Ravankar, Yukinori Kobayashi, Takanori Emaru
    • 学会等名
      ロボティクス・メカトロニクス 講演会 2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Autonomous Navigation of Ground Robot for Vineyard Monitoring2019

    • 著者名/発表者名
      Ankit Ravankar, Abhijeet Ravankar, Yukinori Kobayashi, Takanori Emaru
    • 学会等名
      ロボティクス・メカトロニクス 講演会 2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Semi- active vibration control of a double shell railway car-bodymodel using bonded Piezo-electric Patch Configuration and anintegrated shunt circuit2019

    • 著者名/発表者名
      Das Silabhadra, Gupta Ashish, Kobayashi Yukinori, Yamamoto Katsuya, Takigami Tadao, Asahina Mineyuki, Emaru Takanori, Ravankar Ankit
    • 学会等名
      第62回自動制御連合講演会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 圃場における自律走行を目的としたRGB-Dセンサによる畝のロバストな認識法および制御系の提案2019

    • 著者名/発表者名
      藤田隼輔,小林幸徳,江丸貴紀,RAVANKAR Ankit
    • 学会等名
      第62回自動制御連合講演会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] オムニホイール移動ロボットの斜面における追従性能向上手法の提案2019

    • 著者名/発表者名
      山田涼裕,小林幸徳,江丸貴紀,RAVANKAR Ankit
    • 学会等名
      第62回自動制御連合講演会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 原木材計測への深層学習の応用2019

    • 著者名/発表者名
      森井隆禎,江丸貴紀,小林幸徳,Ankit Ravankar
    • 学会等名
      第20回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(SI2019)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 独立型一体内装構造を有する鉄道車体モデルの振動音響解析2019

    • 著者名/発表者名
      小野俊太郎, 小林幸徳, 山本克也, 朝比奈峰之, 江丸貴紀, ラワンカルアンキット
    • 学会等名
      第28回交通・物流部門大会(TRANSLOG2019)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] A Semi-Active Multi-Modal Vibration Damping Technique to Study the Impact of Vertical Flexural Vibration Damping of a Railway Carbody Floor on Ride Comfort2019

    • 著者名/発表者名
      Silabhadra Das, Yukinori Kobayashi, Takanori Emaru and Ankit Ravankar
    • 学会等名
      12th World Conference on Railway Research (WCRR 2019)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 林業フィールドにおける自己位置推定を目的としたシステムの構築2019

    • 著者名/発表者名
      長井一弘,江丸貴紀,Ankit Ravankar,小林幸徳
    • 学会等名
      第31回自律分散システム・シンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Development of robust SLAM in forest environment Application of LiDAR SLAM in tree identification2019

    • 著者名/発表者名
      リホウショウ,江丸貴紀,Ankit Ravankar,小林幸徳
    • 学会等名
      第31回自律分散システム・シンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] UAVを用いた防波堤点検システムの構築2019

    • 著者名/発表者名
      上野貴希,江丸貴紀,ラワンカルアンキット,小林幸
    • 学会等名
      第51回計測自動制御学会北海道支部学術講演会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 最近防探索によるLiDAR点群の降雪ノイズ除去2019

    • 著者名/発表者名
      佐々木祐太,ラワンカルアンキット,江丸貴紀,小林幸徳
    • 学会等名
      第51回計測自動制御学会北海道支部学術講演会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 雪道環境における自動運転技術のための3次元LiDARを用いた点群処理に基づく雪山検出2019

    • 著者名/発表者名
      小渕雅弘,小林幸徳,江丸貴紀,ラワンカルアンキット
    • 学会等名
      第51回計測自動制御学会北海道支部学術講演会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] サーモカメラと3D LiDARのセンサフュージョンによる雪道における轍幅の推定2019

    • 著者名/発表者名
      長谷川智彦,小林幸徳,江丸貴紀,ラワンカルアンキット
    • 学会等名
      第51回計測自動制御学会北海道支部学術講演会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Development of Port Facilities Inspection Robot Using Multi-copter2018

    • 著者名/発表者名
      Takaki Ueno, Masaru Sakuma, Seiko Piotr Yamaguchi, Yukinori Kobayashi, Takanori Emaru, Ankit Ravankar
    • 学会等名
      第36回日本ロボット学会学術講演会(RSJ2018)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Road Detection in Snowy Forest Environment using RGB Camera2018

    • 著者名/発表者名
      Sirawich Vachmanus, Takanori Emaru, Ankit Ravankar, Yukinori Kobayashi
    • 学会等名
      第36回日本ロボット学会学術講演会(RSJ2018)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Applying Semantic Segmentation to Autonomous Cars in the Snowy Environment2018

    • 著者名/発表者名
      Zhaoyu Pan, Takanori Emaru, Ankit Ravankar, Yukinori Kobayashi
    • 学会等名
      第36回日本ロボット学会学術講演会(RSJ2018)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 構体と内装の二重シェル構造を有する鉄道車体モデルの音響解析2018

    • 著者名/発表者名
      小野 俊太郎,小林 幸徳,山本 克也,ゴータムアビシェク,江丸 貴紀,ラワンカルアンキット
    • 学会等名
      Dynamics and Design Conference 2018
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Aerial Robot Model based design and verification of the single and multi-agent inspection application development2018

    • 著者名/発表者名
      Seiko P. Yamaguchi, Masaru Sakuma, Takaki Ueno, Filip Karolonek, Tadeusz Uhl, Ankit A. Ravankar, Takanori Emaru, Yukinori Kobayashi
    • 学会等名
      The 14th International Conference on Motion and Vibration (MOVIC2018)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Bending Vibration Suppression of a Single Shell Structure for Railway Car body Using Piezoelectric Elements2018

    • 著者名/発表者名
      Ashish Gupta, Y. Kobayashi, T. Emaru, A. Ravankar
    • 学会等名
      The 14th International Conference on Motion and Vibration (MOVIC2018)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Semantic Navigation for Indoor Service Robots2018

    • 著者名/発表者名
      Ankit A. Ravankar Abhijeet Ravankar, Yukinori Kobayashi, Takanori Emaru
    • 学会等名
      2018 JSME Conference on Robotics and Mechatronics (ROBOMECH 2018)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Real-time path smoothning for mobile robots in 2D and 3D environments2018

    • 著者名/発表者名
      Abhijeet Ravankar, Ankit A. Ravankar, Yukinori Kobayashi, Takanori Emaru
    • 学会等名
      2018 JSME Conference on Robotics and Mechatronics (ROBOMECH 2018)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Task coordination for Multiple Mobile Robots considering Semantic and Topological Information2018

    • 著者名/発表者名
      Ankit A. Ravankar, Abhijeet Ravankar, Chao-Chung Peng, Yukinori Kobayashi, Takanori Emaru
    • 学会等名
      2018 International Conference on Applied System Innovation (ICASI)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Real-Time Multi-Robot Path Planning Revisited as a Caching Problem2018

    • 著者名/発表者名
      Abhijeet Ravankar, Ankit A. Ravankar, Chao-Chung Peng, Yukinori Kobayashi, Takanori Emaru
    • 学会等名
      2018 International Conference on Applied System Innovation (ICASI)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 障害物とロボットの最小旋回半径を考慮したCoverage Pathの最適化2018

    • 著者名/発表者名
      小保内 弘毅,江丸貴紀,Ankit RAVANKAR,小林幸徳
    • 学会等名
      第61回自動制御連合講演会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 深層学習を用いた農作物の自動検出における教師データ画像の加工2018

    • 著者名/発表者名
      影山藍,江丸貴紀,Ankit Ravankar,小林幸徳
    • 学会等名
      第61回自動制御連合講演会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 特徴点が疎な積雪環境における地図作成およびナビゲーションシステムの開発2018

    • 著者名/発表者名
      朱承儒,江丸貴紀,Ravankar Ankit,小林幸徳
    • 学会等名
      第19回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] 作物検出を目的とした深層学習のためのデータセット自動作成2018

    • 著者名/発表者名
      金智姫,江丸貴紀,Ravankar Ankit,小林幸徳
    • 学会等名
      第19回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] Autonomous Mobile Robot Mapping and Navigation using Topological and Semantic Information2018

    • 著者名/発表者名
      Ankit A. Ravankar, Abhijeet Ravankar, Yukinori Kobayashi, Takanori Emaru
    • 学会等名
      23rd International Symposium on Artificial Life and Robotics (ISAROB)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 斜面におけるオムニホイールロボットの自己位置および斜面勾配の推定2018

    • 著者名/発表者名
      山田涼裕,小林幸徳,江丸貴紀,ラワンカルアンキット
    • 学会等名
      第10回北海道ロボット技術研究専門委員会学術講演会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] メタヒューリスティクスを用いたUAVの経路の最適化2018

    • 著者名/発表者名
      山内統広,小林幸徳,江丸貴紀,ラワンカルアンキット
    • 学会等名
      第10回北海道ロボット技術研究専門委員会学術講演会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 深層学習とHough変換の応用による原木材計測システム2018

    • 著者名/発表者名
      森井隆禎,小林幸徳,江丸貴紀,ラワンカルアンキット
    • 学会等名
      第10回北海道ロボット技術研究専門委員会学術講演会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 森林管理用4輪駆動ロボットの開発と運動解析2018

    • 著者名/発表者名
      藤田隼輔,小林幸徳,江丸貴紀,ラワンカルアンキット
    • 学会等名
      第10回北海道ロボット技術研究専門委員会学術講演会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Optimal Robot Path Selection Using Fuzzy Analytical Hierarchical Process2017

    • 著者名/発表者名
      Abhijeet Ravankar, Ankit A. Ravankar, Yukinori Kobayashi, Takanori Emaru
    • 学会等名
      4th International Electronic Conference on Sensors and Applications
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Can Robots Help Each Other To Plan Optimal Paths in Dynamic Maps?2017

    • 著者名/発表者名
      Abhijeet Ravankar, Ankit A. Ravankar, Yukinori Kobayashi, Takanori Emaru
    • 学会等名
      56th Annual Conference of the Society of Instrument and Control Engineers of Japan (SICE)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] A Hybrid Topological Mapping and Navigation Method for Large Area Robot Mapping2017

    • 著者名/発表者名
      Ankit A. Ravankar, Abhijeet Ravankar, Yukinori Kobayashi, Takanori Emaru
    • 学会等名
      56th Annual Conference of the Society of Instrument and Control Engineers of Japan (SICE)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Surveillance Mobile Robot System for Tracking and Inspection of Suspicious Entities in Indoor and Outdoor Spaces2017

    • 著者名/発表者名
      Abhijeet Ravankar, Ankit A. Ravankar, Yukinori Kobayashi and Takanori Emaru
    • 学会等名
      The 7th East Asia Mechanical and Aerospace Engineering Workshop (EAMAE)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Large Scale Mapping using Semantic and Topological Information for Autonomous Mobile Robot Navigation2017

    • 著者名/発表者名
      Ankit A. Ravankar, Abhijeet Ravankar, Yukinori Kobayashi, Takanori Emaru
    • 学会等名
      The 7th East Asia Mechanical and Aerospace Engineering Workshop (EAMAE)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Vision Based Autonomous Docking of VTOL UAV using a Mobile Robot Manipulator2017

    • 著者名/発表者名
      Eduardo Narvaez, Ankit A. Ravankar, Abhijeet Ravankar, Yukinori Kobayashi, Takanori Emaru
    • 学会等名
      The 7th East Asia Mechanical and Aerospace Engineering Workshop (EAMAE)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] UAV Pose Estimation Using IR and RGB Cameras2017

    • 著者名/発表者名
      Su Wang, Abhijeet Ravankar, Ankit Ravankar, Yukinori Kobayashi, Takanori Emaru
    • 学会等名
      The 7th East Asia Mechanical and Aerospace Engineering Workshop (EAMAE)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] UAV Pose Estimation Using IR and RGB Cameras2017

    • 著者名/発表者名
      Su Wang, Abhijeet Ravankar, Ankit Ravankar, Yukinori Kobayashi, Takanori Emaru
    • 学会等名
      2017 IEEE/SICE International Symposium on System Integration (SII)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Autonomous Position Control of Multi-Unmanned Aerial Vehicle Network Designed for Long Range Wireless Data Transmission2017

    • 著者名/発表者名
      Seiko Piotr Yamaguchi, Filip Karolonek, Takanori Emaru, Yukinori Kobayashi, Tadeusz Uhl
    • 学会等名
      2017 IEEE/SICE International Symposium on System Integration (SII)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Vision Based Autonomous Docking of VTOL UAV using a Mobile Robot Manipulator2017

    • 著者名/発表者名
      Eduardo Narvaez, Ankit A. Ravankar, Abhijeet Ravankar, Yukinori Kobayashi, Takanori Emaru
    • 学会等名
      2017 IEEE/SICE International Symposium on System Integration (SII)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Low-cost Mobile Platform for ROS2017

    • 著者名/発表者名
      Ankit A. Ravankar, Abhijeet Ravankar, Takanori Emaru and Yukinori Kobayashi
    • 学会等名
      2017 JSME Conference on Robotics and Mechatronics, ROBOMECH 2017
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Inter-Robot Learning in Multi-Robot System2017

    • 著者名/発表者名
      Abhijeet Ravankar, Ankit A. Ravankar, Yukinori Kobayashi and Takanori Emaru
    • 学会等名
      2017 JSME Conference on Robotics and Mechatronics, ROBOMECH 2017
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Path Planning and Motion Generation in Frame Structure for a Limb-Type Robot using A* Algorithm2017

    • 著者名/発表者名
      Shuhei Yoshida, Yukinori Kobayashi, Takanori Emaru
    • 学会等名
      2017 JSME Conference on Robotics and Mechatronics, ROBOMECH 2017
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 車輪状に変形可能なLimb型ロボットの転がり移動2017

    • 著者名/発表者名
      鳥居聖生,吉田州平,小林幸徳,江丸貴紀,Ravankar Ankit
    • 学会等名
      第18回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

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2021-02-19  

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