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複数センサと確率的ビジュアルフィードバックの統合による移動ロボットの制御

研究課題

研究課題/領域番号 18K04046
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分20020:ロボティクスおよび知能機械システム関連
研究機関山梨大学

研究代表者

大原 伸介  山梨大学, 大学院総合研究部, 助教 (60550762)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2020年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2019年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2018年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
キーワード制御工学 / 移動ロボット / 視覚情報 / 自己位置推定 / センサ融合 / ビジュアルフィードバック制御 / パーティクルフィルタ / 全天球カメラ / 魚眼カメラ / 隊列制御
研究成果の概要

ロボットのカメラの画像から対象を認識させる方法は探索、監視や物体検出といった高度な作業が実現可能になる。本研究では画像認識における不確かさへの対処やビジュアルフィードバック制御の適用範囲を拡大するため、カメラとセンサを融合した認識システムの構築、確率モデルを用いた推定法、魚眼カメラや全天球カメラを導入した新しい制御法を開発した。魚眼カメラ等の画像歪み特性を新たな認識方法とそれに基づく制御法を開発し、移動ロボットの制御に利用した。また複数のモデルを利用した人物の歩行運動の推定と追従制御を実現した。カメラとセンサの情報を統合し、機械学習により学習モデルを作成し、これを自己位置推定に適用した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

魚眼カメラや全天球カメラによる移動ロボットの制御法を検討した。従来のカメラから魚眼カメラ等に置き換えることによりロボットの視野が広がり、衝突回避や搭載するカメラ台数の削減を可能にする。複数の確率モデルを利用した推定法により人物の不規則な運動に対応できる。またカメラとセンサを融合し、それを学習に利用することで、従来法では難しい環境下でのロボットの自己位置推定法を実現した。提案手法により複雑な環境下での良好なロボットの画像認識や制御が可能となる。本研究課題の成果を利用することでより実用的なロボットシステムの開発が期待できる。

報告書

(4件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (18件)

すべて 2021 2020 2019 2018 その他

すべて 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 1件、 査読あり 4件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (12件) (うち国際学会 2件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] Adoption of reinforcement learning for the intelligent control of a microfluidic peristaltic pump2021

    • 著者名/発表者名
      Abe Takaaki、Oh-hara Shinsuke、Ukita Yoshiaki
    • 雑誌名

      Biomicrofluidics

      巻: 15 号: 3 ページ: 034101-034101

    • DOI

      10.1063/5.0032377

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Formation Control of Multi-Sonar Equipped Mobile Robots and Large Obstacle Avoidance2020

    • 著者名/発表者名
      Atsushi Fujimori, Atsushi Hosono, Shinji Kuratani, Shinsuke Oh-hara
    • 雑誌名

      International Journal of Engineering Research and Applications

      巻: 10 ページ: 48-59

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Autonomous Flight Control System of Quadcopter Based on Waypoint and its Application to Formation Control with Mobile Robot2019

    • 著者名/発表者名
      Atsushi Fujimori, Yu-uki Ukigai, Shuhei Santoki and Shinsuke Oh-hara
    • 雑誌名

      International Journal of Modern Engineering Research

      巻: 9 ページ: 26-33

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A Modified Navigation Technique for Formation Control of Sonar-Equipped Mobile Robots with Large Obstacle Avoidance2019

    • 著者名/発表者名
      Atsushi Fujimori, Atsushi Hosono, Kazuro Takahashi and Shinsuke Oh-hara
    • 雑誌名

      International Journal of Modern Engineering Research

      巻: 8 ページ: 44-52

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 全天球カメラによるマーカ位置推定と移動ロボットの制御2020

    • 著者名/発表者名
      松下聖矢,大原伸介,藤森篤
    • 学会等名
      第63回自動制御連合講演会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 壁状障害物回避を伴う複数移動ロボットの隊列制御2020

    • 著者名/発表者名
      大桐光太朗,藤森篤,大原伸介
    • 学会等名
      日本機械学会2020年度年次大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 強化学習によるマイクロペリスタルティックポンプの動作シーケンスの獲得2020

    • 著者名/発表者名
      阿部 岳晃, 大原 伸介, 浮田 芳昭
    • 学会等名
      第67回応用物理学会春季学術講演会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] ソナーセンサを有する移動ロボットの隊列制御と障害物回避2019

    • 著者名/発表者名
      細野敦士,藤森篤,大原伸介
    • 学会等名
      日本機械学会2019年度年次大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 魚眼カメラによる複数台移動ロボットの隊列制御2019

    • 著者名/発表者名
      大原伸介,熊沢晃太,松井涼, 藤森篤
    • 学会等名
      第37回日本ロボット学会学術講演
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Formation Control of Multiple Mobile Robots with Large Obstacle Avoidance2018

    • 著者名/発表者名
      Atsushi Fujimori, Atsushi Hosono, Kazuro Takahashi, Shinsuke Oh-hara
    • 学会等名
      The 15th International Conference on Control, Automation, Robotics and Vision
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 複数移動ロボットの隊列制御における大型障害物回避2018

    • 著者名/発表者名
      細野敦士,高橋和郎,藤森篤,大原伸介
    • 学会等名
      日本機械学会関東支部山梨講演会2018
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] アルコマーカを用いたクアッドロータと移動ロボットのフォーメーション制御2018

    • 著者名/発表者名
      浮海祐希,山時脩平,藤森篤,大原伸介
    • 学会等名
      日本機械学会関東支部山梨講演会2018
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 大型障害物回避を伴う複数移動ロボットの隊列制御2018

    • 著者名/発表者名
      藤森篤, 細野敦士, 大原伸介
    • 学会等名
      日本機械学会2018年度年次大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Autonomous flight control system ofquadrotor and its application to formationcontrol with mobile robot2018

    • 著者名/発表者名
      Atsushi Fujimori, Yu-uki Ukigai, Shuhei Santoki, Shinsuke Oh-hara
    • 学会等名
      12TH IFAC SYMPOSIUM ON ROBOT CONTROL
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 魚眼カメラを用いた移動ロボットのビジュアルフィードバック制御2018

    • 著者名/発表者名
      大原伸介,磯貝大成,藤森篤
    • 学会等名
      第62回システム制御情報学会研究発表講演会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] クワッドロータと移動ロボットのフォーメーション制御2018

    • 著者名/発表者名
      山時脩平,浮海祐希, 藤森篤,大原伸介
    • 学会等名
      第62回システム制御情報学会研究発表講演会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [備考] 山梨大学 教員情報検索 大原伸介

    • URL

      http://nerdb-re.yamanashi.ac.jp/Profiles/337/0033668/profile.html

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書 2018 実施状況報告書
  • [備考] 山梨大学 教員情報検索 大原伸介

    • URL

      http://nerdb-re.yamanashi.ac.jp/Profiles/337/0033668/profile.html

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2022-01-27  

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