| 研究課題/領域番号 |
19H00750
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| 研究種目 |
基盤研究(A)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
中区分20:機械力学、ロボティクスおよびその関連分野
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| 研究機関 | 早稲田大学 |
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研究代表者 |
奥乃 博 早稲田大学, 次世代ロボット研究機構, その他(招聘研究員) (60318201)
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| 研究分担者 |
公文 誠 熊本大学, 大学院先端科学研究部(工), 教授 (70332864)
干場 功太郎 東京工業大学, 工学院, 助教 (50782182)
鈴木 太郎 千葉工業大学, 未来ロボット技術研究センター, 上席研究員 (80710368)
劉 浩 千葉大学, 大学院工学研究院, 教授 (40303698)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2021年度)
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| 配分額 *注記 |
46,020千円 (直接経費: 35,400千円、間接経費: 10,620千円)
2021年度: 8,840千円 (直接経費: 6,800千円、間接経費: 2,040千円)
2020年度: 14,950千円 (直接経費: 11,500千円、間接経費: 3,450千円)
2019年度: 22,230千円 (直接経費: 17,100千円、間接経費: 5,130千円)
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| キーワード | ドローン聴覚 / ロボット聴覚 / カイトプレーン / 凧式ドローン / 生物規範型静音翼 / 三次元点生成 / 複数GNSS / 認知ドローン聴覚 / タコ式ドローン / 三次元点群生成 / GNSS / 鳥の飛翔に倣った静音翼 / ３Dポイントクラウド / ドローン音響学 / ドローン用マイクロフォンアレイ / 音源定位・分離・音声認識 / ３Dレザー計測 / データーフュージョン / 音源定位・分離・音源認識 / ３Dレーザ計測 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
マイクロフォンアレイを装備したドローンによる実環境での「聞き分け」（音源定位，音源位置推定， 音源分離，分離音認識）を通じた音環境理解のために，(1)音源定位による方向情報と3Dレーザ計測による点群を使用したドローン上での視聴覚情報統合による音源位置推定，(2) ドローン上での音源分離と音源認識，(3) 生データは保存し，処理結果だけを転送する通信量削減，点群と音源方向を用いた音源位置推定およびその可視化，(4) 鳥の飛翔に倣った流体力学を活用した静音翼の開発，及び滑空型の凧式ドローンによる静音化，に取り組み，ドローン聴覚の基礎技術を体系化し，「ドローン聴覚」という学問体系を構築する．
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| 研究成果の概要 |
ドローンによる空からの音響モニタリングを目指す「ドローン聴覚」では，ロータ音や風切り音といったエゴノイズへの対処がロボット聴覚と比べて格段に重要となる．本研究では，騒音特性に合わせた周波数帯域選択による音響処理の性能向上，生物規範と流体力学を基に設計した静音翼の開発，静音翼の音響特性に基づく音源位置推定の向上，カイトプレーンの滑空時の静音化を活用した音源位置推定の高性能化と遠距離化，カイトプレーンの機体の揺れに頑健な3D点群構築法，知覚行動サイクルに基づいた認知ドローン聴覚の設計法等を達成した．これらの成果を通じて，ドローン聴覚技術展開のための基礎技術の体系化が確立できた．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
【学術的意義】①空からの複数音源定位に対する総合的手法，②プロペラの音響特性を活用したロバストな高速音源定位法，②CFDと生物規範型静音プロペラの開発を通じた静音化と音響処理との結合，③カイトプレーンによる滑空時の静音化を活用した音源定位技術，④機体の揺れに頑健な位置姿勢推定法と3D点群構築法，を通じてドローン聴覚の要素技術を体系化し，認知ドローン聴覚への展開を試みた．
【社会的意義】 ドローンの騒音問題に対して静音ドローン（Quiet Drones）が欧米で注目をされ始めており，本研究が取り組んだ静音ドローン技術は，健全なドローンの普及に寄与すると期待される．
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