環境磁気をランドマークとした自律移動法における磁気伝播解析及び磁気マップの作成

• 研究課題/領域番号: 25420210
• 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: 知能機械学・機械システム
• 研究機関: 宇都宮大学
• 研究代表者: 尾崎 功一 宇都宮大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (60282381)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2016-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2015年度)
• 配分額: 5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円); 2015年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2014年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円); 2013年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
• キーワード: 移動ロボット / 環境磁場 / 磁気マップ / 自律ナビゲーション / パーソナルモビリティ / 磁気ナビゲーション / 自律走行 / 地磁気 / モビリティロボット実験特区 / つくばチャレンジ

研究成果の概要

本研究では，環境中の磁場変化パターンをランドマークとして地図化し，それに基づいて移動ロボットの自律ナビゲーションを実現することを目的としている．磁場は環境からだけでなく，ロボットの電子機器からも発せられる．そこで，電子機器の磁場の影響を調査し，センサの配置基準を示し，ロボット自体の磁場の影響を明らかにした．さらに，環境中の磁気測定を行い，２次元および３次元の磁気マップを作成する方法を開発した．実用上，磁気の測定点は疎らになってしまう．そこで，ガウス過程を参考に非測定領域を補間して地図化する方法を開発した．自律走行における磁気マップの可用性は，ロボット実験特区などの実証試験で確認されている．

研究成果

• [雑誌論文] Development of mobile robot 'SARA' that completed mission in real world robot challenge 2014 (2015)
  • 著者名/発表者名: Naoki Akai, Kenji Yamauchi, Kazumichi Inoue, Yasunari Kakigi, Yuki Abe, and Koichi Ozaki
  • 雑誌名: Journal of Robotics and Mechatronics 巻: 27 ページ: 327-336
  • NAID: 130007670988
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Color extraction using multiple photographs taken with different exposure time in RWRC (2015)
  • 著者名/発表者名: Kenji Yamauchi, Naoki Akai, and Koichi Ozaki
  • 雑誌名: Journal of Robotics and Mechatronics 巻: 27 ページ: 365-373
  • NAID: 130007671187
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] つくばチャレンジ2013の課題を題材とした実環境におけるタスク遂行ロボットの開発 (2015)
  • 著者名/発表者名: 赤井直紀，山内健司，井上一道，宇内隆太郎，山本条太郎，尾崎功一
  • 雑誌名: 計測自動制御学会論文集 巻: 51 号: 1 ページ: 24-31
  • DOI: 10.9746/sicetr.51.24
  • NAID: 130004855724
  • ISSN: 0453-4654, 1883-8189
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Autonomous navigation based on magnetic and geometric landmarks on environmental structure in real world (2014)
  • 著者名/発表者名: Naoki Akai, Kazumichi Inoue, and Koichi Ozaki
  • 雑誌名: Journal of Robotics and Mechatronics 巻: 26 ページ: 158-165
  • NAID: 130007671087
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Person detection method based on color layout in real world robot challenge 2013 (2014)
  • 著者名/発表者名: Kenji Yamauchi, Naoki Akai, Ryutaro Unai, Kazumichi Inoue and Koichi Ozaki
  • 雑誌名: Journal of Robotics and Mechatronics 巻: 26 ページ: 151-157
  • NAID: 130007671086
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] 磁場の実験的解析に基づく磁気ナビゲーション法の実装 (2014)
  • 著者名/発表者名: 赤井直紀，Sam Ann Rahok，片寄浩平，島田遼，井上一道，尾崎功一
  • 雑誌名: 日本ロボット学会誌 巻: 32 号: 4 ページ: 395-402
  • DOI: 10.7210/jrsj.32.395
  • NAID: 130004561576
  • ISSN: 0289-1824, 1884-7145
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Autonomous Navigation Based on Magnetic and Geometric Landmarks on Environmental Structure (2014)
  • 著者名/発表者名: Naoki Akai, Kazumichi Inoue, Koichi Ozaki
  • 雑誌名: Journal of Robotics and Mechattronics 巻: 26 ページ: 158-165
  • 査読あり
• [雑誌論文] Person Detection Method Based on Color Layout in Real World Robot Challenge 2013 (2014)
  • 著者名/発表者名: Kenji Yamauchi, Naoki Akai, Ryotaro Unai, Kazumichi Inoue, Koich Ozaki
  • 雑誌名: Journal of Robotics and Mechattronics 巻: 26 ページ: 151-157
  • NAID: 130007671086
  • 査読あり
• [雑誌論文] Trajectory Tracking Method Using Low Cost Magnetic Sensors (2013)
  • 著者名/発表者名: Rahok SAM ANN, Akio Tanaka, Koichi Ozaki
  • 雑誌名: 2013 IEEE/SICE International Symposium on System Integration 巻: 2013 ページ: 270-275
  • 査読あり
• [雑誌論文] Monte Carlo Localization using Magnetic Sensor and LIDAR for Real World Navigation (2013)
  • 著者名/発表者名: Naoki Akai, Satochi Hoshino, Kazumichi Inoue, Koichi Ozaki
  • 雑誌名: 2013 IEEE/SICE International Symposium on System Integration 巻: 2013 ページ: 682-687
  • 査読あり
• [雑誌論文] 磁気情報を用いた自己位置推定と横方向位置補正を組み合わせた低コスト構成の長距離ナビゲーション法の実装 (2013)
  • 著者名/発表者名: 赤井 直紀, Rahok SAM ANN, 井上 一道, 尾崎 功一
  • 雑誌名: 日本機械学会論文集（C編） 巻: 79 ページ: 681-690
  • NAID: 130003374959
  • 査読あり
• [学会発表] つくばチャレンジのタスク簡略化とそれに基づくナビゲーション戦略 (2015)
  • 著者名/発表者名: 赤井直紀，米山翔悟，柿木泰成，尾崎功一
  • 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
  • 発表場所: 名古屋
  • 年月日: 2015-12-14
• [学会発表] A navigation method based on topological magnetic and geometric maps for outdoor mobile robots (2015)
  • 著者名/発表者名: Naoki Akai and Koichi Ozaki
  • 学会等名: IEEE/SICE International Symposium on System Integration
  • 発表場所: 名古屋
  • 年月日: 2015-12-11
  • 国際学会
• [学会発表] Gaussian processes for magnetic map-based localization in large-scale indoor environments (2015)
  • 著者名/発表者名: Naoki Akai and Koichi Ozaki
  • 学会等名: IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems
  • 発表場所: Hambrug, Germany
  • 年月日: 2015-09-28
  • 国際学会
• [学会発表] 磁場の実験的解析と自律移動法への応用 (2015)
  • 著者名/発表者名: 赤井直紀，尾崎功一
  • 学会等名: 日本ロボット学会学術講演会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2015-09-03
• [学会発表] 環境磁場を用いた移動ロボットの軌跡推定と環境地図構築 (2015)
  • 著者名/発表者名: 赤井直紀，尾崎功一
  • 学会等名: 日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会2015
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 2015-05-17
• [学会発表] 広域空間の地場地図生成法 (2014)
  • 著者名/発表者名: 赤井直紀，山内健司，山本条太郎，佐藤圭，米山翔悟，柿木泰成，宇内隆太郎，井上一道，尾崎功一
  • 学会等名: 第15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
  • 発表場所: 東京ビックサイト，東京都・江東区
  • 年月日: 2014-12-15 – 2014-12-17
• [学会発表] 機能性を有する移動ロボットの外観設計 (2014)
  • 著者名/発表者名: 柿木泰成，井上一道，赤井直紀，宇内隆太郎，山内健司，山本条太郎，佐藤圭，米山翔悟，尾崎功一
  • 学会等名: 第15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
  • 発表場所: 東京ビックサイト，東京都・江東区
  • 年月日: 2014-12-15
• [学会発表] Precise color extraction method based on color transition due to change in exposure time (2014)
  • 著者名/発表者名: Kenji Yamauchi, Naoki Akai and Koichi Ozaki
  • 学会等名: IEEE/SICE International Symposium on System Integration（査読あり）
  • 発表場所: Chuo University, Tokyo
  • 年月日: 2014-12-13 – 2014-12-15
• [学会発表] 磁場ノイズを用いた自己位置推定法の有用性検証とそれに基づく自律移動法に関する考察 (2014)
  • 著者名/発表者名: 赤井直紀，尾崎功一
  • 学会等名: 日本ロボット学会学術講演会
  • 発表場所: 九州産業大学, 福岡県・福岡市
  • 年月日: 2014-09-04 – 2014-09-06
• [学会発表] 環境磁場を利用した自己位置推定と観測の信頼性評価に基づくマルチナビゲータによる自律移動 (2014)
  • 著者名/発表者名: 赤井直紀，尾崎功一
  • 学会等名: 第19回ロボティクスシンポジア
  • 発表場所: 兵庫県神戸市
• [学会発表] つくばチャレンジ2013における宇都宮大学チームAの取り組み –環境磁場を利用した市街地環境および探索空間における自律移動- (2013)
  • 著者名/発表者名: 赤井直紀，山内健司，宇内隆太郎，山本条太郎，島田遼，松田卓也，井上一道，尾崎功一
  • 学会等名: 第14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論文集
  • 発表場所: 兵庫県神戸市
• [学会発表] 屋外環境における色配置に基づいた人検出法の検証 (2013)
  • 著者名/発表者名: 山内健司，赤井直紀，宇内隆太郎，山本条太郎，尾崎功一
  • 学会等名: 第14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論文集
  • 発表場所: 兵庫県神戸市
• [学会発表] Monte Carlo Localization using Magnetic Sensor and LIDAR for Real World Navigation (2013)
  • 著者名/発表者名: Naoiki Akai, Satoshi Hoshino, Kazumichi Inoue, Koichi Ozaki
  • 学会等名: 2013 IEEE/SICE International Symposium on System Integration
  • 発表場所: Kobe, Hyogo
• [学会発表] Trajectory Tracking Method Using Low Cost Magnetic Sensors (2013)
  • 著者名/発表者名: Rahok SAM ANN, Akio Tanaka, Koichi Ozaki
  • 学会等名: 2013 IEEE/SICE International Symposium on System Integration
  • 発表場所: Kobe, Hyogo
• [学会発表] 磁気および幾何情報を用いたマルチナビゲータによる自律移動ロボットのナビゲーション法の実装 (2013)
  • 著者名/発表者名: 磁気および幾何情報を用いたマルチナビゲータによる自律移動ロボットのナビゲーション法の実装
  • 学会等名: 第３１回日本ロボット学会学術講演会予稿集
  • 発表場所: 東京都八王子市
• [学会発表] パーソナルモビリティの設計構想とロボット特区での開発チャレンジ (2013)
  • 著者名/発表者名: 松田卓也，井上一道，赤井直紀，中田未央，尾崎功一
  • 学会等名: 日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会2013講演論文集
  • 発表場所: 茨城県つくば市
• [学会発表] 複数移動手法の協調的動作生成を用いた磁気ナビゲーション法の拡張 –ROBOMEC2013における道案内デモンストレーションによる実証実験- (2013)
  • 著者名/発表者名: 赤井直紀，尾崎功一
  • 学会等名: 日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会2013講演論文集
  • 発表場所: 茨城県つくば市
• [備考] 計測・ロボット工学研究室・2014年度ロボット実験特区走行記録
  • URL: http://www.ir.ics.utsunomiya-u.ac.jp/tokku.html