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ロボットの動作から生じるドップラー変化を用いた位置姿勢推定に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 25870827
研究種目

若手研究(B)

配分区分基金
研究分野 知能ロボティクス
知覚情報処理
研究機関早稲田大学

研究代表者

坂本 義弘  早稲田大学, 理工学術院, 助手 (00367137)

研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2014-03-31
研究課題ステータス 中途終了 (2013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)
2014年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
2013年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
キーワード屋内測位 / IMES / GPS / ドップラー測位 / ナビゲーション
研究概要

本研究の目的は、IMES(屋内GPS 送信機)使用下において、ドップラー測位をロボットに適用することであり、大きく以下の二つに分けられる。一つは、移動ロボットにおいてドップラー測位を実用化するために必要なナビゲーション戦略を策定し、その効果を実証的に評価することである。二つ目は、ドップラー測位を手作業中心のロボットに適用するための設計条件をシミュレーションによって最適化し、それを実機を用いた実験にて評価することである。
2013年度は、上記目的の前者である移動ロボットのドップラー測位について研究を実施した。目標とするシステムを探索、測位、移動の3つのフェーズに分け、研究開発を行った。まず探索のフェーズでは、CN比(搬送波ノイズ比)を用いて、高精度な測位が期待できる送信機付近への接近を行うよう設計した。複数の部屋での電波環境の調査の結果、探索方法として、CN比を記録しつつ部屋内を走行し、壁や障害物などに衝突した際、ランダムに角度を変えて探索するという手法が比較的有効であるという結論を得た。次に、測位フェーズでは、従来研究であるドップラー測位を用いてロボットの位置を測定した。ドップラー測位は受信アンテナを回転させることで生じるドップラー変化を使用し測位を行うため、アンテナの回転速度の評価を行い、最適な回転速度を決定した。さらに、移動のフェーズではデッドレコニングを利用し、目的地への移動を行うものとした。異なる床面においてデッドレコニングの移動精度を評価し、システムの現実的な使用方法について考察した。最後に、システム全体のデモンストレーションを行った結果、平均的に数10cm程度の精度で移動が可能なことが確認された。

報告書

(1件)
  • 2013 実績報告書
  • 研究成果

    (4件)

すべて 2013 その他

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (3件)

  • [雑誌論文] Doppler pose estimation using multiple IMES transmitters for indoor localization2013

    • 著者名/発表者名
      Yoshihiro Sakamoto, Takuji Ebinuma, Kenjiro Fujii, and Shigeki Sugano
    • 雑誌名

      Journal of Location Based Services

      巻: Vol.8, No.1 号: 1 ページ: 36-53

    • DOI

      10.1080/17489725.2013.858834

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] IMES環境下での屋内ロボットの移動システムに関する研究

    • 著者名/発表者名
      米澤遼亮、十時唯、坂本義弘、海老沼拓史、藤井健二郎、菅野重樹
    • 学会等名
      平成26年度測位航法学会全国大会
    • 発表場所
      東京海洋大学
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Hyperbolic Positioning with Proximate Multi-channel Pseudolite for Indoor Localization

    • 著者名/発表者名
      Yoshihiro Sakamoto, Hiroaki Arie, Takuji Ebinuma, Kenjirou Fujii, and Shigeki Sugano
    • 学会等名
      IGNSS Symposium 2013
    • 発表場所
      Gold Coast, Australia
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Real-time Kinematic Doppler Pose Estimation for IMES

    • 著者名/発表者名
      Yoshihiro Sakamoto, Takuji Ebinuma, Kenjirou Fujii, and Shigeki Sugano
    • 学会等名
      2013 IEEE/ASME International Conference on Advanced Intelligent Mechatronics
    • 発表場所
      Wollongong, Australia
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書

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公開日: 2014-07-25   更新日: 2019-07-29  

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