| 研究概要 |
本研究は,人間および作業環境と共存できるロボットシステム実現のため,ロボットの周囲に存在する物体の検出および識別が可能なセンシングシステムの開発を目標としている。
センシングシステムは,対象の二次元座標が検出できるレーザ距離計と人間の存在の有無を検出できる赤外線センサから構成されており,昇降装置でレーザ距離計を上下移動させることにより,三次元の距離情報を収集できる。
まず,センシングシステムを用いて圃場にて基礎実験を行った。ブドウの幹や棚を支える支柱を対象に検出を行ったところ,距離が3m以内であれば±5mm程度の精度で物体の幅を検出することができた。
また,レーザ距離計を上下移動させて三次元距離情報を得ることにより,物体までの距離だけでなく,大きさや主幹の枝分かれした部分や葉の形状も良好に検出することができた。次に,人間の検出においては,レーザ距離計と赤外線センサの情報を融合することで,人間と背景とを識別し,人間の動きだけを検出することができた。複数の人間を識別するアルゴリズムに関しては,ある程度距離が大きい場合には良好に識別できた。
さらに,センシングシステムの有効性を確認するため,センシングシステムをロボットに搭載し,人間ならびに植物や支柱などの物体に対するマニピュレータの障害物回避制御の実験を行った。その結果,レーザ距離計を上下移動させることで,マニピュレータが通過する高さの障害物の位置および大きさが検出され,マニピュレータは物体に接触することなく回避動作を行った。また,人間と背景との識別ならびに人間の移動の検出が良好に行われ,その情報をマニピュレータの情報と融合することで,人間を含む物体に対してマニピュレータの回避制御が行われた。
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