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2005 年度 研究成果報告書概要

低コストナビゲーションのための拡散変調光によるトランスポンダシステム

研究課題

研究課題/領域番号 14360147
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 農業機械学
研究機関東京大学

研究代表者

芋生 憲司  東京大学, 大学院・農学生命科学研究科, 助教授 (40184832)

研究分担者 横山 伸也  東京大学, 大学院・農学生命科学研究科, 教授 (10358319)
海津 裕  東京大学, 大学院・農学生命科学研究科, 助手 (70313070)
研究期間 (年度) 2002 – 2005
キーワードトラクタ / 位置測定 / ナビゲーション / 赤外線 / 変調光 / 画像処理 / 速度計 / 超音波
研究概要

自律走行や,精密農法で必要となるナビゲーションシステムを低コストで実現するために,高精度の超音波速度計,光トランスポンダ方式による測距装置,およびオプティカルフローによる移動ベクトル検出の開発研究を行った。主な研究成果は以下の通りである。
超音波速度計については、著者らが以前に開発した超音波ドップラー速度計を改良し,精度を向上させた。これによりコンクリート面のような滑らかな路面でも安定した測定が可能になった。屋外での車載試験でも良好な結果が得られた。また擬似植物を音波の反射対象とした実験を行い,測定が可能なことを確認した。しかし植栽の密度が低い場合は誤差が大きくなった。更に,横滑りも含めた速度ベクトルを測定する可能性を確認した。
光トランスポンダによる位置測定については,一方向に限っての,拡散光による高精度の距離測定は可能であり,標準誤差は約3cmであった。しかし全周方向の測定器では方向による位相ずれが生じ,これを調節する必要があった。全周方向での測定では,日射量が少なければ,標準誤差は約5cmであった。日射量が多い時には,測定可能距離が短くなり,測定精度も低くかった。信号増幅等改良の必要がある。固定局2局と車載した移動局による位置測定は可能であったが,温度ドリフトの問題が残された。
オプティカルフローによる移動ベクトル検出については、ハフ変換を用いることで計算時間を短縮した2つのプログラムを作成した。一回の計測のための計算に要する時間は,約0.3sであり,従来の二次元相関法に比べて大幅に短縮された。移動距離に対する移動ベクトルの測定誤差の割合の平均値は約5%であった。測定範囲は今回の設定では,DX,DY各±30mm以内であり、リアルタイム測定には更なる改良が必要である。

  • 研究成果

    (12件)

すべて 2004 2003 2002

すべて 雑誌論文 (12件)

  • [雑誌論文] Estimation of vehicle's movement vector by optical flow using Hough transform2004

    • 著者名/発表者名
      徳田
    • 雑誌名

      International Symposium on Machinery and Mechatronics for Agricultural and BIo-Systems Engineering 2004

      ページ: S1 149-152

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [雑誌論文] Estimation of vehicle's movement vector by optical flow using Hough transform2004

    • 著者名/発表者名
      Tokuda et al.
    • 雑誌名

      International Symposium on Machinery and Mechatronics for Agricultural and Bio-Systems Engineering(2004)

      ページ: S149-S152

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [雑誌論文] 農用車両のための超音波ドップラー速度計2003

    • 著者名/発表者名
      芋生, 海津
    • 雑誌名

      計測自動制御学会SI 2003 講演論文集 SI 2003

      ページ: 3G1-5

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [雑誌論文] 拡散変調光による移動体間の距離測定2003

    • 著者名/発表者名
      佐々木
    • 雑誌名

      農業機械学会第62回年次大会講演要旨 62

      ページ: 273-274

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [雑誌論文] Ultrasonic Doppler speed sensor for farm vehicles2003

    • 著者名/発表者名
      Imou, Kaizu
    • 雑誌名

      Proceedings of the SI 2003 of the Society of Instrument and Control Engineers

      ページ: 3G-1-3G-5

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [雑誌論文] Range finding between movable bodies using modulated diffuse light2003

    • 著者名/発表者名
      Sasaki et al.
    • 雑誌名

      Proceedings of the 62th Annual Meeting of the Japanese Society of Agricultural Machinery

      ページ: 273-274

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [雑誌論文] Range-finding between Vehicles Using Diffuse Light from LEDs2002

    • 著者名/発表者名
      芋生
    • 雑誌名

      Journal of the Japanese Society of Agricultural Machinery 64(2)

      ページ: 78-83

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [雑誌論文] Relative position measurement system for vehicles using diffuse light from LEDs2002

    • 著者名/発表者名
      芋生
    • 雑誌名

      Proceedings of the Conference on Automation Technology for Off-road Equipment 2002

      ページ: 230-238

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [雑誌論文] 拡散変調光による移動体間の距離測定2002

    • 著者名/発表者名
      佐々木
    • 雑誌名

      農業機械学会第61回年次大会講演要旨 61

      ページ: 317-318

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [雑誌論文] Range-finding between vehicles using diffuse light from LEDs2002

    • 著者名/発表者名
      Imou et al.
    • 雑誌名

      Journal of the Japanese Society of Agricultural Machinery 64(2)

      ページ: 78-83

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [雑誌論文] Relative position measurement system for vehicles using diffuse light from LEDs2002

    • 著者名/発表者名
      Imou et al.
    • 雑誌名

      Proceedings of the Conference on Automation Technology for Off-road Equipment(2002)

      ページ: 230-238

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [雑誌論文] Range finding between movable bodies using modulated diffuse light2002

    • 著者名/発表者名
      Sasaki et al.
    • 雑誌名

      Proceedings of the 61th Annual Meeting of the Japanese Society of Agricultural Machinery

      ページ: 317-318

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より

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公開日: 2007-12-13  

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