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2015 年度 実績報告書

自然地形における自律移動ロボットの確率的環境理解に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 14J08407
研究機関東京大学

研究代表者

大津 恭平  東京大学, 工学系研究科, 特別研究員(DC1)

研究期間 (年度) 2014-04-25 – 2017-03-31
キーワード移動ロボット / 環境理解 / 機械学習 / 自律移動システム
研究実績の概要

本研究は、屋外自律移動ロボットが複雑な自然地形において高度な環境理解を実現することを目的としている。本年度は機械学習の技術を用いた1)地形分類法と2)走破性推定法について検証を行った。
1の課題については、ロボットの走破性能に影響を与える砂や礫といった地面組成を、カメラと振動計を用いて推定する手法を構築した。特にパターン学習にあたって、独立した分類器間で相互学習を行わせることで、人間からの教示が不足する場合でも複雑な問題に対応可能とした。
2の課題については、走行系の消費電力に着目し、遠隔観測から精度よく推定できる手法を構築した。ロボットの力学モデルと地形分類を考慮した実験的アプローチにより導出された推定モデルは、実際の屋外フィールドにおいて高い精度で推定を行えることが実証された。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

研究計画通り、遠隔センサと近距離センサを組み合わせた地形分類法の構築を進めている。手法をJAXA所有の砂地実験室、伊豆大島の火山地形、NASA所有の火星模擬地形で評価するなど、様々な環境における実証試験も合わせて進めている。

今後の研究の推進方策

前年度までの成果を組み合わせ、未知の自然環境における包括的な環境理解システムを構築する。さらに、確率的な環境理解に基づく行動決定についても考慮し、自律移動システムとしての設計指針を検討する。

  • 研究成果

    (14件)

すべて 2016 2015 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 1件、 査読あり 2件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (11件) (うち国際学会 2件)

  • [国際共同研究] Jet Propulsion Laboratory(米国)

    • 国名
      米国
    • 外国機関名
      Jet Propulsion Laboratory
  • [雑誌論文] Autonomous terrain classification with co- and self-training approach2016

    • 著者名/発表者名
      Kyohei Otsu, Masahiro Ono, Thomas Fuchs, Ian Baldwin, and Takashi Kubota
    • 雑誌名

      IEEE Robotics and Automation Letters

      巻: 1 ページ: 814-819

    • DOI

      10.1109/LRA.2016.2525040

    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] 自然地形分類に基づく移動ロボットの消費電力推定法2016

    • 著者名/発表者名
      大津恭平, 久保田孝
    • 雑誌名

      日本機械学会論文集

      巻: 82(834) ページ: 15-00399

    • DOI

      10.1299/transjsme.15-00399

    • 査読あり
  • [学会発表] 放物運動拘束を利用した単眼視ビジュアルオドメトリに関する検討2016

    • 著者名/発表者名
      大津恭平, 前田孝雄, 大槻真嗣, 久保田孝
    • 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
    • 発表場所
      パシフィコ横浜(神奈川県横浜市)
    • 年月日
      2016-06-08 – 2016-06-11
  • [学会発表] 惑星探査ローバのための赤外線カメラを用いた地形傾斜推定に関する検討2016

    • 著者名/発表者名
      渡邉哲志, 大津恭平, 大槻真嗣, 久保田孝, 増山岳人, 梅田和昇
    • 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
    • 発表場所
      パシフィコ横浜(神奈川県横浜市)
    • 年月日
      2016-06-08 – 2016-06-11
  • [学会発表] Autonomous terrain classification with co- and self-training approach2016

    • 著者名/発表者名
      Kyohei Otsu, Masahiro Ono, Thomas Fuchs, Ian Baldwin, and Takashi Kubota
    • 学会等名
      IEEE International Conference on Robotics and Automation (ICRA)
    • 発表場所
      Stockholm, Sweden
    • 年月日
      2016-05-16 – 2016-05-21
    • 国際学会
  • [学会発表] 移動探査ローバのフィールド走行試験2016

    • 著者名/発表者名
      大槻真嗣, 大津恭平, 真吉寛, 眞下泰輝, 渡邉哲志, 坂本康輔, 西山万里, 吉川健人, 久保田孝
    • 学会等名
      宇宙科学シンポジウム
    • 発表場所
      JAXA宇宙科学研究所(神奈川県相模原市)
    • 年月日
      2016-01-06 – 2016-01-07
  • [学会発表] 火山地域における移動探査ローバの自律走行試験2016

    • 著者名/発表者名
      真吉寛, 大津恭平, 西山万里, 眞下泰輝, 渡邉哲志, 坂本康輔, 吉川健人, 大槻真嗣, 久保田孝
    • 学会等名
      宇宙科学シンポジウム
    • 発表場所
      JAXA宇宙科学研究所(神奈川県相模原市)
    • 年月日
      2016-01-06 – 2016-01-07
  • [学会発表] 惑星探査ローバのための赤外線カメラを用いた地形傾斜推定に関する検討2016

    • 著者名/発表者名
      渡邉哲志, 大津恭平, 大槻真嗣, 久保田孝, 梅田和昇
    • 学会等名
      宇宙科学シンポジウム
    • 発表場所
      JAXA宇宙科学研究所(神奈川県相模原市)
    • 年月日
      2016-01-06 – 2016-01-07
  • [学会発表] 多目的遺伝的アルゴリズムを用いた月惑星探査ローバの多目的経路計画2016

    • 著者名/発表者名
      西山万里, 大津恭平, 大槻真嗣, 久保田孝, 橋本樹明
    • 学会等名
      宇宙科学シンポジウム
    • 発表場所
      JAXA宇宙科学研究所(神奈川県相模原市)
    • 年月日
      2016-01-06 – 2016-01-07
  • [学会発表] 移動探査ローバのフィールド走行試験2015

    • 著者名/発表者名
      大槻真嗣, 大津恭平, 真吉寛, 眞下泰輝, 西山万里, 渡邉哲志, 坂本康輔, 吉川健人
    • 学会等名
      伊豆大島無人観測ロボットシンポジウム
    • 発表場所
      大島温泉ホテル(東京都大島町)
    • 年月日
      2015-11-07 – 2015-11-07
  • [学会発表] Prediction of rover energy consumption with self-supervised approach2015

    • 著者名/発表者名
      Kyohei Otsu, and Takashi Kubota
    • 学会等名
      Workshop on Astrodynamics and Flight Mechanics
    • 発表場所
      JAXA宇宙科学研究所(神奈川県相模原市)
    • 年月日
      2015-07-27 – 2015-07-28
  • [学会発表] Energy-aware terrain analysis for mobile robot exploration2015

    • 著者名/発表者名
      Kyohei Otsu, and Takashi Kubota
    • 学会等名
      International Conference on Field and Service Robotics (FSR)
    • 発表場所
      Toronto, Canada
    • 年月日
      2015-06-24 – 2015-06-26
    • 国際学会
  • [学会発表] カメラ傾斜角を考慮したスカイラインマッチングによる惑星探査ローバの自己位置推定2015

    • 著者名/発表者名
      明比建, 北村光教, 大津恭平, 大槻真嗣, 天野嘉春
    • 学会等名
      日本機械学会運動と振動の制御シンポジウム
    • 発表場所
      栃木県総合文化センター(栃木県宇都宮市)
    • 年月日
      2015-06-22 – 2015-06-24

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公開日: 2016-12-27   更新日: 2022-02-03  

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