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2016 年度 実施状況報告書

構造物点検におけるカメラ・画像操作のみによるマルチコプター操縦システムの開発

研究課題

研究課題/領域番号 15K06185
研究機関佐賀大学

研究代表者

佐藤 和也  佐賀大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (30284607)

研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2018-03-31
キーワードマルチコプター / 画像処理 / 自律飛行制御
研究実績の概要

カメラ・画像操作のみによるマルチコプターの操縦システムの開発にあたり,実用レベルで適用可能となるマルチコプター(enRoute PG390)をエンルート社から借り受け,第2期で実施を計画していた屋外における自律ホバリング飛行と,カメラ方向から遠ざかる・近く飛行実験を進めた.また,飛行システムのロバスト性を高めるため,使用するPCをROS (Robot Operating System)に変更し,実験を行なった.さらに橋梁下ではコンパスも使用できないことが多いため,マルチコプターのYaw角についても3つのマーカーを認識することで1つのカメラのみを用いて制御可能であることが実機実験により検証された.実機実験に関する内容を査読付き論文で1件,国際会議で1件,国内会議で1件発表した.また複数カメラの画像内をまたいでマルチコプターが飛行できるシステムの開発を目指し,基礎研究を進め,実機実験に関する内容を国内会議で1件発表した.さらに研究成果を広く紹介するため,計測自動制御学会「計測と制御」に解説記事を執筆,第2回国際ドローン展,第1回ロボデックス,Japan Drone 2017にてビデオ映像を用いて実験動画を公開した.また研究内容の紹介が「ドローンタイムス」(Web媒体)にて2回ほど紹介されるなど,注目を集めた.高速道路管理会社では本システムの実証実験に向けた予備実験を進めており,第3期には具体的な実証実験を行う予定である.

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

研究計画の第2期にあげていた,実用レベルで適用可能なマルチコプターを用いて,屋内・屋外でのホバリング自律飛行制御,並びに屋外においてカメラに向かって遠ざかる・近く自律飛行制御が達成でき,さらにシステム改良を加えていることから研究計画は順調に進展していると言える.また複数カメラの画像内をマルチコプターが自律飛行するなど,新たな発想による実機実験も進んでいる.

今後の研究の推進方策

第1期であげたデジタル1眼レフカメラに置き換えて実証実験を行うとともに,ROSを用いてより高速な画像処理が行えるようにシステムを変更する準備を行なっている.画像処理に関してはGPUボードを利用して処理の高速化をはかるとともに,よりロバストな画像処理を行うことを試みている.また,複数カメラの画像内をまたいでマルチコプターが自律飛行を行う実験や,マルチコプターに取り付けた下向きカメラのみを用いて,地上に置いた物体の特徴点のみを認識して自律ホバリング飛行し,さらに物体の移動に同期してマルチコプターが自律飛行を行うシステムについても開発を進める予定である.企業との結びつきをさらに強化し,提案システムの実用化に向けて研究を行う所存である.

次年度使用額が生じた理由

希望する商品の価格が使用可能額より高かったため,購入を断念した.

次年度使用額の使用計画

第3期に購入を予定している物品の購入に充てることとする.

  • 研究成果

    (5件)

すべて 2016

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] A Simple Autonomous Flight Control of Multicopter Using Only Web Camera2016

    • 著者名/発表者名
      K. Sato and R. Daikoku
    • 雑誌名

      Journal of Robotics and Mechatronics

      巻: 28 ページ: 286-294

    • DOI

      10.20965/jrm.2016.p0286

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] ROS を用いたクアッドローターコプターの自律飛行制御2016

    • 著者名/発表者名
      藤原颯馬, 佐藤和也
    • 学会等名
      第 35 回計測自動制御 学会九州支部学術講演会
    • 発表場所
      佐賀県佐賀市
    • 年月日
      2016-11-26 – 2016-11-27
  • [学会発表] ROS を用いた複数台カメラによる移動ロボット群のフォーメーション制御2016

    • 著者名/発表者名
      藤井一光,佐藤和也
    • 学会等名
      第 59 回自動制御連合講演会
    • 発表場所
      福岡県北九州市
    • 年月日
      2016-11-10 – 2016-11-12
  • [学会発表] Autonomous Control of Mobile Robot using only Camera Image and Odometry Information2016

    • 著者名/発表者名
      S. Minematsu and K. Sato
    • 学会等名
      International Conference on Information and Communication Technology Robotics ICT-ROBOT 2016
    • 発表場所
      韓国釜山
    • 年月日
      2016-09-07 – 2016-09-08
  • [学会発表] A Simple Autonomous Flight Control Method of Quadrotor Helicopter using only single Web Camera2016

    • 著者名/発表者名
      K. Sato, T. Kasahara, and T. Izu
    • 学会等名
      2016 International Conference on Unmanned Aircraft Systems ICUAS’16
    • 発表場所
      アメリカ合衆国バージニア州アーリントン
    • 年月日
      2016-06-07 – 2016-06-10
    • 国際学会

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公開日: 2018-01-16  

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