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

2018 年度 実績報告書

• 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, 理工学部, 教授 (30284607)
• 研究期間 (年度): 2015-04-01 – 2019-03-31
• キーワード: マルチコプター / 機械学習 / 画像処理 / 自律飛行実験

研究実績の概要

第4期では引き続き，カメラ・画像操作のみによるマルチコプターの自律飛行制御システムの開発にあたった．第3期では4軸の制御を行いつつ，カメラに対して奥行き方向に自律的に飛行できるよう制御実験を進めた．しかしながらマルチコプターに取り付けたマーカーの認識率の低さが問題となった．第4期では機械学習を用いてマルチコプターを認識し，認識した際に画面上に描かれるマルチコプターを囲むボックスの大きさと1つのマーカーのみからYaw角を算出し，4軸自律飛行制御が達成可能であることを確認した．さらに第3期で確立した2つのカメラ映像内をマルチコプターがまたいで自律飛行させる手法を用い，マルチコプターが様々なセンサーを搭載する際に総重量が異なることを見込んで，高さ方向の制御に適応制御法を適用し，2つのカメラ映像内の3次元空間内を自律飛行できることを実機実験により確認した．実機実験に関する研究成果を国際会議で4件，国内会議で3件発表した.さらに研究成果を広く紹介するため，Facebookの研究室ページ，Youtubeの研究室チャンネルにてビデオ映像を用いて実験動画を公開した.

研究成果

• [雑誌論文] Autonomous Flight Control of small UAV within the view area based on multi-camera coupling (2018)
  • 著者名/発表者名: K. Hidaka and K. Sato
  • 雑誌名: Procs. of International Conference on Information and Communication Technology Robotics ICT-ROBOT 2018 巻: 1 ページ: FA2.1
  • 査読あり
• [雑誌論文] Autonomous Four-Axis Flight Control of Multi-Copter without us- ing GPS and Compass (2018)
  • 著者名/発表者名: T. Yamashiro and K. Sato
  • 雑誌名: Procs. of International Conference on Information and Communication Technology Robotics ICT-ROBOT 2018 巻: 1 ページ: FA2.2
  • 査読あり
• [雑誌論文] Autonomous Flight Control of Small UAV Based on the Multiple-Camera Image Coupling (2018)
  • 著者名/発表者名: K. Hidaka and K. Sato
  • 雑誌名: Procs. of SICE Annual Conference 2018 巻: 1 ページ: ThC07.2
  • 査読あり
• [雑誌論文] Autonomous Flight Control of Multi-Copter with Four-Axis and Depth Direction Control Using Only External USB Camera (2018)
  • 著者名/発表者名: T. Yamashiro and K. Sato
  • 雑誌名: Procs. of SICE Annual Conference 2018 巻: 1 ページ: ThC07.3
  • 査読あり
• [学会発表] 複数のカメラ映像結合での小型UAVの自立飛行制御(3次元空間内の任意位置飛行) (2018)
  • 著者名/発表者名: 日高賢太, 佐藤和也
  • 学会等名: 日本機械学会九州支部北九州講演会講演論文集
• [学会発表] 複数台カメラ映像結合に基づく小型UAVの適応飛行制御 (2018)
  • 著者名/発表者名: 日高賢太, 佐藤和也
  • 学会等名: 第 61 回自動制御連合講演会
• [学会発表] 複数台カメラ映像結合空間内での小型UAVの適応飛行制御 (2018)
  • 著者名/発表者名: 日高賢太, 佐藤和也
  • 学会等名: 第37回計測自動制御学会九州支部学術講演会資料
• [備考] Kazuya Sato Lab
  • URL: www.youtube.com/user/KazuyaSatoLab/videos
• [備考] 佐藤和也研究室
  • URL: www.facebook.com/KazuyaSatoLab