| 研究課題/領域番号 |
19K12177
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| 研究機関 | 東京工業高等専門学校 |
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研究代表者 |
冨沢 哲雄 東京工業高等専門学校, 機械工学科, 准教授 (60549707)
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| 研究分担者 |
岩切 宗利 防衛大学校(総合教育学群、人文社会科学群、応用科学群、電気情報学群及びシステム工学群), 電気情報学群, 准教授 (00535362)
三村 守 防衛大学校(総合教育学群、人文社会科学群、応用科学群、電気情報学群及びシステム工学群), 電気情報学群, 准教授 (60815017)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| キーワード | センサ / ロボット / 汚損 / 時系列 / 統計処理 / データ復元 |
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| 研究実績の概要 |
自律移動ロボットや車の自動運転システムは，センサで観測した環境情報に基づいて行動を決定している。そのため，これらのシステムに搭載されたセンサの計測部に何らかの汚損等が発生し，正しい情報がシステムに入力できなくなった場合には，設計者が意図していない動作が引き起こされ，重篤な事故が発生する危険性をはらむ。本研究では，自律ロボットに搭載された外界センサに起こりうる様々な汚損リスクを考えて，それらが計測データや行動決定に及ぼす影響を調査・分析することで，センサのハードウェアを改変することなくセンサ汚損の有無を検知する手法と，安全を担保するための適切な対応策を示すことを目的とする。
具体的には，レーザー光線を照射し反射光を受信するまで時間差により周期の環境形状を計測するレーザースキャナと呼ばれるセンサを対象とし，計測用のレーザー光線の投受光部（レンズ表面）に対して，偶発的な汚損や意図的な攻撃を想定した様々な視野妨害を行った状態で計測データ（距離や受光強度）を記録し，そこに現れる数値的な影響について調査した。
最初の2年間では，２次元のレーザースキャナをその場で360度旋回させたり，センサを固定した状態で周囲の移動物体を追跡させたりして，その際に得られる受光強度の時間的変化パターンからセンサ投受光部の汚損を検出することに成功していた。最終年後はこの技術さらに発展させ，①３次元センサの点群を統計的手法により解析することで汚損有無とその領域を自動推定する手法，および②汚損を検出するだけではなく，汚損による光の減衰率を推定し，汚損前の本来の情報を復元する手法を確立した。また，センサへの攻撃を機械学習で検知するアプローチを試み，実環境におけるクラス不均衡問題への新たな対策を検討し実環境におけるクラス不均衡問題を軽減する手法を検討した。
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