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2020 年度 実施状況報告書

自己診断型地図を基盤とする次世代SLAM技術「メンテナンスフリーSLAM」の実現

研究課題

研究課題/領域番号 20K12008
研究機関福井大学

研究代表者

田中 完爾  福井大学, 学術研究院工学系部門, 准教授 (30325899)

研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2023-03-31
キーワード移動ロボット / SLAM / 自己診断型地図 / bag-of-words / 訓練手法 / メンテナンス / 故障診断
研究実績の概要

本年度は、下記の(1)~(3)の課題に取り組んだ。
(1)単眼SLAMシステムの故障診断に関する研究:SLAMシステムのサブモジュール間の不整合を故障インジケータとして利用する、新しい故障診断手法を提案した。一対比較法(PC)や異常検知法(AD)などの既存手法が、外部の知識ベース(例:背景画像群、背景モデル)を要求するのに対し、提案法は、SLAMシステムを唯一の知識ベースとして利用するため、外部の知識ベースをメンテナンスする必要がない。特に、単眼SLAMシステムでは、スケール変化に起因する見かけ上の不整合を、本質的な不整合と区別することが重要となる。そこで、スケール変化に頑健な、bag-of-words 情景モデルを基盤とする新しいSLAMシステムを開発した。さらに、利用可能な知識ベースの種類に応じて、既存手法(PC、AD)と提案手法(FD)を切り替えて組み合わせることで、さらなる診断性能の向上を実現した。
(2)視覚場所分類器のメンテナンスに関する研究:視覚場所分類器(VPC)のメンテナンスコストに注目した、新しい訓練手法を提案した。提案手法は、訓練画像列から、重要でない大部分を破棄し、必要最小限の訓練データを切り出す。この必要最小限の訓練データをもちいることで、VPCは、訓練ドメインへ過適応することなく、ドメイン変化へ適応することが可能になった。
(3)深層場所分類器の故障診断に関する研究:深層場所分類器の認識誤りを故障インジケータとして利用する、新しい故障診断手法を提案した。特に、深層場所分類器では、内部の信号流を解析することが困難なため、入出力信号のみに基づく簡便な診断手法を開発した。

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

「研究実績の概要」で述べた、(1)~(3)のサブテーマについて、それぞれ、1件~3件の国際会議論文・雑誌論文を発表した。また、数件の国際会議論文を発表予定である。

今後の研究の推進方策

これまでの研究成果をさらに発展させて、SLAM技術と故障診断技術の融合領域を推進していく。特に、SLAM技術に関しては、これまでに扱ってきた bag-of-words 型 SLAM システム、および、視覚場所分類器システムだけでなく、最先端の深層SLAMシステムを含む、より広い融合領域を推進していく。

次年度使用額が生じた理由

コロナ渦により、予定していた国際会議が開催されず、そのため、2020年度に未使用額が生じた。次年度使用額は、物品購入費にあてて、研究活動を推進していく計画である。

  • 研究成果

    (5件)

すべて 2021 2020

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件、 オープンアクセス 5件)

  • [雑誌論文] Boosting Self-localization with Graph Convolutional Neural Networks2021

    • 著者名/発表者名
      Koji Takeda, Kanji Tanaka
    • 雑誌名

      Proceedings of the 16th International Joint Conference on Computer Vision, Imaging and Computer Graphics Theory and Applications

      巻: 1 ページ: 861-868

    • DOI

      10.5220/0010212908610868

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Fault-Diagnosing Monocular-SLAM for Scale-Aware Change Detection2021

    • 著者名/発表者名
      Takuma Sugimoto, Yamaguchi Kousuke, Zhongshan Bao, Minying Ye, Hiroki Tomoe, Tanaka Kanji
    • 雑誌名

      Proceedings of the IEEE/SICE International Symposium on System Integration

      巻: 1 ページ: 276-283

    • DOI

      10.1109/IEEECONF49454.2021.9382715

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Diagnosing Deep Self-localization Network for Domain-shift Localization2021

    • 著者名/発表者名
      Tanaka Kanji
    • 雑誌名

      Proceedings of the IEEE/SICE International Symposium on System Integration

      巻: 1 ページ: 298-303

    • DOI

      10.1109/IEEECONF49454.2021.9382702

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Deep Next-Best-View Planner for Cross-Season Visual Route Classification2020

    • 著者名/発表者名
      Kurauchi Kanya, Tanaka Kanji
    • 雑誌名

      Proceedings of the 25th International Conference on Pattern Recognition

      巻: 1 ページ: 497-502

    • DOI

      10.1109/ICPR48806.2021.9412043

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Self-Supervised Map-Segmentation by Mining Minimal-Map-Segments2020

    • 著者名/発表者名
      Tanaka Kanji
    • 雑誌名

      Proceedings of the 2020 IEEE Intelligent Vehicles Symposium

      巻: 1 ページ: 637-644

    • DOI

      10.1109/IV47402.2020.9304724

    • 査読あり / オープンアクセス

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公開日: 2021-12-27  

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