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2023 年度 実施状況報告書

不整地環境における放射線源調査のための移動ロボットの自律経路計画

研究課題

研究課題/領域番号 23K13295
研究機関工学院大学

研究代表者

禹 ハンウル  工学院大学, 工学部, 准教授 (80845272)

研究期間 (年度) 2023-04-01 – 2025-03-31
キーワード放射線源調査 / 経路計画 / 移動ロボット
研究実績の概要

2023年度には、開発を効率的に進めるためのシミュレータの構築を行った。任意の位置に放射線源を設置した際の指向性ガンマ線検出器で得られる情報を模擬できるようになった。具体的には、線源とロボット間の距離に応じたガンマ線の入射角および入射数が取得できるようになった。これをROS(Robot Operating System)上で実装し、ROSライブラリにより環境情報(距離情報)が取得できることを確認した。現在は障害物がある環境下における線源探索のための経路計画に取り組んでいる。
更に、現時刻までの計測結果に基づいて次の計測点を決定するアルゴリズムを構築した。ロボットの1ステップの移動範囲の中で、新たな計測により最も情報量が増える位置を算出する手法を構築した。ガンマ線の入射角および入射数に応じた情報量基準を新たに定義し、その値に基づいて次の計測点を決める手法を構築した。障害物が存在しない環境下における単線源の探索を想定し、経路計画および線源の位置推定を行った。現在は複数線源の探索に取り組んでいる。
情報量基準に基づく計測点計画とは別のアプローチとして、ガンマ線の入射数から変化率を求め、線源までの距離を推定する手法を構築した。検出器から得られるガンマ線の入射角に基づき、ロボットが線源に向かって一定距離移動する際のガンマ線の入射数の変化率は線源強度に依存しない。このことから、線源までの距離が分からないというガンマ線検出器が持つ課題を解決し、より効率的な探索を実現した。現在はパーティクルフィルタを用いた短時間かつ高精度の線源位置推定手法の構築に取り組んでいる。

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

当初の計画通りに進展している。

今後の研究の推進方策

2024年度は、ロボットの転倒可能性を考慮した移動経路の生成手法を検討する。また、構築した提案システムの有効性を評価するため、実機による検証実験を行う。

次年度使用額が生じた理由

次年度消耗品の購入に使用する予定である。

  • 研究成果

    (2件)

すべて 2024 2023

すべて 学会発表 (2件) (うち国際学会 1件)

  • [学会発表] Path Planning for Identification of Radiation Source Using Mobile Robot with Directional Gamma-ray Detector2024

    • 著者名/発表者名
      Hanwool Woo
    • 学会等名
      2024 IEEE/SICE International Symposium on System Integration (SII2024)
    • 国際学会
  • [学会発表] 未知の放射線源に関する自律探索ロボットの経路計画2023

    • 著者名/発表者名
      高橋 由利花
    • 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(ROBOMECH2023)

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公開日: 2024-12-25  

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