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2014 年度 実績報告書

移動ロボット向けソフトコンピューティングライブラリの開発

研究課題

研究課題/領域番号 24500288
研究機関甲南大学

研究代表者

田中 雅博  甲南大学, 知能情報学部, 教授 (70163574)

研究分担者 和田 昌浩  甲南大学, 知能情報学部, 准教授 (80330405)
梅谷 智弘  甲南大学, 知能情報学部, 准教授 (10397630)
研究期間 (年度) 2012-04-01 – 2015-03-31
キーワード移動ロボット / センサー / ソフトコンピューティング / ファジィ制御 / 路面検知
研究実績の概要

本研究課題では、移動ロボットに必要なソフトウェアにおいて、特に、ソフトコンピューティングを応用することを目的として開発し、テストを経て、ライブラリ化するという目的を持っている。
認識においては、(1)自己位置推定、および(2)路面検知を軸にして取り組んだ。まず、自己位置推定に関しては、レーザー距離センサーを用いて、研究グループの属する大学の2つの屋外キャンパスエリアにおいて、あらかじめ作成する建物などが描かれているマップをもとにして、ガラス張りという特殊な環境においても自己位置推定がほぼ完全に行えるようになった。次に、路面検知については、キネクトのような深度センサーと呼ばれるセンサーを用いることを基本とするアルゴリズム群を開発した。我々の使用しているSegway RMPのような台車ロボットの場合、加速・減速に際してボディが前後に揺れるため、路面検知がそのままでは困難となる。その点に対して、2つの方針からアルゴリズムの検討を行ってきた。1つは、センサをパンチルト雲台の上に載せ、ピッチ角をそれにより補完することで、視点を一定に保つ方法を採った。もう1つは、センサの姿勢の表現にオイラー角を用い、高さと2つの角度パラメータを、測定距離データよりロバストに推定し、それを再度データに適用することにより、路面上にない点を検出するというアルゴリズムを考案した。このアルゴリズムは移動ロボットのみならずシニアカーや歩行者などにも応用可能であり、特許出願している。
ロボットの制御に関しては、ファジィ制御によるアルゴリズムをベースに置いて実装した。これにより、現在地からゴールに向け、比較的簡単に経路選択および障害物回避などを行いながら、移動できることを実証した。
これらのアルゴリズムは、アルゴリズムを記載した説明をホームページで一般公開しており、リクエストに対応して提供できる態勢になっている。

  • 研究成果

    (22件)

すべて 2015 2014 その他

すべて 雑誌論文 (9件) (うち謝辞記載あり 9件、 査読あり 8件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (12件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] 無線LAN信号強度を利用した屋内環境における状態変化検出の検討2015

    • 著者名/発表者名
      梅谷智弘,澤田祐志,田村祐一
    • 雑誌名

      システム制御情報学会論文誌

      巻: 28 ページ: 140-147

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] An Improved Detection Method of the Surface of a Road using a Depth Sensor for Mobile Robots2015

    • 著者名/発表者名
      Naoki Hatakeyama, Masahiro Takimura, Masahiro Wada and Masahiro Tanaka
    • 雑誌名

      Proc. of 2015 RISP International Workshop on Nonlinear Circuits, Communications and Signal Processing

      巻: 2015 ページ: 41-44

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] キャンパスロボットKoRoの開発 -4年目の進捗状況-2014

    • 著者名/発表者名
      田中雅博,和田昌浩,梅谷智弘,伊藤稔
    • 雑誌名

      Mem, Konan Univ., Intelli. & Inform. Ser.

      巻: 2014 ページ: 95-109

    • 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Detection of surface of the road using depth sensor on the Pan-Tilt Unit for an inverted pendulum mobile robot2014

    • 著者名/発表者名
      T. Matsuda, N. Hatakeyama, M. Takimura, M. Wada, M. Tanaka, T. Umetani and M. Ito
    • 雑誌名

      Proc. of the 45th International Symposium on Stochastic Systems Theory and Its Applications

      巻: 45 ページ: 389-394

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Target tracking for networked moving camera using unsynchronous multiple sensor data2014

    • 著者名/発表者名
      T. Umetani, M. Tanaka, M. Wada and M. Ito
    • 雑誌名

      Proc. of the 45th International Symposium on Stochastic Systems Theory and Its Applications

      巻: 45 ページ: 29-33

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Parameter estimation of mixture PDF model for mobile robots by EM algorithm2014

    • 著者名/発表者名
      M. Tanaka, M. Wada, T. Umetani and M. Ito
    • 雑誌名

      Proc. of the 45th International Symposium on Stochastic Systems Theory and Its Applications

      巻: 45 ページ: 381-388

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Indoor Localization for Augmented Reality Aided Operation and Maintenance System based on Sensor Data Integration2014

    • 著者名/発表者名
      Tomohiro Umetani, Susumu Yamane and Yuichi Tamura
    • 雑誌名

      Plasma and Fusion Research

      巻: 9(3406054) ページ: 1-4

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] A Keypoint Detector by a Depth Sensor2014

    • 著者名/発表者名
      Hirofumi Kaku and Masahiro Tanaka
    • 雑誌名

      Proc. of 2014 International Workshop on Nonlinear Circuits, Communications and Signal Processing

      巻: 2014 ページ: pp.381-384

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Surface Detection in a View of a Depth Sensor2014

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

      Proc. of 2014 International Workshop on Nonlinear Circuits, Communications and Signal Processing

      巻: 2014 ページ: pp.385-388

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] 屋外環境での自律移動型ロボットにおけるオクルージョンを考慮した人物追跡2015

    • 著者名/発表者名
      吉岡一樹、田中雅博
    • 学会等名
      ロボティクス・メカトロニクス講演会2015 in Kyoto
    • 発表場所
      京都市勧業館(京都市左京区)
    • 年月日
      2015-05-17 – 2015-05-19
  • [学会発表] Kinectによるラジオ体操採点システムの試作と評価2014

    • 著者名/発表者名
      野々口誠人,田中雅博
    • 学会等名
      第15回計測自動制御学会システムインテグレーション部門講演会
    • 発表場所
      東京ビッグサイト(東京都江東区)
    • 年月日
      2014-12-15 – 2014-12-17
  • [学会発表] 無線LAN信号の強度計測を利用した環境の状態変化検出2014

    • 著者名/発表者名
      梅谷智弘,田村祐一
    • 学会等名
      第15回計測自動制御学会システムインテグレーション部門講演会
    • 発表場所
      東京ビッグサイト(東京都江東区)
    • 年月日
      2014-12-15 – 2014-12-17
  • [学会発表] 画像と距離情報を統合した屋外点検用3次元地図生成の検討2014

    • 著者名/発表者名
      梅谷智弘,入江真也,田村祐一
    • 学会等名
      第57回自動制御連合講演会
    • 発表場所
      伊香保(群馬県渋川市)
    • 年月日
      2014-11-10 – 2014-11-12
  • [学会発表] Robust Nonlinear Kalman Filter and Its Application to Pose Estimation by Using a Mobile Depth Sensor2014

    • 著者名/発表者名
      M. Tanaka and H. Kaku
    • 学会等名
      The 46th ISCIE International Symposium on Stochastic Systems Theory and Its Applications
    • 発表場所
      京都工芸繊維大学(京都市左京区)
    • 年月日
      2014-11-01 – 2014-11-02
  • [学会発表] 深度センサを用いた路面検知の倒立振子型移動ロボットへの応用2014

    • 著者名/発表者名
      畠山直樹、瀧村昌弘、和田昌浩
    • 学会等名
      電子情報通信学会 2014年度ソサイエティ大会講演論文集
    • 発表場所
      徳島大学(徳島市)
    • 年月日
      2014-09-23 – 2014-09-26
  • [学会発表] 倒立振子型移動ロボットと複数のセンサによる人物検知と追跡方法の研究2014

    • 著者名/発表者名
      瀧村昌弘、畠山直樹、和田昌浩
    • 学会等名
      電子情報通信学会 2014年度ソサイエティ大会講演論文集
    • 発表場所
      徳島大学(徳島市)
    • 年月日
      2014-09-23 – 2014-09-26
  • [学会発表] ファジィ制御を用いた屋外移動ロボット2014

    • 著者名/発表者名
      大畔裕,田中雅博
    • 学会等名
      第32回日本ロボット学会学術講演会
    • 発表場所
      九州産業大学(福岡市東区)
    • 年月日
      2014-09-04 – 2014-09-06
  • [学会発表] 特異スペクトル変換を利用した無線LAN信号強度による屋内環境の状態変化検出2014

    • 著者名/発表者名
      梅谷智弘,田村祐一
    • 学会等名
      第32回日本ロボット学会学術講演会
    • 発表場所
      九州産業大学(福岡市東区)
    • 年月日
      2014-09-04 – 2014-09-06
  • [学会発表] Kinectを用いたラジオ体操自動評価システムにおける手の追跡2014

    • 著者名/発表者名
      野々口誠人,田中雅博
    • 学会等名
      ロボティクス・メカトロニクス講演会2014 in Toyama
    • 発表場所
      富山国際会議場(富山市)
    • 年月日
      2014-05-25 – 2014-05-28
  • [学会発表] デプスセンサによる姿勢推定と周囲環境認識2014

    • 著者名/発表者名
      田中雅博
    • 学会等名
      第58回システム制御情報学会研究発表講演会
    • 発表場所
      京都テルサ(京都市南区)
    • 年月日
      2014-05-21 – 2014-05-23
  • [学会発表] 無線LAN信号強度の変化を利用した屋内環境における状態変化検出の検討2014

    • 著者名/発表者名
      梅谷智弘,澤田祐志,田村祐一
    • 学会等名
      第58回システム制御情報学会研究発表講演会
    • 発表場所
      京都テルサ(京都市南区)
    • 年月日
      2014-05-21 – 2014-05-23
  • [備考] 科研(田中雅博研究室)

    • URL

      http://carnation.is.konan-u.ac.jp/kaken.html

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公開日: 2016-06-01  

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