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2016 年度 実績報告書

センシング誤差と移動誤差の理論的統計モデル構築によるSLAMの本質的精度向上

研究課題

研究課題/領域番号 26420408
研究機関北海道大学

研究代表者

江丸 貴紀  北海道大学, 工学研究院, 准教授 (30440952)

研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2017-03-31
キーワード知能ロボティックス / SLAM
研究実績の概要

本研究は移動ロボットの「センシングされた信号に混入する雑音」「ロボットが移動する際の誤差」双方についてモデル化を行い,モデル化された誤差の統計的特徴に基づく理論的な地図作成および自己位置同定のアルゴリズムを構築することにより,ロボットが自己位置同定と地図作成を同時に行うための手法であるSLAMの精度を向上させることを目的としたものである。当該年度は一昨年度,昨年度に得られた研究成果を視覚センサに適用する,さらには実環境において検証を行うことにより提案手法を実装したSLAMのロバスト性について検証を実施した。
まず視覚センサについては3次元情報を得ることができるkinectセンサを用いた研究を進めることにより,3次元情報に対しても提案手法が有効であることを明らかにした。また,最近研究が進んでいる深層学習(ディープラーニング)にも取り組み,特徴点を得ることが難しいことからこれまでSLAMの適用が難しかった屋外環境においてSLAMの適用を試みた。その結果,深層学習を適用することによってSLAMに必要な特徴点を得るための基礎的な成果は得られたが,様々な環境におけるロバストな認識を実現するためには更なる精度の向上が必要であることが分かった。また実環境における検証については農業環境・林業環境における実験を実施し,これらの環境における提案手法の適用可能性について検討を行った。これは我々がこれまでにターゲットとしてきた人工構造物で構成される環境とは異なり,ロボットが移動する際の誤差もフィールドの状況によって大きく異なり,また植物を測定の対象とする場合は特徴点に関する情報が時々刻々と変化するという難しさがある。このように様々な環境・状況下を統一的に扱うことが困難ではあるが,深層学習の適用によりロバストに特徴点を抽出することができる可能性を明らかにした。

  • 研究成果

    (22件)

すべて 2017 2016

すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 6件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (16件) (うち国際学会 7件)

  • [雑誌論文] Local-Behavior Determination for an Omnidirectional Mobile Robot using an Integration-Type Sonar Ring2016

    • 著者名/発表者名
      Takanori Emaru, Hiroki Sato and Yukinori Kobayashi
    • 雑誌名

      Journal of Research and Applications in Mechanical Engineering

      巻: 4-1 ページ: 58-67

    • 査読あり
  • [雑誌論文] PSO-based leg-loss identification method for legged robots2016

    • 著者名/発表者名
      Sarun Chattunyakit, Yunikinori Kobayashi and Takanori Emaru
    • 雑誌名

      Journal of Research and Applications in Mechanical Engineering

      巻: 4-1 ページ: 46-57

    • 査読あり
  • [雑誌論文] On a Hopping-points SVD and Hough Transform-based Line Detection Algorithm for Robot Localization and Mapping2016

    • 著者名/発表者名
      Abhijeet Ravankar, Ankit Ravankar, Yohei Hoshino, Takanori Emaru and Yukinori Kobayashi
    • 雑誌名

      International Journal of Advanced Robotic Systems

      巻: 13-3 ページ: 1-15

    • DOI

      10.5772/63540

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Avoiding blind leading the blind: Uncertainty integration in virtual pheromone deposition by robots2016

    • 著者名/発表者名
      Abhijeet Ravankar, Ankit A Ravankar, Yukinori Kobayashi and Takanori Emaru
    • 雑誌名

      International Journal of Advanced Robotic Systems

      巻: 13-6 ページ: 1-16

    • DOI

      10.1177/1729881416666088

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] SHP: Smooth Hypocycloidal Paths with Collision-free and Decoupled Multi-robot Path Planning2016

    • 著者名/発表者名
      Abhijeet Ravankar, Ankit A Ravankar, Yukinori Kobayashi and Takanori Emaru
    • 雑誌名

      International Journal of Advanced Robotic Systems

      巻: 13-3 ページ: 1-21

    • DOI

      10.5772/63458

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] On a Bio-Inspired Hybrid Pheromone Signalling for Efficient Map Exploration of Multiple Mobile Service Robots2016

    • 著者名/発表者名
      Abhijeet Ravankar, Ankit A. Ravankar, Yukinori Kobayashi, Takanori Emaru
    • 雑誌名

      Artificial Life and Robotics

      巻: 21 ページ: 221-231

    • DOI

      10.1007/s10015-016-0279-4

    • 査読あり
  • [学会発表] UAV 搭載シングルカメラによる3 次元マップ構築およびスケール決定2017

    • 著者名/発表者名
      青山佳樹,Ravankar Ankit,江丸貴紀,小林幸徳
    • 学会等名
      第49回計測自動制御学会北海道支部学術講演会
    • 発表場所
      北海道大学(札幌市)
    • 年月日
      2017-02-22 – 2017-02-23
  • [学会発表] 葉を特徴点として利用した実環境における農作物の検出・判別システムの提案2017

    • 著者名/発表者名
      影山藍,江丸貴紀,小林幸徳,ラワンカルアンキット
    • 学会等名
      第9回北海道ロボット技術研究専門委員会学術講演会
    • 発表場所
      北海道大学(札幌市)
    • 年月日
      2017-02-22 – 2017-02-23
  • [学会発表] マルチロボットシステムにおけるグラフ理論を用いたタスク計画2017

    • 著者名/発表者名
      木下拓,江丸貴紀,小林幸徳,ラワンカルアンキット
    • 学会等名
      第9回北海道ロボット技術研究専門委員会学術講演会
    • 発表場所
      北海道大学(札幌市)
    • 年月日
      2017-02-22 – 2017-02-23
  • [学会発表] 林業フィールドにおける樹木の認識と自己位置推定2017

    • 著者名/発表者名
      長井一弘,江丸貴紀,小林幸徳,ラワンカルアンキット
    • 学会等名
      第9回北海道ロボット技術研究専門委員会学術講演会
    • 発表場所
      北海道大学(札幌市)
    • 年月日
      2017-02-22 – 2017-02-23
  • [学会発表] ステアリング機構を有する移動ロボット除草システムの開発2017

    • 著者名/発表者名
      小保内弘毅,江丸貴紀,小林幸徳,ラワンカルアンキット
    • 学会等名
      第9回北海道ロボット技術研究専門委員会学術講演会
    • 発表場所
      北海道大学(札幌市)
    • 年月日
      2017-02-22 – 2017-02-23
  • [学会発表] A Geometric Path Smoother for Mobile Robots2016

    • 著者名/発表者名
      Abhijeet Ravankar, Ankit A. Ravankar, Yukinori Kobayashi, Takanori Emaru
    • 学会等名
      12th HU-SNU Joint Symposium on Mechanical and Aerospace Engineering
    • 発表場所
      北海道大学(札幌市)
    • 年月日
      2016-12-19 – 2016-12-20
    • 国際学会
  • [学会発表] Evaluation of Positioning Control System using Relative Displacement Observer for Precise Positioning Stages2016

    • 著者名/発表者名
      Hironori Ogawa, Yukinori Kobayashi, Kogen Kageyama, Takanori Emaru and Masaki Odai
    • 学会等名
      IEEE/SICE International Symposium on System Integration
    • 発表場所
      札幌コンベンションセンター(札幌市)
    • 年月日
      2016-12-13 – 2016-12-15
    • 国際学会
  • [学会発表] Mapping of Pier Substructure Using UAV2016

    • 著者名/発表者名
      Masaru Sakuma, Yukinori Kobayashi, Takanori Emaru and Ankit Ravankar
    • 学会等名
      IEEE/SICE International Symposium on System Integration
    • 発表場所
      札幌コンベンションセンター(札幌市)
    • 年月日
      2016-12-13 – 2016-12-15
    • 国際学会
  • [学会発表] Adaptive Control for Omni-directional Wheel Robot2016

    • 著者名/発表者名
      Kota Kawamura, Takanori Emaru, Yukinori Kobayashi and Ankit Ravankar
    • 学会等名
      IEEE/SICE International Symposium on System Integration
    • 発表場所
      札幌コンベンションセンター(札幌市)
    • 年月日
      2016-12-13 – 2016-12-15
    • 国際学会
  • [学会発表] 3D Map-building from RGB-D Data Considering Noise Characteristics of Kinect2016

    • 著者名/発表者名
      Takahiro Yamaguchi, Takanori Emaru, Yukinori Kobayashi and Ankit Ravankar
    • 学会等名
      IEEE/SICE International Symposium on System Integration
    • 発表場所
      札幌コンベンションセンター(札幌市)
    • 年月日
      2016-12-13 – 2016-12-15
    • 国際学会
  • [学会発表] Low-Cost IMU Calibration and Alignment2016

    • 著者名/発表者名
      Jixin Lv, Ankit Ravankar, Yukinori Kobayashi and Takanori Emaru
    • 学会等名
      IEEE/SICE International Symposium on System Integration
    • 発表場所
      札幌コンベンションセンター(札幌市)
    • 年月日
      2016-12-13 – 2016-12-15
    • 国際学会
  • [学会発表] 二重シェル構造を有する鉄道車体の振動解析2016

    • 著者名/発表者名
      三津橋直也,小林幸徳,江丸貴紀,山本克也
    • 学会等名
      日本機械学会第25回交通・物流部門大会(TRANSLOG 2016)
    • 発表場所
      東京大学生産技術研究所(東京都目黒区)
    • 年月日
      2016-11-30 – 2016-12-02
  • [学会発表] Path smoothing extension for various robot path planners2016

    • 著者名/発表者名
      Abhijeet Ravankar, Ankit A. Ravankar, Yukinori Kobayashi, Takanori Emaru
    • 学会等名
      16th International Conference onControl, Automation and Systems (ICCAS)
    • 発表場所
      Gyeongju, Korea
    • 年月日
      2016-10-16 – 2016-10-19
    • 国際学会
  • [学会発表] 回転チェーン系における非線形摩擦特性のプロクシを用いた緩和と数値的安定性2016

    • 著者名/発表者名
      高橋成光,小林幸徳,江丸貴紀
    • 学会等名
      日本機械学会2016年度年次大会
    • 発表場所
      九州大学伊都キャンパス(福岡市)
    • 年月日
      2016-09-11 – 2016-09-14
  • [学会発表] A Multi-Robot Path Planning Scheme and Management based on Power Availability2016

    • 著者名/発表者名
      Abhijeet Ravankar, Ankit A. Ravankar, Yukinori Kobayashi, Takanori Emaru
    • 学会等名
      ロボティクス・メカトロニクス講演会ROBOMECH2016
    • 発表場所
      パシフィコ横浜(横浜市)
    • 年月日
      2016-06-08 – 2016-06-11
  • [学会発表] Clustering Based Line Detection in Noisy Datasets2016

    • 著者名/発表者名
      Ankit A. Ravankar, Abhijeet Ravankar, Yukinori Kobayashi, Takanori Emaru
    • 学会等名
      ロボティクス・メカトロニクス講演会ROBOMECH2016
    • 発表場所
      パシフィコ横浜(横浜市)
    • 年月日
      2016-06-08 – 2016-06-11

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公開日: 2018-01-16  

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