PHSを利用する相互通信機能を備えた自律型除雪・融雪ロボットの試作研究

2000 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 12650241
• Research Institution: Kitami Institute of Technology
• Principal Investigator: 鈴木 聡一郎 北見工業大学, 工学部, 助教授 (30250541)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 尾崎 義治 北見工業大学, 工学部, 教授 (00322884) ; 羽二生 博之 北見工業大学, 工学部, 教授 (70172955) ; 常本 秀幸 北見工業大学, 工学部, 教授 (40003214) ; 熊耳 浩 北見工業大学, 工学部, 助教授 (40205167)
• Keywords: 自律除雪ロボット / プログラム制御 / ビジョンセンサ / ランドマーク / 内部光源 / 拡散板

Research Abstract

当該年度におけるメインテーマは、これまでPHSを用いてオペレータによる遠隔操作を実現してきた除雪ロボットを自律化することである。はじめに、その前段階としてあらかじめオペレータが作業内容を教示することで、通信機能を使用せずロボット単独での除雪作業が可能となるプログラム制御を試みた。その結果、遠隔操作の必要がなくなるものの、雪上ではスリップなど目標軌道から外れる原因となる状況が多いうえ、有効な除雪作業には雪質や路面の凹凸に適応したオーガの姿勢とエンジン回転数の制御が必要となることを明らかにした。そこで、ビジョンセンサを搭載した実験用モデルを製作し、人為的に凹凸を有するスリップしやすい走路を室内に設け、自律走行実験を行った。ランドマークの色情報あるいは形状により命令の種類を認識し、その中心位置座標から距離情報を獲得するアルゴリズムを構築し、プログラム制御と走行精度の比較を行った。その結果、プログラム制御では主として旋回時に大きな誤差を生じ、旋回の度に誤差が累積していくが、ビジョンセンサによる自律走行では旋回時でも補正動作が有効に働き、ほぼ目標通りの走行軌道が得られた。加えて、ロボットによる実際の除雪作業を想定し、夜間の降雪時などでも精度良い認識が可能なランドマークの設計について検討を加えた。このような状況下でマークとロボット間にある程度の距離がある場合でも、マークの背景を黒色塗装した上で内部光源をバックライトとして用い、拡散板と組み合わせることでマークの形状を明確に表示する設計が有効であることを明らかにした。