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

2001 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: 除雪ロボット / 融雪ロボット / PHS / 自律移動 / ビジョンセンサ / 監視システム

Research Abstract

本研究では、社会の高齢化が進む中、積雪寒冷地の冬期において多発する除雪機の操作中に発生する事故を減少し、高齢者や障害者でも安全な除雪作業を可能とすることを目的として、自律型除雪・融雪ロボットを試作し、性能評価することを計画した。このロボットは、安全性確保のためPHSを利用する相互通信機能を有すことが大きな特徴である。
平成12年度は、これまで遠隔操作で制御していた除雪ロボットを自律型に改良することをメインテーマとした。ロボットにビジョンセンサを搭載し、視差を利用した奥行き認識手法を適用してカメラを往復運動させることでランドマークとの距離を計測し、除雪作業を行う制御アルゴリズムを確立した。ランドマークの形状認識により、ロボットは右左折、前後進、停止命令を理解し、オペレータが計画した除雪軌道に従った作業が精度良く実現出来ることを実験により検証した。さらに、LEDの発光を利用して夜間や降雪時でも形状が明確に認識できるランドマークの設計を明らかにした。
平成13年度は、相互通信機能を利用した安全性の向上と融雪システムの検討をメインテーマとした。屋外のさまざまな状況下では、ロボットに搭載したセンサの誤作動が多発してしまうため、新たにビデオカメラとコンピュータを組み合わせた自動監視システムを開発し、その有効性を検証した。このシステムにより、未来の危険性を予測することが可能となり、人や動物、車などの移動物体との近接や衝突を未然に防ぐことが可能となった。融雪システムについては、従来から使用されている灯油ボイラを利用した融雪機の効率を定量的に評価し、より高効率が期待できるバブルジェットによる槽内攪拌を利用した融雪システムを試作し、性能評価実験を行った。当初は、除雪ロボットがこの融雪槽を牽引しながら作業を自律的に行う予定であったが、姿勢制御と安全性の確保に問題が生じたため、融雪槽は固定設置型とした。
以上の成果は平成13年度に行われた、2件の国際会議で発表した。

Research Products

• [Publications] S.Suzuki, H.Kumagami, H.Tsunemoto, H.Haniu: "Experiment of a practical automatic snowplow"Preprint of The Fourth IFAC Symposium on Intelligent Autonomous Vehicles. 225-229 (2001)
• [Publications] S.Suzuki, H.Kumagami, H.Haniu, H.Tsunemoto: "Experimental study on practical automatic snowplows"Proceedings of the International Conference on Control, Automation and Systems. 1201-1205 (2001)