確率的モデリングと逐次的意思決定を連成した天体探査ロボットの自律移動の実現

随机建模与序列决策耦合实现天文探测机器人自主运动

• 批准号: 22KJ2725
• 负责人: 遠藤 正文
• 金额: $ 1.6万
• 依托单位: Keio University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2023
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2023-03-08 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22KJ2725/
• 关键词: 自律移動システム; 経路計画; 環境理解; 確率的モデリング; 機械学習; 月惑星探査; ロボティクス

本研究では、軟弱地盤でローバに生じる車輪スリップを逐次的に学習しながら環境に潜在するリスクへの頑健性を向上する、未知環境適応型自律移動システムを構築することを目的とする。この実現に向けて、本年度は以下の研究課題に取り組んだ。まず、ローバの走行不能状態（スタック）を引き起こす車輪スリップを予測対象として、スリップモデルの学習を行うための能動的環境探索手法を構築した。ガウス過程回帰で予測される同モデルの予測精度向上を目的とした環境探索を情報量最大化経路計画問題として定式化した。そして同問題において、スタックに陥らずスリップが生じうる地形を探索するという条件を確率的制約に基づき適用し、連続空間上で情報量が最大となる経路を探索するプランナーを実装した。シミュレーション環境にて、提案手法に基づきローバが安全かつ効果的にスリップの逐次学習を行うことを確認し、能動的なスリップモデル学習の有効性を明らかにした。また上記に加えて、火星など複数地形が散在する不整地環境下における、機械学習と経路計画を融合したアルゴリズムの研究を実施した。決定論的な学習モデルに生じる予測誤りに対処するため、スリップの予測結果を確率的に表現し、確率分布から統計的指標を算出して経路計画のコストを推定した。シミュレーション環境において実験を行い、提案手法が既存のアプローチと比較してより安全かつ効率的なナビゲーションを実現することを示した。

The purpose of this study is to study the potential health problems in the environment, the potential health, health, health and health in this study. We are looking forward to the following research projects this year. The practice of environmental exploration is based on the use of environmental exploration techniques that can be used to explore the environment. In the course of the process, we will make sure that the accuracy is improved. We will explore the environment, maximize the amount of information, and customize the road planning problems. With the same problem, we need to know how to determine the accuracy of the conditions for the exploration of the terrain, the maximum amount of information in the space, and the route to explore the equipment. In order to improve the environment and the methods of proposal, the safety results of the environmental protection and proposal methods have been studied one by one, one by one. The complex topography of Mars is scattered in the environment of irregular earth preparation, and the road plan of mechanical engineering is integrated. The research of the research is carried out. The students of the decision theory are required to measure the accuracy of the results, and the indicators of the statistics of the accuracy distribution are used to calculate the road plan and the presumption of the road plan. In the case of environmental protection, the existing business and proposal methods have been used to compare the rate of safety and safety in the environment.

项目成果

Active Traversability Learning via Risk-aware Information Gathering for Planetary Exploration Rovers

通过行星探索漫游车的风险意识信息收集进行主动可穿越性学习

• DOI: 10.1109/lra.2022.3207554
• 发表时间: 2022
• 期刊: IEEE Robotics and Automation Letters
• 影响因子: 5.2
• 作者: Masafumi Endo;Genya Ishigami
• 通讯作者: Genya Ishigami

Risk-aware Path Planning via Probabilistic Fusion of Traversability Prediction for Planetary Rovers on Heterogeneous Terrains

通过概率融合可穿越性预测的行星漫游器在异质地形上的风险感知路径规划

• 发表时间: 2023
• 期刊: Proceedings of IEEE International Conference on Robotics and Automation
• 作者: Masafumi Endo;Tatsunori Taniai;Ryo Yonetani;Genya Ishigami
• 通讯作者: Genya Ishigami