火山探査移動観測ステーションの遠隔制御および地形の遺動計測に関する研究

本研究は,特定領域研究「火山爆発のダイナミックス」A04班において開発されている火山探査移動観測ステーションMOVE(火口移動探査ロボット)に関して,ロボット工学の立場から,1.遠隔制御技術の開発ならびに,2.地形の移動計測技術の確立を目指している.これらを実現することで,観測対象である火山火口周辺の詳細な3次元地形図を獲得し,火山爆発のダイナミクスの理解に寄与することを目指して研究開発を行った.上述の目標を実現するため,ロボットの遠隔操作ならびに地形マッピングのためのセンサシステムを開発した.このセンサは,全方位カメラ,レーザレンジセンサ,回転テーブルおよび,吊り下げ機構から構成される.全方位カメラは,ロボットが走行中,周囲の画像情報を逐次オペレータに送信することが可能である.また,ロボットが停止中,レーザレンジセンサを搭載した回転テーブルを回転し,360度の距離情報を獲得することで,三次元メッシュ状の地形データを獲得することができる.さらに,不整地において,ロボットが傾いたときにも,センサ自身が常に水平を保つ機能を実現するため,このセンサをパッシブなジョイントで吊り下げた.製作したセンサの評価を行うため,平成18年5月に伊豆大島三原山において実施された移動探査ロボットMOVEの走行実験において,データ取得実験を行った.製作したセンサを用いて,MOVEの移動経路に沿って,三原山登山道および火口付近の三次元地形データを獲得することができた.また,取得データのオフライン処理として,複数地点で獲得した三次元地形データを統合し,任意の視点から環境表示を行うオペレータ・インターフェース技術を開発した.フィールドでの実用化のためには,信頼性の高い無線通信技術が重要であることも明らかとなった.

本研究は,特定領域研究「火山爆発のダイナミックス」A04班において開発されている火山探査移動観測ステーションMOVE(火口移動探査ロボット)に関して,ロボット工学の立場から,1.遠隔制御技術の開発ならびに,2.地形の移動計測技術の確立を目指している.これらを実現することで,観測対象である火山火口周辺の詳細な3次元地形図を獲得し,火山爆発のダイナミクスの理解に寄与することを目指して研究開発を行った.上述の目標を実現するため,ロボットの遠隔操作ならびに地形マッピングのためのセンサシステムを開発した.このセンサは,全方位カメラ,レーザレンジセンサ,回転テーブルおよび,吊り下げ機構から構成される.全方位カメラは,ロボットが走行中,周囲の画像情報を逐次オペレータに送信することが可能である.また,ロボットが停止中,レーザレンジセンサを搭載した回転テーブルを回転し,360度の距離情報を獲得することで,三次元メッシュ状の地形データを獲得することができる.さらに,不整地において,ロボットが傾いたときにも,センサ自身が常に水平を保つ機能を実現するため,このセンサをパッシブなジョイントで吊り下げた.製作したセンサの評価を行うため,平成18年5月に伊豆大島三原山において実施された移動探査ロボットMOVEの走行実験において,データ取得実験を行った.製作したセンサを用いて,MOVEの移動経路に沿って,三原山登山道および火口付近の三次元地形データを獲得することができた.また,取得データのオフライン処理として,複数地点で獲得した三次元地形データを統合し,任意の視点から環境表示を行うオペレータ・インターフェース技術を開発した.フィールドでの実用化のためには,信頼性の高い無線通信技術が重要であることも明らかとなった.