分散センシングによる農業用ロボットの障害物回避アルゴリズムの開発

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農業用ロボットが人間と協調作業を行う状況において、人間に安全であり、かつロボットにとって効率の良い作業が行えるロボットシステムの開発を目的とし、超音波センサ、赤外線センサによる人間検出のセンシングシステムの検討を行った。両センサの指向角や検出距離などの基本特性を把握し、ロボットへの配置方法や検出アルゴリズムなどを検討した。超音波センサに関しては、固定した状態では小さな範囲しか検出できないため、センサをパルスモータで旋回させることで、広範囲の検出範囲を得ることとした。これらをロボットの周囲に4組装着し、連続して180度往復旋回させることで、半径約3m以内に存在する人間の距離を検出できた。また距離データのサンプリング時間とモータの角度から、移動中の人間の位置や移動方向も逐次検出することが可能であった。散布作業を想定した実験においては、超音波センサで対象物と散布ノイズ間の距離を検出し、散布距離を一定に保ちながらマニピュレータを移動させる制御が可能であった。赤外線センサに関しては、指向角が充分広く、移動している人間を広範囲で充分認識できたが、静止した人間の検出が困難であったため、センサの視野を絞り、モータで旋回させる方法を用いた。背景および人間に対するセンサの出力電圧を比較することで、人間の存在する方向を確実に検出することが可能であった。以上のことより、赤外線センサによって人間の存在とその方向を検出し、超音波センサで人間や障害物の距離や移動方向を検出することが可能であるという結果が得られた。今後の課題として、センシングシステムとロボットの制御方法とのインターフェイスの検討が残された。