オムニカメラ・GPS・レーザーレーダを融合した次世代電動車椅子に関する研究

点击翻译按钮获取中文摘要

近年、高齢者の増加と電動車いすの普及に伴い、歩行者や車両と電動車椅子の事故が増加しており社会的な問題となっている。信頼でき安全でかつ安心して使用できる自走行可能な車いすの開発は高齢者、障害者のQOL(Quality of Life)を増すことができ社会的意義は極めて大きい。本研究では、高齢者、障害者が使用する電動車いすを想定し、特に屋外環境において自律走行のための自動マップ生成技術の開発と適切な軌道生成アルゴリズムの検討をおこなった。安全性、信頼性を確保するため、複数のセンサ、ディファレンシャルGPS、2次元レーザーレーダ、オムニカメラなどの情報を融合する方法についての基礎研究を行った。1)乗り心地を考慮したクロソイド曲線を用いた自動軌道生成アルゴリズムの開発とその実証乗り心地は、進行方向加速度より横加速の影響の方が大きい点に着目し、横加速度変化を少なくするために、クロソイド曲線を使った自動軌道生成アルゴリズムの開発とその実証を行った。2)特定の人物に自律的に追従可能な知的車両の開発の検討人が複数いる屋外環境を想定し、的確に特定の人物をトラッキング・追従できるアルゴリズムの開発を行った。レーザーレーダとオムニディレクショナルカメラを融合することでより安定した追従が可能となった。3)屋外環境の起伏のある地形における3次元位置特定アルゴリズムの開発DGPSを使うと高精度な3次元位置計測が可能となるが、高さ方向の精度があまりよくない。そこで本研究では、DGPSと加速度センサ、速度計の情報をカスケードタイプのカルマンフィルタにより融合することにより高精度で安定な3次元位置計測法を提案した。4)安全自動走行のための自動トポロジカルマップ生成アルゴリズムの開発レーザーレーダとオムニカメラから得られた情報をもとに、トポロジカルな位置関係を把握し、より安全な走行経路を自動生成するアルゴリズムの提案とその実証を行った。