瓦礫環境を探査するロボットの位置同定と環境地図作成に関する研究

探索碎石环境的机器人位置识别与环境测绘研究

• 批准号: 17700193
• 负责人: 大野 和則
• 金额: $ 2.3万
• 依托单位: Tohoku University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2005
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2005 至 2007
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-17700193/
• 关键词: 3次元地図構築; 3次元SLAM; 6次元の自己位置推定; 3次元レーザースキャナ; 一様で密な3次元計測; レスキューロボット; クローラロボット; 密な形状復元; 小型3次元スキャナー; SLAM; 3次元距離画像センサ; 三次元地図構築; 小型三次元スキャナー; 三次元距離画像センサ

本研究は,レスキューロボットを対象とした瓦礫環境におけるロボット位置姿勢の同定と環境地形図作成を同時に行う枠組み(3次元SLAM)の構築を目的とする.本研究では災害地図をレーザー測域センサで計測した瓦礫の3次元形状をICPアルゴリズムなどの対応付け手法を用いて順次つなぎあわせることで構築する.また,不確実性をもった瓦礫環境において安定した地図構築を実現可能な枠組みの開発も目指す.具体的には以下のことを行う.1,瓦礫の3次元形状を利用したSLAMの構築2,多様なロボットを対象とした処理の汎用性と高速化3,実時間で起こる環境の変化を許容できる枠組みの導入平成17〜19年度で,各課題を以下のように実現した.課題1:暗闇でも正確な形状を計測が可能なレーザーを用いて,3次元形状を計測する3次元スキャナーを構築した.3次元計測時のレーザー軌跡を新規開発のクロススキャン方式にすることで,広範囲の均一で密な3次元形状の計測を可能とした.計測した3次元形状を,ロボットの移動量を初期値として,重力の制約条件を付加したICPアルゴリズムを用いてつなぎ合わせることで3次元の地図構築を実現した.課題2:ロボットの移動量を,レザー測域センサなどの外界センサを用いて推定する方法,オドメトリ,ジャイロなどの内界センサを用いて推定する方法を開発し,移動体に依存しない位置推定手法を開発した.課題3:新型のクロススキャン方式では,移動物体の存在する環境内の静止した物体の3次元計測のみを計測可能である.これにより,移動物体の存在する3次元空間内の壁などの静止物体のみを計測し,3次元地図を構築することが可能となった.地下3階建ての仙台地下鉄で提案手法を用いた3次元地図構築実験を行い,提案手法の有効性を確認した.

This study aims to construct a three-dimensional SLAM (3D SLAM) simultaneously with the construction of a stable environment and terrain. In this study, the three-dimensional shape of debris was measured and constructed in sequence. In addition, it is possible to organize and develop projects in an uncertain and stable environment. The specific issues are as follows: 1. Utilization of three-dimensional shapes of rubble; 2. Multi-dimensional objects; 3. Universal applicability of image processing; and 3. Implementation of environmental changes in time. Topic 1: How to measure the correct shape of the dark object in the dark object? How to measure the shape of the dark object in the dark object? How to measure the shape of the dark object in the dark object in the dark object? How to measure the shape of the dark object in the dark object? How to measure the shape in the dark object in the dark object? How to measure the shape in the dark object? How to measure the shape in the dark object in the dark object in Measure the initial value of the 3D shape, the movement amount of the object, and the constraint condition of gravity. Topic 2: A method for estimating the amount of movement of a mobile object, a method for estimating the amount of movement of the mobile object, and a method for estimating the amount of movement of the mobile object. Topic 3: New methods of measuring static objects in an environment where a moving object exists. The existence of moving objects in three-dimensional space and the measurement of stationary objects in three-dimensional space are possible. The proposal method for the three-level underground construction of the Sendai Subway was used. The three-dimensional underground construction was implemented, and the effectiveness of the proposal method was confirmed.

项目成果

小型三次元スキャナーを用いた三次元地図構築

使用小型 3D 扫描仪构建 3D 地图

• 发表时间: 2006
• 期刊: 第11回ロボティクスシンポジア講演論文集 (印刷中)
• 作者: 大野和則;田所諭
• 通讯作者: 田所諭

Dense 3D map building based on LRF data and color image fusion

• DOI: 10.1109/iros.2005.1545235
• 发表时间: 2005-12
• 期刊: 2005 IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems
• 作者: K. Ohno;S. Tadokoro

On-Rubble Robot System in DDT Project

DDT 项目中的碎石机器人系统

• 发表时间: 2007
• 期刊: Proceedings of IEEE/RSJ Int'l Conf. on Intelligent Robots and SystemsWS
• 作者: Fumitoshi Matsuno;Takashi Tsubouchi;Shigeo Hirose;Iwaki Akiyama;Takao Inoh;Michele Guarnieri;Kenji Kawas hima;Takahiro Sasaki;Naoji Shiroma;Tetsushi Kamegawa;Kazunori Ohno;Satoshi Tadokoro;Noritaka Sato;Hideyuki Tsukagoshi;Masashi Sasaki;At
• 通讯作者: At

小型三次元スキャチーを用いた三次元地図構築

使用小型 3D 散点构建 3D 地图

• 发表时间: 2006
• 期刊: 第11回ロボテイクスシンポジア講演予稿集 1
• 作者: Fumitoshi Matsuno;Takashi Tsubouchi;Shigeo Hirose;Iwaki Akiyama;Takao Inoh;Michele Guarnieri;Kenji Kawas hima;Takahiro Sasaki;Naoji Shiroma;Tetsushi Kamegawa;Kazunori Ohno;Satoshi Tadokoro;Noritaka Sato;Hideyuki Tsukagoshi;Masashi Sasaki;At;Kazunori Ohno;Y.Yokokohji;F.Matsuno;大野和則
• 通讯作者: 大野和則

Guidelines for Human Interface Design of Rescue Robots

救援机器人人机界面设计指南

• 发表时间: 2006
• 期刊: Proceedings of IEEE SICE-ICCAS
• 作者: Fumitoshi Matsuno;Takashi Tsubouchi;Shigeo Hirose;Iwaki Akiyama;Takao Inoh;Michele Guarnieri;Kenji Kawas hima;Takahiro Sasaki;Naoji Shiroma;Tetsushi Kamegawa;Kazunori Ohno;Satoshi Tadokoro;Noritaka Sato;Hideyuki Tsukagoshi;Masashi Sasaki;At;Kazunori Ohno;Y.Yokokohji
• 通讯作者: Y.Yokokohji