高精度GPS技術を用いた小型自律飛行ロボットによる情報収集手法の開発

利用高精度GPS技术开发小型自主飞行机器人信息采集方法

• 批准号: 09J02960
• 负责人: 鈴木 太郎
• 金额: $ 1.79万
• 依托单位: Waseda University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2009
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2009 至 2011
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-09J02960/
• 关键词: UAV; GPS; SLAM; リモートセンシング; 位置姿勢; カルマンフィルタ; 姿勢推定

小型自律飛行ロボット(UAV)を用いた情報収集では,災害時の運用や,地形の観測・変化をとらえる上で,地上の三次元地形図の計測が求められる.昨年度から継続して平成23年度は,小型UAVとGPSを用いた,高精度な位置推定手法と,地上の三次元地形図を作成手法の構築とその精度検証を行った.具体的には,GPSを用いた測位の高精度化のために,マルチパスと呼ばれる電波の識別による衛星測位の高精度化手法,また,タイトカップリングと呼ばれるセンサデータの複合手法の研究を行った.タイトカップリングによる複合では,観測量を1つ1つの衛星からの擬似距離,擬似距離変化率とすることで,衛星数が測位計算に必要な4個以下になっても,位置が推定できるという特徴がある.以上の手法を地上試験により評価した結果,マルチパス誤差を低減し,かつ利用性が向上することを確認した.さらに,小型UAVに搭載した単眼カメラから得られる空撮画像とGPS,慣性センサの複合による地上の三次元地形図を自動生成するSLAM(Simultaneous Localization And Mapping)アルゴリズムの構築を行った.この作成した三次元地形図の精度評価として,実環境試験において作成した三次元地形図と,有人航空機におけるレーザ測量結果を比較することで,作成した三次元地形図の精度評価を行った.この結果高さ方向のRMS誤差が1.4mとなり,小型UAVを用いて高精度に地形図が作成できることを確認した.さらに,このようにして小型UAVで収集した上空からの情報を,GIS(Geographic Information System)に統合することで,情報の共有と容易な閲覧を可能とした.

Small autonomous flying vehicles (UAV) are used to collect information, use it during disasters, measure terrain, change terrain, and measure three-dimensional terrain on the ground. In 2003, the small UAV and GPS were used in high precision position estimation method and construction method of three-dimensional terrain on the ground. Specifically,GPS positioning with high precision and high accuracy of radio wave identification, satellite positioning with high precision and high accuracy of radio wave identification, satellite positioning with high accuracy and high accuracy of radio wave identification, satellite positioning with high accuracy and high accuracy. The number of satellites required for positioning calculation is less than 4, and the position is estimated. The above methods are tested on the ground, and the error is reduced, and the utilization is confirmed. In addition, small UAV can be equipped with a single camera, a GPS, an inertial camera, a composite camera, a three-dimensional terrain camera, and a SLAM(Simultaneous Localization And Mapping). The accuracy evaluation of three-dimensional topography is made by comparing the measurement results of manned aircraft with those of environmental tests. The RMS error of the height direction is less than 1.4m, and the small UAV is confirmed by the high precision terrain measurement. The small UAV can collect information from the sky,GIS(Geographic Information System) can collect information from the sky, and it is easy to read.

项目成果

マルチパス判別を複合したタイトカップリングGPS/INS複合航法による移動体位置推定

使用紧耦合 GPS/INS 组合导航和多径辨别的移动物体位置估计

• 发表时间: 2011
• 作者: Atarashi;et al.;Taro Suzuki;鈴木太郎;Taro Suzuki;清水創太;Taro Suzuki;鈴木太郎
• 通讯作者: 鈴木太郎

High-Accuracy GPS and GLONASS Positioning by Multipath Mitigation using Omnidirectional Infrared Camera

使用全向红外摄像头通过多路径缓解实现高精度 GPS 和 GLONASS 定位

• 发表时间: 2011
• 作者: Atarashi;et al.;Taro Suzuki;鈴木太郎;Taro Suzuki;清水創太;Taro Suzuki;鈴木太郎;Taro Suzuki;鈴木太郎;Taro Suzuki
• 通讯作者: Taro Suzuki

Mobile Mapping Systemにおける広域三次元計測のためのレーザスキャナを利用したカメラ外部パラメータの推定

使用激光扫描仪估计相机外部参数，用于移动测绘系统中的广域 3D 测量

• 发表时间: 2011
• 作者: 鈴木太郎;石川貴一朗;天野嘉春;橋詰匠;瀧口純一
• 通讯作者: 瀧口純一

Generation of Large Mosaic Images for Vegetation Monitoring Using a Small Unmanned Aerial Vehicle

使用小型无人机生成用于植被监测的大型马赛克图像

• 发表时间: 2010
• 期刊: Journal of Robotics and Mechatronics Vol.22
• 作者: Atarashi;et al.;Taro Suzuki;鈴木太郎;Taro Suzuki
• 通讯作者: Taro Suzuki

衛星からの広視野画像と低高度UAVからの高解像度画像を組み合わせた砂防GISコンテンツの作成

创建侵蚀控制 GIS 内容，结合卫星的广域图像和低空无人机的高分辨率图像

• 发表时间: 2011
• 作者: 清水創太;鈴木太郎;瀧口純一;橋詰匠
• 通讯作者: 橋詰匠