複数台の屋外移動ロボットを用いた実環境でのエネルギ管理および作業計画に関する研究

使用多个户外移动机器人进行真实环境中的能源管理和工作规划研究

• 批准号: 16J10121
• 负责人: 田中 克明
• 金额: $ 1.22万
• 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: 2016
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2016-04-22 至 2018-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-16J10121/
• 关键词: 移動ロボット; 複数台運用; 環境認識

本年度は２年度目として、①複数台のロボットシステムを用いて地上を移動するロボットの移動の消費エネルギを予測すること②複数台のロボットの作業計画について検討した。①：不整地でのロボットの移動効率の向上を目的として、小型UAVを利用し事前にロボットが移動する路面の移動コストを推定する手法について検討した。UAV単体で屋外での作業を試みた場合、複雑な環境を自律で移動することが困難である。その一方、長時間人間がUAVの操作をする方法も負担が大きい。そこで、UAVと地上を自律移動するロボットを組み合わせることで、人の手間と時間を節約しながら長期間の作業ができると考えた。ロボットはUAVが取得した画像データをもとに算出されたコストマップを利用して、木や丸太なのどの障害物や植生度の高いエリアを避けながら移動することが確認された。また本手法を利用した場合と利用しなかった場合とで比較を行った結果、本システムを利用した場合においては丸太などの障害物を回避し、また比較的走行が容易である路面を選択して走行をしたため、消費電力量や目的地までの移動時間に有意差が確認された。②：複数台のロボットが効率よく運用するためには、ロボットが作業を行うための巡回経路を生成するシステムが必要となる。これまで多くのシミュレーションによる研究や屋内の単純な環境での検討がなされてきているが、屋外で複数台のロボットを実際に利用しての研究は少ない。本研究では、①の手法によって取得した環境情報を既知として、複数台のロボットが効率的に巡回をする方法について検討した。本手法を利用した場合と利用しなかった場合とで比較を行った結果、本システムを利用した場合においてシステム全体の消費電力量においてに有意差が確認された。

今年是第二年：1）预测使用多个机器人系统在地面上移动的机器人的能源消耗，以及2）多个机器人的工作计划。 1：为了提高机器人在不平坦的地形上的运动效率，我们研究了一种估算道路表面的旅行成本的方法，在该方法中，机器人使用小型无人机会提前移动。在尝试单独使用无人机在户外工作时，很难在复杂的环境中自动移动。另一方面，人类长时间经营无人机的方式也是一个沉重的负担。因此，我们认为，通过将无人机与在地面上自动移动的机器人相结合，我们可以在节省人类的努力和时间的同时进行长期工作。已经证实，使用基于无人机获取的图像数据计算的成本图，机器人在避免避免了诸如树木，原木以及高植被的区域之类的障碍时移动。此外，在使用该方法并且未使用该方法时，可以确定在使用此系统时避免了诸如日志之类的障碍物时，并且选择了路面以驱动驱动，从而导致功耗和旅行时间在目的地上有显着差异。 ②：为了使多个机器人有效运行，需要系统来为机器人生成巡逻路线以执行其工作。在简单的室内环境中进行了许多模拟研究和研究，但是很少有在户外使用多个机器人的研究。在这项研究中，我们使用使用已知方法1获得的环境信息来研究多个机器人如何有效地巡逻。进行了比较，在使用此方法和不使用此方法之间进行了比较，并且在使用此系统时，确认了系统的整体功耗。

项目成果

aMussels: Diving and Anchoring in a New Bio-inspired Under-Actuated Robot Class for Long-Term Environmental Exploration and Monitoring

• DOI: 10.1007/978-3-319-64107-2_24
• 发表时间: 2017-07
• 作者: Elisa Donati;Godfried Jansen van Vuuren;Katsuaki Tanaka;Donato Romano;T. Schmickl;C. Stefanini

A Study of Wheel Shape for Increasing Climbing Ability of Slopes and Steps

提高斜坡和台阶爬坡能力的车轮形状研究

• DOI: 10.1007/978-3-319-33714-2_7
• 发表时间: 2016
• 期刊: Proc. 21st CISM IFToMM Symposium on Robot Design, Dynamics and Control, Springer
• 作者: K.Tanaka;H. Ishii;D. Endo;J. Mitsuzuka;D. Kuroiwa;Y. Okamoto;Y. Miura;Q. Shi;S. Okabayashi;Y. Sugahara;A. Takanishi
• 通讯作者: A. Takanishi

屋外環境にて走行・跳躍を行う小型モニタリングロボットの開発

室外环境跑跳小型监控机器人的研制

• 发表时间: 2016
• 期刊: 第34回日本ロボット学会学術講演会予稿集
• 作者: K.Tanaka;H. Ishii;D. Endo;J. Mitsuzuka;D. Kuroiwa;Y. Okamoto;Y. Miura;Q. Shi;S. Okabayashi;Y. Sugahara;A. Takanishi;田中克明，岡本侑也，黒岩大典，井上翔宇，横山裕也，石青，岡林誠士，菅原雄介，石井裕之，高西淳夫;田中克明，横山裕也，石井裕之，遠藤大輔，石青，岡林誠士，菅原雄介，高西淳夫;横山裕也，田中克明，黒岩大典，岡本侑也，井上翔宇，岡林誠士，菅原雄介，高西淳夫;井上翔宇，田中克明，横山裕也，三塚純子，岡本侑也，黒岩大典，岡林誠士，菅原雄介，石井裕之，高西淳夫
• 通讯作者: 井上翔宇，田中克明，横山裕也，三塚純子，岡本侑也，黒岩大典，岡林誠士，菅原雄介，石井裕之，高西淳夫

自律移動型環境モニタリングロボットの開発 第 8 報：走行データを利用したコストマップ生成

自主移动环境监测机器人的开发第8部分：使用行程数据生成成本图

• 发表时间: 2017
• 期刊: 第34回日本ロボット学会学術講演会予稿集
• 作者: Donati Elisa;van Vuuren Godfried J.;Tanaka Katsuaki;Romano Donato;Schmickl Thomas;Stefanini Cesare;鐘テイテイ，田中克明，小嶋博，松広航．木田和紀，井上翔宇， 岡林誠士，菅原 雄介，石井裕之，高西淳夫;田中克明，呉成偉，木田和紀，小嶋博，石青，岡林誠士，菅原雄介，石井裕之，高西淳夫
• 通讯作者: 田中克明，呉成偉，木田和紀，小嶋博，石青，岡林誠士，菅原雄介，石井裕之，高西淳夫

A study on path planning for small mobile robot to move in forest area

小型移动机器人林区移动路径规划研究

• DOI: 10.1109/robio.2017.8324740
• 发表时间: 2017
• 期刊: Proc. IEEE International conference on robotics and biomimetics (ROBIO)
• 作者: Tanaka K.;Okamoto Y.;Ishii H.;Kuroiwa D.;Yokoyama H.;Inoue S.;Shi Q.;Okabayashi S.;Sugahara Y.;Takanishi A.
• 通讯作者: Takanishi A.