Cooperation Control Platform of Micro-Robots Implemented LiDAR System

微型机器人协作控制平台实现激光雷达系统

• 批准号: 22K03985
• 负责人: 長澤 純人
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: Shibaura Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K03985/
• 关键词: マイクロロボット; 組込型LiDAR; MEMS積層静電型角度センサ; 形状記憶合金; Robot Operation System; XRCE-DDS; LiDAR; マイクロ・ロボット; 6足歩行ロボット; ロボット・ミドルウェア; 積層型静電容量角度センサ

本研究は以下の３つの研究項目を柱として，効率的に研究を実施している．本年度の成果は審査付英文論文2本，国際学会発表３件，国内学会発表２件で発表された．【１】マイクロロボット用の組込型LiDARの開発：　IMU (Inertial measurement unit) で時々刻々のロボットの姿勢を推定し，その姿勢推定に合わせてLiDARで測定した2次元の深度測定値を補正する実験と評価を実施している．非常に小型で我々の小型多脚ロボットにも搭載可能なToF式レーザ距離センサ (VL53L1X) から得られた距離とIMUから得られたヨー角から直交座標系に変換，2次元での点群描画するシステムを構築した．取得した空間情報の類似度測定は，相互相関関数を計算して定量的に評価を行った．【２】MEMS積層静電型の角度センサのアクチュエータ化：　積層静電型の角度センサは折紙構造のロボットフレームと一緒に一枚のPCBシートから折り上げて製作する．積層静電型の角度センサは，静電容量変化から角度を推定可能で，モータと組合せて角度フィードバック制御に成功した（原・長澤ら, JJAP, 2021）．小型多脚ロボット適用のため，SMA（形状記憶合金ワイヤ）による駆動でもフィードバック制御を実現した．【３】アプリケーション開発のためのミドルウェア実装：　自己設計の中型多脚ロボットにLiDARとIMUを搭載し，ROSによるSLAM (Simulutanious Localization and Mapping) の検証を実施している．クローラ駆動の移動ロボットにも同じハードウェア構成でLiDARを搭載し，多脚移動のSLAMへ影響を定量評価した．組込みMPUなどの処理能力が限定的なシステムでも信頼性の高い遠隔通信・計測・制御を行うXRCE-DDSを動作させるため，これに対応するROS2の導入を進めている．

This study に the implementation of the に research on the effectiveness of the を column と て て て of the following <s:1> 3 research projects を in this study て て る. This year, 2 English papers were reviewed and submitted, 3 forms were published by international societies, and 2 forms were published by domestic societies at で and された. 【1】 Developed by using the 込 type LiDAR array: IMU (Inertial measurement unit) で 々 carved 々 の ロ ボ ッ ト の posture を presumptive し そ の pose constructive に close わ せ て LiDAR で determination し た 2 dimensional の depth on determination of numerical を corrected す る be 験 と review 価 を be applied し て い る. Very small で に I 々 の small feet more ロ ボ ッ ト に も may carry な ToF type レ ー ザ distance セ ン サ (VL53L1X) か ら have ら れ と た distance of IMU か ら have ら れ た ヨ ー Angle か ら rectangular coordinate system に variations change, 2 dimensional で す の point group painted る シ ス テ ム を build し た. Obtain た space intelligence through similarity determination, mutual correlation number を calculation て て quantitative に evaluation 価を line った. [2] MEMS electrostatic deposition layer の Angle セ ン サ の ア ク チ ュ エ ー タ : laminated type electrostatic の Angle セ ン サ は origami tectonic の ロ ボ ッ ト フ レ ー ム と a mio に a の PCB シ ー ト か ら げ on folding り て making す る. Horizon electrostatic の Angle セ ン サ は, electrostatic capacity - the か ら Angle を presumption may で, モ ー タ と combination せ て Angle フ ィ ー ド バ ッ ク suppression に successful し た (the original long ze ら, JJAP, 2021). Small feet more ロ ボ ッ ト applicable の た め, SMA (shape memory alloy ワ イ ヤ) に よ る 駆 dynamic で も フ ィ ー ド バ ッ ク suppression を be presently し た. 【 3 】 ア プ リ ケ ー シ ョ ン open 発 の た め の ミ ド ル ウ ェ ア be loaded: design の medium-sized feet ロ ボ ッ ト に LiDAR と IMU を carry し, ROS に よ る SLAM (Simulutanious Localization and Mapping) の 検 card を be applied し て い る. ク ロ ー ラ 駆 の move ロ ボ ッ ト に も with じ ハ ー ド ウ ェ ア constitute で LiDAR を carry し, many feet move の SLAM へ を quantitative appraisal of 価 し た. Group 込 み MPU な ど の 処 mental abilities が qualified な シ ス テ ム で も letter 頼 の high い remote communication, metering, suppression を line う XRCE - DDS を action さ せ る た め, こ れ に 応 seaborne す る ROS2 の import を into め て い る.

项目成果

Sheet-typed Micro Robot Hand for Small Interface Robot with SU-8 Multi-layer Structure

SU-8多层结构小型接口机器人片状微型机械手

• 发表时间: 2022
• 作者: Yuma Nitta;Sumito Nagasawa
• 通讯作者: Sumito Nagasawa

ジェスチャー用双腕マイクロアームの小型インターフェースロボットへの実装

在小型界面机器人中实现用于手势的双臂微臂

• 发表时间: 2022
• 作者: 松田匠;長澤純人
• 通讯作者: 長澤純人

巡回警備ロボットの操作性向上のためのシステム開発

系统开发提高巡逻安防机器人的可操作性

• 发表时间: 2022
• 作者: 山本優灯;飯田悠貴;松日楽信人;長澤純人
• 通讯作者: 長澤純人

MEMS Fabrication Techniques for Three-Dimensional Origami Microstructures

三维折纸微结构的MEMS制造技术

• 发表时间: 2022
• 作者: Mizuki Mori;Maria Kikuchi;Sumito Nagasawa
• 通讯作者: Sumito Nagasawa