都市構造の地図表現に基づくロボットの目的に応じた自律移動

基于城市结构地图表示的机器人根据目的自主运动

• 批准号: 19J22783
• 负责人: 新島 駿
• 金额: $ 1.98万
• 依托单位: Tokyo University of Science
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2019
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2019-04-25 至 2022-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-19J22783/
• 关键词: 市街地自律移動; 地上走行ロボット; SLAM; 深層強化学習; 動作生成; 市街地３次元地図構築; ハイブリッドマップ; 広域リアルタイム自律走行; モデルベース行動計画; ロボット自律移動; 都市部３次元地図生成; GeoAIデータプラットフォーム; 都市部経路計画; 人混み回避

市街地でのロボットの自律移動を目指して，１）電子地図の建物情報に基づいた大規模な市街地３次元地図構築と２）深層強化学習を用いた雑踏におけるすれ違い動作獲得の２つの研究内容に取り組んだことで従来手法では実現困難な正確かつ広範囲な３次元地図の構築を実現し市街地の広範囲な移動を実現している．具体的には従来手法を用いた場合１kmの走行経路に対して最大100m以上生じる誤差を1m程度まで減少し，従来の地図構築手法に比べて高い性能が得られている．また，新たに構築した３次元地図は電子地図に重ねて表示することができるため，従来の幾何的情報のみではなく，横断歩道や建物位置など市街地の都市構造を付加することが可能となる．重ねて，すれ違い動作の獲得によって，市街地や雑踏などの人が多く存在する環境で従来では頻繁に停止を繰り返していたロボットが停止することなくスムーズに人とすれ違いながら移動することに成功した．具体的には従来手法で成功率が最大６割のすれ違いシミュレーションにおいて９割の成功率を達成している．また，上述した研究課程では新規アルゴリズムの提案のみならず実際の市街地環境での実証実験を通してその有効性の確認を行っている．また，上述した２つの成果はそれぞれ，学術誌に投稿され採択されている．本研究は市街地を自在に自律移動可能な移動ロボットを目指し，当該年度において研究した効率的な環境地図構築手法や動作生成手法，昨年度までに研究を重ねた市街地自律走行手法を提案してきた．これらの成果はすべて実環境での実証実験を通じて性能を確認し，多様な環境での自律走行にも成功している．よって本研究は市街地を自律移動するロボットの技術発展に貢献したものである．

以机器人在城市地区的自主运动的目的，我们研究了两个研究主题：1）基于电子图上的构建信息，以及2）使用深厚的加强学习来构建大规模的城市3D地图，以及2）在人群中获得误解的运动，并实现了范围广泛的三维映射，而这是很难实现的，并实现了常规方法，并实现了狭窄的动作。具体而言，当使用常规方法时，最多100m的1公里旅行路线的误差降低到约1m，从而使性能高于常规MAP构造方法。此外，新构建的3D地图可以在电子地图上覆盖，使得不仅可以添加常规的几何信息，还可以添加城市结构，例如人行横道和建筑位置。通过获取错误的动议，以前在城市地区和人群中经常停止的机器人能够通过不停地通过人来平稳地移动。具体而言，传统方法的成功率在传递模拟中达到了90％的成功率，成功率高达60％。此外，上述研究课程不仅提出了新的算法，而且还通过在实际城市环境中的演示实验来证实其有效性。此外，上述两个结果已提交给学术期刊并采用。这项研究旨在创建一个可以在城市地区自由移动的移动机器人，并提出了我们今年研究的有效的环境地图构建方法和运动生成方法，以及我们一直在研究的城市自主驾驶方法。所有这些结果通过现实环境中的演示实验证实，并且在各种环境中也成功驾驶。因此，这项研究促进了在城市地区自主移动的机器人的开发。

项目成果

Real-Robot Friendly Passing Motion Planner for Autonomous Navigation in Crowds

真正的机器人友好型传递运动规划器，用于人群中的自主导航

• DOI: 10.14738/tmlai.101.11616
• 发表时间: 2022
• 期刊: Transactions on Machine Learning and Artificial Intelligence
• 作者: Niijima Shun;Sasaki Yoko;Mizoguchi Hiroshi
• 通讯作者: Mizoguchi Hiroshi

City-Scale Grid-Topological Hybrid Maps for Autonomous Mobile Robot Navigation in Urban Area

• DOI: 10.1109/iros45743.2020.9340990
• 发表时间: 2020-10
• 期刊: 2020 IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems (IROS)
• 作者: Shun Niijima;Ryusuke Umeyama;Y. Sasaki;H. Mizoguchi

動作を伴う移動ロボット行動計画のためのアクションノードグラフ設計

移动机器人动作规划的动作节点图设计

• 发表时间: 2021
• 作者: 梅山 隆介;新島 駿;佐々木 洋子;竹村 裕
• 通讯作者: 竹村 裕

目的地へ自分で考えて移動できるロボットはどんなところで活躍できるのか！？

一个能思考并能自行移动到目的地的机器人能在哪里发挥作用呢？

Semi-Automatic Town-Scale 3D Mapping using Building Information from Publicly Available Maps

• DOI: 10.1109/access.2022.3150387
• 发表时间: 2022
• 期刊: IEEE Access
• 影响因子: 3.9
• 作者: Shun Niijima;Ryusuke Umeyama;Y. Sasaki;H. Mizoguchi