極限環境への挑戦：知的探査ロボットのＳＬＡＭ及びナビゲーション

具有挑战性的极端环境：智能探索机器人的SLAM和导航

• 批准号: 16F16054
• 负责人: 山下 淳
• 金额: $ 1.47万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 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-16F16054/
• 关键词: ロボット; SLAM; ナビゲーション; 極限環境; ロボット; SLAM; ナビゲーション; 極限環境

本研究は，知的探査ロボットのSLAM（Simultaneous Localization and Mapping，自己位置推定と環境地図作成を同時に行うこと）及びナビゲーションの新規手法を提案するものである．具体的には，SLAM分野における未解決問題である「(1) 知能化空間の構築におけるサービスロボットの知的ナビゲーション」，「(2) 音響カメラを用いた水中SLAM」について，それぞれ新しいパラダイムの確立を目指することを研究目的とした．(1)については，分散センサから得られる動的な環境情報も同時に処理可能な新しい移動ロボットのナビゲーションパラダイムを構築すると同時に，環境内の分散センサの配置を地図情報のみで自動的にキャリブレーションする手法を構築した．(2)については，陸上環境において確立されているSLAM技術を発展・応用することで水中における新しい超音波SLAMの枠組みを構築した．平成29年度は，平成28年度に確立した新しいパラダイムを実際に用いるための新しい枠組みを構築し，提案したパラダイムの有効性を示した．(1)については，平成28年度に構築したカメラの位置・姿勢計測手法を発展・応用させ，分散カメラから得られる知能化環境に対する動的な情報と，静的な地図情報を適切に統合する枠組みを構築し，新しい移動ロボットのナビゲーション手法（知能化空間におけるロボットの自己位置推定法や運動制御手法）を提案した．(2)については，超音波カメラを搭載した水中ロボットの6自由度の位置・姿勢情報及び環境に対する3次元情報を計測可能な水中SLAMアルゴリズムを新規に構築し，水中環境においてその有効性を検証した．以上により，極限環境における知的探査ロボットのSLAMおよびナビゲーションの新パラダイムを確立し，有効性を実証した．

这项研究提出了一种针对SLAM的新方法（同时定位和映射，其中涉及同时执行自我位置估计和环境映射）以及用于知识勘探机器人的导航。具体而言，该研究旨在在SLAM领域建立新的范式：（1）在智能空间建设中的智力导航服务机器人，以及（2）使用声学摄像头的水下大满贯。关于（1），我们构建了一个新的移动机器人导航范式，该范式可以同时处理从分布式传感器获得的动态环境信息，与此同时，我们构建了一种方法，该方法仅使用映射信息自动校准环境中分布式传感器的布局。关于（2），我们已经开发并应用了在土地环境中建立的SLAM技术，以为超声波大满贯水下创建一个新的框架。 2017年，建立了一个新的框架，实际使用了2016年建立的新范式，并证明了拟议范式的有效性。关于（1），我们开发并应用了2016年构建的相机位置和姿势测量方法，并创建了一个框架，该框架将从分布式摄像机从分布式摄像机获得的智能环境与静态地图信息合适地集成了动态信息，并提出了一种用于移动机器人的新导航方法（一种用于在智能空间和运动控制方法中估算机器人自我站点的方法）。关于（2），我们构建了一种新的水下大满贯算法，该算法可以测量配备了超声波相机的水下机器人的自由度位置和态度信息，并验证其在水下环境中的有效性。这已经建立了在极端环境中的智力探索机器人的新型SLAM和导航的新范式，并证明了其有效性。