小型移動ロボットrobot-education.sakura.ne.jp/files/131112/yoshida...千葉工業大学未来ロボット技術研究センター...
TRANSCRIPT
![Page 1: 小型移動ロボットrobot-education.sakura.ne.jp/files/131112/yoshida...千葉工業大学未来ロボット技術研究センター 過去に開発した災害対応ロボット](https://reader034.vdocuments.mx/reader034/viewer/2022043014/5fb2066987539d0a4d24a048/html5/thumbnails/1.jpg)
小型移動ロボット
千葉工業大学
未来ロボット技術研究センター
吉田 智章
![Page 2: 小型移動ロボットrobot-education.sakura.ne.jp/files/131112/yoshida...千葉工業大学未来ロボット技術研究センター 過去に開発した災害対応ロボット](https://reader034.vdocuments.mx/reader034/viewer/2022043014/5fb2066987539d0a4d24a048/html5/thumbnails/2.jpg)
千葉工業大学未来ロボット技術研究センター
背景
![Page 3: 小型移動ロボットrobot-education.sakura.ne.jp/files/131112/yoshida...千葉工業大学未来ロボット技術研究センター 過去に開発した災害対応ロボット](https://reader034.vdocuments.mx/reader034/viewer/2022043014/5fb2066987539d0a4d24a048/html5/thumbnails/3.jpg)
千葉工業大学未来ロボット技術研究センター
過去に開発した災害対応ロボット
Hibiscus (2006)
Kenaf (2007-2009)
Quince (2009-2010)
![Page 4: 小型移動ロボットrobot-education.sakura.ne.jp/files/131112/yoshida...千葉工業大学未来ロボット技術研究センター 過去に開発した災害対応ロボット](https://reader034.vdocuments.mx/reader034/viewer/2022043014/5fb2066987539d0a4d24a048/html5/thumbnails/4.jpg)
千葉工業大学未来ロボット技術研究センター
4
2002 2006 2012
大都市大震災軽減化特別プロジェクト
(文科省)
戦略的先端ロボット要素技術開発プロジェクト
(NEDO) 2006-2010
東北大学
千葉工業大学
筑波大学
岡山大学
NPO法人国際レスキューシステム研究機構
独立行政法人産業技術総合研究所
独立行政法人情報通信研究機構
など
Kenaf
Quince
2011
原発対応
Quince1
原発対応
Quince2,3
![Page 5: 小型移動ロボットrobot-education.sakura.ne.jp/files/131112/yoshida...千葉工業大学未来ロボット技術研究センター 過去に開発した災害対応ロボット](https://reader034.vdocuments.mx/reader034/viewer/2022043014/5fb2066987539d0a4d24a048/html5/thumbnails/5.jpg)
千葉工業大学未来ロボット技術研究センター
5
2002 2006 2012
大都市大震災軽減化特別プロジェクト
(文科省)
戦略的先端ロボット要素技術開発プロジェクト
(NEDO) 2006-2010
東北大学
千葉工業大学
筑波大学
岡山大学
NPO法人国際レスキューシステム研究機構
独立行政法人産業技術総合研究所
独立行政法人情報通信研究機構
など
Kenaf
Quince
2011
原発対応
Quince1
原発対応
Quince2,3
災害対応無人化システム研究開発プロジェクト
(NEDO) 2011-2012
小型移動ロボット
汚染状況マッピング
操縦シミュレータ
![Page 6: 小型移動ロボットrobot-education.sakura.ne.jp/files/131112/yoshida...千葉工業大学未来ロボット技術研究センター 過去に開発した災害対応ロボット](https://reader034.vdocuments.mx/reader034/viewer/2022043014/5fb2066987539d0a4d24a048/html5/thumbnails/6.jpg)
千葉工業大学未来ロボット技術研究センター
クローラ型小型移動ロボット
![Page 7: 小型移動ロボットrobot-education.sakura.ne.jp/files/131112/yoshida...千葉工業大学未来ロボット技術研究センター 過去に開発した災害対応ロボット](https://reader034.vdocuments.mx/reader034/viewer/2022043014/5fb2066987539d0a4d24a048/html5/thumbnails/7.jpg)
千葉工業大学未来ロボット技術研究センター
ロボット操縦PC シミュレータPC
ロボット操縦器
訓練用ロボット操縦シミュレータ
![Page 8: 小型移動ロボットrobot-education.sakura.ne.jp/files/131112/yoshida...千葉工業大学未来ロボット技術研究センター 過去に開発した災害対応ロボット](https://reader034.vdocuments.mx/reader034/viewer/2022043014/5fb2066987539d0a4d24a048/html5/thumbnails/8.jpg)
千葉工業大学未来ロボット技術研究センター
汚染状況マッピングシステム
![Page 9: 小型移動ロボットrobot-education.sakura.ne.jp/files/131112/yoshida...千葉工業大学未来ロボット技術研究センター 過去に開発した災害対応ロボット](https://reader034.vdocuments.mx/reader034/viewer/2022043014/5fb2066987539d0a4d24a048/html5/thumbnails/9.jpg)
千葉工業大学未来ロボット技術研究センター
クローラ型小型移動ロボット
Quinceから櫻壱號 と 櫻弐號へ
![Page 10: 小型移動ロボットrobot-education.sakura.ne.jp/files/131112/yoshida...千葉工業大学未来ロボット技術研究センター 過去に開発した災害対応ロボット](https://reader034.vdocuments.mx/reader034/viewer/2022043014/5fb2066987539d0a4d24a048/html5/thumbnails/10.jpg)
千葉工業大学未来ロボット技術研究センター
Quinceの評価
• 5階まで自走して到達
• 鮮明な画像の撮影
• 操作卓の操作性と画面
• 搭載機器用カメラ
10
![Page 11: 小型移動ロボットrobot-education.sakura.ne.jp/files/131112/yoshida...千葉工業大学未来ロボット技術研究センター 過去に開発した災害対応ロボット](https://reader034.vdocuments.mx/reader034/viewer/2022043014/5fb2066987539d0a4d24a048/html5/thumbnails/11.jpg)
千葉工業大学未来ロボット技術研究センター
Quinceの課題
• 階段の踊り場通過にコツが必要
• 一部の狭い階段は通過できない
• より重量物の運搬
• 物体ハンドリング、作業
• さらなる信頼性の向上
11
![Page 12: 小型移動ロボットrobot-education.sakura.ne.jp/files/131112/yoshida...千葉工業大学未来ロボット技術研究センター 過去に開発した災害対応ロボット](https://reader034.vdocuments.mx/reader034/viewer/2022043014/5fb2066987539d0a4d24a048/html5/thumbnails/12.jpg)
千葉工業大学未来ロボット技術研究センター
開発の方向性
• より小型ロボット
– 狭い階段を走行する
• より強力な動力をもつロボット
– 重い計測機の搬送
– マニピュレータの搭載
12
![Page 13: 小型移動ロボットrobot-education.sakura.ne.jp/files/131112/yoshida...千葉工業大学未来ロボット技術研究センター 過去に開発した災害対応ロボット](https://reader034.vdocuments.mx/reader034/viewer/2022043014/5fb2066987539d0a4d24a048/html5/thumbnails/13.jpg)
千葉工業大学未来ロボット技術研究センター
小型ロボットの開発 Sakura と 櫻壱號 13
Kenaf Quince 原発対応
Quince Rosemary
災害対応無人化システム研究開発PJ(NEDO)
Sakura
Tsubaki
櫻壱號
櫻弐號
2013 2011 2012
![Page 14: 小型移動ロボットrobot-education.sakura.ne.jp/files/131112/yoshida...千葉工業大学未来ロボット技術研究センター 過去に開発した災害対応ロボット](https://reader034.vdocuments.mx/reader034/viewer/2022043014/5fb2066987539d0a4d24a048/html5/thumbnails/14.jpg)
千葉工業大学未来ロボット技術研究センター
Sakura 14
ポイント
小型で70cm幅の踊り場でも旋回可能
・幅 370mm
・高さ 220mm
・全長 540mm
1050mm
・重量 35kg
・バッテリ容量 350Wh
・最大積載量 20kg
・移動速度 20cm/s
![Page 15: 小型移動ロボットrobot-education.sakura.ne.jp/files/131112/yoshida...千葉工業大学未来ロボット技術研究センター 過去に開発した災害対応ロボット](https://reader034.vdocuments.mx/reader034/viewer/2022043014/5fb2066987539d0a4d24a048/html5/thumbnails/15.jpg)
千葉工業大学未来ロボット技術研究センター
Sakura 15
![Page 16: 小型移動ロボットrobot-education.sakura.ne.jp/files/131112/yoshida...千葉工業大学未来ロボット技術研究センター 過去に開発した災害対応ロボット](https://reader034.vdocuments.mx/reader034/viewer/2022043014/5fb2066987539d0a4d24a048/html5/thumbnails/16.jpg)
千葉工業大学未来ロボット技術研究センター
櫻壱號 16
![Page 17: 小型移動ロボットrobot-education.sakura.ne.jp/files/131112/yoshida...千葉工業大学未来ロボット技術研究センター 過去に開発した災害対応ロボット](https://reader034.vdocuments.mx/reader034/viewer/2022043014/5fb2066987539d0a4d24a048/html5/thumbnails/17.jpg)
千葉工業大学未来ロボット技術研究センター
櫻壱號 17
![Page 18: 小型移動ロボットrobot-education.sakura.ne.jp/files/131112/yoshida...千葉工業大学未来ロボット技術研究センター 過去に開発した災害対応ロボット](https://reader034.vdocuments.mx/reader034/viewer/2022043014/5fb2066987539d0a4d24a048/html5/thumbnails/18.jpg)
千葉工業大学未来ロボット技術研究センター
櫻壱號 18
![Page 19: 小型移動ロボットrobot-education.sakura.ne.jp/files/131112/yoshida...千葉工業大学未来ロボット技術研究センター 過去に開発した災害対応ロボット](https://reader034.vdocuments.mx/reader034/viewer/2022043014/5fb2066987539d0a4d24a048/html5/thumbnails/19.jpg)
千葉工業大学未来ロボット技術研究センター
パワーのあるロボットの開発 櫻弐號へ 19
Kenaf Quince 原発対応
Quince Rosemary
災害対応無人化システム開発PJ(NEDO)
Sakura
Tsubaki
櫻壱號
櫻弐號
2013 2011 2012
![Page 20: 小型移動ロボットrobot-education.sakura.ne.jp/files/131112/yoshida...千葉工業大学未来ロボット技術研究センター 過去に開発した災害対応ロボット](https://reader034.vdocuments.mx/reader034/viewer/2022043014/5fb2066987539d0a4d24a048/html5/thumbnails/20.jpg)
千葉工業大学未来ロボット技術研究センター
Tsubaki 20
ポイント
重量物を搭載して階段を移動
・幅 520mm
・高さ 210mm
・全長 720mm
1490mm
・重量 78kg
・バッテリ容量 700Wh
・最大積載量 100kg
・移動速度 15cm/s
![Page 21: 小型移動ロボットrobot-education.sakura.ne.jp/files/131112/yoshida...千葉工業大学未来ロボット技術研究センター 過去に開発した災害対応ロボット](https://reader034.vdocuments.mx/reader034/viewer/2022043014/5fb2066987539d0a4d24a048/html5/thumbnails/21.jpg)
千葉工業大学未来ロボット技術研究センター
Tsubaki 21
![Page 22: 小型移動ロボットrobot-education.sakura.ne.jp/files/131112/yoshida...千葉工業大学未来ロボット技術研究センター 過去に開発した災害対応ロボット](https://reader034.vdocuments.mx/reader034/viewer/2022043014/5fb2066987539d0a4d24a048/html5/thumbnails/22.jpg)
千葉工業大学未来ロボット技術研究センター
櫻弐號 22
ポイント
50kg積載可能
防水性能
・幅 510mm
・高さ 180mm
・全長 720mm
1040mm
・重量 48kg
・バッテリ容量 700Wh
・最大積載量 50kg
・移動速度 50cm/s
![Page 23: 小型移動ロボットrobot-education.sakura.ne.jp/files/131112/yoshida...千葉工業大学未来ロボット技術研究センター 過去に開発した災害対応ロボット](https://reader034.vdocuments.mx/reader034/viewer/2022043014/5fb2066987539d0a4d24a048/html5/thumbnails/23.jpg)
千葉工業大学未来ロボット技術研究センター
櫻弐號 23
![Page 24: 小型移動ロボットrobot-education.sakura.ne.jp/files/131112/yoshida...千葉工業大学未来ロボット技術研究センター 過去に開発した災害対応ロボット](https://reader034.vdocuments.mx/reader034/viewer/2022043014/5fb2066987539d0a4d24a048/html5/thumbnails/24.jpg)
千葉工業大学未来ロボット技術研究センター
櫻弐號 24
![Page 25: 小型移動ロボットrobot-education.sakura.ne.jp/files/131112/yoshida...千葉工業大学未来ロボット技術研究センター 過去に開発した災害対応ロボット](https://reader034.vdocuments.mx/reader034/viewer/2022043014/5fb2066987539d0a4d24a048/html5/thumbnails/25.jpg)
千葉工業大学未来ロボット技術研究センター
訓練用操縦シミュレータ
実機を使わずに操縦練習
![Page 26: 小型移動ロボットrobot-education.sakura.ne.jp/files/131112/yoshida...千葉工業大学未来ロボット技術研究センター 過去に開発した災害対応ロボット](https://reader034.vdocuments.mx/reader034/viewer/2022043014/5fb2066987539d0a4d24a048/html5/thumbnails/26.jpg)
千葉工業大学未来ロボット技術研究センター
操縦信号
模擬された各カメラ
からの映像信号
Quince操縦用PC シミュレータ
OpenHRP
・レスキューロボットのメイン、サブ・クローラー作動モデル
・動力学計算(重力バランス) ・カメラが捕らえた模擬画像生成
・実機と同じ操縦装置を利用
・操縦感覚に必要な実時間性
シミュレータの開発
![Page 27: 小型移動ロボットrobot-education.sakura.ne.jp/files/131112/yoshida...千葉工業大学未来ロボット技術研究センター 過去に開発した災害対応ロボット](https://reader034.vdocuments.mx/reader034/viewer/2022043014/5fb2066987539d0a4d24a048/html5/thumbnails/27.jpg)
千葉工業大学未来ロボット技術研究センター
モックアップ全景 階段昇降
段差乗り越え シミュレータの中の階段
モックアップでの実機走行を模擬
![Page 28: 小型移動ロボットrobot-education.sakura.ne.jp/files/131112/yoshida...千葉工業大学未来ロボット技術研究センター 過去に開発した災害対応ロボット](https://reader034.vdocuments.mx/reader034/viewer/2022043014/5fb2066987539d0a4d24a048/html5/thumbnails/28.jpg)
千葉工業大学未来ロボット技術研究センター
ロボット操縦PC シミュレータPC
ロボット操縦器
訓練システム操作の模様
![Page 29: 小型移動ロボットrobot-education.sakura.ne.jp/files/131112/yoshida...千葉工業大学未来ロボット技術研究センター 過去に開発した災害対応ロボット](https://reader034.vdocuments.mx/reader034/viewer/2022043014/5fb2066987539d0a4d24a048/html5/thumbnails/29.jpg)
千葉工業大学未来ロボット技術研究センター
CPU: 第3世代インテル Core i7-3820QM (2.70GHz、 8M キャッシュ) メモリ: 8GB (2GBx4) DDR3 SDRAM(1866MHz) グラフィックス: nVidia Quadro K4000M 4GB GDDR5 OS: Ubuntu 12.04LTS
DELL Precision M6700 NEC ShieldPRO
CPU: 第3世代インテル Core i7-660UE (1.33GHz、4M キャッシュ) OS: Windows 7 Professional ディスプレイ: 12.1インチ(1024x768) タッチパネル機能付 メモリ: 4GB DDR3 SDRAM (800MHz)
ロボット操縦PC シミュレータPC
カメラ6台を模擬して、20FPS前後で作動
計算機のスペック
![Page 30: 小型移動ロボットrobot-education.sakura.ne.jp/files/131112/yoshida...千葉工業大学未来ロボット技術研究センター 過去に開発した災害対応ロボット](https://reader034.vdocuments.mx/reader034/viewer/2022043014/5fb2066987539d0a4d24a048/html5/thumbnails/30.jpg)
千葉工業大学未来ロボット技術研究センター
操縦PCの画面
階段登り始 踊り場付近 鳥瞰図
シミュレーションの模様
![Page 31: 小型移動ロボットrobot-education.sakura.ne.jp/files/131112/yoshida...千葉工業大学未来ロボット技術研究センター 過去に開発した災害対応ロボット](https://reader034.vdocuments.mx/reader034/viewer/2022043014/5fb2066987539d0a4d24a048/html5/thumbnails/31.jpg)
千葉工業大学未来ロボット技術研究センター
第1章 レスキューロボットとは 第2章 クインスの特質を理解する 第3章 操縦訓練システムを準備する ・システムの概要 ・システムの起動の仕方 ・システムの終了の仕方 第4章 シミュレータで操縦を練習する ・基本操作 ・段差乗り越え ・階段の昇降 ・ステップアップ 第5章 次のチャレンジへ
操縦訓練マテリアル
![Page 32: 小型移動ロボットrobot-education.sakura.ne.jp/files/131112/yoshida...千葉工業大学未来ロボット技術研究センター 過去に開発した災害対応ロボット](https://reader034.vdocuments.mx/reader034/viewer/2022043014/5fb2066987539d0a4d24a048/html5/thumbnails/32.jpg)
千葉工業大学未来ロボット技術研究センター
汚染状況マッピング
ガンマカメラ、サーモグラフィのデータを三次元的に可視化
![Page 33: 小型移動ロボットrobot-education.sakura.ne.jp/files/131112/yoshida...千葉工業大学未来ロボット技術研究センター 過去に開発した災害対応ロボット](https://reader034.vdocuments.mx/reader034/viewer/2022043014/5fb2066987539d0a4d24a048/html5/thumbnails/33.jpg)
千葉工業大学未来ロボット技術研究センター
汚染状況マッピングシステム
![Page 34: 小型移動ロボットrobot-education.sakura.ne.jp/files/131112/yoshida...千葉工業大学未来ロボット技術研究センター 過去に開発した災害対応ロボット](https://reader034.vdocuments.mx/reader034/viewer/2022043014/5fb2066987539d0a4d24a048/html5/thumbnails/34.jpg)
千葉工業大学未来ロボット技術研究センター
手法の概要
データ収集
• 環境の三次元モデル
• ガンマカメラ計測結果
• ガンマカメラ視点位置
• (サーモグラフィー
計測結果/視点位置)
事後処理
• 環境モデル構築
• 計測結果の投影
出力
• 対話的に3Dモデルを提示
• 移動ロボットで対象環境の情報を収集
• 事後処理により汚染状況地図を出力する
![Page 35: 小型移動ロボットrobot-education.sakura.ne.jp/files/131112/yoshida...千葉工業大学未来ロボット技術研究センター 過去に開発した災害対応ロボット](https://reader034.vdocuments.mx/reader034/viewer/2022043014/5fb2066987539d0a4d24a048/html5/thumbnails/35.jpg)
千葉工業大学未来ロボット技術研究センター
データ収集
ロボットを遠隔操縦して計測データを記録
• オドメトリ
• レーザスキャナ
• ガンマカメラ
• (サーモグラフィー)
35
センサDB
センサ画像
3D点群
移動軌跡
![Page 36: 小型移動ロボットrobot-education.sakura.ne.jp/files/131112/yoshida...千葉工業大学未来ロボット技術研究センター 過去に開発した災害対応ロボット](https://reader034.vdocuments.mx/reader034/viewer/2022043014/5fb2066987539d0a4d24a048/html5/thumbnails/36.jpg)
千葉工業大学未来ロボット技術研究センター
センサデータの投影 (オフライン処理)
補正済み移動軌跡
視点位置情報付き
センサ画像
3D格子地図
投影処理 • 視錐台クリッピン
グ
• 視線追跡
• 平均処理
属性付き3D格子地図
時刻情報付き
センサ画像
対応探索 • 対応時刻探索
• 補間処理
![Page 37: 小型移動ロボットrobot-education.sakura.ne.jp/files/131112/yoshida...千葉工業大学未来ロボット技術研究センター 過去に開発した災害対応ロボット](https://reader034.vdocuments.mx/reader034/viewer/2022043014/5fb2066987539d0a4d24a048/html5/thumbnails/37.jpg)
千葉工業大学未来ロボット技術研究センター
3Dモデル構築 (オフライン処理)
37
移動軌跡+周辺形状
3D点群
グラフベースSLAM
3Dモデル構築
3D格子地図
補正済み移動軌跡
![Page 38: 小型移動ロボットrobot-education.sakura.ne.jp/files/131112/yoshida...千葉工業大学未来ロボット技術研究センター 過去に開発した災害対応ロボット](https://reader034.vdocuments.mx/reader034/viewer/2022043014/5fb2066987539d0a4d24a048/html5/thumbnails/38.jpg)
千葉工業大学未来ロボット技術研究センター
出力
38
3Dデータ
交換用
ファイル
.xyz
.ply
etc 属性付き3Dモデル
![Page 39: 小型移動ロボットrobot-education.sakura.ne.jp/files/131112/yoshida...千葉工業大学未来ロボット技術研究センター 過去に開発した災害対応ロボット](https://reader034.vdocuments.mx/reader034/viewer/2022043014/5fb2066987539d0a4d24a048/html5/thumbnails/39.jpg)
千葉工業大学未来ロボット技術研究センター
検証
利用した計算機
• HP Z420
• CPU Intel Xeon E5-1620 (3.6~3.8GHz 4Core)
• RAM 16GB
• GPU nVidia Quadro K5000
39
![Page 40: 小型移動ロボットrobot-education.sakura.ne.jp/files/131112/yoshida...千葉工業大学未来ロボット技術研究センター 過去に開発した災害対応ロボット](https://reader034.vdocuments.mx/reader034/viewer/2022043014/5fb2066987539d0a4d24a048/html5/thumbnails/40.jpg)
千葉工業大学未来ロボット技術研究センター
サーモグラフィーを使った試験
• Quince搭載3Dレーザスキャナ
• Quinceのオドメトリ機能
• 熱画像カメラ
(48x49画素, 視野角60度)
• 処理時間 約9分
![Page 41: 小型移動ロボットrobot-education.sakura.ne.jp/files/131112/yoshida...千葉工業大学未来ロボット技術研究センター 過去に開発した災害対応ロボット](https://reader034.vdocuments.mx/reader034/viewer/2022043014/5fb2066987539d0a4d24a048/html5/thumbnails/41.jpg)
千葉工業大学未来ロボット技術研究センター
ガンマカメラを使った試験
• 日立製ガンマカメラ
(16x16画素, 視野角42度) • ガンマカメラ内蔵レーザスキャナ
• 人が記録した視点位置
![Page 42: 小型移動ロボットrobot-education.sakura.ne.jp/files/131112/yoshida...千葉工業大学未来ロボット技術研究センター 過去に開発した災害対応ロボット](https://reader034.vdocuments.mx/reader034/viewer/2022043014/5fb2066987539d0a4d24a048/html5/thumbnails/42.jpg)
千葉工業大学未来ロボット技術研究センター
本日のまとめ 小型移動ロボット
汚染状況マッピング
操縦シミュレータ