成果報告書詳細
管理番号20110000001198
タイトル平成18年度~平成22年度成果報告書 戦略的先端ロボット要素技術開発プロジェクト 被災建造物内移動RTシステム(特殊環境用ロボット分野) 閉鎖空間内高速走行探査群ロボット
公開日2011/10/12
報告書年度2006 - 2010
委託先名独立行政法人産業技術総合研究所
プロジェクト番号P06023
部署名機械システム部
和文要約本研究では、複数台のロボットにより収集されたカメラ画像およびレーザスキャ ンデータを位置情報と共に集約し、要救護者情報など人による付加情報を統合 するためのGISの改良を行い、また、曖昧さや複数の参照座標系が混在する位置表 現法を設計した。
コアとなるGISについては、被災建造物内を探査する複数のロボットから のセンサデータを集約するため、減災情報共有プロトコル MISP およびそれに 基づいて動作するプロトタイプデータベースDaRuMa の改良を行った。ロボット の移動の迅速性を保ったまま、複数台のロボットにより収集されたカメラ画像・ レーザスキャンなどのセンシングデータを既存の地図情報に統合するためには、 ロボットの測位で用いる参照座標系の不確定性や取得データの位置情報の誤差を許 容しつつ、事後にその不確定性や誤差を解消できる枠組みが必要である。この ため、本テーマでは、センシングデータを集約するGISを拡張し、複数の参照座標系 を許容できる機能を追加すると共に、参照座標系の修正をインタラクティブに行う ためのビューワの開発を行った。
プロトコルの拡張としては RegisterCoordinateSystemTransformation が導入 された。これはデータベース中で用いられている参照座標系の対に対して変換方法 を与えるものであるが、従来のGISとは異なり、変換方法を事後に適宜変更で きるものとしている。これにより、ロボットによるセンシングで特徴的である、 位置情報の事後修正を可能としている。
このプロトコルをベースに、複数台のロボットにより収集されたセンシングデー タを集約し、既存地図上に統合するシステムを、DaRuMa を核として構築した。 このシステムでは、災害現場という不確定要素の大きい場での活用を踏まえ、 適用範囲が限定される全自動の地図統合ではなく、人による手動統合と自動調 整を融合した半自動方式での情報統合機能を提供している。
また、これらの参照座標系や情報統合の扱いについては、汎用性を確保するため、 参照座標系の概念設計と参照座標系定義の枠組みの理論的定式化を行った。従来のGISで は測量などにより十分な精度で参照座標系定義を行えることが前提となっていたが、 ロボットによる位置測位、特に建物内での測位に用いる参照座標系定義は事前の精 度が期待できず、事後に適宜修正していかねばならない。 これを形式的に扱うため、参照座標系間の関係の多重性を許容し、同時に唯一性の 保たれた範囲を扱う概念を定式化した。同時に、参照座標系変換とロボットの姿勢 情報との関係を明確にし、従来曖昧に扱われていた姿勢情報のGIS内での定義 を明確にした。
これらの成果およびプロトコルについては、OMGで進められているロボット技術 の標準化作業に協力し、本プロジェクトの成果が国際標準と整合性のあるもの になるよう、活動を進めている。
英文要約Title: NEDO Strategic Project on Advanced Robot Component Technology Development, Mobile RT Systems in Disaster Buildings (Special Purpose Robots), High-Speed Search Robots in Confined Space (FY2006-2010) Final Report
In this project, we re-design an existing GIS (Geographical Information System) and its protocol to handle sensing information taken by multiple robots with ambiguous and noisy location information.
The GIS and protocol, called DaRuMa (Database for Rescue Utility Management) and MISP (Mitigation Information Sharing Protocol), respectively, are originally designed to handle various disaster information provided by various source like existing disaster information systems. In order to adapt the application in which multiple robots sense situations inside of damaged buildings, the protocol and GIS must handle floating CRSs (coordinate reference systems), because a CRS used in a robots may be grounded to a well-defined global CRS, which is general assumption in the traditional GISs. We introduced RegisterCoordinateSystemTransformation protocol into MISP, which permit to re-define relations between two CRSs anytime. We also implement functions to support this new protocol into DaRuMa.
Based on this new functionality, we constructed a system to integrate sensing information taken by multiple rescue robots into a map. In the system, SLAM module can adjust relations of each pairs of CRS, while a human user can modify the relations. The system is robust enough because the system is semi-automatic. If the system is full-automatic, we can apply it to very narrow field. Because we permit affects of human operation, the system becomes robust and feasible to various situations. This feature was confirmed by several awards of rescue robotics.
The formalization is contributing to the activities for international standardizations. We already input our results to RLS, robotic localization service, authorized by OMG (Object Management Group), and keep compatibility between the specification and the standards.
ダウンロード成果報告書データベース(ユーザ登録必須)から、ダウンロードしてください。

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