成果報告書詳細
管理番号20120000000859
タイトル平成20年度~平成23年度成果報告書
「次世代ロボット知能化技術開発プロジェクト/ロボット知能ソフトウェア再利用性向上技術の開発」(産総研)
公開日2012/8/30
報告書年度2008 - 2011
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P08013
部署名技術開発推進部
和文要約件名:平成20年度?23年度成果報告書 次世代ロボット知能化技術開発プロジェクト 「ロボット知能ソフトウェア再利用性向上技術の開発」

次世代ロボットを普及させるためには、開発された知能モジュールを再利用できる形で提供することが重要である。再利用性の向上のためには、各研究体が開発した個々の知能モジュールを、他の研究体もシステム構築に使ってみて、その機能および呼び出しインターフェース等の技術的な視点からその知能モジュールを評価検証し改善していくこと(統合検証と呼ぶ)が重要である。以上より、3つの事業項目を設定して本プロジェクトを遂行した。以下に、実施内容の概要、及び成果を以下に述べる。

(1)リファレンスRTCの整理
ロボットの要素モジュールを再利用性の高いRTCとして実現するために必要なRTCの仕様を具体的なロボット作業を例に検討し、その典型的な形態をリファレンスRTCとして整理した。具体的には、アプリケーション事例となるロボットシステムを策定し、これを実現するための作業知能および移動系モジュール群の構成およびモジュール間インターフェースの検討を行った。また、各研究体が開発したRTCの中から、上記移動系の要素として適切な機能、粒度、独立性をもったRTCを抽出し、リファレンスRTCとして選定した。

(2)移動ロボットプのラットフォーム構築と統合検証の実施
移動関連モジュールの典型的なアプリケーションとして「受付案内タスク」を設定し,そのサービス要求仕様を決定した.さらに、リファレンスハードウェアを用いて移動系モジュールの再利用試験プラットフォームを構築した。次に、オープンソースRTC群を用いた統合検証システム構築を実施した。来訪者受付システムのうち、オープンソースのRTC群(経路計画、経路追従、自己位置推定等のモジュール)を接続・統合し、移動知能としてリファレンスハードウェアに実装した。また、既存のRTCと新規作成のRTCを活用することで、自律移動モードに加えてリモコン操作による手動割込を実現し、RTCを用いたシステムの拡張性を実証した。また、インターフェース等を明確にしてソフトウェアの再利用性を高めるため、選定したRTC群については仕様書を作成しプロジェクトHPにおいて公開した。さらに、実機だけでなくOpenHRP3シミュレータ上でも、様々な移動ロボットの動作検証ができるように、他の移動ロボットの制御コンポーネントの開発および環境構築を行った。

(3)作業ロボットのプラットフォーム構築と統合検証の実施
作業知能オープンソースソフトウェアの高度化とその普及促進を図ることを目的として、双腕ロボットプラットフォームの構築、および作業のための画像認識モジュールの開発を行った。移動可能な双腕ロボットプラットフォームとして、安川電機により開発された全方向移動ユニットに、川田工業製の上体ヒューマノイドロボットHIROを搭載した移動作業用ロボットプラットフォームMobileHIROを開発した。またその動作生成や操作を容易にするため、動作生成ツールChoreonoidをベースに統合環境を開発した。また、バーコード認識や文字認識の機能を用いて、日用品把持のための軽量かつロバストな日用品の認識機能を実装し、またロボットに把持して欲しい物体の把持位置と把持方向を指示するコンポーネントを開発した。これにより、移動と作業を組み合わせたタスクを遂行することが可能となった。さらに、日用品の把持により適した生活支援アームJACOのための制御RTCを開発し、オープンソースとして公開した。
英文要約Title: Intelligent RT Software Project. Research Project for promoting enhancements of reusability for RTC modules. AIST, a member of Research Group (1)-2, (FY2008-FY2011) Final Report

Our mission for this project was to establish "A Life-Cycle of RT Intelligent Software Modules" which means to make smooth and effective the cycle of Development, Registration, Test and Verification for the RT Components(RTCs), eventually to increase the number of highly reusable registered RTCs. In order to provide various reusable RTC modules with common interfaces, which can be utilized for building intelligent robots, verification of RTCs through integration is important. To perform this mission, we set up the following three subjects:

(1) Discussion of Reference RTC: We brushed up the reference model of RTC based on typical robotic applications. Also, all the RTC modules to be released in the project were mapped in a module map for mobility, manipulation and communication. Based on the map, overlapping of all modules and coverage of the robotic functions by open source modules was checked to determine the guideline of the functions and modularity of RTCs.

(2) Development of mobile robot platform and conduct of integration verification for mobility intelligence: We defined a reference application system as "guidance task," and analyzed the system structure to define the service requirement as well as required RTC modules. Then a reference system using RTC modules developed by the members of this project was conducted. Open source modules such as path planning, following, and localization were selected for the integration. Extended function such as "manual navigation" was also implemented with some additional modules in order to confirm the easiness of the extension of the integrated system with RTCs. The documents for the RTCs and service requirements were publicized in the project web sites. Moreover, by utilizing the simulation environment with OpenHRP3, we made a package of RTCs and other additional model of robots and environments to easily achieve mobile robot simulation.

(3) Development of manipulation robot platform and conduct of integration verification for manipulation intelligence: In order to promote the improvement and utilization of open source software for manipulation, we developed a robot platform with dual-arm on a mobile platform. HIRO developed by Kawada Co. ltd was mounted on a omnidirectional base developed by YASUKAWA Co. ltd. An integrated environment for motion planning and operation was developed based on Choreonoid. Light weight vision RTCs such as bar-code recognition were implemented for recognizing objects handled in daily living. Indication of objects can be performed by utilizing a pointer with a bar-code. Task execution including mobility and manipulation was realized by the Mobile HIRO platform. Additionally, RTCs for controlling assistive robotic arm JACO which is suitable for handling objects in daily living was developed as an open-source software.
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