成果報告書詳細
管理番号20160000000503
タイトル平成26年度ー平成27年度成果報告書 環境・医療分野の国際研究開発・実証プロジェクト ロボット分野の国際研究開発・実証事業 災害対応ロボット・オープンプラットフォームの研究開発(3)
公開日2016/7/15
報告書年度2014 - 2015
委託先名学校法人千葉工業大学
プロジェクト番号P12001
部署名ロボット・AI部
和文要約本開発では、東京大学、千葉工業大学、大阪大学、神戸大学の共同研究によって、新しい油圧駆動ヒューマノイドロボットシステム「Hydra」の開発を目的とした。千葉工業大学の担当開発内容および成果を下記の通り報告する。
環境情報センシング用ヒューマノイドヘッドの開発: ロボットが実行すべきタスクから外界センサへの要求事項を検討し、搭載するセンサの選定およびセンサヘッドの試作開発を行った。また、各種センサ間の取り付け位置を自動的に校正するアルゴリズムの検討、ソフトウェア開発および実験を行った。
環境情報処理ソフトウェアの開発: 搭載する各センサからデータを取得するソフトウェアモジュールの開発を行い、また、画像や3D 点群データを基に床や円柱状物体形状を抽出するアルゴリズムの検討とソフトウェア開発を行った。上位の知覚系として、センサから取得される3D 点群データから、地図を構築するソフトウェアおよび地図を用いて自己位置推定を行うソフトウェアを開発した。
自律行動記述のための基盤ソフトウェアの開発: ロボットの自律的動作シナリオを記述および実行するフレームワークの設計および実装を行った。また、シナリオの雛形となるプログラムを開発した。
全要素技術の統合: 共同研究を行っている他大学とソフトウェアを統合するため、ソフトウェアモジュール間のインタフェースの検討・定義を行った。また、開発したソフトウェアを様々なミドルウェア環境に移植可能にするための接続ソフトウェアの開発を行った。
実証実験: 米国カリフォルニア州にて開催されたDARPA Robotics Challenge Finals に参加し、災害対応模擬タスクの実証実験を行った。Hydra ロボットは完成せず、本戦では棄権となったが、リハーサルにて代替ロボットを用いて自動車運転タスクを成功させた。ソフトウェア検証として幕張メッセで開催されたJapan Virtual Robotics Challenge に参加し、シミュレータ上で災害対応模擬タスクを行う実証実験を行った。東京ビッグサイトで開催された国際ロボット展において、ロボットのハードウェアと基本機能のデモンストレーションを行った。その後4 大学のソフトウェアの統合を進め、神戸大学において実験を行い、成果を統合したソフトウェアを用いてシミュレータ上で災害対応模擬タスクを行う検証実験を行った。
英文要約We aimed to develop a novel disaster response robot named Hydra, which was a hydraulically actuated humanoid robot. This project was a joint project consisting of researchers from the University of Tokyo, Chiba Institute of Technology (CIT), Osaka University, and Kobe University. This report covers the portion of CIT.
Humanoid sensor head development: We examined required tasks for the robot and deter-mined requirements to external sensors. Several experimental sensor heads were developed. We also developed a novel method to calibrate extrinsic parameters of different types of sensors.
Perception software development: Data collection software modules were developed for each sensor. Software components that extracts the shapes of objects such as at walls and cylinders were developed. Map generation from point cloud data and localization software was developed.
Planning framework development: A scenario framework, middleware for describing and executing semi-autonomous behaviors of robot was developed. Several template scenarios were developed and used to verify the framework.
System integration: Interface between software components was designed and software mod-ules developed by four universities were integrated. Some glue software that enhance the portability of the software was developed.
Evaluations: We participated in the DARPA Robotics Challenge Finals and veried our system.Unfortunately, Hydra robot was not ready and we have officially withdraw from the competition. However, in the rehearsal of the competition, we employed alternative robot and succeeded in the driving task. We also participated in the Japan Virtual Robotics Challenge (JVRC) to demonstrate our robot software through tasks emulating disasters on a simulator system. We demonstrated very basic features of our robot system at International Robot Expo held in Tokyo. Finally, we integrated software components and the operator control system and veried our system on simulator system similarly as JVRC.
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