つくばチャレンジに向けた自律走行ロボットの経路計画手法の開発 の履歴(No.1)

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• つくばチャレンジに向けた自律走行ロボットの経路計画手法の開発 へ行く。
  • 1 (2022-02-27 (日) 00:01:30)
  • 2 (2022-02-27 (日) 02:57:25)

太田研 公開用Wiki

はじめに†

研究背景†

　近年, 自動運転がますます注目を集めており国内のみならず様々な企業や学術機関で盛んに研究が行われている. また, 高速道路での自動運転が可能な自動車や家庭用ロボットなど, より身近な環境で活動するものも増えており一般ユーザーからの関心も集めている. 人間の身近な環境で自動運転を行うには周辺環境や物体を認識し適切な行動を自動的に行う必要が ある.

そこで, 実環境下でロボットの自律走行の実験を行う技術チャレンジである「つくばチャレンジ」 が毎年茨城県つくば市で開催されており, この技術チャレンジに参加しロボットが自動的に 経路計画を行うためのシステムを開発する. つくばチャレンジとは, 2007年から毎年つくば市で開催されている実環境下での技術チャレンジ であり, 人々が実際に生活している環境で歩道や公園内, 市街地, 駅などで自律走行をさせて 指定された課題を達成するというものである.

研究目的†

　群馬大学太田研究室は株式会社リバストとの共同チームとして毎年つくばチャレンジに参加 しており, 2台のロボットのうち1台は学生が研究, 開発に使用している. そこで, 学生用 ロボットを用いてつくばチャレンジ2021でのコースの完走を目的としたシステム開発を行った.

つくばチャレンジに参加している他のチームはROSやROS2で提供されている既存パッケージ を利用してシステム構築を行っていることも多いが, 既存パッケージではつくばチャレンジ に向かない機能となっていることがある. そこで独自でつくばチャレンジに適した機能を 持ったシステムの開発が必要となってくる. チームで自律走行に必要なシステムをすべて 独自パッケージで開発を行っているが, 本論文ではロボットが障害物や侵入禁止領域を 避けながら最適な方向に進行することを目的とした経路計画の手法について述べる.

システム概要†

つくばチャレンジ2021で実際に使用したロボットの外観を図１, ハードウェア構 成を表１, と自律走行システムの構成を図２に示す.

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ロボットには様々なセンサーが搭載されており,ロボット上部と中部に3D-LiDAR二つ,下部に2D-LiDARが一つ,カメラが前方と左右斜め方向の三つが取り付けられている.加えて四つのモーターによりロボットは四輪駆動で動作し,各モーター毎にエンコーダが用意されている.