ソナーマップ環境変化マップ統合実験

4. 結論

本論文ではロボットの速度と安全を両立する経路探索を実現するために移動ロ ボットを構成するのに必要な基本的なアルゴリズムを述べ，経路探索時に用いる コストマップを生成する手法を提案した．

本研究では経路探索時に用いられるコストマップに様々な情報を付加すること で経路探索の計算コストを増やすことなく性能の向上を目指した．

ベースとなる環境の地図を生成しその地図を基にシミュレータ環境において速 度マップを生成した．また移動ロボットPioneer2を使い環境のレーザ距離センサ での認識が困難なガラスなどの物体の位置を示すソナーマップを生成した．地図 の更新機能を実装し環境の地図をできる限り新しい状態に保つともに環境の変化 を記録し環境変化の起こりやすい地図の情報の信頼性が低い場所を示す環境変化 マップを生成した．

そしてこれらの地図をコストマップ変換し，速度マップをシミュレーションで，

ソナーマップ，環境変化マップをロボットを用いて実環境で実験を行い提案する コストマップの有効性を確認した．

その結果速度マップを用いたシミュレーションで安全性を保ったまま移動時間 の短縮が達成できたまた環境変化マップとソナーマップ用いた実環境における実 験では危険な場所を回避して安全な経路探索を行うことに成功した．

また本手法はコストマップマップの生成には周囲の環境情報の蓄積などに多く の時間を必要としするがコストマップの生成後は経路探索の計算コストを増加さ せることなく性能のよい経路探索が可能となる．また本研究の手法はコストマッ プを用いる他の経路探索手法に適応できる可能性が高いと考える．

今後の展望としては本研究で行っていた手動で行っていた各種マップからコス トマップへの変換のパラメータを学習などによって最適にする方法が必要である と考える．

謝辞

本研究を遂行するにあたり,研究生活において貴重かつ的確な御指導を賜わり 研究を進めるにあたって最高の環境を与えてくださいました産業技術総合研究所 デジタルヒューマン研究センターセンター長でありデジタルヒューマン学連携講 座教授でもある金出武雄教授に対し,心から感謝の意を表します.

研究方針について貴重なご指摘をいただきました本研究科木戸出正繼教授に深 く御礼申し上げます. 奈良先端科学技術大学院大学で御指導いただき,また東京に 着てからもお忙しい中御指導して頂きました本研究科小笠原司教授に深く感謝い たします. 研究方針,論文執筆,研究者としての考え方及び日常生活にいたる様々 なサポートを主にして頂きました産業技術総合研究所デジタルヒューマン研究セ ンター副センター長でデジタルヒューマン学連携講座准教授でもある加賀美聡准 教授に深く感謝致します. 奈良先端科学技術大学院大学で研究方針についてご助 言いただきました本研究高松淳准教授に深く感謝致します. 本研究の遂行にあた り様々な点において幅広い知識をもとに的確なご助言をくださった産業技術総合 研究所 デジタルヒューマン研究センター西脇光一氏に深く感謝いたします. デ ジタルヒューマン学連携講座の同期生として共に頑張った野村尚央君に心から感 謝致します. 研究の進め方の研究に関する考え方や方針について有意義な助言を いただいた研究室OBでトヨタ自動車の高岡豊氏に心から感謝します．研究の進 め方の研究に関する考え方や方針について有意義な助言をいただいた博士後期課 程2年の鈴木夢見子氏に心から感謝します．奈良先端科学技術大学院大学での学 生生活から,東京に来てからも大学との橋渡し役になってくれた君に荒木天外君 に心から感謝いたします. 奈良先端科学技術大学院大学での楽しい学生生活をす ごさせてくれたロボティクス講座の同期のみんなに心から感謝します. デジタル ヒューマン研究センターでの研究生活でお世話になったチームの皆様に心から感 謝します. 研究に関することはもちろん,それ以外でも大変にお世話になった産 業技術総合研究所デジタルヒューマン研究センターの職員の方々,また他大学の 学生の皆様に深く感謝致します. そして,研究の様々な面で助言,手助けしていた だいたロボティクス講座のスタッフをはじめ,諸先輩方,後輩の皆様に心から感謝 致します.最後に,好き勝手なことばかりしている私を陰ながら支えててくれた家

族,そして友人に心から感謝致します.

参考文献

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付録

A. CARMEN Toolkit

A.1 概要

CarmenはCMUで開発されたGPLライセンスのロボットのツールキットであ

る．移動ロボットに必要なマップ生成，自己位置同定，経路探索といった機能加 えロボットのドライバーやシミュレータ環境が含まれている．2009年2月段階で の最新版はver0.74である．

A.2 _{インストール}

A.2.1 インストール環境

現在以下のディストリビューションで動作確認を行った．Debian 3.1 sarge Debian 4.0 etch

Ubuntu 7.10 Ubuntu 8.04 Ubuntu 8.10

gccのver4.1以下を推奨する．ver4.2以降の場合は-Werrorオプションを外す．

A.2.2 必要パッケージ libgtk2.0-dev

gdk-imlib11-dev libwrap0-dev libmagick++9-dev libmagic*-dev swig

pythonを使用する場合 python-all python-all-dev python-tcpwrap

python-cxx-dev

A.2.3 バグ

ˆ ジョイスティックパスの指定/src/joystick/joyctrl.hの54行目#define CAR-MEN JOYSTICK DEVICE ”/dev/js0”

#define CARMEN JOYSTICK DEVICE ”/dev/input/js0”

ˆ pioneerドライバ/src/base/pioneerlib/pioneer lib˙cにバグオドメトリがオー バーフローによりリセットされる．

A.3 _{モジュール解説}

ˆ central サーバーモジュールcarmenに必要となるデータはここを介して各

モジュールへ送られる．

ˆ param deamon パラメータモジュール必要なデータ(マップ，ロボット・シ

ミュレータのパラメータ等)を読み込む

ˆ simulator シミュレータモジュールlaser,pioneerとは排他的に起動すること

ˆ laser レーザ距離センサのドライバ

ˆ pioneer pioneerのドライバ

ˆ localize 自己位置同定を行うモジュール．

ˆ navigator パスプランニングを行うモジュール．

ˆ robot ロボットの制御用モジュール

Fig. 38 carmenモジュール構成

A.4 _実行手順

A.4.1 シミュレーションでの実行

$ central

$param daemon -r ROBOTNAME MAPFILE

$simulator

$localize

$navigator

$navigatorgui

$robot

$robotgui

Fig. 39 navigatorgui

A.4.2 実機での実行

$ central

$param daemon -r ROBOTNAME MAPFILE

$laser

$BASEDRIVER(使用するロボットのドライバーex. pioneer)

$localize

$navigator