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三次元スキャナーと地図構築の研究

Last-modified: Mon, 10 Aug 2009 09:45:57 JST (1714d)

レスキューロボットによる3次元地図構築

3DMappingImage.jpg

田所研究室ではレスキューロボットを用いた高精細で,高速な地図構築技術の研究を行っています。移動ロボットが環境中を移動しながら,ところどころで計測した3次元形状をつなぎ合わせることで詳細な地図を構築します。広範囲の詳細な形状計測が可能な小型3次元レーザースキャナーの開発や,移動ロボットの位置推定に基づく地図構築に関して開発を行い,仙台地下街,レスキュー隊員の訓練施設などでの実験を通して有効性の確認を行っています。

小型3次元レーザースキャナー

TKscanner_kenaf_small.jpgクローラロボットに搭載可能な小型軽量な3次元レーザースキャナーの開発を行っています。2次元レーザー測域センサとパンチルト雲台を組みあわせることで,広範囲の詳細な形状を計測することが可能です。現在,1秒間に360度計測可能な高速スキャナーの開発も行っています。

移動物体のある環境での3次元地図構築

3DMapBuildingWithMovingObstacle.png3次元形状に静止物体と移動物体が混在していても、両者を切り分けて、移動物体を取り除いた3次元地図を作成する技術を開発しました。人間の行き来する環境でも、安定した地図構築を行えます。

重力の制約を用いた3次元形状のつなぎ合わせ

sendai_subway_small.jpg3次元形状をつなぎ合わせる際,重力の制約条件を用いることで安定したつなぎ合わせを実現しています。2007年12月に仙台地下鉄で計測を行った際は,高さ方向の情報が欠落したデータを提案手法でつなぎ合わせることで,地下3層構造の仙台地下鉄の地図を構築可能なことが確認できました。

形状情報とカメラ映像から密で正確な形状を復元する手法の開発

targetmap.jpgconstructedmap.jpg田所研究室では形状情報とカメラ映像から3次元形状を復元する手法を開発しています。左図のa)が計測の対象となった環境です。d)が復元された環境情報です。オレンジ色の橋表面の凹凸まで再現されていることが確認できます。

三次元距離画像センサを用いた実時間環境地図構築

Realtime3DMapping.jpg田所研究室では移動ロボットのための実時間三次元地図構築技術を提案しています。ロボットを用いたタスク実行を妨げないために地図構築の実時間性が重要になります。
左の写真は移動ロボットが移動中に三次元距離画像センサを用いて計測した情報から構築した地図です。

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