未知環境地図作成の探査におけるボロノイ図を利用した移動目標決定法の提案

摘要

現在工場で稼働している自動運転ロボットの多くは磁気テープなどによつて既に与えられたルートの上を動いて移動するが，工場内部のレイアウトの変更や目標位置の変更などに柔軟に対応することが困難であるという問題点がある.そこで磁気テープなどを使用せず自動運転を実現する方法として，ロボットに事前に作成した環境地図を持たせるという方法が考えられる.本研究ではこの考えに必要となる環境地図の効率的作成法を提案する.提案法はボロノイ図を利用し，自律的にロボットが地図作成を行う.従来のロボットを利用した作成法の一つであるFrontier-Based Exploration(FBE)では，探査中に発見された目的地からロボットが移動する目的地を決定する際，自己位置から対象までの最短距離を評価に用いる.ロボットに搭載されたセンサーで未知領域が常に決定される状態を仮定している.そのため探査の過程で行き止まりなど，センサーの観測領域内で未探査領域が存在しない場合，これまでに生成された環境地図を使用して次の探査目標を決定する必要がある.この時，環境地図上に登録されているフロンティアが最短距離で計算された場合，実際の環境と異なることが発生してしまい，結果としてロボットが環境に沿って移動できる最短の距離とならない.そこで本研究ではこの問題に対してボロノイ図を用いて自己位置から目的地までの距離を計算することで，移動目標を決定する，2章では提案法とそれに必要な各要素技術について説明する.1節では自己位置推定と環境地図の作成に使用されるSimultaineous Localization and Mapping (SLAM)について説明する.2節では未知環境探査において利用されている手法の一つFBEについて説明する。3節では探査によって作成された環境地図から生成されるボロノイ図に関しての説明を行う.4節では実経路の情報に沿った目的地の決定を行う提案法について説明を行う.5節では提案法についてシミュレーションによる実験を行い，その結果についての確認を行う.3章では2章5節での結果を踏まえて得られる結論を述べる.