テレセントリックカメラを用いた車輪型砂上移動ロボットのオンラインスリップ推定

摘要

月や惑星の表面探査を目的とした車輪型移動ロボット（以下ローバー）は，対象とする環境が主に砂上であるため，走行中，その車輪はスリップする．したがって，ローバーの目標経路への走行を行うためには，スリップの推定が非常に重要となる．しかしながら，GPSの利用が不可能な対象環境において，車体速度の測定を必要とするスリップ推定は大きな課題として残されている．そこで，本研究では，砂面に向けたカメラで獲得した画像フローを利用して車体速度を測定する「ビジュアルデッドレコニング手法」を利用し，スリップの推定を目指すこととした．ただし，砂上では車輪の沈下具合により，カメラと砂面までの距離が変化するため，通常のレンズでは，正しい予測を行うことが困難である．そこで，本研究では，カメラ－砂面間距離の変化に伴う画像変化が起こらないテレセントリックカメラと画像追跡装置からなる運動計測システムを開発し，スリップ推定を行うこととした．本稿では，開発した運動計測システムの構成と性能，ローバーテストベッドを用いた車体速度計測の基礎実験ならびにスリップ率計測について報告する.