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PCLで点群処理

PCLで点群処理したあれこれを書いていきます。

【論文100本ノックの93】複数参照座標系の点群データからの半自動統合地図生成システム

1 目 的

 点群に関する研究論文を読み、点群処理に関する知識を得るとともに、新たな研究のための気づきを得る。

 

2 はじめに

 100本計画の93本目として、和文2ページの本論文を読む。

 

3 対象論文と要約

3.1 対象論文

複数参照座標系の点群データからの半自動統合地図生成システム

秋山英久, 竹内栄二朗, 田所諭, 下羅弘樹, & 野田五十樹 産業技術総合研究所東北大学

第 73 回全国大会講演論文集 2011.1 (2011): 339-340. 2011

https://ipsj.ixsq.nii.ac.jp/ej/?action=repository_action_common_download&item_id=109129&item_no=1&attribute_id=1&file_no=1

3.2 研究内容

(社会的・技術的ニーズ)

 震災やテロなどの災害時の情報収集をより安全に遂行するため、遠隔操縦型探査ロボットによる環境情報の収集が期待されている

(提案手法)

 複数台の移動ロボットが収集する3次元点群データから統合地図を半自動で生成するために、地理情報データベースとグラフ修正法を利用したフレームワークを提案する。

3.3 従来の問題点と解決法

・移動ロボットによる環境地図生成タスクの研究では、測域センサデバイスによって観測された点群データを用いてロボットの周囲の形状を計測するアプローチが多いが、複数台のセンサ情報の統合や、既存地図データの利用への対応は不十分である

→地理情報データベースを用いた情報集約、人間のオペレータによる介入を許容する参照座標系変換の仕組みを提案する

3.4 提案手法

 地理情報データベースへの情報集約を行った上で、観測された点群データを用いることで複数台ロボットの位置市政情報を修正し、統合地図上へマッピングする

 位置姿勢情報を修正する手法として、グラフ修正法を用いる

(1)地理情報データベースへの情報集約

 地理情報データベースDaRuMaによって、チリ表現、時刻表現を構造化し、データベース上で柔軟に扱えるだけでなく、参照座標系変換情報のフィードバックも可能となる

(2)グラフ修正法

 観測されたロボットの位置姿勢をグラフノードとし、2ノード間の相対位置関係とその誤差分散を拘束条件と定義する。

 誤差分さんが大きいほど、ロボットの位置市政情報の信頼性は低い。

 グラフ修正法は以下の3ステップで実行される。

 ア ノードの生成

  x,y,z,roll,pitch,yawの6自由度情報をノードとして生成する

 イ 拘束条件の生成

  以下の3つの拘束条件を使用する。

・オドメトリによる拘束条件

・3次元形状マッチングに基づく拘束条件

・人間の観察に基づく教示情報による拘束条件

 ウ ノード位置の最適化

 与えられた高速条件に対してノード位置の同時確率を最大化するようなノード位置の変位量を求める

3.5 検証実験

 提案手法を実装し、統合地図を生成した。

 人手により数個の拘束条件を与えるだけで、位置測定誤差を大幅に減少できることが確認できた。

3.6 今後の検討

 なし。

4 出現用語

  

5 おわりに

 研究の貢献対象として、日本では「軍事分野への貢献はご法度」と言われている。

 しかし、本研究のように、近年では「テロ対策」も1つの貢献分野として認められつつあるような気がする。

 テロへの対応が警察なのか軍隊なのかはよくわからないが、組織だった武力に対応するための能力であれば、軍事分野にはならないのだろうか。

 

6 今後調査したい事項