複数移動ロボットを用いたUAV位置推定システム

　ドローンをはじめとするUAV(Unmanned Aerial Vehicle)は、近年農薬散布、空撮、高所に存在する機器の点検、立ち入りが危険な災害現場の建物内の調査、狭小空間での点検作業などの幅広く活躍しています。

　障害物との衝突を避けるため、特に狭小空間などの屋内環境下で活動するUAVのより正確な位置を推定することは、タスク実行において極めて重要です。屋内環境や閉空間内ではGPSシステムを使用することは困難であるため、王研究室では複数の全方向移動ロボットとの協調制御による屋内環境下で活動するUAVの位置推定システムに関する研究を行っています。

　複数の全方向移動ロボットから構成されるロボットフォーメーションの"形状や大きさ"と，"ロボットフォーメーションとUAVとの相対関係"がUAVの位置推定の誤差に大きく影響します。それらがUAVの位置推定の誤差に与える影響を数値計算により分析し、状況に応じた障害物に衝突しないための"ロボットフォーメーションの形状設計・運動設計"と"UAVの運動設計"が重要です。

　以下のGIFは、L字型の通路上でUAV位置推定システムが稼働している場面を想定した例です。UAVの速度が大きいため、1つ目の方ではUAVの位置推定の不確実性を表すパーティクルが衝突状態である赤色になってしまっていますが、途中でUAVの速度を小さくした2つ目、つまり衝突回避のためにUAVの運動設計をしたため、1つ目のような衝突はしていません。