複素拡張カルマンフィルタを用いたウェイポイントナビゲーションの実装

• Published in: 知能と情報 Vol. 21; no. 1; pp. 90 - 99
• Main Authors: 渡辺, 嘉二郎, 御園, 祐介, 大久保, 友幸, 栗原, 陽介, 小林, 一行
• Format: Journal Article
• Language: Japanese
• Published: 日本知能情報ファジィ学会 2009
• Subjects: IGVC; SLAMアルゴリズム; ウェイポイントナビゲーション; 複素拡張カルマンフィルタ
• ISSN: 1347-7986; 1881-7203
• DOI: 10.3156/jsoft.21.90

本論文では，Intelligent Ground Vehicle Competition（IGVC）のナビゲーション競技のルールに準拠したウェイポイントナビゲーションシステムの実装例について述べる．IGVCとは，1993年から米国で開催されている自律走行車大会であり，自律型移動ロボットの技術向上を目指した大会である．毎年開催され複数の大学が参加している．その競技の一つとしてナビゲーション競技が設けられている．ナビゲーション競技とは，GPSによる位置検出を想定しエリア内に存在する障害物を避けながら，あらかじめ指定された複数ウェイポイントを何点通過できるか速さと正確さを競う競技である．ウェイポイントナビゲーションは，（1）移動ロボット上からみたウェイポイントの位置または方位の把握による長期経路プランニング，（2）外界センシングと障害物回避のための短期経路プランニング，そして（3）これら情報に基づく自律制御からなる．本論文では，これら一連の解決方法に，センサとして GPSとレーザレーダそれにジャイロ，速度計を用い，総合的な状況判断に複素拡張カルマンフィルタをベースとした SLAMアルゴリズムにより高精度なナビゲーションを実現する．さらに，与えられたウェイポイントマップに従い走行しながら，自己軌跡マップ，ランドマークマップを同時に作成する方法を提案した．提案する方法を実証するため実機でリアルタイム制御を行い，その有効性を確認した．