東大ら,非GPS環境でのドローン飛行技術を開発

東京大学とリコー,ドローン・インテグレーターであるブルーイノベーションは共同で,超広角ステレオカメラとIMUセンサーを搭載した小型無人航空機(ドローン)が非GPS(全地球測位システム)環境下でも安定して自動飛行することを可能にする小型無人航空機システムを共同開発し,室内での飛行試験に成功した(ニュースリリース)。

無人航空機は,安定した姿勢制御,自動飛行という機能を活かして,構造物点検,警備・監視,測量,物流など,さまざまな業種のサービスに幅広く活用され始めている。

この無人航空機が自動飛行するためには,GPSを利用する必要がある。しかし,橋の下やトンネルの中の点検,施設内・倉庫内の警備などGPSの受信が不安定,または受信ができない環境下では,突然バランスを崩したり,自動飛行ができなくなり墜落したりしてしまうというリスクがあり,手動操縦に頼らざるを得ない。

加えて,GPSは誤差が数mと大きいことから,仮にGPSが受信できる環境にあったとしても,自動飛行による精密な点検等はできなかった。

今回共同開発したシステムは,ブルーイノベーションと東京大学が開発した安定した姿勢制御が可能な小型無人航空機システムに,リコーが開発した超広角ステレオカメラを搭載したもの。

今回,IMUセンサー(加速度センサー,ジャイロセンサーを含む慣性計測装置)から得られる無人航空機の位置・速度・姿勢情報を,GPSから得られる位置・速度情報によって補正する技術を応用して,超広角ステレオカメラからの出力と,IMUセンサーの出力を融合させ,GPSに頼らない無人航空機の室内での安定した自動飛行に成功した。

リコーは産業用ステレオカメラなどの3Dビジョンセンサーを商品化しており,今回はその技術を応用した。研究グループではこのシステムの開発について,無人航空機を有効利用する上で,学術的,工学的にも極めて重要であるとしている。

今後は,更なる性能・信頼性向上のために現場での実証試験を行なうことが必須となる。危険を伴う高所での点検や橋の下やトンネルの中の点検などの作業をするにあたり,開発した無人航空機による高所・危険作業現場での精密点検が可能になることにより,安全作業をする上で無人航空機の社会的有効利用に拍車がかかることが期待されるとしている。

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