Path planning


月・惑星探査ロボットの最適経路計画と滑りに基づく経路評価


探査ロボットは,レゴリスと呼ばれる細かい砂に覆われた軟弱な地盤や,岩石が散在するような地形,あるいはクレータなどの急峻な斜面を走破しなければならりません.このような不整地において,探査ロボットは障害物を回避するとともに,車輪のスリップや車体の転倒も考慮した,より安全な移動経路を計画することが求められます.

そこで本研究では,これまでの車輪のスリップに関する知見を活かし,より安全な移動経路を計画する手法として,以下のアプローチを提案しています. まず,(1) 与えられた地形の凹凸や斜度,および目的地までの距離を経路計画の評価関数とし,出発点から目的地までの経路 (candidate path) を生成し, 次に,(2)動力学シミュレータを用い,生成した経路に沿うようにシミュレーション内において探査ロボットを走行させます.ここで,車輪のスリップは前述の車輪力学モデルに基づいて解析され,車体の姿勢変動は動力学モデルによって逐次計算されます. そして,(3) 動力学シミュレーションから得られるローバの挙動履歴や車輪のスリップの時刻歴に基づき,(1) において計画された経路が安全であるかどうかを評価します.

この (1) から (3) までのステップを繰り返すことによって,より安全な移動経路 (optimal path) を得るというアプローチです.

(The following figures are clickable.)




Path generation




Path evaluation with dynamics simulation (4.9MB)






--- 関連論文 ---

[10] "Path Planning for Planetary Exploration Rovers and Its Evaluation based on Wheel Slip Dynamics"
2007 IEEE International Conferenceon Robotics and Automation (ICRA2007), Roma, Italy, April 2007
G.Ishigami, K.Nagatani and K.Yoshida




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Last update March 9th 2007

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