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 ---

(c) The Space Robotics Lab, Tohoku University, JAPAN
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