ダンプトラックの自動走行知能化ソフトウェアのオープンソース公開

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私達は、建設現場で利用されるダンプトラックのLEVEL5の自動運転を目指して、知能化ロボットを開発している産学共同研究（※）のチームです。

簡易後付け装置と、AIを搭載して自動運転を行います。知能化ソフトの開発は、ロボットOS（ROS）に対応しています。


※NEDO（国立研究開発法人新エネルギー・産業技術総合開発機構）委託事業
「次世代人工知能・ロボットの中核となるインテグレート技術開発／ ①人工知能技術の社会実装に向けた研究開発・実証」
ロボット技術と人工知能を活用した地方中小建設現場の土砂運搬の自動化に関する研究開発


＜チーム参加メンバー＞
・国立大学法人東北大学 田所・昆陽・大野・多田隈研究室
・株式会社佐藤工務店
・学校法人千葉工業大学fuRo 鈴木太郎研究員
・コーワテック株式会社
・三洋テクニックス株式会社

NEDO 大型ダンプトラックの土砂運搬の自動化
（建設テック2020出展動画）

成果

3D地図データ取得

・LiDAR搭載ドローンで、10cm未満の精度で3D地図を計測

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経路計画立案

・LiDARで計測した3D地図からDegital Elevation Map（DEM）を生成
・ダンプの走行可能性を計算して、経路計画用の地図を作成（オープンソース公開①
・目的地と地図を用いてダンプが追従しやすい経路をHybrid State A*法とスムーサーを利用して生成（オープンソース公開②）

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簡易後付けロボットの実装

・コーワテック製アクティブロボSAMを改良した後付けロボット
・遠隔操縦及び自動走行に対応します
・運転席を占有しないため、人の搭乗が可能

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ダンプ自動運転（走行経路追従制御）

・GNSS、LiDAR等の各種機器により車両位置・スピード・姿勢を把握
・上述のロボットが自律的にダンプのハンドルやアクセル・ブレーキを操り、計画された走行経路に追従して走行することで自動走行を実現する

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オープンソース化の
検討対象領域について

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オープンソース

OSSライセンス：BSD Licence

機能 概要 リンク先
3D地図変換 ドローン空撮にて取得した3D地図を基にしたDEMデータから走行可能性を考慮して占有格子地図へ変換する https://github.com/TohokuACV/TohokuACV/
経路計画 HybridA*法とスムーザーを用いてダンプが追従しやすい走行経路を計画する 公開予定
走行経路追従
及びSAM操作指示データ生成		 各センサーから車両位置・スピード・姿勢を把握し、走行経路に追従するよう、SAMのハンドル、アクセル、ブレーキ等の操作指示データを生成する 公開予定
シミュレーター コマツの大型6輪ダンプの走行性能を物理エンジンで再現したシミュレーター 公開予定
その他
オープンデータ		 ドローンで計測したDEMデータや、ダンプの走行データなど 公開予定

＜開発環境＞
・Linax ubuntu : 16.04　／ ・ROS：kinetic ／ ・Gazebo：7（kinetic インストール時の7.16.1を利用）

【問合せ先】
三洋テクニックス株式会社
浅野 公隆
E-mail：kimitaka.asano@sanyo-tec.co.jp

※問合せ受領後、プロジェクト内にて確認の上、回答させていただきます。

＜オープンソース関係情報＞

■経路計画：
Naoki Mizuno, Kazunori Ohno, Ryunosuke Hamada, Hiroyoshi Kojima, Jun Fujita, Hisanori Amano, Thomas Westfechtel, Takahiro Suzuki, Satoshi Tadokoro “Enhanced path smoothing based on conjugate gradient descent for firefighting robots in petrochemical complexes,” Advanced Robotics, pp. 687-698, 26 Jun 2019.
https://doi.org/10.1080/01691864.2019.1632221

■Pure pursuit
https://www.ri.cmu.edu/pub_files/pub3/coulter_r_craig_1992_1/coulter_r_craig_1992_1.pdf


＜利用可能な機器や関連情報＞

■3次元計測

■アクティブロボ　SAM
https://www.kowatech.co.jp/products/sam/

■後付けセンサボックス：
Kento Yamada, Kazunori Ohno, Naoto Miyamoto, Taro Suzuki, Shotaro Kojima, Ranulfo Bezerra, Takahiro Suzuki, Keiji Nagatani, Yukinori Shibata,　 Kimitaka Asano, Tomohiro Komatsu, Satoshi Tadokoro, “Attachable Sensor Boxes to Visualize Backhoe Motion,” Proc. of IEEE/SICE International Symposium on System Integrations, Tu1C.7, 2020.