【主催】 | |
ZEPエンジニアリング |
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- イベント名:Days on the ZEP 2024 Autumn(第5回)
- 演題:LiDAR×RTK×IMUフュージョン!自動運転&SLAMロボット開発 要点100
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受講料:無料(全4セッション)
※収録,再編集後,視聴無制限の講義テキスト付きVOD発売 【参考】Days on the ZEP 2024 Summer - LIVE受講:11月15日(金)10:00-15:30 録画受講:11月16日~11月22日
- 申込締切:11月15日 17:00
- 受講方法:Zoomによるオンライン受講 ※登録時に接続先を自動配信.開催前にもメールでの案内を予定しています
- 受講者属性:Days on the ZEP 2024 Spring 第3回(1245名,4月26日,SiC/GaNトランジスタ活用)
- 受講・協賛のお問い合わせ:info@zep.co.jp (03)6825-5851
【セッション1】
センチ・メートル測位「キネマティックGNSS」の始め方
方位角精度0.4度を得られるGNSSコンパスの人力飛行機への搭載事例
- 日時:11月15日(金) 10:00~11:00
- 講師:樋田 啓
講演内容RTK(RealTime Kinematic)に代表されるキネマティックGNSS(Global Navigation Satellite System)測位は,数センチメートルの精度で位置情報を取得できるため,測量分野をはじめ,農業機械やドローンの自動制御など,幅広い応用がなされています.また,2台以上のGNSSアンテナを数メートル離して測定対象物に取り付けることで姿勢角を測定する「GNSSコンパス」は,キネマティックGNSS測位の重要な応用技術です. 本セッションでは,まずGNSSを用いた単独測位の基礎を解説した後,キネマティック測位において誤差要因をどのように除去し,高精度な測位が実現できるかについて詳しく説明します.また,2万円程度と比較的安価に入手できるGNSSモジュール(u-blox ZED-F9P)を人力飛行機に搭載し行ったキネマティック測位やGNSSコンパスによる姿勢測定データの実例を紹介します.さらに,INS(慣性航法装置)とGNSSを組み合わせた複合航法装置を用いた姿勢測定との比較を行い,両者が0.4度程度の範囲で一致することがわかりました. 受講対象
講師紹介略歴
主な著書
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【セッション2】
GPS/GNSSとIMUの統合による高精度位置推定技術の最前線
カルマン・フィルタとパーティクル・フィルタを活用したGNSS補完と姿勢推定技術
- 日時:11月15日(金) 11:10~12:10
- 講師:目黒 淳一(名城大学)
講演内容近年,GPS/GNSS技術の進展により,一般的な製品でも高精度な位置情報が利用可能となっています.これにより,測量だけでなく,さまざまな移動システムの運行管理や,自動車やロボットの自動運転にもGPS/GNSSが活用されてます.しかし,GPS/GNSSには,位置推定のために衛星からの信号が必須という制約があります.このため,GPS/GNSS単独では常に位置を推定できない場合があり,他のセンサやシステムと併用することが一般的になっています. 本セッションでは,まずGPS/GNSSの最新技術動向と基本的な測位原理について解説します.次に,GPS/GNSSが利用できない環境に対応するために開発・活用されている技術について説明します.特に慣性センサ(ジャイロ,加速度計)に焦点を当て,これらが組み込まれたIMU(Inertial Measurement Unit)の最新動向と利用上の注意点,さらにGPS/GNSSと組み合わせて使用される際のカルマン・フィルタやパーティクル・フィルタの構成と,その利用における留意点について解説します. 受講対象
講師紹介略歴
主な著書
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【セッション3】
3D LiDARを用いた高精度SLAM/Localizationの基礎
スキャン・マッチングの数理からレーザ・センサ×IMUフュージョンによる実装技術まで
- 日時:11月15日(金) 13:20~14:20
- 講師:赤井 直紀(名古屋大学/株式会社LOCT)
講演内容本セッションでは,3D LiDARを用いたSLAMとLocalizationの基礎となるリー群やリー代数の話から始めて,これらを用いた最適化の実装例について解説します.またLiDAR単体では困難な高速回転に追従するために,IMUとの融合を行う方法についても解説します. LiDARを用いたSLAM/Localizationでは,点群と点群のマッチングを行う,いわゆる「スキャン・マッチング」が基礎になります.スキャン・マッチングとは,「点群間の対応点同士の距離を最小にする変換を求める」という問題なので,最適化問題に帰着させることができます.最適化問題を解くためには基本的にコスト関数の微分を求めることが重要ですが,SLAM/Localizationの問題では,姿勢角が含まれるため,微分の計算が煩雑になります.また,姿勢角をオイラー角(ヨー,ピッチ,ロール角による表現)を用いて表現すると,ジンバル・ロックなどの問題が現れます.そのため,単に最適化するといっても,実は以外と難しい問題となります.しかしリー群とリー代数と呼ばれるものを用いることでこれらの問題は解決され,おどろくほど簡単にスキャン・マッチングは実装できるようになります. しかし.スキャン・マッチングが実装できたとしても,LiDARの計測周期はそれほ速くない(約10Hz)ため,高速に移動,回転する物体の位置を正しく追跡することは困難です.この問題を解決するため,近年では3D LiDARとIMUを融合する方法が多数提案されています.本セッションではその融合方法のいくつかを紹介しながら,講演者が実際に実装,使用している融合方法についても解説します. 受講対象
講師紹介略歴
主な著書●雑誌論文
●書籍
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【セッション4】
基準局レス!センチ・メートルCLAS測位入門
通信インフラに依存しない安定した測位環境の実力を探る
- 日時:11月15日(金) 14:30~15:20
- 講師: 岡本 修(茨城工業高等専門学校)
講演内容低価格なマルチバンドRTK受信機の台頭や,ソフトバンクなどが提供するRTK基準局情報配信サービスにより,RTK測位の利用環境の整備が急速に進みました.基準局からの距離が10km超となる長基線長でも非公式ながらFixする受信機も多く使われており,日本全土でどこでもRTK測位が利用できる環境が整いつつあります.社会インフラの維持管理にRTK測位を応用しようとする取り組みも始まっていますが,課題として,これらサービスがモバイル・データ通信の上に成り立っていることです. 近年頻発する豪雨や地震などの大規模災害では,堅固と思われていた通信インフラがダメージを受け,その利用に支障を生じました。このような問題を解決するのが,日本が独自に打ち上げて運用管理する衛星測位システム「みちびき」です.現在,運用中の4機の衛星からは,独自の補強信号サービスが提供されています. この補強信号に対応する受信機1台だけで,次世代の高精度衛星測位として期待されるCLASとMADOCA-PPPというセンチメートル・レベルの高精度測位ができます.契約不要の無料放送で,基準局データは不要なのでRTK測位のように他の通信に頼る必要はありません.このように世界に誇る先進的なサービスですが,その実力はまだ多くの人には知られていません.本セッションでは,その測位性能について皆さんと共有いたします. 受講対象
講師紹介略歴
1993年西松建設(株)技術研究所研究員,2000年茨城工業高等専門学校助手,2002年博士(工学)「リアルタイム・キネマティックGPS測位の建設工事における応用に関する研究」,主に建設業における高精度衛星測位の応用において,1周波RTK測位の普及等のローコスト化,遮蔽やマルチパスの多い環境におけるセンチメータ級測位の応用,誤差補正法に取り組む.RTK-GPSの誤差補正法等で2001年日本測量協会測量技術奨励賞,地下埋設物可視化システムの開発で2019年土木学会技術開発賞を受賞.2020年より静岡大学土木情報学研究所客員教授. 主な著書
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