Active Sensing and Control of a Mobile Robot Considering Uncertainly of Path Prediction

Abstract

近年,自動車や移動ロボットの自動化や知能化に向け 多くの取り組みが行われている.自律的な移動を実現す るためには,周辺環境の「認識・予測」とロボットの「行 動制御」が求められる.環境認識には,カメラや LRF, LiDARなどのセンサが用いられる [1].しかし,各種セ ンサから得られる情報は,ノイズやハードウェアの制約 などから不完全である場合が多い [2]. このような不完全情報のもとで,自律的な移動を実現 するために二つのアプローチが考えられてきた.一つは, 認識・予測の精度を高めること,もう一つは,認識・予 測の不確実性を補う制御系の構築である.認識・予測の 精度向上を目的として,ハードウェア面ではセンサの高 性能化に向けた開発,ソフトウェア面では,不完全な観 測情報の補間や予測に関する研究が数多く行われてい る [3].また,ロバスト制御 [4]やモデル予測制御 [5]を用 いて,認識・予測の不確実性を補う制御系の構築に向け た研究が進められている. 一方で,センサ系に運動を付加することによって,セ ンシング領域を拡大したり,精度を向上させたりする能 動的センシングという方法が知られている [6].これは, 認識・予測と制御をつなぐ技術として期待されている. 一般に自動車や移動ロボットでは,センサ位置は固定さ れている.これにより,センシング領域が制限されるこ とで認識・予測の精度が低下する場合がある.この問題 に対応するためには,たとえば,一時的に速度を落とし て認識を繰り返しながら移動するということが考えられ る.つまり,不確かさに応じて車やロボット本体のふる まいを制御し,能動的センシングを実現するということ