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3Dビジョンシステムによるドローンの自動飛行と自動回避

「眼」と「自動制御」で非GPS環境での自動飛行と自動回避が可能に

背景

無人航空機(ドローン)は、構造物点検、警備・監視、測量、物流など、さまざまな業種のサービスに幅広く活用され始めています。
一方で、ドローンの活用は目視内での手動操縦またはGPS(全地球測位システム)が利用可能な場所での自動飛行に限定されており、橋の下やトンネルの中、屋内などGPSの受信が不安定、または受信ができない場所や多くの障害物がある場所での活用には大きな壁があります。

こんな事を解決

ドローンの活用範囲を屋内やGPSの受信が不安定な場所にも広げるためには、GPSに代わる機体自身の位置(自己位置)の把握を利用した自動飛行や、障害物の自動回避が必要となります。リコーは超広角ステレオカメラを利用した3Dビジョンシステムを用いて、GPSの受信できない屋内での自動飛行と障害物の自動回避を実現しました。

自動飛行と障害物の自動回避・デモ映像(2分48秒)※デモは音声が出ます。

自動飛行と障害物の自動回避・デモ映像(2分48秒)※デモは音声が出ます。

技術の特徴

リコーでは、「高速・高精度・汎用性の高い」三次元測定用ステレオカメラRICOH SV-M-S1を商品化しており、ロボットビジョン、監視、物体認識などのシステムに応用されています。

これらの技術を応用して開発した超広角ステレオカメラをドローンに搭載することにより、GPSの入らない屋内での自動飛行と障害物の自動回避に成功しました。

以下の特徴により、従来のステレオカメラよりも広い空間を3次元的に捉え、ドローンが飛行するために必要な空間情報(自己位置、飛行経路周辺の3次元地図など)をすばやく得ることができるようになりました。

● 超広角ステレオカメラによる広い視野
● ステレオ測距、自己位置推定、3次元地図生成のリアルタイム処理

画像:技術の特徴

この超広角ステレオカメラの出力と慣性航行装置(IMUセンサー:注1)の出力を融合し、自動飛行制御や自動回避制御をするシステムを東京大学・ブルーイノベーションと共同開発しました。

注1:IMUセンサー:加速度計、ジャイロなどにより移動体の3次元空間での移動を計測するセンサー装置。

リコーの想い

今後も、人とドローンが安心して共存でき、共に価値を創造していく、快適な社会の実現に向けて研究開発を進めます。

※本研究は、リコーと東京大学、ブルーイノベーション株式会社との共同研究によるものです。