九州大学 大学院システム情報科学研究院 倉爪研究室 実世界情報ロボティクス
レーザ計測
移動ロボット群を用いたレーザレンジファインダによる大規模建造物の3次元幾何モデリング
現存する大規模歴史的建造物を高精度レーザ計測し，正確な3次元形状をデジタルデータとして保存するプロジェクトが各地で進められています．通常，大規模建造物の全体モデルを得るには，多くの位置にレーザ計測装置を移動して多数回の計測を行い，得られた３次元点データをICP法などの後処理により位置合わせする手順が用いられます．しかし，実際にICP法が正確に収束するためには，それぞれの３次元点データがある程度正しい相対位置関係になるように，通常人手により大まかな初期位置あわせを行う必要があり，また各計測地点で得られた３次元点データが十分に重なるように測定を密に行わなければなりませんでした．これに対し，我々はこれまでに開発した群ロボットシステムによる高精度位置同定手法（CPS)と，移動可能なレーザ計測装置を組み合わせ，ICP法などの後処理や密な測定を必ずしも必要としない移動ロボット群による大規模建造物の3次元レーザ計測システムを提案しています．
| レーザレンジファインダを搭載した群ロボット, CPS-V-III | 自動計測された3次元モデル |
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| レーザレンジファインダを搭載した群ロボット, CPS-V | 大規模建造物の3Dマップ | |||
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| デモムービー | ||||
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| システム紹介（19MB） | システム紹介（14MB） |
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| 太宰府天満宮 | 太宰府天満宮 |
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| せいぶえん遊園地 | 総合学習プラザ |
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発表論文
小山 翔平, 岩下 友美, 倉爪 亮, クワッドコプタ搭載LRFと単眼カメラによるBaySACを用いた地表面計測, 第15回計測自動制御学会システムインテグレーション部門講演会 SI2014, 1M2-2, 2014.12.15-17土木・建設現場におけるレーザ搭載移動ロボットによる出来形管理
情報化施工は，ICT（情報通信技術）を用いて高品質で高効率な施工を実現する手法として，近年注目を集めています．特にトンネル堀削工事では，現在では一般に平面図・横断図などの二次元形状データを用いて施工管理が行われていますが，掘削計画や掘削形状は三次元であることを考えると，施工管理も三次元形状データを用いて行うことが望ましいと考えられます．我々は，レーザを搭載した2種類の移動ロボットシステムにより，施工中のトンネル出来形形状を計測し，三次元データを用いたトンネル施工管理を行うシステムを開発しています．
| レーザ搭載移動ロボット | 計測作業の様子 |
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| リアルタイム誤差計測 | トンネル計測結果 |
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レーザリフレクタンスを用いたレーザ計測の高性能化
レーザスキャナーから得られる情報には，”距離”と”反射レーザ光の強度”の2つがあります．本研究では反射レーザ光の強度を巧みに利用して，画像の平滑化や修復，画像理解を行う手法を開発しています．
| 距離画像 | バイラテラルフィルタ | 提案フィルタ |
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| スリットレーザによる移動体の認識 | リフレクタンス画像 | リフレクタンス画像認識 |
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距離データとレーザリフレクタンスを用いた6Dローカライゼーション
レーザスキャナーから得られる”距離”と”反射レーザ光の強度”を用いて，位置同定(Global localization）を行う手法を開発しています．
| 提案手法 | リフレクタンス画像の対応 |
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レーザレンジファインダを用いた3次元実物体の幾何，光学モデリング
東京大学生産技術研究所の池内克史教授が進められているCREST池内プロジェクトに博士研究員として参加し，鎌倉大仏，奈良大仏を含む多くの文化遺産の幾何，光学モデリングを行いました．
| Textured image of Kamakura Great Buddha |
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