拡張現実感を用いたビークルの操縦支援
無人ヘリコプタの没入型遠隔操縦システムの開発
奈良先端科学技術大学院大学 ロボティクス講座
作成 2004年9月10日
はじめに
無人ヘリコプタの用途は拡大しており,航空写真の撮影や農薬散布,災害地域の 偵察などに代表されるように,我々の社会において大いに活躍している.ヘリコ プタの特徴として,離着陸のために滑走路の必要が無いことや空中停止ができる ことなどが挙げられる.しかし飛行機に比べて機体の姿勢が不安定であり,その 操縦は非常に困難であるという欠点がある.また無人ヘリコプタの操縦は,飛行 中に操縦者と機体との相対位置が大きく変化することや,操縦者と機体の距離が 大きく離れた場合に目視によりその姿勢を把握することが困難になることなどが 原因で,その操縦は実機のヘリコプタの操縦よりも難しいと言われている.そこ でこれらの問題を解決するために,本研究では没入型遠隔操縦システムを提案す る.本システムでは,機体にカメラとトランスミッタを搭載して,上空からの映 像を地上に送信する.地上で機体からの映像を受信し,操縦者はその映像を見な がら操縦を行う.このシステムを用いることにより,飛行中においても操縦者と 機体の視覚的な相対位置が変化することはなくなるため,操縦の難易度は実機と 同等になると考えられる.また操縦者と機体の距離が離れた場合や,操縦者から 機体が目視できない状態においても,機体からの映像が受信できていれば飛行を 継続できるという特長がある.本システムの有効性を確認するために,通常の操 縦と没入状態での操縦が可能なフライトシミュレータを作成し,容易性の比較を 行なった.また,本システムの実現性を実機を用いて検証した.

システム概要
SWIFT-1 SWIFT-2(開発中)
機体 HIROBO TURUGI XX JR PROPO VOYAGER GSR
カメラ アコウル 小型全方位視覚センサ 防水型 アコウル 小型全方位視覚センサ 防水型
映像トランスミッタ RF SYSYEM lab. BS-550GTH 無線LAN
映像レシーバ RF SYSTEM lab. BS-120GR 無線LAN
姿勢安定装置 FMA CO-PILOT JR PROPO G550-T
HMD i-O Display Systems i-glasses LCX2 MicroOptical SV-6
角度センサ Datatec GU-3013 Intersense InterTrax2
GPS なし I・O DATA PCGPS
搭載PC なし SONY Vaio-U
写真 Swift-1 Swift-2

実験映像
全方位カメラ画像 展開画像 被災した建物とヘリコプタ HMDを装着した操縦者
  • 研究紹介デモ用(mpeg4)[57.6MB]
  • CRESTの発表に使ったムービー(mpeg4)[12.0MB]
  • 平城京跡 大極殿CG(divx)[14MB]
  • シミュレータ 没入操縦(mpg1)[2.4MB]
  • シミュレータ 通常操縦(mpg1)[2.6MB]
  • 平成13年度生駒市総合防災訓練における画像伝送実験(mpg1)[3.6MB]
  • 全方位画像のリアルタイム透視投影変換(mpg1)[15MB]
    文献

    国際会議(Conference, Workshop, Symposium)

  • Masanao Koeda, Yoshio Matsumoto, Tsukasa Ogasawara, "Performance Evaluation of Annotation-Based Assistance System for Unmanned Helicopter", Proceedings of 2003 NAIST COE International Symposium - Ubiquitous Networked Media Computing -, pp.43-44, Nara, Japan.
  • Masanao Koeda, Yoshio Matsumoto, Tsukasa Ogasawara, "Development of an Immersive Teleoperating System for Unmanned Helicopter", Proceedings of 11th IEEE Int. Workshop on Robot and Human Commnunication, pp.47-52, Berlin, Germany, 2002. (ROMAN 2002).
  • Masanao Koeda, Yoshio Matsumoto, Tsukasa Ogasawara, "Development of an Immersive Teleoperating System for Unmanned Helicopter", IAPR Workshop on Machine Vision Applications 2002, pp.220-223.

    国内学会

  • 小枝 正直,松本 吉央,小笠原 司. "アノテーションを用いた無人ヘリコプタの操縦支援", 第4回 SICEシステムインテグレーション部門 講演会 SI2003, pp. 1064-1065, 2003.12.
  • 小枝 正直,松本 吉央, 小笠原 司. "無人ヘリコプタの没入型遠隔操縦システムの開発 - シミュレータと実機による有効性の検証 -", ロボティクス・メカトロニクス講演会2002講演論文集.
  • 小枝 正直, 松本 吉央, 小笠原 司. "無人ヘリコプタの没入型遠隔操縦システムの開発", 第18回日本ロボット学会学術講演会予稿集, pp.129-130, 2001.

    修士論文

  • 無人ヘリコプタの没入型遠隔操縦システム. (Abstract)
    特許
  • 遠隔操縦システム,特許出願2002-070810,特許公開2003-267295

    お問い合わせ
    先端科学技術研究調査センタ k-sangaku@ad.naist.jp
    テクノマート 遠隔操縦システム

    メディアでの紹介
  • 書籍「未来型生活アイテム」 に紹介されました
  • ウェアラブルでロボットヘリを操縦すれば―― (ZDNET News 20030604)
  • 朝日新聞 朝刊(2002.08.31)
  • 産経新聞 朝刊(2002.08.31)
  • 奈良新聞 朝刊(2002.08.29 )
  • 奈良日日新聞(2002.08.31)
  • 奈良日日新聞(2002.08.29)
  • 朝日新聞(2001/8/29)
  • 読売新聞(2001/8/29)
  • 奈良新聞(2001/8/29)
  • 2001年8月30日NHK6時のニュース
    デモの記録
  • 平成14年生駒市防災訓練
  • 平成13年生駒市防災訓練