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機械制御

実時間で環境認識に使用できる3次元レーザセンサの開発により、ロボットの用途・利用シーン拡大に貢献!

大阪府

北陽電機株式会社

2020年4月6日更新

プロジェクトの基本情報

プロジェクト名 屋外移動ロボットのリアルタイム自己位置認識用3次元レーザセンサの開発
基盤技術分野 機械制御
対象となる産業分野 航空・宇宙、自動車、ロボット、農業、物流・流通
産業分野でのニーズ対応 高性能化(既存機能の性能向上)、高性能化(小型化・軽量化)、高性能化(信頼性・安全性向上)、高性能化(精度向上)、高効率化(同じ生産量に対するリソースの削減)、高効率化(人件費削減)、高効率化(使用機器削減)、低コスト化、デザイン性・意匠性の向上
キーワード 3次元計測、LiDAR、測域センサ、ロボット、環境認識
事業化状況 事業化に成功し継続的な取引が続いている
事業実施年度 平成24年度~平成26年度

プロジェクトの詳細

事業概要

厳しい環境で稼動する各種ロボットが実時間で環境認識に使用できる世界初の小型軽量で低コストの3次元レーザセンサの開発。ロボットは環境マップ上で定められた経路を正しく安全に自律移動するために、移動中もリアルタイムで自己位置と障害物を認識する必要がある。そこでロボットに容易に搭載できる小型軽量で太陽光や雨などの外乱に強く屋外でも使用できる低コストの環境形状認識用3次元レーザセンサを開発する

開発した技術のポイント

厳しい環境で稼動する各種ロボットが実時間で環境認識に使用できる世界初の小型軽量で低コストの3次元レーザセンサを開発する
(新技術)
・小型軽量である
・一対のレーザ投受光ユニットでの3次元走査の実現で低コスト化する
・大容量の3次元データを容易に扱える
(新技術の特徴)
安定して信頼性が高く、かつ小型、軽量で低コストである

具体的な成果

・広域・高速・高精度を実現するTime of Flight測定系の開発
・信頼性の高い小型軽量な3次元走査方法の開発
‐投受光系光学ユニットの開発
‐共振ミラーの開発
‐非接触給電回路の開発
‐3次元走査方式の開発
・大容量の3次元データを効率よく通信できるコマンド体系の開発
・センサの試作評価、総合評価

知財出願や広報活動等の状況

1)竹川博夫,木元克美,森利宏,大矢晃久,油田信一: 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2014(SI2014),pp.0946/0951(2014)
2)嶋地直広,「3D計測技術を用いた自律移動するロボットの環境認識」,レーザー研究 第44巻5号「レーザー3D 計測」特集号2016 p.306.
3)嶋地直広,「レーザー測域センサ(LiDAR)に求められるフォトニクス技術」,日本工業出版 光アライアンス 2019年11月号 p.13-16.

研究開発成果の利用シーン

・実時間で環境認識に使用できるロボット用3次元レーザセンサ
・その他産業機器に活用できる3次元レーザセンサ

実用化・事業化の状況

事業化状況の詳細

・自律移動ロボットに試作センサを搭載し、環境認識を正常に行なうことができることを確認した
・ユーザから早期の製品化要求が多く寄せられたため、研究開発を半年前倒しで完了させた

提携可能な製品・サービス内容

製品製造

製品・サービスのPRポイント

実時間で環境認識に使用できる3次元レーザセンサを活用することにより、多様な環境条件下での作業が可能に
・従来の3次元レーザセンサは、重量が大きく小型のロボットに搭載できない、非常に高価等の欠点があった
・小型かつ軽量で低コストな3次元レーザセンサにより、多様な環境条件下での作業が可能なロボットを開発することが可能となり、ロボットの用途・利用シーン拡大に貢献できる

今後の実用化・事業化の見通し

・支援事業終了後プロトタイプを発売した
・研究者など多くのユーザからの意見を聞き、平成28年度中に量産品の販売につなげる予定である
・屋外の広い場所での使用に対応するため更なる高機能化を行う
・実用的なフィールドロボットに搭載して使用できるように耐環境性を向上させる

プロジェクトの実施体制

サポイン事業者 北陽電機株式会社
事業管理機関 株式会社つくば研究支援センター
研究等実施機関 国立大学法人筑波大学 システム情報系知能ロボット研究室
学校法人芝浦工業大学 工学部電気工学科
アドバイザー 株式会社国際電気通信基礎技術研究所 社会メディア総合研究所、株式会社ダイフク FA&DA事業部生産本部、清水建設株式会社 技術研究所、つくば市 経済部産業振興課

サポイン事業者 企業情報

企業名 北陽電機株式会社(法人番号:1380001010686)
事業内容 測域センサ、空間光データ伝送装置などの開発、製造、販売
社員数 230 名
生産拠点 豊中事業所
本社所在地 〒540-0028 大阪府大阪市中央区常盤町2-2-5 大阪HUビル
ホームページ http://www.hokuyo-aut.co.jp/
連絡先窓口 経営企画本部R&D室 嶋地
メールアドレス shimaji@hokuyo-aut.co.jp
電話番号 06-6333-8635