Roland Siegwart
ETH Zurich
収録論文 228本 ・ フィジカルAI/ロボット学習
※arXiv著者名で収集。同姓同名の別人の論文が含まれる場合があります。
論文
- 経験と実演による6自由度把持合成の継続学習マニピュレーション2026/10/1
把持結果を記憶として蓄積し、ユーザー実演も活用しながら未知物体への把持をオンラインで適応させる継続学習フレームワークを提案。実世界1500回以上の試行で有効性を検証。
- 空中レイアウト：天井への精密な飛行中マーキングのためのコンプライアントでアクチュエータ付きエンドエフェクタの設計と制御空中ロボット/エンドエフェクタ2026/8/1
天井にミリメートル精度で線を描くため、Gough-Stewart機構を備えた新しいスマートエンドエフェクタを搭載した空中ロボットシステムを提案し、設計と実験でその有効性を実証した。
- 状態推定器が迷走したとき：スペクトル解析による推定器故障の検出状態推定2026/8/1
速度推定値の周波数領域パワー分布を解析することで、状態推定器の故障をセンサ非依存で検出する手法を提案。実飛行データで3種類のオドメトリの故障を51-58%の検出率で捉えた。
- Trinity: 合成データを活用した非構造化屋外環境のクラス非依存地形・セマンティックセグメンテーションの統合セグメンテーション2026/5/1
本論文は、屋外環境での移動ロボットの地形理解を目的に、クラス固有のセマンティックセグメンテーションとクラス非依存の地形セグメンテーションを単一のトランスフォーマーネットワークで統合する手法を提案する。合成データセットと実データセットを導入し、ロボット非依存の視覚的地形事前知識を学習する。
- BIEVR-LIO: バンプ画像強化ボクセルマップによる堅牢なLiDAR-慣性オドメトリオドメトリ2026/4/1
LiDAR-慣性オドメトリの精度低下や発散を防ぐため、ボクセルごとの高さ画像として表面を表現する高解像度マップと、幾何学的に情報量の多い領域に焦点を当てた点サンプリング戦略を提案した。
- マルチ解像度3Dグリッド上での効率的な階層的任意角度経路計画経路計画2026/2/1
マルチ解像度の3Dボリュームマップを活用し、任意角度経路計画の最適性と完全性を保ちつつ計算効率を大幅に改善する手法を提案。実環境と合成環境での実験でサンプリングベース手法を上回る性能を示し、オープンソース化した。
- 未見のフィールドロボティクス環境における極めて疎な深度計測を用いた深度補完深度補完2026/2/1
合成データで学習し、極めて疎な深度センサ計測から未見のフィールド環境で密なメートル深度を予測する深度補完モデルを提案。
- 固定翼UAVによるロバスト最適化ベースの自律ダイナミックソアリング飛行制御2025/12/1
風速勾配を利用して無限飛行を可能にするダイナミックソアリングを、固定翼UAVで自律的に行うためのロバストな枠組みを提案し、実飛行で検証した。
- CueLearner: 相対フィードバックによるブートストラップと局所的な方策適応強化学習2025/7/1
「もっと左に」のような相対的な人間フィードバックをオフポリシー強化学習と組み合わせ、スパース報酬タスクの探索効率向上や環境・選好変化への適応を実現する手法を提案。
- Sight Guide: Cybathlon 2024視覚支援レースのためのウェアラブル知覚・ナビゲーションシステムウェアラブル支援/ナビゲーション2025/6/1
視覚障害者支援のため、複数のRGB-Dカメラと振動・音声フィードバックを用いたウェアラブルシステムを開発し、Cybathlon 2024の視覚支援レースで有効性を示した。
- CompSLAM: 地下環境におけるロボット自律性のための相補的階層型マルチモーダル自己位置推定・地図構築SLAM2025/5/1
GPSが使えない地下環境で、複数のセンサ情報を相補的に統合して頑健な自己位置推定と地図構築を実現する階層型フレームワークCompSLAMを提案し、DARPA地下チャレンジ優勝チームの各種ロボットで実証した。
- 限られた風環境下における固定翼UAVのための安全な周期的トロコイド経路経路計画2025/3/1
固定翼UAVが山岳地帯のような狭い風の強い環境で安全に飛行できるよう、風に依存しない周期的トロコイド経路の集合と切り替え戦略を提案し、従来の単一待機機動より最大10倍多くの地点に到達可能とした。
- 物体レベルマップを用いた対話的探索によるアフォーダンス学習アフォーダンス学習2025/1/1
ロボットが未知環境を探索しながら物体とのインタラクション経験を収集し、物体レベルマップを統合することで、より高密度で正確なアフォーダンス注釈を実現する手法を提案した。
- オープンソースでモジュラーな宇宙システムに向けて：ATMOSの設計宇宙ロボティクス2025/1/1
宇宙ロボティクスの研究を再現可能にするため、オープンソースでモジュラーなソフト・ハードからなる実験室ATMOSを構築し、シミュレーションと実機の結果を比較した。
- 全方向性空中ロボットのための配分：パワーダイナミクスの導入空中ロボット制御2024/12/1
チルトロータ空中ロボットの配分問題に対し、アクチュエータとプロペラの動力学を組み込んだ新しい手法を提案し、実機で動的マヌーバを行い性能を比較した。
- 空中マニピュレーションのための2D/3D視覚・触覚フィードバックに基づくヒューマンロボットインタフェースの評価空中マニピュレーション2024/10/1
空中ロボットの遠隔操作において、MRによる3D視覚フィードバックと3D触覚フィードバックが操作性と作業負荷に与える影響を、実機タスクと被験者実験で評価した。
- 四足歩行ロボットによる障害物回避を伴うリーダー追従歩行2024/10/1
RFトランスポンダ・RGBカメラ・LiDARを融合し、脚式ロボットが動的で狭い環境でも操作者を自然に追従できる仮想リーシュシステムを開発し、ANYmalで実証した。
- レーダーと視覚の融合：移動ロボットのための単眼メトリック深度予測の堅牢化深度推定2024/10/1
低コストのミリ波レーダー計測を単眼深度推定モデルの入力に組み込み、産業・屋外環境での深度予測精度とロバスト性を向上させた。さらにフォトグラメトリデータからレーダー観測を模擬する学習データセット合成手法を提案。
- UUVのロバストな自己位置推定と網生け簀マッピングのためのフレームワーク水中ロボティクス2024/9/1
視覚と音響センサを融合し、魚養殖場の網生け簀に対するUUVの相対・絶対位置推定と3Dマッピングをリアルタイムで行うフレームワークを提案した。
- 都市と森林でのマルチコプタ航法のためのロバストな気圧・レーダー・慣性オドメトリM推定器状態推定2024/8/1
オンチップレーダーの動径速度とMEMS慣性センサ、気圧計を組み合わせ、GNSS拒否環境のクアッドコプター飛行でロバストな状態推定を実現するM推定器を提案し、都市・森林での実飛行で検証した。
- NeuSurfEmb: CADモデル不要の密対応ベース6D物体姿勢推定パイプライン6D姿勢推定2024/7/1
少数の実画像からNeural Surface表現を学習し、その新規視点合成とカット&ペースト拡張で姿勢推定器を訓練することで、CADモデルなしで高精度な6D物体姿勢推定を実現した。
- 反応的計画の限界を押し広げる：局所解からの脱出を学習するナビゲーション2024/7/1
センサ情報のみを使う反応的プランナにフィードフォワード・リカレントネットワークを組み合わせ、局所解を脱出する幾何学的直感を学習させた。実環境へのゼロショット転移と30%のセンサノイズ耐性を実証した。
- 火星を踏破する：未知環境を効率的にナビゲートする協調的情報経路計画経路計画2024/6/1
偵察ロボット（例：ドローン）と追従ロボット（例：ローバー）が協力し、未知環境で追従ロボットの最小コスト経路を効率的に探索する情報経路計画フレームワークを提案。理論的保証と実験で既存手法より高速な経路発見と終了を実証。
- 産業用ヒューマンロボット協調におけるタスク適応：リーマン運動ポリシーの活用ヒューマンロボット協調2024/6/1
リーマン運動ポリシーを用いて、人間の意図に基づきロボットの動作を適応させ、複雑なタスクの組み合わせと人間の意図認識を統合する運動制御フレームワークを提案し、産業用HRIシナリオで評価した。
- Waverider: 階層的マルチ解像度マップを活用した効率的で反応的な障害物回避ナビゲーション2024/5/1
階層的なボリュームマップとリーマン運動ポリシー(RMP)を組み合わせ、数百Hzで動作する高効率な反応的障害物回避システムを提案し、ドローンで実証した。
- 固定翼機による急峻な高山環境での自律アクティブマッピング航空マッピング2024/5/1
固定翼無人機を用いて、雪崩発生地域のような急峻な山岳環境を安全に飛行しながら高品質な地図を作成するシステムを提案し、実地実験で有効性を示した。
- ビヘイビアツリーと有限状態機械の比較マニピュレーション2024/5/1
移動マニピュレーションタスクにおいて、ビヘイビアツリーと有限状態機械の反応性・モジュール性・可読性・設計を比較し、タスクが複雑になるほどBTの維持が容易であることを示した。
- 空中ロボットのスライディング性能向上：非駆動多輪構成の分析と解決策空中ロボット/接触作業2024/5/1
非駆動の複数輪を備えた空中ロボットによる壁面スライディングの接触課題を実験的に分析し、機械設計指針と圧力センシング制御を提案して性能を改善した。
- 非一様風場における固定翼小型UAVのエネルギー最適化経路計画経路計画2024/4/1
非一様な風場で固定翼小型UAVのエネルギー効率の良い経路を計画するサンプリングベースプランナを提案し、上昇気流を利用してエネルギーを削減できることを示した。
- 圧力下でも：実環境における学習ベースのアナログゲージ読み取りロボットビジョン2024/4/1
実世界のロボットシステムに展開可能な、解釈可能なアナログゲージ読み取りフレームワークを提案。ゲージの種類やスケール範囲の事前知識を必要とせず、単位を抽出し、相対誤差2%未満で読み取り可能。
- VIRUS-NeRF：視覚・赤外線・超音波を用いたNeural Radiance FieldsNeRF/マッピング2024/3/1
低コストな超音波・赤外線測距センサとカメラを組み合わせ、占有グリッドを更新しながらNeRFで環境マップを構築する手法を提案。LiDARに匹敵するカバレッジを達成し、学習速度も46%向上した。
- 全駆動型飛行ロボットの受動的アライメントによる押し付け作業飛行マニピュレーション2024/2/1
全駆動型ドローンの姿勢制御を一部無効化し、力制御と組み合わせることで、非破壊検査センサを平面に密着させる受動的アライメント制御を提案し、実機で検証した。
- 脚式・車輪脚式ロボットのための強化学習によるブラインド階段昇降歩行2024/2/1
強化学習を用いて、脚式・車輪脚式ロボットが外部センサに頼らず階段を昇降できる汎用コントローラを開発し、実機で15cmの階段昇降を実現した。
- WindSeer：小型UAV上で複雑地形上のリアルタイム volumetric 風予測風予測/UAV2024/1/1
CFDシミュレーションの合成データのみで学習したニューラルネットワークにより、限られた計算資源の小型UAV上で、少数の風計測から複雑地形上の高解像度風場をリアルタイム予測する手法を実現した。
- 急峻地形における固定翼機の安全な低高度ナビゲーション経路計画2024/1/1
固定翼機が高度制限下の急峻地形で衝突不可避状態に入らない安全な経路を、周期的経路とサンプリングベース計画でリアルタイムに生成する手法を提案し、アルプスでの飛行試験で実証した。
- 端到端制御ネットワークによる全方向性マイクロ航空機の飛行学習飛行制御2023/12/1
過剰駆動型チルトロータドローンの姿勢制御を強化学習で端到端に学習し、従来のモデルベース制御より外乱に強いことを示した。
- Soliro：最小アクチュエータ構成のハイブリッド動的チルト翼空中マニピュレータ空中マニピュレーション2023/12/1
最小限のアクチュエータで駆動する5自由度の回転翼・固定翼ハイブリッド型チルトローター空中ロボットを開発し、風洞実験と遷移飛行で有効性を検証した。
- Geranos: 支柱輸送のための傾斜ロータ式新型空中ロボット空中マニピュレーション2023/12/1
垂直な支柱を高精度に配置するために、リング状の機体と2部構成の把持機構、傾斜した8つのロータを備えた特殊なマルチロータUAVを開発し、3kg・2mの支柱を5cm未満の精度で人手を介さず積み上げられることを実証した。
- 融合すべきか否か：空中ロボットのマルチセンサ融合における一貫性の評価マルチセンサ融合2023/12/1
空中ロボットのマルチセンサ融合において、各センサの信頼性を評価する指標を検討し、その指標に基づいて融合するセンサを選択するコンセンサス方式を提案。常時全センサを融合するより堅牢で正確であることを示し、屋内・屋外飛行や橋梁検査での有効性を実証した。
- ISAR: 単一・少数ショット物体インスタンスセグメンテーションと再同定のベンチマークセグメンテーション2023/11/1
新しい物体を少数の例から検出・セグメンテーション・再同定する手法を評価するため、半合成動画データセットと評価パイプライン、ベースライン手法を提案したベンチマーク。
- nvblox: GPU高速化による逐次符号付距離場マッピングマッピング2023/11/1
GPUを活用してロボット向けのボリュームマップを高速に構築し、表面再構成と距離場計算を大幅に加速するオープンソースライブラリnvbloxを提案した。
- 垂直壁面での精密かつ多様な電動工具作業のための壁面吸着・傾斜可能な飛行ロボット飛行マニピュレーション2023/10/1
壁面に吸着して傾斜可能なツールテーブルを備えたドローンを開発し、コンクリート壁への穴あけやアンカー打設を高精度で実現した。
- COIN-LIO: 強度情報を活用した相補的LiDAR慣性オドメトリLiDARオドメトリ2023/10/1
LiDARの強度情報を画像として処理し、幾何学的に退化した環境でも点群レジストレーションと慣性計測を統合して高精度に自己位置推定する手法を提案。
- 軌道拘束を利用した鉄道車両の状態推定状態推定2023/8/1
鉄道車両の位置推定を高精度化するため、線路上の1次元状態モデルとマルチ仮説追跡を組み合わせたセンサフュージョン手法を提案し、チューリッヒの路面電車データで評価した。
- 鉄道軌道上の障害物検知における局所情報と大域情報障害物検知2023/7/1
通常の鉄道画像から浅いネットワークで線路領域をセグメンテーションし、障害物のない画像を生成する学習を通じて大域情報を制御的に取り込むことで、障害物検知の精度を向上させた研究。
- 空中マニピュレータによるドア開け動作の強化学習空中マニピュレーション2023/7/1
全方位マイクロ航空機でドアを開けるタスクを強化学習で訓練し、シミュレーションから実機への転移を検証した。従来のMPPI制御よりロバスト性と速度が大幅に向上した。
- ウェーブレット圧縮によるマルチスケール環境の効率的なボリュメトリックマッピングマッピング2023/6/1
ウェーブレット分解を用いて階層的・マルチスケールなボリュメトリックマッピングを効率化し、不確かさを考慮したセンサーモデルを活用してRGB-Dや3D LiDARデータでの精度と速度を向上させた研究。
- 折り紙デルタマニピュレータを搭載した過剰駆動型小型飛行ロボットの設計と制御空中マニピュレーション2023/5/1
折り紙構造のデルタアームを備えた2.0kgの軽量飛行マニピュレータを開発し、8自由度の独立制御と柔軟な空中インタラクションを実現した。
- ソフト成長型つるロボットのための空気圧アクチュエータ比較ソフトロボティクス2023/5/1
つる型ソフトロボットの操舵に用いる3種の空気圧アクチュエータ（ポーチモータ、cPAM、fPAM）を反転・曲げ・動特性・発生力で比較し、曲げ予測モデルを構築、4.8mのロボットで障害物コースを実証した。
- Dynablox: 複雑環境における多様な動的物体のリアルタイム検出動的物体検出2023/4/1
オンラインマッピングに基づき、センシングや状態推定の限界を考慮して高信頼度の自由空間を推定することで、外観に依存せず多様な動的物体をリアルタイム検出する手法を提案。
- 最適輸送を用いた材質非依存の粒状材料の成形マニピュレーション2023/3/1
最適輸送の考え方をロボット動作計画に結びつけ、材料特性の事前知識なしに高さマップ表現から掃引動作を生成して粒状材料を任意形状へ成形する手法を提案。
- ニューラル暗黙的視覚言語特徴場3Dセマンティックセグメンテーション2023/3/1
視覚言語モデルの画像特徴をニューラル暗黙表現に融合し、テキストプロンプトで任意のカテゴリに3D/2Dセマンティックセグメンテーションできるゼロショット手法を提案。
- ミリ単位の精度を追い求めて：天井への高精度飛行マーキングの設計・ナビゲーション・状態推定飛行マニピュレーション2023/3/1
全方位飛行ベースに柔軟なエンドエフェクタを搭載し、因子グラフ状態推定とリーマン運動ポリシーを組み合わせて、実環境で天井に1.5mmの相対精度・5-6mmの絶対精度でマーキングする飛行ロボットシステムを実現した。
- 都市運河における相互作用を考慮したマルチエージェント経路積分制御マルチエージェント/動作計画2023/2/1
都市運河を航行する自律表面船を対象に、他エージェントの軌道予測と衝突回避軌道を同時に計算する分散型・通信不要のMPPIベースの動作計画手法を提案し、アムステルダム運河の実シナリオで有効性を示した。
- GPUレイキャスティングとリーマン運動方策によるMAVのkHzオーダー障害物回避障害物回避2023/1/1
ボクセルマップ上でGPUレイキャスティングと多数の並列リーマン運動方策を組み合わせ、MAVがkHzレートで直接障害物回避できる手法を提案し、実機で検証した。
- maplab 2.0：モジュール式マルチモーダルマッピングフレームワークSLAM2022/12/1
多様なセンサと深層学習を統合可能なオープンソースSLAMプラットフォームmaplab 2.0を開発し、大規模マルチロボットマッピングや非視覚ランドマーク、意味的ループ閉じ込みの統合例を示した。
- 5自由度金属探知機ドローンによる不整地での堅牢なナビゲーション飛行ロボティクス2022/12/1
5自由度の金属探知機搭載ドローンで不整地を自律飛行し、地中金属物を探査するシステムを開発。GNSS・IMU・LiDARのオンライン融合で堅牢な自己位置推定を実現した。
- 選択的操舵を備えた多セグメント軟体成長ロボットソフトロボティクス2022/12/1
先端で各パウチを選択的に加圧する新しい操舵法と円筒型空気圧人工筋により、環境と接触せずに複雑な経路を進める多セグメント蔓状ロボットを開発した。
- ニューラルレンダリングによる教師なし連続セマンティック適応セマンティックセグメンテーション2022/11/1
各シーンのSemantic-NeRFを訓練し、レンダリングしたセマンティックラベルを擬似ラベルとしてセグメンテーションモデルを連続的に適応させる手法を提案。
- SphNet: 意味的ポイントクラウドセグメンテーションのための球面ネットワークセグメンテーション2022/10/1
LiDAR点群を球面表現に変換し、球面畳み込みニューラルネットワークで意味的セグメンテーションを行う手法を提案。異なる視野やビーム数のセンサーにも汎化しやすい。
- スペクトルグラフウェーブレットを用いた協調マルチロボットマッピングフレームワークマルチロボットマッピング2022/10/1
複数ロボットの協調マッピングにおいて、グラフスペクトル解析によりロボットとサーバ間の地図の構造的差異を検出し、ドリフトの原因ノードを特定してロボット側の姿勢グラフを補正する枠組みを提案した。
- 特徴量を焼き込む：特徴マップレンダリングによるボリュームセグメンテーションの高速化3Dセグメンテーション2022/9/1
大規模データセットで学習済みの特徴抽出器をNeRFにボリュームレンダリングで焼き込み、少ないアノテーションで高精度な3Dセグメンテーションを実現した。
- 全方向マルチロータの機敏な機動のための幾何学的追従制御制御2022/9/1
ロータダイナミクスを考慮した新しい追従制御器を提案し、全方向マルチロータの機敏な飛行における追従性能を向上させた。
- 3D可変シーングラフによる長期的な意味的シーン変化予測シーン理解2022/9/1
3Dシーングラフに変化の可能性を示す属性を付与した可変シーングラフ(VSG)を提案し、長期的な意味的変化を予測する手法DeltaVSGを開発した。屋内シーン変化の予測精度77.1%を達成し、ロボットの能動的変化検出タスクを高速化した。
- ロボットアプリケーションにおけるBehavior TreeとFinite State Machineの生成に必要なプログラミング工数の比較タスクプランニング2022/9/1
ロボットタスクの制御ポリシーをBehavior TreeとFinite State Machineで実装し、変更にかかるプログラミング工数を比較した。シミュレーションで移動マニピュレータの物品取得タスクを検証し、BTのモジュール性が工数削減に有効であることを示した。
- エージェント認識型アフォーダンス学習による関節物体との閉ループインタラクションマニピュレーション2022/9/1
移動ロボットが関節物体を操作するため、アフォーダンス推定とサンプリングベース全身制御を統合した閉ループ制御パイプラインを提案し、実世界でオーブンの開閉に高い成功率を示した。
- SC-Explorer: 3Dシーン補完を用いた安全で効率的な探索マッピングと計画探索計画2022/8/1
深層学習による3Dシーン補完を探索に統合し、階層的マッピングと情報利得に基づく経路計画で、未知環境の探索を安全かつ効率的に行う手法を提案した。
- 極限地下環境におけるSLAMの現在と未来SLAM2022/8/1
地下トンネル探査競技会SubTに参加した6チームのSLAM手法を比較し、LiDAR中心のSLAMや異種マルチロボット運用の現状・課題・オープンソース資源をまとめたサーベイ。
- チームCERBERUS、DARPA地下チャレンジ優勝：技術概要と教訓群制御2022/7/1
脚式ロボットと飛行ロボットを組み合わせたシステムで、GPSのない過酷な地下環境を自律探索し、DARPA地下チャレンジで優勝した技術を報告する論文。
- 目標物体把持のための閉ループ次善視点計画マニピュレーション2022/7/1
遮蔽された物体部分に基づいて探索を進める閉ループの次善視点プランナを提案し、把持成功率を保ちつつ実行時間を短縮できることを示した。
- 学習した残差ダイナミクスを用いたMPCの全方向性MAVへの応用制御/MPC2022/7/1
全方向性ドローンの軌道追従と外乱除去のため、実験データから学習したモデル誤差補償を組み込んだ2種類のモデルベースMPCを提案し、実機実験で有効性とリアルタイム性を示した。
- 固有受容感覚と触覚センシングによる不均一な表面での空中スライディングのための可変インピーダンス制御の学習空中接触マニピュレーション2022/6/1
触覚と固有受容感覚を用いてインピーダンス制御のゲインをリアルタイム調整する学習ベース適応制御を提案し、傾斜アーム型全方向飛行ロボットで不均一表面の空中スライディングを実現した。
- SCIM: オープンワールド意味理解のための同時クラスタリング・推論・マッピング意味理解2022/6/1
未知環境でロボットが新規物体を自律的に発見し、既知クラスの精度を向上させるため、マッピングとクラスタリングを統合し自己教師あり学習信号を生成するフレームワークを開発した。
- 能動計画のための確率的ネットワークトポロジー予測：適応的アルゴリズムと応用群制御2022/6/1
GNSS制限環境下でのマルチロボット協調測位において、ロボット間の将来の接続確率を適応的べき級数展開で高精度に予測する手法を提案し、能動計画の性能向上を実証した。
- リアプノフ指数を用いた空中ロボットの物理的相互作用におけるパワー制限安全層安全制御2022/5/1
最大リアプノフ指数で誤差ダイナミクスの発散を検出し、制御バリア関数と組み合わせてパワー制限を課す安全層を提案。全方向性ドローンの自由飛行と接触タスクで実証した。
- NeRFにおけるサンプリング不要な障害物勾配と反応的計画NeRF/計画2022/5/1
事前学習済みNeRFに半径内の占有推定能力を追加してESDF近似を学習し、その微分から得た障害物勾配をRMPベースの回避方策に統合することで、サンプリング不要の高速な障害物回避計画を実現した。
- Descriptellation：深層学習による星座記述子位置推定2022/3/1
意味的に重要な物体の配置をグラフとして捉え、深層グラフ畳み込みネットワークで記述子に変換する学習ベースのグローバル位置推定手法を提案し、実世界データセットで既存手法を上回る性能とノイズ耐性を示した。
- 情報経路計画による意味セグメンテーションのための身体性能動ドメイン適応能動学習/ドメイン適応2022/3/1
屋内環境で意味セグメンテーションモデルを自己教師ありドメイン適応させるため、モデルの不確実性を利用した情報獲得量に基づく経路計画でデータを収集する自律エージェントを提案した論文。
- 人間の状態を考慮したテザード飛行ロボットによる身体的インタラクション誘導制御身体的ヒューマンロボットインタラクション2022/3/1
ケーブルで人間とつながった飛行ロボットが、人間の歩行速度をフィードバックに取り込み、より一貫した誘導力を与える制御手法を提案し、理論と実験で有効性を示した。
- RoBoa：捜索救助向け操縦可能な蔓型ロボットの構築と評価レスキューロボット2022/3/1
倒壊建物などの狭く複雑な環境を探索できる蔓型ロボットを開発し、空気圧アクチュエータによる横移動と分散制御を実装、実環境で約10m先の要救助者を繰り返し発見できることを示した。
- NavDreams: 人混みをカメラのみで移動する強化学習ナビゲーションナビゲーション2022/3/1
単眼カメラ画像のみを入力とし、ワールドモデルを用いて人混みの中を衝突せず目的地へ移動するナビゲーション手法を提案し、シミュレーションと実機で有効性を示した。
- スペクトルグラフ解析を用いた協調ロボットマッピングマルチロボットSLAM2022/3/1
マルチロボットSLAMにおいて、ロボットとサーバのグラフの構造差をスペクトル解析で捉え、各ロボットのポーズグラフに必要な制約を生成する協調マッピング手法を提案し、実環境で最大90%の改善を示した。
- 全方向性飛行ロボットの6自由度バイラテラル遠隔操作による空中物理インタラクション遠隔操作2022/3/1
全方向性ドローンの接触作業向けに6自由度バイラテラル遠隔操作の枠組みを設計・実験し、標準手法の単純拡張では操作者が入力自由度を分離できず不十分であることを示した。
- エネルギータンクに基づく移動物体との堅牢な空中物理インタラクション制御空中マニピュレーション2022/2/1
環境の正確なモデルに頼らず、未知の外乱がある中で移動・関節物体と物理的にインタラクションするための受動性ベースのインピーダンス・力覚追従制御を提案し、未知質量の台車押しタスクで検証した。
- 分布学習による高速で計算効率の良いサンプリングベース局所探索計画探索計画2022/2/1
ロボットの地図の空間的文脈から情報価値の高い視点の分布を直接学習し、探索計画を高速化・低分散化する手法を提案。計算制約下でも従来法より最大28%性能向上を実現。
- CERBERUS：DARPA地下トンネル・都市環境における脚式・飛行ロボットの自律探査自律探査2022/1/1
DARPA地下チャレンジ向けに、四脚ロボットと飛行ロボットを統合し、カメラ・LiDAR・慣性センサの融合と集中型マップ最適化で地下環境を自律探査するシステムを構築した。
- SL Sensor：建設ロボティクス向け高精度オープンソース構造光センサ3Dセンシング2022/1/1
位相シフト法を用いて5Hzで高精度な点群を生成するROSベースの構造光センサを開発し、市販深度カメラより高精度であることを示すとともに、移動中でも動作可能な補償手法を提案した。
- 誰でもできる半自動3D物体キーポイント注釈と検出キーポイント検出2022/1/1
ロボットアームの手首カメラを使い、データ収集から注釈・学習・評価までを数時間で行える半自動3D物体キーポイント検出ツールキットを提案した。
- 2D-3D相補表現を用いたセマンティックセグメンテーションの継続的適応セマンティックセグメンテーション2021/11/1
ロボット運用中に2D予測を3Dマップへ確率的に蓄積して教師信号を生成し、継続学習でセグメンテーションネットを環境に適応させる手法を提案した。
- 脚式・飛行ロボットによる地下環境の自律協調探査群制御2021/11/1
脚式ロボットと飛行ロボットが協調し、通信が困難な地下環境を自律的に探査する戦略を提案し、スイスの地下鉱山での実証実験で有効性を示した。
- 多解像度標高マップと安全着陸地点検出：惑星探査ロータクラフトへの応用着陸地点検出2021/11/1
単眼画像から復元した深度情報を動的LODで多解像度標高マップに統合し、傾斜・粗さ・表面品質から安全な着陸地点を機上で検出する手法を提案した。
- 他タスクの視点で自らの失敗を検知するマルチタスク注意機構マルチタスク知覚2021/10/1
セグメンテーションや深度推定など複数の視覚タスク間の相関を注意ネットワークで活用し、各タスクの予測失敗を検出する手法を提案した論文。
- NeuralBlox: 逐次観測から大規模3D地図をリアルタイム構築するニューラル暗黙表現フュージョン3Dマッピング2021/10/1
シーンを潜在コードのグリッドで表現し潜在空間で直接更新することで、逐次部分観測から大規模シーンの占有マップをCPUでもリアルタイムに構築・更新できる手法を提案した論文。
- パノプティック・マルチTSDF：動的環境における多解像度ボリュメトリックマッピングと長期的一貫性のための柔軟な表現ボリュメトリックマッピング2021/9/1
物体レベルの意味情報を活用し、必要な箇所にのみ高解像度を割り当てる多解像度TSDF表現を提案。長期変化する環境でも意味的一貫性を保ちながらオンラインで地図構築・更新・照会できる。
- 自律移動ロボット向け高速画像異常軽減画像前処理2021/9/1
雨や埃によるカメラ画像の劣化をリアルタイムで軽減する前処理手法を提案し、既存手法より最大40倍高速で高精度を実現した。
- 深層強化学習による視覚慣性センサの統合キャリブレーション向けデータ収集キャリブレーション2021/9/1
ロボットアームの動作を深層強化学習で学習し、カメラ内部パラメータとカメラ-IMU間の外部パラメータを同時に校正するための計測データを効率的に自動収集する手法を提案した。
- 物理的人間-ロボット相互作用のための歩行運動のモデリングと推定歩行2021/8/1
ヨーヨーモデルに基づき人間の歩行速度をモデル化し、拡張カルマンフィルタで周波数・バイアス・正弦波状態を推定して歩行キネマティクスをリアルタイム推定する手法を提案した。
- SemSegMap：3Dセグメントベースの意味的ローカリゼーションローカリゼーション2021/7/1
LiDARの幾何情報とカメラの色・意味情報をセグメントベースの枠組みで融合し、深層学習記述子と改良セグメンテーションにより高精度な位置推定を実現した研究。
- 地中探査レーダ搭載ドローンによる地雷検出のためのナビゲーションと自己位置推定UAV/地雷検出2021/6/1
産業用センサスイートとファクターグラフ推定を組み合わせ、地対地レーダ搭載MAVの自動飛行・高精度自己位置推定・合成開口レーダ撮像を実現した研究。
- TSDF++: 動的物体追跡と再構成のための複数物体対応マップ表現動的物体追跡・再構成2021/5/1
複数の動的物体を単一のボリュームで表現できる新しいTSDF定式化を提案し、物体同士の遮蔽が起きても表面の再構成を保持できることを示した論文。
- ステレオカメラのキャリブレーション品質を自己診断するCalQNetキャリブレーション診断2021/4/1
ステレオカメラの外部キャリブレーションの劣化を1枚の画像から検出する深層学習手法を提案し、データセット生成パイプラインと新指標を構築して実環境で有効性を示した。
- 動的物体を考慮したLiDAR SLAMと学習データの自動生成SLAM2021/4/1
占有グリッドに基づくパイプラインで動的物体の学習データを自動生成し、動的物体検出ネットワークを組み込んだLiDAR SLAMを構築して、オドメトリ精度を39.6%改善した。
- 群衆対機械：人間群衆中のロボットナビゲーション能力を評価・比較するシミュレーションベンチマークツール群衆ナビゲーション2021/4/1
人間群衆中を移動するロボットの能力を評価するためのシミュレーションベースのベンチマークツールを開発し、初期シナリオと評価指標を提案した論文。
- 動的障害物を考慮した自律探索自律探索2021/4/1
動的障害物が通行を妨げる環境でも確実に未知領域を探索できるよう、動的フロンティアと再訪判断のコスト関数を導入した探索戦略を提案し、シミュレーションで既存手法を上回ることを示した。
- 異種センサシステムのための球面マルチモーダル位置認識位置認識2021/4/1
画像とLiDARスキャンを単位球面に投影し球面CNNでマルチモーダル記述子を学習することで、地図構築時とクエリ時でセンサ構成が異なっても頑健に位置認識できる手法を提案した。
- 疎な深度を用いた深層逆合成Lucas-Kanadeによる6自由度相対姿勢推定姿勢推定2021/3/1
片方の画像の疎な深度情報だけを用い、深層学習で逆合成Lucas-Kanadeを拡張して2画像間の6自由度相対姿勢をSE(3)上で最適化する手法を提案した論文。
- 3次元表面の能動的情報収集のためのオンライン情報経路計画情報経路計画2021/3/1
マニフォールドガウス過程と測地線カーネルを用いて3次元表面の情報場を推定し、飛行時間予算と機体の動的制約を考慮して情報収集経路をオンラインで再帰的に計画する手法を提案した。
- LiDAR向け深層学習3Dキーポイント検出・記述SLAM2021/3/1
LiDARの距離画像の強度と深度を2D特徴ネットワークに入力し、ロバストな3Dキーポイントと記述子を抽出する手法を提案した論文。
- Hough2Map：高速鉄道マッピングのための反復型イベントベースハフ変換イベントカメラ/マッピング2021/2/1
イベントカメラの横方向映像から電柱などの垂直構造物をハフ変換で検出・追跡・三角測量し、鉄道沿線のランドマーク地図をリアルタイムに構築する手法を提案した。
- PHASER: ロバストで対応点不要な大域的点群位置合わせ点群位置合わせ2021/2/1
フーリエ解析を利用し、対応点や特徴量抽出なしでマルチモーダルな点群を大域的に位置合わせする手法を提案。回転と並進を確率分布として推定し、100ms未満で平均2cm・0.5度の精度を実現した。
- Points2Vec：点群からの教師なし物体レベル特徴学習3D表現学習2021/2/1
3Dスキャン空間内で物体の周囲に意味的に関連する物体が配置される構造を利用し、点群を低次元ベクトルに教師なしで埋め込む手法を提案。文脈情報の活用でクラスタリングによる意味クラス識別性能が向上することを示した。
- メッシュ多様体上のリーマン運動計画による全方向性マイクロ航空機の表面インタラクション飛行ロボット/運動計画2021/2/1
三角メッシュ表面を多様体として扱い、平面パラメータ化とリーマン運動ポリシー(RMP)を組み合わせて、空中ロボットが表面に沿って移動する軌道をkHz更新で高速に計画する手法を提案した論文。
- ボリューメトリック把持ネットワーク：混雑環境でのリアルタイム6自由度把持検出把持検出2021/1/1
腕装着型深度カメラから得たTSDF表現を入力とし、各ボクセルごとに把持品質・グリッパ姿勢・開き幅を直接出力するVGNを提案。10msで把持計画が可能で、実環境の片付け実験で92%の物体を除去できた。
- 実機ロボットの閉ループ制御改善に向けた情報量の多い軌道による能動的モデル学習モデル学習2021/1/1
力学モデルの予測不確かさを最小化する情報量の多い軌道をサンプリングベースで探索し、その軌道で実機データを収集してモデルを更新することで、チルトロータ付き全方向飛行ロボットの閉ループ制御性能を向上させた論文。
- 複数仮説追跡によるロバストなデータ対応付けのためのセマンティックマッピングセマンティックSLAM2020/12/1
物体検出の位置・インスタンス・クラス情報を複数仮説木で確率的に対応付けし、ポーズグラフと組み合わせたセマンティックSLAMを提案。都市環境での場所認識精度向上とドリフト33%削減を実現した。
- NavRep: 動的な人間環境におけるロボットナビゲーションの強化学習のための教師なし表現ナビゲーション2020/12/1
教師なし学習を用いてロボットナビゲーションの強化学習を支援する複数のアーキテクチャを設計・比較し、実機で検証した論文。モデルや環境を公開し、再現可能な比較基盤を提供する。
- マイクロ航空機のモデル予測制御：サーベイ制御2020/11/1
クアッドロータなどのマイクロ航空機に対するモデル予測制御の設計と応用を、線形/非線形、制約、強化学習との統合などの観点から整理したレビュー。
- 自動運転知覚のための分布外検出自動運転知覚2020/11/1
訓練時にOODデータを必要とせず推論コストも増やさない分布外検出法を提案し、実世界の自動車データセットで最先端手法を上回った。
- モデルベース深層強化学習による視覚慣性システム校正のための軌道学習キャリブレーション2020/11/1
視覚慣性システムの校正をマルコフ決定過程としてモデル化し、モデルベース深層強化学習と粒子群最適化でロボットアームの校正軌道を生成、手作り軌道より低誤差を達成した。
- 記号的移動マニピュレーションスキルセットの自動拡張タスクプランニング2020/10/1
環境変化に応じてロボットが自身のスキルセットと抽象記述を自動拡張する手法を提案し、物体再配置タスクのシミュレーションでMCTSベースラインより成功率29%向上・実行時間68%短縮を達成した。
- オドメトリドリフト下での大規模環境自律探索の統合手法探索2020/10/1
サブマップベースの多層マッピングと計画を組み合わせ、オドメトリのドリフトが大きい大規模環境でも安全かつ効率的にボリュメトリック探索を行うシステムを提案した。
- Freetures: 符号付き距離関数マップにおける自己位置推定自己位置推定2020/10/1
暗黙的表面表現であるSDFから直接特徴量を抽出し、表面と自由空間の両方を記述することで、従来の表面のみの記述子より高精度な幾何学的自己位置推定を実現した。
- 線分クラスタリングと記述による場所認識場所認識2020/10/1
RGB-D画像から3D線分を検出し、注意機構で物体ごとの線分クラスタにまとめて128次元で記述することで、構造情報を保った場所認識を行う手法を提案した論文。
- 光学・赤外カメラ搭載UAVのための深層学習による人検出システムUAV検出2020/8/1
UAVに搭載したRGB・赤外カメラのRetinaNet検出を融合し、高高度からの人検出・追跡・再同定を行うシステムを構築、検出漏れを20%以上削減した。
- 参照ビュー描画による深層UAV自己位置推定UAV自己位置推定2020/8/1
6自由度カメラ姿勢から光学・深度画像を生成するリアルタイム描画エンジンを学習ベースのICLKアルゴリズムに組み込み、UAVの自己位置推定を高精度化した研究。
- IDOL: 線分を用いたIMU-DVSオドメトリのフレームワークVIO/イベントカメラ2020/8/1
イベントカメラとIMUを組み合わせ、連続時間の慣性表現と線分の点-線距離最小化により軌跡と3D線分位置を推定する最適化ベースのオドメトリ手法を提案。
- ステレオカメラデータを用いたリアルタイム動的障害物の検出と追跡障害物検出・追跡2020/7/1
ステレオカメラのノイズを含む点群データから動的物体をリアルタイムに検出・追跡し、人か一般動的物体に分類して速度推定し、障害物回避用の2D占有格子を生成するシステムを提案した。
- 過駆動飛行システムの制御改善に向けたダイナミクス学習飛行制御2020/6/1
過駆動全方向飛行車のモデル誤差をガウス過程でオフライン学習し、一次原理モデルと併用して最適化ベースの制御を行うことで姿勢軌道追従誤差を平均32%低減した。
- 建築3D計画図におけるロボットの高精度位置推定位置推定2020/6/1
設計図と実環境のずれに対応するため局所参照とLiDAR・画像の外れ値検出を組み合わせ、建設現場で従来手法より30%以上高精度に自己位置推定するシステムを提案した。
- 運動学的ループを持つ車輪付き二足ロボットのLQR支援全身制御全身制御2020/5/1
車輪付き二足ロボットAscentoの剛体全身ダイナミクスを活用し、運動学的ループの閉形式表現とLQRを組み合わせた軽量な階層型全身制御器を提案し、不整地での走行性能とロバスト性を実験で示した。
- Ascento：跳躍可能な二輪ロボット跳躍ロボット2020/5/1
屋内点検向けに、平坦路を高速移動し障害物を跳躍で越えるコンパクトな車輪型二脚ロボットAscentoを開発し、設計と制御系を実機実験で検証した。
- カメラのキャリブレーションずれ検出の学習キャリブレーション2020/5/1
RGBカメラの内部パラメータのずれを検出するための指標と半合成データセット生成手法を提案し、深層畳み込みニューラルネットワークで再キャリブレーションの要否を判定できることを示した。
- モバイルマニピュレーションによる物品運搬システムモバイルマニピュレーション2020/4/1
非構造屋内環境で物体を探索・把持・運搬するため、知覚・自己位置推定・ナビゲーション・動作計画・把持を統合したモバイルマニピュレーションシステムを提案し、オフィスでの物品配送タスクで実証した。
- Voxgraph: 符号付き距離関数サブマップによる大域的整合性を持つ体積マッピングSLAM/マッピング2020/4/1
SDFサブマップの集合として環境を表現し、対応点不要の制約でサブマップ間を最適整合させ、CPU上で軽量に大域的整合性のある密な3Dマップを生成するフレームワークを提案した。
- 強化学習による移動マニピュレータの全身制御全身制御2020/3/1
移動マニピュレータの全身制御をエンドツーエンド強化学習で実現し、シミュレーションで従来手法より速いタスク遂行と狭い廊下での実機検証を示した論文。
- 自動運転レースカーのためのエンドツーエンド速度推定状態推定2020/3/1
IMU・車輪オドメトリ・モータ電流からリカレントニューラルネットで車両速度を推定し、高スリップ領域でも高価な速度センサを用いたカルマンフィルタと同等の精度を達成した。
- 都市屋外環境におけるマルチモーダル自動運転車両の自己位置推定自己位置推定2020/3/1
視覚とLiDAR、さらに縁石のセマンティック情報を統合し、見た目が大きく変化する都市環境でも再現率を高めた自己位置推定システムMOZARDを提案し、実走行で評価した。
- 自動運転レースカーの高精度マッピングと計画自動運転/マッピング/計画2020/3/1
カメラとLiDARの融合、階層的マッピング、ベイズフィルタによる計画を組み合わせ、未知のコースで高速走行しながら高精度な地図を作成する自動運転レースカーのパイプラインを開発した。
- 効率的な全方向飛行を実現するティルトロータ型マイクロ航空機の設計と最適制御全方向飛行2020/3/1
任意の姿勢で力を発揮しつつ効率的な飛行姿勢を保てる全方向マイクロ航空機を設計し、特異点に強い6自由度最適制御器を開発して飛行実験で検証した。
- 全駆動型飛行ロボットによる接触検査のための能動的相互作用力制御飛行マニピュレーション2020/3/1
全駆動・全方位型のドローンで、力センサを用いた可変軸選択的インピーダンス制御により、自由飛行中の外乱除去と意図的な接触力制御を両立させ、コンクリート構造物の非破壊検査に応用した研究。
- 単一スキャンで即座に自己位置推定するLiDAR-視覚融合グローバルローカリゼーショングローバルローカリゼーション2020/3/1
1回の3D LiDARスキャンから学習ベースのセグメント記述子で6自由度姿勢を推定し、カメラ画像を融合して検索精度を最大26%向上させた研究。
- VersaVIS: オープンで汎用的なマルチカメラ視覚慣性センサスイート視覚慣性SLAM2019/12/1
複数カメラとIMUの時刻同期を1ms未満の精度で実現するオープンソースの視覚慣性センサスイートを提案し、SLAMや3次元復元など多様な応用で有効性を示した。
- 建設現場でミリ精度を実現する移動マニピュレータの統合センシング・制御システム建設ロボティクス2019/12/1
移動マニピュレータが建設現場で建物タスクをミリ精度で遂行できるよう、マルチモーダルセンシングとデジタル建物モデルを統合した制御システムを開発し、実機でサブセンチ精度を実証した。
- 強化学習による対話的知覚での散らかった環境での物体探索物体探索2019/11/1
散らかった環境でロボットが強化学習を用いて能動的に対話しながら対象物体を探索する手法を提案し、シミュレーションのみで学習したモデルが実環境でも88%以上の成功率で動作することを示した。
- 空陸協調ロボティクスによる精密農業システムの構築空陸協調ロボティクス2019/11/1
小型UAVの空撮とUGVの選択的作業を組み合わせ、作物モニタリングから除草・可変散布までを人手なしで行う適応型精密農業ロボットシステムを開発・実証した。
- 深度マップ拡張による未観測空間の予測と経路計画経路計画2019/11/1
RGB-Dやステレオカメラの疎な深度マップを深層学習で補完し、未観測領域の3D構造を予測して経路計画の性能を向上させるシステムを提案・評価した論文。
- SegMap：セグメントベースの地図構築と自己位置推定SLAM2019/9/1
3D点群をセグメント単位で扱い、データ駆動型の単一記述子で全局自己位置推定・密地図再構築・意味情報抽出を同時に行う地図表現手法を提案した論文。
- 未知環境におけるオンライン情報獲得型経路計画のための効率的サンプリング手法経路計画2019/9/1
RRT*に着想を得て、単一の木を継続的に拡張・巻き直しすることで局所解を避けつつ大域的な被覆と経路効用の最大化を図るオンライン情報獲得型経路計画法を提案し、屋内探索やMAV搭載のTSDFベース3D再構成で有効性を示した。
- 外乱推定を組み込んだ高精度マルチロータ位置制御外乱推定/位置制御2019/8/1
強風や地面効果などの外乱下でマルチロータの位置制御精度を高めるため、外乱推定器を付加したMPCとPIDを比較し、拡張・無香料カルマンフィルタの性能を実機飛行で評価した。
- 特徴空間の密度学習による屋内シーンの信頼性の高いセグメンテーションセグメンテーション2019/8/1
屋内環境において、正規化フローで背景記述子の確率分布を学習し、分布外の領域を前景物体として検出することで、未知の物体にも頑健な前景/背景セグメンテーションを実現した。
- UAVによるセマンティックマッピングのための能動学習能動学習2019/8/1
深層学習の不確実性推定に基づく新規性評価を経路計画に組み込み、地形マッピング用の訓練データ収集を効率化するシステムを提案し、実データで従来の網羅的収集より大幅に少ないデータで済むことを示した。
- 強風下で小型低速固定翼UAVの後退・流されを防ぐ誘導則固定翼UAV誘導2019/8/1
オンライン風推定を組み込んだ非線形横方向経路追従誘導則を開発し、風速が対気速度を超える状況でも経路保持と後退防止を実現、スイスの山岳地帯での強風飛行実験で検証した。
- 遠隔センシングのための長時間完全自律飛行マルチコプタシステム完全自律飛行2019/8/1
人間の介入なしに繰り返し飛行・自動充電着陸を行い、長時間観測ミッションを遂行できる完全自律型回転翼UASを提案し、屋内・屋外実験で有効性を示した。
- 柔軟な三眼カメラとIMUによるUAVナビゲーションとマッピングのための非剛体マルチカメラ密再構成UAV/Visual-Inertial2019/8/1
高速移動するUAV上で、柔軟な三眼カメラの基線をIMUと画像からEKFで推定し、長距離深度計測と環境地図生成を実現した研究。
- 自由空間特徴量：距離関数マップを用いた2DレーザーSLAMのグローバル位置推定SLAM2019/8/1
2D LiDAR SLAMにおいて、距離関数表現から表面と自由空間の両方の幾何形状を記述する特徴量を提案し、公開データセットで従来の表面記述子より位置推定性能が向上することを示した論文。
- 障害物環境での低空域被覆経路計画：一般化巡回セールスマン問題としての牛耕式被覆計画の再検討被覆経路計画2019/7/1
障害物を含む多角形飛行回廊での被覆計画のため、牛耕式被覆計画を拡張し掃引パターンの組み合わせを最適化するオープンソースフレームワークを提案。320枚の合成地図で評価し、従来手法より14%低い経路コストを達成、実機でも検証した。
- 二段階協調戦略による3Dマルチロボット巡回群制御2019/6/1
3D環境で複数UGVが巡回する際の干渉や空間的衝突を、トポロジカルな目標選択とメトリックな経路計画の二段階協調で最小化・解消する分散型巡回手法を提案し、シミュレーションと実機実験で有効性を示した。
- 接触検査のための全方向型空中マニピュレーションプラットフォーム空中マニピュレーション2019/5/1
完全駆動型チルトロータ機に固定エンドエフェクタを搭載し、6自由度の力とトルクを発生させて環境と精密に接触できる空中マニピュレーションシステムを開発した。インピーダンス制御と深度サーボによる接触検査やコンクリート非破壊検査への応用を実証した。
- AMZドライバーレス：完全自律レーシングシステム自律走行2019/5/1
未知のコースを自律走行するレースカーの認識・推定・制御を統合したシステムを構築し、複数のFormula Student大会で総合優勝を果たした。
- 鉄道車両向け視覚援用オドメトリ手法の実験比較視覚オドメトリ2019/4/1
鉄道車両の高精度な位置・速度推定に向けて、視覚および視覚慣性オドメトリの複数手法を産業・郊外・森林環境のデータでRTK-GPSと比較評価した。
- VTOLティルトウィングUAVの姿勢・巡航制御VTOL/飛行制御2019/3/1
過剰駆動のVTOLティルトウィング機について、空力効果を考慮した動的モデルを構築し、動的逆変換とデイジーチェーンによる姿勢制御および線形化とルックアップテーブルに基づく巡航制御を設計、ホバー・遷移・巡航の全飛行フェーズで実機検証した。
- 未知物体も発見できるインスタンス認識型3Dセマンティックマッピングセマンティックマッピング2019/3/1
RGB-Dカメラのオンラインスキャン中に、既知・未知カテゴリの物体インスタンスを検出・追跡し、形状・位置・意味情報を統合した3Dボリューメトリックマップを逐次構築する手法を提案した。
- 屋外3D LiDARスキャンの向き推定付き場所認識場所認識2019/3/1
単一の3D LiDARスキャンからCNNでコンパクトな記述子を抽出し、地図上の近傍候補検索とヨー角推定を同時に行う場所認識手法を提案。トリプレット損失とハードネガティブマイニングで学習し、NCLT・KITTIで従来手法を上回る性能を示した。
- 見た目変化に強い都市部向け視覚自己位置推定システム視覚自己位置推定2019/2/1
都市屋外で昼夜や天候により見た目が変わっても、複数セッション地図と車輪オドメトリを統合して高精度に自己位置を推定するVIZARDを提案し、実走行でほぼ100%の再現率と0.5m未満の精度を示した。
- 障害物を考慮した適応型情報経路計画によるUAV目標探索経路計画2019/2/1
ガウス過程で目標存在確率をモデル化し、障害物の多い3D環境でUAVが情報利得と衝突回避を両立させる適応的経路計画手法を提案した。
- 位置推定不確かさを考慮した能動的フィールドマッピングのための情報経路計画情報経路計画2019/2/1
ロボットの自己位置推定の不確かさを明示的に考慮し、ガウス過程で環境場をモデル化して位置推定とマッピングを統合する新たな効用関数で経路を計画する手法を提案した。
- 情報量に基づく視覚・慣性センサの自己キャリブレーションキャリブレーション2019/1/1
情報理論的指標で軌道区間の情報量を評価し、キャリブレーションに最適な区間を選択することで、計算コストを一定に保ちながら高精度な自己校正を実現した。
- 混雑環境で飛ぶ視覚ベース小型ドローンのオープンソース自律航法システムドローン自律航法2018/12/1
視覚センサのみで小型ドローンが密なマップ生成・局所計画・大域軌道生成を行い、混雑環境を自律飛行するオープンソースシステムを構築し、実機と多数のシミュレーションで検証した。
- AgriColMap: 空撮と地上走行ロボットの協調による精密農業向け3Dマッピング協調マッピング2018/10/1
UAVとUGVがそれぞれ構築した農地マップを、マルチモーダルな密オプティカルフロー推定で位置合わせする新手法を提案し、実データで既存手法を大きく上回る精度を示した。
- 過駆動型MAVによる効率的な完全姿勢全方向性の実現全方向性ドローン2018/10/1
任意の姿勢で力を発生でき、かつ効率的な飛行構成を保てる新型全方向性ドローンのVoliroXを開発し、特異点に強い6自由度幾何学制御と飛行実験で性能を実証した。
- 信頼性の高い自律レースのための冗長な知覚と状態推定状態推定2018/9/1
自律レースカーにおいて、LiDARとカメラから独立に知覚情報を生成しパーティクルフィルタSLAMで融合する冗長知覚と、スリップダイナミクスと確率的故障検出による速度推定を実装し、実車で検証した。
- UAV地形モニタリングのための情報経路計画フレームワーク経路計画2018/9/1
未知の関心領域を確率的センサで学習しながら、連続3次元空間で情報量の多い飛行経路を計画する汎用IPPフレームワークを提案し、シミュレーションと農業モニタリングで有効性を示した。
- 逐次観測から3D物体モデルを構築するインクリメンタル物体データベース3D再構成2018/8/1
移動エージェントがシーンを巡回しながら、部分的なRGB-D観測を統合して物体の3Dモデルを逐次的に構築・改善するシステムを提案した。
- 見た目に基づくランドマーク選択で効率化する長期視覚自己位置推定視覚自己位置推定2018/8/1
過去の走行で得たランドマークの共観測統計を用い、現在の見え方で観測されやすいランドマークだけを教師なしで選び、通信帯域を抑えつつ長期視覚自己位置推定の性能を維持・向上させる手法を提案した。
- 屋外環境での長期的な視覚的自己位置推定のための効率的な地図管理視覚的自己位置推定2018/8/1
リソース制約のある屋外で複数車両が長期運用する視覚的自己位置推定システム向けに、地図の新規追加と共観測統計の更新を組み合わせた地図管理手法を提案し、地図サイズを抑えつつ外観変化への対応と効率的なオンライン位置推定を実現した。
- WeedMap: マルチスペクトル空撮と深層学習による大規模雑草マッピング精密農業/セグメンテーション2018/8/1
UAVのマルチスペクトル画像をタイル分割してDNNで処理し、解像度損失や位置ずれを避けつつ高精度な作物・雑草のセグメンテーション地図を生成する枠組みを提案した。
- 空中・地上協調センシング：遠隔操作のための三人称視点空中・地上協調2018/7/1
ドローンが地上ロボットの三人称視点を自律的に提供し、GPSのない環境でも複数のロボット間を切り替えて遠隔操作を支援するシステムを提案・実証した。
- LandmarkBoost：ロバストな自己位置推定のための効率的な視覚的文脈分類器自己位置推定2018/7/1
2D-3Dマッチングをランドマーク分類問題として捉え、ブースティング分類器と画像全体の文脈情報を活用することで、視点変化や見た目の変化に頑健な位置推定手法を提案した。
- 都市環境における視覚的自己位置推定のための動的物体セグメンテーション視覚的自己位置推定2018/7/1
合成データと実世界データを組み合わせてCNNを学習し、混雑した街路で動的物体を半教師ありで検出して視覚的自己位置推定のロバスト性を高める手法を提案した。
- 園芸ロボットの知覚手法概観：受粉から収穫まで農業ロボティクス2018/7/1
園芸作業（受粉・収量推定・収穫）におけるロボットのセンシングと知覚の研究動向と課題を整理したレビュー論文。
- セマンティックセグメンテーションのためのモジュラー型センサフュージョンセンサフュージョン2018/7/1
モダリティごとに独立して学習でき、少量のキャリブレーションで統計的に融合するセマンティックセグメンテーション手法を評価し、単一モダリティより最大5%IoUを改善した。
- 強化学習と模倣学習を組み合わせたサンプル効率の良い地図なしナビゲーションナビゲーション2018/5/1
専門家のデモンストレーションで事前学習してから強化学習で微調整することで、地図なしナビゲーションの学習を5倍効率化し、実機でも汎化する方策を実現した。
- maplabによる長期大規模マッピングと自己位置推定SLAM2018/5/1
オープンソースのmaplabフレームワークを用いて、複数セッションから一貫した地図を構築し、数ヶ月後でも6自由度の自己位置推定や新規軌跡の登録が可能なことを実証した論文。
- 自律走行レースカーの設計：知覚・状態推定・システム統合自律走行2018/4/1
Formula Student Driverless競技で優勝した自律レースカー「flüela driverless」の設計を紹介し、モジュール式冗長サブシステム、EKF状態推定、LiDAR知覚、パーティクルフィルタSLAMの統合と実車実験での有効性を示した論文。
- LiDAR地図のための3Dセグメント記述子学習による場所認識場所認識2018/4/1
LiDARの3D点群地図からセグメントを抽出・照合して場所認識を行うため、CNNで学習した記述子を提案し、手作り記述子より高精度なことを実データで示した論文。
- SegMap: データ駆動型記述子を用いた3Dセグメントマッピング3Dマッピング2018/4/1
3D点群をセグメント単位で扱い、データ駆動型記述子で位置推定・地図再構成・意味情報抽出を同時に行う地図表現手法を提案した論文。
- 深層強化学習による閉ループ物体把持のためのタスク簡略化手法の比較マニピュレーション2018/3/1
ロボットアームによる物体把持を深層強化学習で学習する際、報酬整形・カリキュラム学習・事前学習によるウォームスタートを比較し、シミュレーション学習から実機へ転移した研究。
- 疎な3Dトポロジカルグラフによるマイクロ航空機の経路計画経路計画2018/3/1
ノイズを含むセンサデータから3D環境のトポロジカル構造を表す疎なグラフを構築し、MAVの大域経路計画を高速化する手法を提案した。
- 視覚慣性による教示・再現型の空中点検システム教示・再現/空中点検2018/3/1
手持ち端末で点検動作を実演して空中ロボットに教示し、GPSの使えない屋内環境で視覚慣性地図に基づき滑らかな軌道で点検を再現するシステムを提案した。
- 履歴を活用した狭所環境でのMAV自律探索探索計画2018/3/1
訪問履歴と局所的な姿勢最適化を用いたNext-Best View型の3D探索プランナを提案し、狭い開口部や行き止まりを含む環境で従来手法より高速に探索できることをシミュレーションと実機MAVで示した。
- 事前知識不要の固定翼機向け着陸地点検出着陸地点検出2018/2/1
環境の事前知識なしにテクスチャと形状から着陸地点を検出し、障害物・風・機体ダイナミクスを考慮して安全な進入経路を計算する知覚システムを提案し、実環境で検証した。
- 同定した制御拡張ダイナミクスを用いた固定翼UAVの非線形モデル予測誘導経路追従/MPC2018/2/1
市販オートパイロット搭載の小型固定翼機について制御拡張ダイナミクスをモデル同定し、それに基づく非線形モデル予測制御で対気速度安定化と経路追従を両立させ、強風下やモータ故障時を含む飛行実験で検証した。
- 時間制約下での探索・行動問題に対する分散型マルチエージェント意思決定群制御2018/2/1
時間を予算として扱い、確率的推論で複数エージェントの探索と行動の意思決定を最適化する分散フレームワークを提案し、MBZIRCの探索・把持・配置シナリオで有効性を示した。
- 反転クォータニオン積を避けるべき理由とその方法姿勢表現2018/1/1
ロボティクスで混在するハミルトン積と反転積のクォータニオン表記問題を整理し、反転積を使わずに済む代替手法と、規約を検出・移行するための実用的な手順を提案した論文。
- Voliro：ロータを傾斜可能な全方向ヘキサコプタ全方向飛行2018/1/1
6つのロータの傾斜機構により位置と姿勢の制御を分離し、全方向に機動できる新型ドローンの機体設計と制御系を提案し、実機実験で機動性を実証した。
- 柔軟翼ステレオ：固定翼UAVのための制約付き非剛体広基線ステレオビジョンステレオビジョン2017/12/1
固定翼UAVの柔軟な翼に搭載した2つの視覚慣性センサ間の時変相対姿勢をEKFで推定し、高精度な深度マップをリアルタイム生成する手法を提案した。
- 複雑地形におけるオンライン3D風場予測を用いたUAVのリアルタイム経路計画経路計画2017/12/1
低高度固定翼UAV向けに、地形・質量保存・大気成層を考慮したリアルタイム3D風場予測手法と、非一様風下で機体動特性を考慮するサンプリングベース経路計画を提案した。
- maplab：視覚慣性マッピングと自己位置推定のためのオープン研究フレームワークSLAM2017/11/1
視覚慣性SLAMのマルチセッションマップ構築・統合・自己位置推定を一貫して行えるC++製オープンソース研究基盤maplabを提案し、公開データセットで評価した。
- 山岳路を走る自律走行電気レーシングカーの設計自動運転2017/11/1
市販の電動車両Kyburz eRodをスイスの山道でも走行可能な自動運転車に改造し、そのハードウェアとソフトウェアのアーキテクチャ、特に部分構造環境でのセンサ要件と自己位置推定・制御の成果を報告した論文。
- 複数MAVによるロバストな協調物体輸送群制御2017/11/1
通信なしで機械的に結合した複数の小型ドローンが、ロバスト制御理論を用いて各機体の物理パラメータを調整し、頑健に物体を輸送する手法を提案した。
- 気象を考慮した太陽動力UAVの大規模点検ミッション向けマルチゴール経路計画経路計画2017/11/1
太陽動力UAVの安全で効率的な飛行のため、気象リスクや日照・追い風を考慮しつつバッテリー残量や地形も扱う経路計画フレームワークMetPASSを提案し、実機ミッションで検証した。
- C-blox: スケーラブルで一貫性のあるTSDFベースの高密度マッピング手法SLAM/3Dマッピング2017/10/1
環境を重複するTSDFサブボリュームの集合として表現し、特徴ベースのカメラトラッキングとバンドル調整で位置推定しながら、安定領域を特定して融合することで、一貫性とスケーラビリティを両立した高密度3Dマッピングを実現した。
- 混雑未知環境におけるMAVの安全な局所探索と再計画経路計画2017/10/1
局所軌道最適化プランナと中間目標を選ぶ局所探索を組み合わせ、混雑未知環境でMAVが安全にリアルタイム再計画できる手法を提案・実機検証した。
- MBZ国際ロボティクスチャレンジにおけるETH-MAVチームの取り組みMAV2017/10/1
2017年MBZIRCに参加したETHチームのMAVシステムのハードウェアとソフトウェアを紹介し、視覚サーボによる物体把持や自律着陸の実験結果を報告した論文。
- Topomap：視覚SLAM地図に基づくトポロジカルマッピングとナビゲーションSLAM/ナビゲーション2017/9/1
視覚SLAMの疎な特徴点地図から占有情報を抽出し、凸自由空間クラスタを頂点とする3次元トポロジカル地図を構築して、経路計画を効率化するフレームワークを提案した。
- 災害対応のための空中・地上ロボットの3D位置合わせ：特徴量・記述子・変換推定の評価点群位置合わせ2017/9/1
災害現場でUGVのLiDAR点群とUAVの視覚点群をグローバル位置合わせする手法を、特徴量・記述子・変換推定の組み合わせごとに比較評価した。
- マルチスペクトル画像とMAVによる密な雑草分類農業ロボティクス2017/9/1
ドローン搭載のマルチスペクトルカメラ画像からSegNetで作物と雑草を画素単位で分類し、Jetson TX2上で動作させた研究。
- X-View: グラフベースの意味マルチビュー自己位置推定自己位置推定2017/9/1
人間が作った環境の意味情報をグラフ記述子としてマッチングさせ、視点が大きく異なる空中・地上のロボットデータでもグローバルな自己位置推定を可能にした研究。
- 障害物環境における歩行者の相互作用を考慮したデータ駆動型運動予測歩行者予測2017/9/1
LSTMを用いて静的障害物と周囲の歩行者を同時に考慮し、混雑環境での歩行者軌道予測精度を向上させた研究。
- 情報量の高い運動区間を用いた視覚慣性自己校正視覚慣性自己校正2017/8/1
視覚慣性センサの自己校正を、情報量の多い運動区間だけを選んで区間ベース最適化で行い、計算負荷を抑えつつ精度を維持する手法を提案した。
- 自作できるビジュアル・慣性ドローン：低コストでオープンソースな自律飛行プラットフォームビジュアル・慣性オドメトリ/自律飛行2017/8/1
市販のビジュアル・慣性センサとオンボード計算機、量産クアッドロータを組み合わせ、キャリブレーションとシステム同定を行うことで、低コストながら研究グレードの自律VTOLドローンを構築し、屋内・屋外でホバリングや軌道追従の性能を評価した論文。
- 分散型マルチエージェントUAVによる物体の探索・回収・移動システム群制御2017/7/1
複数の自律飛行ロボットが協調して未知位置の物体を探索し、追跡・把持して回収する統合システムを構築し、実機と競技会で有効性を示した論文。
- 強化学習によるクアッドロータの制御強化学習/飛行制御2017/7/1
強化学習で訓練したニューラルネットワークにより、状態から直接アクチュエータ指令へ写像してクアッドロータを制御する手法を提案し、シミュレーションと実機で有効性を示した。
- UAV地形モニタリングのためのマルチレゾリューション地図生成と情報量最大化経路計画経路計画2017/3/1
ガウス過程の空間相関を事前分布に用いたベイズデータ融合で高度依存センサモデルを扱うマルチレゾリューション地図生成を提案し、グリッド探索と進化最適化で情報量の多い3次元飛行経路を計画する。農業バイオマス監視で従来の塗りつぶし飛行より最大45%誤差を削減した。
- 複数ドローンのロバスト衝突回避を実現する非線形モデル予測制御群制御2017/3/1
複数の小型ドローンが同じ空域を飛ぶ際の衝突回避を、非線形モデル予測制御で実現する手法を提案。状態推定や他機の位置・速度の不確かさも考慮し、シミュレーションと実機実験で検証した。
- 低コストVTOLドローンの動的システム同定とモデル予測制御制御/システム同定2017/1/1
DJI Matrice 100の機体ダイナミクスと自動操縦をIMUのみで同定し、モデル予測制御器を設計してホバリングや軌道追従の精度を実機で検証した。
- 能動的システム同定のためのサンプリングベース軌道計画システム同定2016/12/1
マルチロータ機が未知パラメータを素早く同定できるよう、EKFで信念ダイナミクスを近似しつつサンプリングベース計画で情報量最大の軌道を探索する手法を提案し、実機で収束時間と不確かさを4分の1に短縮した。
- 磁気吸着グリッパを搭載したMAVによる物体の空中把持と配送空中マニピュレーション2016/12/1
電磁石と受動コンプライアンス構造を組み合わせたグリッパをMAVに搭載し、形状や重量が異なる磁性物体を検出・把持・配送する統合システムを開発した。静止物体だけでなく移動物体の把持や外乱への対応も評価した。
- パッシブ力制御によるMAVの協調物体輸送協調輸送2016/12/1
2機のヘキサコプターが通信・形状知識・把持点情報なしに大型物体を協調輸送するため、UKFによる外力推定とアドミタンス制御を用いたマスタースレーブ方式を実現した。
- 時間制約下での分散インフラ点検経路計画経路計画2016/12/1
飛行ロボットが時間制約を守りつつ複数のインフラ施設を効率的に点検する経路を、反復的な3段階最適化で計画する手法を提案し、シミュレーションと実機で評価した。
- Voxblox：機上計画のためのインクリメンタル3Dユークリッド符号付距離場マッピング2016/11/1
TSDFからESDFをインクリメンタルに構築する手法を提案し、単一CPUコアでリアルタイム動作するMAV搭載の軌道最適化計画を実現した。
- 回転翼小型航空機の軌道追従における線形MPCと非線形MPCの比較制御/MPC2016/11/1
回転翼ドローンの軌道追従について、線形MPCと非線形MPCを実装し、ホバリング性能・ステップ応答・急峻な軌道追従・風外乱下での性能を速度と追従精度の観点で比較した論文。
- 確率的頂点投票による視覚的位置認識視覚的位置認識2016/10/1
最近傍記述子の投票数を二項分布でモデル化し、ヒューリスティックなパラメータを排した高精度なループ閉じ込め検出を実現した視覚的位置認識手法を提案する。
- 知覚から意思決定へ：自律移動ロボットのためのデータ駆動型エンドツーエンド経路計画ナビゲーション2016/9/1
2Dレーザースキャンと目標位置から操舵指令を直接学習するエンドツーエンドのナビゲーションモデルを提案し、シミュレーションで訓練したモデルを実環境の未知環境にも転移できることを示した。
- SegMatch：3D点群のためのセグメントベースのループ閉じ込みSLAM/ループ閉じ込み2016/9/1
3D点群をセグメント単位でマッチングすることで、大規模で非構造な環境でも頑健にループ閉じ込みを検出する手法を提案し、KITTIデータセットで1Hzの高精度測位とリアルタイム動作を示した。
- UAVによる能動分類のためのオンライン情報経路計画経路計画2016/9/1
UAVが農地の雑草を効率的に検出するため、情報理論的目的に基づき3D空間で軌道をオンライン計画する手法を提案し、従来の全面走査より低エントロピーの地図を構築できることを示した。
- UAVによる能動的分類のためのオンライン情報経路計画経路計画2016/6/1
農地の雑草検出を目的に、占有格子で雑草分布をモデル化し、情報理論的目的関数に基づいてUAVの経路をオンラインで計画する手法を提案。シミュレーションで従来の全面走査と比較検証した。
- 3次元姿勢の微分計算入門最適化2016/6/1
3次元姿勢の扱いを抽象化し、座標変換と指数写像に基づく表現非依存で最小な微分を導入することで、最適化問題の定式化を容易にする手法を解説した入門文書。
