実機
屋内環境において、LiDARとカメラによる自己位置推定・障害物回避・自律移動を 実現する差動駆動ロボットを設計・製作する。エッジ機とPCへ処理を分散し、 限られた無線帯域の中で実時間性を確保する。安全機構は制御ソフトウェアと 物理的なキルスイッチの二重構成とし、単一の失敗が事故に直結しない設計を貫く。
図1 — 安全監督層は自律・手動いずれのモードでも最優先で介入する。センサー入力はエッジ機で処理し、PCへは間引かれたデータのみを送る。
コントローラーでの手動操作と、車輪の回転数から自分の位置を推定することができるようになった。
LiDAR(レーザーで周囲との距離を測るセンサー)とカメラを使い、周囲の地図を自動で作れるようになった。
地図上の行きたい場所を指定するだけで、障害物を避けながら自動で移動できるようになった。
障害物に近づくと自動で減速・停止するため、壁や物に衝突しにくくなった(ただし完全に防げるわけではない)。
ブラウザから、バッテリー残量やセンサーの接続状況をリアルタイムで確認できるようになった。
制御用コンピュータが予期せず停止しても、手動操作と物理的な非常停止ボタンだけは独立して機能するようになった。
車体・モータードライバ・エンコーダの疎通を確認し、手動走行と オドメトリ推定までを実現。以降の全工程が乗る土台を固めた。
LiDARとカメラを統合し、2D SLAMによる地図生成、続いて 3D LiDAR-Inertial Odometryによる高精度な自己位置推定を実現した。
Nav2によるゴール到達を実装し、指定地点への自律移動を確認。 手動操作から自律動作への切り替えを安全に行えるようにした。
センサー取得と安全監督をエッジ機に残し、地図生成とナビゲーションを PC側で行う構成へ移行。無線帯域の制約下で実時間性を確保した。
障害物ガード・状態可視化ダッシュボード・物理e-stopを整備し、 実機での走行検証と改善を反復している。
追加のROSパッケージに依存せず、標準ライブラリだけでエッジ機上に構築した読み取り専用の状態表示Webダッシュボードの設計を記す。
2026年8月19日重い処理をPCへ、駆動と安全監督をエッジ機に残す分散構成と、無線帯域の制約下でセンサーデータを運ぶための間引き設計を記す。
2026年8月13日自律計画と手動操作の指令を安全に調停するtwist_muxパイプラインと、前進成分だけを制限する障害物ガードの非対称速度クランプを記す。
2026年8月6日3D LiDARによるオドメトリを土台に2D地図を生成し、Nav2でゴール地点まで自律移動する仕組みと、実装過程で発見した重大バグを記す。
2026年7月31日LiDARの有無でFAST-LIOとEKFを切り替える自己位置推定の設計と、実走行で実測したドリフト精度を記す。
2026年7月25日上位コンピュータとモーター制御用マイコンをつなぐシリアルプロトコルと、通信途絶時の自律的なフェイルセーフを記す。
2026年7月16日アルミフレームの車体、差動駆動の駆動系、電動工具用バッテリーを使った電源系統、LiDAR/カメラのセンサー構成を記す。