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高精度協働ロボットのFAIRINO(フェアリノ・ファイリノ)

SLAM (Simultaneous Localization and Mapping)

SLAM(自己位置推定と地図作成)

SLAMとは、ロボットや自動搬送装置が周囲の環境を認識しながら、自分の位置を推定すると同時に地図を作成する技術です。


Simultaneous Localization and Mapping の略で、LiDAR、カメラ、IMU、エンコーダなどのセンサ情報を統合して、未知環境でも自律移動できるようにします。


AGV、AMR、自動運転、ドローン、サービスロボット、スマートファクトリーなどで使用され、近年の自律ロボット技術の中核となるアルゴリズムです。


■イメージ

センサ → 環境認識 → 地図作成       ↓    自分の位置推定

※地図と位置を同時に作る。


■SLAMで行うこと

◆機能

◆内容

地図生成

Mapping

自己位置推定

Localization

障害物検出

Obstacle

経路生成

Path

自律移動

Navigation

※自律移動の基本。


■使用されるセンサ

◆センサ

◆役割

LiDAR

距離

カメラ

画像

ステレオ

深度

IMU

姿勢

エンコーダ

移動量

※複合使用。


■SLAMの種類

◆種類

◆内容

LiDAR SLAM

高精度

Visual SLAM

カメラ

RGB-D SLAM

深度

Graph SLAM

高精度

EKF SLAM

古典

※用途で選ぶ。


■処理の流れ


センサ取得 ↓ 特徴抽出 ↓ 位置推定 ↓ 地図更新 ↓ 経路生成


※リアルタイム処理。


■製造業での用途

◆用途

◆内容

AMR

自律移動

AGV

ナビ

倉庫ロボ

搬送

ドローン

点検

工場DX

地図

清掃ロボ

自律

※移動ロボ必須。


■AGVとの違い

◆項目

◆AGV

◆SLAM

磁気

必要


マーカ

必要


地図

固定


◆項目

◆SLAM

マーカ不要


自己位置


柔軟


※AMRで多い。


■SLAMとデジタルツイン


SLAM → 地図 ↓ デジタルツイン → 仮想


※連携多い。


■メリット

◆メリット

◆内容

自律移動

柔軟

配線不要

高精度

DX対応

■デメリット

◆デメリット

◆内容

計算重

センサ高

調整必要

環境影響

※設計重要。


■よく使われるソフト

◆ソフト

◆内容

ROS

ロボット

Cartographer

Google

RTAB-Map

3D

ORB-SLAM

Vision

GMapping

LiDAR

※研究〜実用。


■関連用語

◆用語

◆内容

AMR

自律

AGV

搬送

点群

3D

パスプランニング

経路

デジタルツイン

仮想

■まとめ


SLAMとは、地図作成と自己位置推定を同時に行う技術です。AMRや自動搬送ロボで重要なアルゴリズムです。

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