jsai technical report, sig-challenge-052-02challeng/sig-challenge-052/sig-challeng… · 4 , 5 , 6...
TRANSCRIPT
��������������������������
���������
��� 1���� 2,3 ����� 4 ��� 5
���� 6 ��� 6
Makoto KUMON1 Kazuhiro NAKADAI2,3 Kotaro HOSHIBA4
Hiroshi OKUNO5 Toshinori KAGAWA6 Ryu MIURA6
1 ����, 2 ������, 3 �����������������������,4 �����, 5 �����, 6 ��������
1 Kumamoto University, 2 Tokyo Institute of Technology,3 Honda Research Institute Japan, 4 Kanagawa University, 5 Waseda University,
6 National Institute of Information and Communications Technology
Abstract: ��������������������������������������
������, �������������������������������. ���, ��
��������������������������������������, ������
����������, ���������������������������. ����, �
��������������������������,������������������
����, ���������������������.
1 ����
�����������������������
����������, �������������
����������, �������������.
����������������������, ��
������������������������
�����������, �������������
������������������������
������������������.
�����������������������
������������������������
���������������� [1] ������
�����, �����������. ��, ����
������������������������
�����������������, �������
������������������������
�����, �������������������
������������������������
���������� (��� [2, 3, 4, 5, 6, 7, 8] �
�). ���, ������������������
��, ����������������������
������, ��������������, ���
�����������������������, �
������������������������
���������, ���������������
��������������, ���������
������������������������,
������������������������
���������, ���������������
�����.
����������������, �������
������������������������
�������, �����������������
�, ����������������. ��, ���
������������������������
���, ���������������������
������������������, ������
�������������, �����������
��������������. ���������,
������������������������
���������������������, ���
������������������ [9] �, ���
������������������������
���. ��������������������
������������������������
�������, ROS [10] ������������
����������. �������������
����, ��������������������
������������.
������ ������Japanese Society forArtificial Intelligence
��������JSAI Technical Report
SIG-Challenge-052-2 (12/3)
5
2 ���������������
�����������������������
�����������������������. �
������������������������
������������������������
�, ����������������������
������������������������,
���������������, ���������
���������, ���������������
����������������. ����, ���
������������������������
�, ����������������������,
������������������������
������, ������������������
����������������� [2] �����
����. �������������������
�������, �����������������
�������.
2.1 ������
�����������������������
�����, �����������������, �
������������������������
����. ������, �������������
�, ����������, ������������
���������. Ishiki [3] ����������
�����������������, �������
���������������������, ��
� � 1(a) �������������������
�����������. ��, Hoshiba [4] ����
������������������������
��������� (� 1(b)) ���, �������
�����������������.
(a) ����� (Ishiki [3]) (b) ����� (Hoshiba [4])
� 1: ������������������
2.2 ������
�����������������������
������������, �����������
���Multiple Signal Classification (MUSIC)� [11]
����. ��, MUSIC�������������
���������������, ���������
������,������������������
������ Generalized Eigenvalue Decomposition
(GEVD)-MUSIC [5] �, �������������
����� [6] ����������. ������
���������������, ��������
��������, MUSIC������������
����������, ��������������
�����������������.
�����������������������
������������������������.
��������, ����������������
�����, ������������������
�, �����������������������
���������. ������, � 2 �����
���������, ���������������
����������� [7, 8].
Terrain
Estimated sound source (xs, ys)
Sound source
UAV with mic.
(xh, yh)
Sound sourcedirection θ,φ
θ
φ
Heading ψ
Altitude zh
Planar terrain model z ≡ 0
� 2: ��������
�������, ����������������
�������, ������������, ����
������������������������.
���������, �������, �������
����������������������, ��
������������������������
�������������������� [8] ��
�����.
3 ����������
3.1 �������
�����������, ������������,
������������������������
�����, �����, �������������
���������������, ���������
������������������������
���, ���������������������
�����������������. ���, ���
6
� 3: ����������������
������������������������
�����, �������������������
�, �����������������. �����
���, ���������������������
����������������������, �
������������������������
�������. ����������������
�, �����������������������
���������������, ���������
���������. ��������� 3���.
�����������������������
���,���� ROS (Robot Operating System) [10]
�����. ROS � topic ������������
������������������������
������������������������
��, ���� PC���������������
���������������. ���, �����
������� HARK ����������, ���
����������������, ��������
������������������������
���������������������, ���
���������������.
��, ROS ��������� ROS1 ��, ���
����� roscore����������������
������������������������
�������, ������� ROS2 [14] ����
������������������������
� (Distributed Data System, DDS)������, �
���������������� (��� [15]��
�������). ���������������,
�������������� ROS2 � DDS ���
��������������������, ����
������������������, QoS ���
������������������. ���, ��
��� ROS1 � ROS ��������������
���, ��������������� (topic) ��
������������������������.
Schillinger � ROS1 ������������, ��
� roscore � topic � TCP �����������
[12] �������. �������������, �
������������UDP����� roscore�
������� udp relay (��)����, �� ROS
���������.
3.2 �����
3.2.1 ����������������
�����������, ������������
��������, ��������, �������
����������, ��������������
����. �������������������
�, �����������������������
�, �����������������������
������. ��, ���������������
������������������������
�� 1.
���� MUSIC ���������������
�������. MUSIC ������������
���� (�� MUSIC ��������) ����
��������������, ���������,
1Hz���Hz��������������, ���
������������������������
����. ���, MUSIC������������
��, ����������������������
����������������. ���, MUSIC
������������������������
����������, ��������������
��. ��, MUSIC���������������
���������, ��������������
���������������, ���������
�����������������.
3.2.2 UDP����� udp relay
�����������������, ������
������������������������
���������. ����, ����������
1����� [9] ������������������� LAN����� 16ch ���������������������������������, �������������� 75m ���������
7
����������, ��������������
����� UDP �������� roscore ����
������ ROS �������� udp relay ��
��� (� 4). ������� Schillinger � tcp relay
[12] � UDP ������������, ������
�����.
1. ���UDP������� topic ������
���
2. topic �������������������
�����������������
3. topic ������������� (bzip2 [13]
��)
������������������������
������, ��������������, �� 1,
2 �������� 2. ��, �����������
���������������������, 2 ��
�����������. �����, MUSIC���
������������������������
���, 3 ����������.
UDP
UDP
Drone GCS
DroneOperator
ROS masterROS master(roscore)(roscore) rosnode1
rosnode1rosnode2
rosnode2rosnode3
rosnode3rosnode4
rosnode5
rosnode6
topic1
topic2
topic3
topic4
topic5
topic6
topicA
topicB
topicC
topicD
topicE
topicF
topicG
udp relayudp relay
udp relayudp relay
� 4: udp relay ����� ROS��
4 ����
�����������������������,
������������������������
����. ���������, ������� PC�
� ROS���� (� 5) ������� PC � ROS
���������. ��������������
� 1 �����.
������������MUSIC�����, GPS
(ROS NavSat/FIX), IMU (ROS sensor msgs/IMU)�
���� 1.6Hz, 2Hz, 2Hz ����������, �
����� RTK-GPS�� RTCM3 ��� 1Hz ��
2udp relay � tcp relay ���������������������, ������� topic ������������.
� PC�����������. ��, �������
��� bzip2 ����������.
4.1 �����
��������������������, ���
� PC������������������. ��
�������������������, �����
�������������� PC��������
�� LAN�����������. ��������
�������������� 10�����, ���
����������.
����������, udp relay����� (bzip2)
����������, �� MUSIC�������
���������������������, � 6�
��. �����, ����������������
������������ [9] �������.
���, �������� 30kbps ��������
����������, �� bzip2 ���������
� 4� �������������������. �
�, bzip2 ���� MUSIC������������
������, ������������������
������������������, ������
�����������. ������������
����������, ��� 200�� 1�����
���������, ���������������
���������.
4.2 ��������
��, ������������������, ��
������������������������
���.
����������������� (��RTF)�
��, ������������ 7�, �������
���������������� 8 ���. ���
������������������������
������ [16, 17, 18]������, ������
������������������������,
������������� 250m��������
����. ��������������, �����
�������������, �����������
�������.
� 9 �, ��� udp relay �������� topic
������. ���� topic�������� (Hz)
� ������������. ���, ������
������ PC����������������
������������� (� 8kbps) ������
�����������, ������������
8
� 5: ����
� 1: ��������SBC Raspberry Pi3B+ (Raspbian, Jessie base)
ROS Indigo
������HARK-Embedded [4](System Infrontier, �����)
GPS NEO-M8P (u-blox)
IMU MTi-3 (X-sens)
������ 1.0kg, 150x150x75(������)
���� � 1W (���� 0.7A@12VDC)
�����
� 6: ������
���������������� (Raw data) [9], ���������� (without bzip2), MUSIC��������bzip2 ������� (MUSIC bzip2), ��� (Proposed)���� (bps) ���.
40kbps ��������������, ������
������������, ��� 58.92kbps ���
������������.
�������� topic ���������� ( 30
��� ), ���������������. 160��
������������������, ������
���������, ������������. 160
�����, ������������������
�, ��������������, ��������
��������������������. MUSIC
��������������������, ���
MUSIC����������������, ����
������������������������
��.
�����������������������,
������������ 10 ���. ���, ���
������������������������
��������, ����������������
�����.
� 7: ������������
5 ����
����, �������������������
�����, ������������������
��������������. ���������
�����������, ������������
����������������, �������
�����������, �������������
�����������. ����, ��������
������������� ROS ��������,
MUSIC������������� MUSIC���
������������������������
��������. ��, �������������
�����, ������������������,
������������������.
��, ���������������������
������. ������, �����������
����, ��������������������
�������.
9
� 8: ��������
����������. �������������, ������������������, ������, �������. ���, ����������. ���������� (�������� 250m���)�����.
� 9: topic ���
GPS, IMU, MUSIC � topic �����������.�����������������, GPS, GPS+IMU,GPS+IMU+MUSIC�������������� Hz���������.
��
�����������������������
������������������������
��ImPACT�������������������
�����������, ��������, ��RTF
������������������������
��������������.
����
[1] K. Nakadai, et al. “Active audition for humanoid.”Proceedings of AAAI/IAAI, pp. 832-839, 2000.
[2] K. Washizaki et al.: Position Estimation of SoundSource on Ground by Multirotor Helicopter with Mi-crophone Array, Proc. of 2016 IEEE/RSJ Int. Conf.on Intell. Robot. and Sys., pp. 1980-1985 (2016).
[3] T. Ishiki et al.:Evaluation of Microphone Array forMultirotor Helicopters, J. of Robot. and Mechatro.(Fuji technology press), 29-1, pp. 168-176 (2017).
� 10: ���������
��������������������������������. �����������������, �����������������, ������������������������.
[4] K. Hoshiba et al.: Design of UAV-Embedded Micro-phone Array System for Sound Source Localizationin Outdoor Environments, Sensors , 17-11, pp. 2535(2017).
[5] �����: ������������������������������������������, ���������, 31-7, pp. 676-683 (2013).
[6] ����: MUSIC�����������������������, ����������������������, 1P1-10a5 (2016).
[7] �����: ������������������������, AI ��������, SIG-Challenge-B402-03 (2014).
[8] �����: ��������������������������������������������,AI��������, SIG-Challenge-B492-3 (2017).
[9] ����, ���: �������������������������, � 33�����������������, RSJ2015AC1L3-03 (2015).
[10] M. Quigley et al.: ROS: an open-source Robot Oper-ating System, ICRA Workshop on Open Source Soft-ware (2009).
[11] R. Schmidt: Multiple Emitter Location and SignalParameter Estimation, IEEE Trans. on Antennasand Propagation, 34-3, pp. 276-280 (1986).
[12] P. Schillinger: tcp relay,https://github.com/pschillinger/tcp relay.git (���� : 2018/11/20).
[13] bzip2: http://www.bzip.org/ (����: 2018/11/20).
[14] Open Source Robotics Foundation (OSRF): ROS2,https://github.com/ros2/ (���� 2018/11/20).
[15] Y. Maruyama et al.: Exploring the performance ofROS2, 2016 International Conference on EmbeddedSoftware (EMSOFT), pp. 1-10 (2016).
[16] �����: ���������������������������������������������������, �������������� 2017������, 1P1-R07, (2017).
[17] �����: ������������������� 169MHz �/920MHz ����������������������, ����������, 117-348,pp.275-278 (2017).
[18] �����: 920MHz �����������������������������������������, ���������� (2018/12 ����).
10