ロボットのセンサー｜LiDAR・深度カメラ・IMU の役割

ロボットのセンサーは、周りの物までの距離を測るもの（LiDAR・深度カメラ）と、ロボット自身の動きを測るもの（IMU）に分けて考えると読みやすくなります。

Unitree は、L2 とその内蔵 IMU だけを使い、POINT-LIO というアルゴリズムで地図を作るオープンソースの仕組みを公開しています。Go2 では、L2 と専用のアプリで一定の範囲の点群の地図を作り、自律移動の経路を指定できます。

4D LiDAR L2 は、Unitree が自社で開発した小型の LiDAR で、Go2 の全グレードに付いています。「4D」は、3次元の位置と1次元の明るさ（グレースケール）を合わせたデータという意味です（Unitree 公式ページ）。

Unitree G1 は、深度カメラと 3D LiDAR を組み合わせて周りを測ります。カタログで型式まで書いているのは EDU Ultimate B・C で、Livox MID-360（3D LiDAR）と RealSense D435i（深度カメラ）を積んでいます。

RealSense D435i は、2つのカメラで距離を測るステレオ方式の深度カメラに IMU を内蔵したモデルです。RealSense の公式ページでは、D430 シリーズの理想的な測定範囲は0.3〜3m、深度の視野は87°×58°で、全画素を同時に撮るグローバルシャッターを使っています。

G1（Basic）・EDU Standard・EDU Plus・EDU Ultimate A のカタログのセンサー欄は「深度カメラ＋3D LiDAR」で、型式の記載はありません。EDU Ultimate D〜F のセンサー欄には、カメラと LiDAR の記載がありません。ご購入前にお問い合わせください。

Booster K1・T2 の標準のカメラはステレオカメラで、K1 のカタログに LiDAR の記載はありません。T2 の LiDAR はオプションです。

IMU の「軸」は、測る量と向きの数です。L2 の内蔵 IMU は、3軸の加速度と3軸のジャイロ（角速度）を測ります。K1 の9軸IMU の内訳は、カタログと Booster の公式ページに記載がありません。

1. 視野は水平と垂直を分けて見ます。MID-360 は垂直が -7°〜52° で、L2 は360°×96°です。
2. 測定距離は条件つきで見ます。L2 は反射率90%なら30m、10%なら15mです。
3. 「4D」などの言葉は、メーカーの定義を確かめます。L2 の4D は、3次元の位置と明るさのデータです。
4. IMU がどこに入っているかを見ます。L2・MID-360・D435i はセンサーの中に IMU を内蔵しています。
5. 同じシリーズでもグレードで構成が違います。G1 は Ultimate B・C だけ、カタログに LiDAR と深度カメラの型式があります。

センサーのデータを処理する計算機は ロボットの計算機と TOPS で、ROS 2 でセンサーのデータを扱う方法は ROS 2 とは で説明しています。グレードの違いは Go2 の選び方 と Unitree G1 のグレードの違い をご覧ください。