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プロペラ内蔵多節骨格を持つ飛行マニピュレータロボットの構成法と行動制御の研究

Research Project

Project/Area Number 15J07149
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Intelligent robotics
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

趙 漠居  東京大学, 情報理工学系研究科, 特別研究員(DC1)

Project Period (FY) 2015-04-24 – 2018-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2017)
Budget Amount *help
¥2,800,000 (Direct Cost: ¥2,800,000)
Fiscal Year 2017: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2016: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2015: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
Keywords変形飛行ロボット / 飛行制御 / 動作生成 / 環境認識 / ロボットの体内神経系の構築 / 空中作業 / 魚眼レンズによる3次元環境認識 / 変形飛行制御理論 / モジュール型プロペラジンバル機構
Outline of Annual Research Achievements

まず、去年度では3次元空間における環境認識を可能とする飛行ロボットのプラットフォームを実現し,今年度はそれをもとに,環境認識機能を利用した行動生成法に取り組んだ.具体的には,飛行ロボットの未知環境での自律探索能力に注目し,特に,森林といった平坦地形ではない環境での探索行動および地図構築に取り組んだ.提案手法において,環境を構築することは,個々の樹木の位置と直径をリアルタイムで計算し,追加・更新していくことと同じである.また,新しい樹木を発見する探索行動以外にも,対象樹木を全方位から計測する周回動作や対象外の樹木を回避する行動を実現した.
次に、去年度までは,2次元(平面)変形型多リンク系飛行ロボットの構成に取り組み,実機を用いた安定な変形飛行を実現した.今年度は2次元変形型多リンク系モデルの構成法をベースに,本研究の最終目標である3次元変形型多リンク系飛行ロボットの機体構成に取り組み,さらに空中での立体変形を実現した.
最後に、去年度までは変形飛行の応用として空中作業という動作を去年度まで取り組んできたが,もう一つの応用として,複雑な狭隘空間における空中変形による潜り動作にも着目した.本研究の空中変形を伴う潜り動作の経路計画は2段階に分かれる.第一段階では離散的な経路を探索し,第二段階では離散的な経路から,時間の長さ情報をもつ連続的な経路を生成する.なお,第一段階において,定位推力に基づく一般化評価法を用いて,探索状態の有効性を評価している.提案した計画法によって生成された飛行変形移動経路を用いた潜り抜けの実機動作を示している.

Research Progress Status

29年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

29年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(3 results)
  • 2017 Annual Research Report
  • 2016 Annual Research Report
  • 2015 Annual Research Report
  • Research Products

    (6 results)

All 2018 2017 2016

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results) Presentation (4 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results)

  • [Journal Article] Design, Modeling, and Control of an Aerial Robot DRAGON: A Dual-Rotor-Embedded Multilink Robot With the Ability of Multi-Degree-of-Freedom Aerial Transformation2018

    • Author(s)
      Moju Zhao and Tomoki Anzai and Fan Shi and Xiangyu Chen and Kei Okada and Masayuki Inaba
    • Journal Title

      IEEE Robotics and Automation Letters

      Volume: 3 Issue: 2 Pages: 1176-1183

    • DOI

      10.1109/lra.2018.2793344

    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Transformable Multirotor with Two-dimensional Multilink: Modeling,Control, and Motion Planning for Aerial Transformation2016

    • Author(s)
      Moju Zhao, Koji Kawasaki, Kei Okada, Masayuki Inaba
    • Journal Title

      Advanced Robotics

      Volume: unknown Issue: 13 Pages: 825-845

    • DOI

      10.1080/01691864.2016.1181006

    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Whole-Body Aerial Manipulation by Transformable Multirotor with Two-Dimensional Multilinks2017

    • Author(s)
      Moju Zhao
    • Organizer
      The 2017 IEEE International Conference on Robotics and Automation (ICRA)
    • Place of Presentation
      Singapore
    • Year and Date
      2017-05-29
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Whole-body aerial manipulation by transformable multirotor with two-dimensional multilinks2017

    • Author(s)
      Moju Zhao and Koji Kawasaki and Xiangyu Chen and Shintaro Noda and Kei Okada and Masayuki Inaba
    • Organizer
      2017 IEEE International Conference on Robotics and Automation, ICRA
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] デュアルロータジンバル機構を有する空中立体変形可能な多リンク系飛行ロボットの構造設計2017

    • Author(s)
      趙 漠居, 安齋 智紀, 石 凡, 陳 相羽, 岡田 慧, 稲葉 雅幸
    • Organizer
      第35回日本ロボット学会学術講演会講演論文集
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] Transformable Multirotor with Two-Dimensional Multilinks: Modeling, Control, and Whole-Body Aerial Manipulation2016

    • Author(s)
      Moju Zhao
    • Organizer
      2016 International Symposium on Experimental Robotics
    • Place of Presentation
      Tokyo, Japan
    • Year and Date
      2016-10-03
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research

URL: 

Published: 2015-11-26   Modified: 2024-03-26  

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