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Proposal of a Flight Performance Index and a High Maneuverable Flight Plan of an Aerial Robot with Variable Thrust Vector Mechanisms

Research Project

Project/Area Number 16K18054
Research Category

Grant-in-Aid for Young Scientists (B)

Allocation TypeMulti-year Fund
Research Field Intelligent mechanics/Mechanical systems
Research InstitutionShibaura Institute of Technology

Principal Investigator

Satoko Abiko  芝浦工業大学, 工学部, 教授 (40560660)

Project Period (FY) 2016-04-01 – 2020-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2019)
Budget Amount *help
¥4,030,000 (Direct Cost: ¥3,100,000、Indirect Cost: ¥930,000)
Fiscal Year 2018: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
Fiscal Year 2017: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2016: ¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000)
Keywords推力ベクトル可変機構 / クアッドチルトロータUAV / シームレス90度姿勢遷移飛行 / シームレス90度姿勢変異飛行 / 航空ロボット / 空中ねじり作業 / 姿勢切替飛行 / 推力楕円体 / 飛行性能評価指標 / 高機動飛行計画
Outline of Final Research Achievements

This study aims at the high maneuverable flight of a quadrotor UAV with variable thrust vector mechanisms. The UAV with the variable thrust vector mechanisms enables to hover with a large attitude change. Especially, with conventional flight techniques, when transitioning, The transition flight from a normal hovering attitude to 90-degree pitching up attitude was realized by switching two types of flight modes.
In this study, we achieved a seamless attitude transition flight under the full position control and realized expanding the quadrotor UAV's ability with variable thrust vector mechanisms. The numerical simulations and flight experiments were carried out to verify the validity of the proposed method

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究では,推力方向が可変となる機構を有するクアッドロータUAVの高機動制御の実現を目指した研究である.同UAVは推力方向を変化させることにより,任意の姿勢での定点飛行(ホバリング)や姿勢一定状態での水平飛行を実現できる.このような性能を最大限に活かした制御を実現することで,壁面に習いながらの観測作業や狭隘空間のすり抜けのような従来には困難であった飛行の実現が可能となる.

Report

(5 results)
  • 2019 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2018 Research-status Report
  • 2017 Research-status Report
  • 2016 Research-status Report
  • Research Products

    (24 results)

All 2020 2019 2018 2017

All Journal Article (12 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 1 results) Presentation (12 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results)

  • [Journal Article] Seamless 90-Degree Attitude Transition Flight of a Quad Tilt-rotor UAV under Full Position Control2020

    • Author(s)
      Tomoyuki Magariyama and Satoko Abiko
    • Journal Title

      Proceedings of the 2020 IEEE/ASME International Conference on Advanced Intelligent Mechatronics

      Volume: -

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      2019 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] クアッドチルトロータUAVのシームレス90度姿勢遷移飛行の実飛行検証2020

    • Author(s)
      坂井 祐将,安孫子 聡子
    • Journal Title

      日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会2020 講演予稿集

      Volume: -

    • NAID

      130007944004

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    • Author(s)
      曲山 智之,安孫子 聡子
    • Journal Title

      日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会2019 講演予稿集

      Volume: -

    • NAID

      130007774352

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  • [Journal Article] クアッドチルトロータUAVのシームレス90度ロールアップホバリング制御2019

    • Author(s)
      坂井 祐将,安孫子 聡子
    • Journal Title

      日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会2019 講演予稿集

      Volume: -

    • NAID

      130007774354

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      曲山 智之, 安孫子 聡子
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      130007774352

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      坂井佑将,安孫子聡子
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      130007774354

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      130007550835

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      130006220591

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      後藤茂希,安孫子聡子
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      第18回計測自動制御学会システムインテグレーション部門講演会論文集

      Volume: ー Pages: 3405-3410

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      Tomoyuki Magariyama and Satoko Abiko
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      the 2020 IEEE/ASME International Conference on Advanced Intelligent Mechatronics
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  • [Presentation] クアッドチルトロータUAVのシームレス90度姿勢遷移飛行の実飛行検証2020

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      坂井 祐将,安孫子 聡子
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      日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会2020
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      坂井 祐将,安孫子 聡子
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      日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会2019
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  • [Presentation] クアッドチルトロータUAVのシームレス90度ロールアップホバリング制御2019

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    • Author(s)
      後藤茂希
    • Organizer
      第18回計測自動制御学会システムインテグレーション部門講演会
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Published: 2016-04-21   Modified: 2021-02-19  

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