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外乱中における作業アームを持つ小型水中ロボットの運動制御

Research Project

Project/Area Number 18760173
Research Category

Grant-in-Aid for Young Scientists (B)

Allocation TypeSingle-year Grants
Research Field Dynamics/Control
Research InstitutionTokai University

Principal Investigator

坂上 憲光  Tokai University, 海洋学部, 講師 (20373102)

Project Period (FY) 2006 – 2007
Project Status Completed (Fiscal Year 2007)
Budget Amount *help
¥3,100,000 (Direct Cost: ¥3,100,000)
Fiscal Year 2007: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,300,000)
Fiscal Year 2006: ¥1,800,000 (Direct Cost: ¥1,800,000)
Keywordsマニピュレータ / 水中ロボット / スラスタ配置 / 画像処理フィードバック制御 / ロバスト制御 / ハードウェア開発 / AUV / ROV / UVMS
Research Abstract

本研究では,作業アームを持つ水中ロボットの自動化を行い,水中作業の効率化を図ることを目標とする.その際,外乱の影響を小さくする抑えるためのスラスタ・マニピュレータ配置の理論的考察や水中ロボット本体のハードウェア製作を行った.作業アームを持つ水中ロボットの自動化技術は,今後の産業分野や科学分野などにおいて重要な役割を持つことが期待される.
その実現のため,本研究では以下の課題を行なった.課題(1):外乱の影響を軽減する作業アームと水中ロボットの設計手法の提案と製作を行なった.課題(2):作業アームを装備した水中ロボットの一部機能の自動化を行った.
課題(1)では,ハードウェア的に流体抵抗が小さく,アーム動作によって生じる外乱が作用した場合にも安定姿勢を維持する水中ロボットの製作を行なった.また,スラスタ配置とマニピュレータ配置から,水中ロボットがどの程度,外乱に対してロバストかを評価する定量的手法も考案した.それらに基づき,水中ロボット本体の浮力材,スラスタ,電装機器などの配置を決定した.その後,制御実験システムを構築し,実験を遂行できる状態にした.
課題(2)では,水中ロボットに搭載したカメラ画像を利用して画像処理フィードバック制御を行ない,オペレータはマニピュレータのみを操縦することで,オペレータの操縦負担の軽減を図ることに成功した.また, 3次元力学シミュレータも構築し,水中ロボット開発やオペレータの操縦時におけるインターフェイスとしても利用可能となっている.将来的には水中ロボットの更なる自動化を図っていく.

Report

(2 results)
  • 2007 Annual Research Report
  • 2006 Annual Research Report
  • Research Products

    (5 results)

All 2007 2006

All Journal Article (3 results) Presentation (2 results)

  • [Journal Article] Fuzzy Control of Underwater Robot Manipulators(査読付き口頭発表)2007

    • Author(s)
      S.R.Pandian, V.Tinnium, F.Petry, N.Sakagami
    • Journal Title

      Underwater Intervention 2007

      Pages: 28-28

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] Neuro-Fuzzy Control of Underwater Vehicle-Manipulator Systems(査読付き口頭発表)2007

    • Author(s)
      B.Xu, S.R.Pandian, N.Sakagami, F.Petry
    • Journal Title

      Fourth International Symposium on Mechatronics and its Applications (March 26-29, 2007) (投稿中)

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] Model-Based Sliding Mode Control of Underwater Robot Manipulators(査読付き投稿論文)2006

    • Author(s)
      B.Xu, Shunmugham R.Pandian, M.Inoue, N.Sakagami, S.Kawamura
    • Journal Title

      International Journal of Offshore and Polar Engineering Vol.16,No.3

      Pages: 210-217

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Presentation] スラスタ配置およびマコピュレータ配置に基づく水中ロボットの運動性能評価2007

    • Author(s)
      坂上憲光
    • Organizer
      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
    • Place of Presentation
      広島国際大学
    • Year and Date
      2007-12-22
    • Related Report
      2007 Annual Research Report
  • [Presentation] マニピュレータ搭載した水中ロボットの画像処理を利用した接触作業2007

    • Author(s)
      坂上憲光
    • Organizer
      ロボティクス・メカトロニクス講演会2007 (日本機械学会)
    • Place of Presentation
      秋田処点センターALVE (アルヴェ)
    • Year and Date
      2007-05-12
    • Related Report
      2007 Annual Research Report

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Published: 2006-04-01   Modified: 2016-04-21  

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