| Project/Area Number |
19H03082
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 41040:Agricultural environmental engineering and agricultural information engineering-related
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
INOUE EIJI 九州大学, 農学研究院, 教授 (00184739)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
松井 正実 宇都宮大学, 農学部, 教授 (10603425)
光岡 宗司 琉球大学, 農学部, 准教授 (60437770)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2021)
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| Budget Amount *help |
¥11,440,000 (Direct Cost: ¥8,800,000、Indirect Cost: ¥2,640,000)
Fiscal Year 2021: ¥2,470,000 (Direct Cost: ¥1,900,000、Indirect Cost: ¥570,000)
Fiscal Year 2020: ¥3,510,000 (Direct Cost: ¥2,700,000、Indirect Cost: ¥810,000)
Fiscal Year 2019: ¥5,460,000 (Direct Cost: ¥4,200,000、Indirect Cost: ¥1,260,000)
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| Keywords | トラクタ力学モデル / 転倒・転落事故防止 / 3次元路面再構成 / マルチボディダイナミクス / 転倒安全指数 / ステアリング制御 / ステレオビジョン / 拡張カルマンフィルタ / トラクタの力学モデル / 転倒・転落事故 / カオス時系列解析 / 転倒安全指標 / 転倒安全性 / 再構成3次元路面 / 転倒防止システム / 車輪・作業機制御 / ジンバルシステム / 転倒・転落死亡事故 / 転倒防止 / 3次元路面情報 / トラクタ挙動力学モデル |
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| Outline of Research at the Start |
本研究の目的は、「３次元路面情報に基づく車輪・作業機制御によるトラクタの転倒防止システムを開発する」ことである。
本研究の目的の達成には、トラクタが作業・走行する路面の３次元情報の把握と３次元路面情報を入力としたトラクタの挙動の把握と転倒に対する安定性を確保する制御を可能とするトラクタの挙動予測・制御モデルが必要となる。
そこで、本研究では、ステレオカメラ、赤外線センサ、超音波センサ等を組みわせた高精度な路面の３次元情報の計測と再構築を行うシステムの開発を行う。得られた路面の３次元情報を入力としたトラクタの挙動予測シミュレーションを構築し、車輪・作業機を制御した転倒防止システムの開発を目指す。
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| Outline of Final Research Achievements |
In this study, in order to reduce the tractor rollover accidents, we developed a prediction model of tractor behavior. Reconstructed 3-D road profiles data obtained by the stereo-vision camera installed a gimbal system were input to the simulation. Furthermore, in order to evaluate the rollover stability of tractor when traveling on a sloped road, we developed a tractor driving model using a multibody dynamics analysis, and examined the rollover index by formulating the relationship between the road slope angle and the roll angular velocity of a tractor. Finally, using a model experiment tractor, we demonstrated the rollover prevention by steering control based on the rollover index.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
死亡事故が多いトラクタの転倒防止・回避には、実走行現場における路面の傾斜・起伏の情報の把握が必要不可欠であり,リアルタイムに計測された路面情報に基づく機体の挙動予測モデルから転倒を回避する制御システムに関する研究報告は少ない。
本研究は、実際の走行路面の3次元的な幾何学情報に基づくトラクタの挙動予測モデルから車輪や作業機を制御し、転倒そのものを回避する制御システムの構築を目指すもので、トラクタの転倒・転落事故の飛躍的な低減に高く貢献できる学術的課題である。また、農作業中の死亡・重大事故の低減化だけでなく、今後のロボット農機の安全性向上においても大きく寄与することから、その研究意義は極めて高い。
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