宇宙機の大規模編隊飛行を実現する相対航法・情報共有ネットワークの構築
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19J21523
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| Research Category |
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 国内 |
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| Review Section |
Basic Section 24010:Aerospace engineering-related
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
船曳 敦漠 東京大学, 工学系研究科, 特別研究員(DC1)
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| Project Period (FY) |
2019-04-25 – 2022-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2021)
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| Budget Amount *help |
¥3,400,000 (Direct Cost: ¥3,400,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,200,000 (Direct Cost: ¥1,200,000)
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| Keywords | 宇宙機 / 編隊飛行 / フォーメーションフライト / 相対航法 / 分散推定 / 相対位置推定 / 衛星間通信 / フォーメンションフライト / 衛星間測距 |
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| Outline of Research at the Start |
数機から数百機の宇宙機を強調させ、1つのシステムとして機能させる大規模編隊飛行により、これまで単一の宇宙機では実現されてこなかった様々な宇宙利用が可能となる。この大規模編隊飛行を実現するためには、宇宙機間での「相対航法・情報共有」が重要となる。本研究では、宇宙機における相対航法・情報共有のためのネットワーク構築手法の提案と、UWB通信機を用いた実証試験により、宇宙機の大規模編隊飛行実現に必要となる要素技術の確立を目指す。
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| Outline of Annual Research Achievements |
研究課題A「宇宙機の大規模編隊飛行を実現する相対航法・情報共有ネットワークの理論構築」に関して、推定計算の安定性に優れる完全分散型推定と、推定精度に優れる部分分散型推定を組み合わせた適応型分散推定を提案した。
研究課題B「非修理系に適した冗長性・耐故障性を備えたネットワーク構築」に関しては、宇宙機間における観測・通信のネットワークが有する観測性を定量的に評価し、その値に応じて推定アルゴリズムの動作を調整する手法（観測性駆動適応分散型推定）を提案した。これにより、観測センサや通信機の故障が発生したとしても、その故障が相対航法に与える影響を定量的に評価し、分散推定のふるまいを動的に変化させることで、安定的に相対位置・速度推定が可能となった。
研究課題C「UWB通信機の実機試験による性能評価及び提案ネットワークの検証」に関しては、研究課題A・Bで提案した相対航法アルゴリズムの性能検証が実機試験では困難であることが判明したため、数値シミュレーションによって代用することとした。開発した数値シミュレータを用いて、相対航法アルゴリズムの性能を評価する上で重要となる様々な要素（宇宙機群の配置、初期推定誤差、故障モード、観測・通信ネットワークの接続状態、等）に対して感度解析を行い、また代表的な既存の相対航法アルゴリズムとの性能比較を行い、本研究の提案手法である適応型分散推定・観測性駆動適応分散型推定の有効性を定量的に示した。
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| Research Progress Status |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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Report
(3 results)
Research Products
(7 results)
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[Presentation] LAMP: Large-Scale Autonomous Mapping and Positioning for Exploration of Perceptually-Degraded Subterranean Environments2020
Author(s)
Kamak Ebadi, Yun Chang, Matteo Palieri, Alex Stephens, Alex Hatteland, Eric Heiden, Abihishek Thakur, Nobuhiro Funabiki, Benjamin Morrell, Sally Wood, Luca Carlone, Ali-akbar Agha-mohammadi
Organizer
International Conference on Robotics and Automation 2020
Related Report
Int'l Joint Research
