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Control of Two-Wheeled Multirotors Interacting with Walls and Experimental Verifications

Research Project

Project/Area Number 19K23512
Research Category

Grant-in-Aid for Research Activity Start-up

Allocation TypeMulti-year Fund
Review Section 0302:Electrical and electronic engineering and related fields
Research InstitutionNagoya Institute of Technology

Principal Investigator

Nakano Satoshi  名古屋工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (30847893)

Project Period (FY) 2019-08-30 – 2021-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2020)
Budget Amount *help
¥2,860,000 (Direct Cost: ¥2,200,000、Indirect Cost: ¥660,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Keywords制御工学 / ドローン / 拘束システム
Outline of Research at the Start

本研究課題では,2つの受動車輪を取り付けたドローンの,壁面付近における安定な動作を保証した制御系を構築する.車輪は横滑りしづらいため,車輪を壁面に押し付けることで風によるドローンの動作への影響を軽減することが可能となる.まず,壁面への接触は制御における拘束条件として解釈することが可能であるため,拘束を考慮した代表的な制御手法であるリファレンスガバナを導入した自律制御系を設計する.また,人間によるドローンの操作に加え,リファレンスガバナを組み合わせた制御系設計を目指す.さらに,実機実験行いドローンを用いた保守点検の有効性を示す.

Outline of Final Research Achievements

This project first tackled constrained control for mobile robots to build two-wheeled multirotor control systems interacting with walls. The result was published in a domestic journal. Moreover, visual feedback control and force control were applied to extend the proposed method for practical use.
Throughout this project, simulations and experiments were carried out to show the effectiveness of the proposed method.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究課題では,これまで制御手法が確立されていなかった車輪付きドローンの制御構造の提案を行い成果を挙げたため,学術的意義の高い研究であると言える.また,視覚情報を利用するなど,実用的な問題設定を考えている点も高い価値を持つ研究成果であると言える.また,車輪付きドローンの制御手法が確立されることにより,従来人間が行い高コストであったインフラ点検の効率化が期待できるため,社会的意義も大きいと断言できる.

Report

(3 results)
  • 2020 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2019 Research-status Report
  • Research Products

    (10 results)

All 2021 2020 2019 Other

All Int'l Joint Research (1 results) Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results) Presentation (8 results)

  • [Int'l Joint Research] Universite Libre de Bruxelles(ベルギー)

    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Journal Article] Constrained Control in Three Dimensions via Explicit Reference Governor2019

    • Author(s)
      仲野聡史,Tam W. Nguyen, Emanuele Garone, 伊吹竜也,三平満司
    • Journal Title

      Transactions of the Society of Instrument and Control Engineers

      Volume: 55 Issue: 11 Pages: 762-771

    • DOI

      10.9746/sicetr.55.762

    • NAID

      130007748644

    • ISSN
      0453-4654, 1883-8189
    • Related Report
      2019 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] タイル壁面目地の特徴線抽出を利用した車輪付きマルチコプタの視覚フィードバック壁面走行制御2021

    • Author(s)
      後藤良介, 仲野聡史, 山田学
    • Organizer
      ロボティクス・メカトロニクス講演会2021
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] 壁面接触のための二輪型マルチコプタの切り替え制御2021

    • Author(s)
      佐藤正隆, 仲野聡史, 山田学
    • Organizer
      ロボティクス・メカトロニクス講演会2021
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] ガウス過程回帰を用いた車輪付きマルチコプタの形状が不確かな壁面上での走行制御2021

    • Author(s)
      宮脇裕亮, 水谷透, 仲野聡史, 山田学
    • Organizer
      ロボティクス・メカトロニクス講演会2021
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] バックステッピング法とCLF-CBF-QPに基づいたクアッドロータの壁面衝突回避制御2020

    • Author(s)
      福田朱梨, 高木航平, 仲野聡史, 山田学
    • Organizer
      第21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
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] 2輪型マルチコプタを用いた橋梁の支承部点検のための自動制御システム2019

    • Author(s)
      加藤慶一, 出島俊陽, 仲野聡史, 大羽達志, 山田学
    • Organizer
      第20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
    • Related Report
      2019 Research-status Report
  • [Presentation] 2輪型マルチコプタを用いた橋梁点検システムと天井面走行への応用2019

    • Author(s)
      川口祥平, 仲野聡史, 山田学
    • Organizer
      第20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
    • Related Report
      2019 Research-status Report
  • [Presentation] 天井裏点検を目的としたマルチコプタの開発2019

    • Author(s)
      高木航平,福田朱梨,仲野聡史,山田学
    • Organizer
      第20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
    • Related Report
      2019 Research-status Report
  • [Presentation] 壁面打音検査を目的とした2輪型マルチコプタの開発2019

    • Author(s)
      吉田建斗, 丹羽一貴, 山田学, 仲野聡史
    • Organizer
      第20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
    • Related Report
      2019 Research-status Report

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Published: 2019-09-03   Modified: 2022-01-27  

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