A Study on Design Theory for Small UAVs with Outstanding Flight Capability
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20K04344
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 20010:Mechanics and mechatronics-related
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| Research Institution | Chiba University |
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Principal Investigator |
Suzuki Satoshi 千葉大学, 大学院工学研究院, 准教授 (90571274)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000)
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| Keywords | 小型無人航空機 / エアリアルマニピュレーション / 非平面マルチロータ / 最適設計 / Peg-in-hole / 非平面マルチロータヘリコプタ / マルチボディダイナミクス / モデル予測制御 |
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| Outline of Research at the Start |
小型無人航空機は，強外乱環境下や構造物付近での飛行において多くの問題を抱えており，鳥や昆虫といった生物には遠く及ばない．
本研究では，小型無人航空機と生物の飛行の違いは何かという問いに対し，革新的な小型無人航空機の機体および制御系設計論の基礎を確立することで，その答えに迫る．
本研究は，機械力学・制御論的観点からの生物飛行の本質の解明と制御論的知見に基づく機械設計手法の確立という2つの学術的課題を含む．マルチボディダイナミクスと出力可制御性指標に基づく機体最適設計方法とモデル予測制御に基づく飛行制御により，従来の小型無人航空機では実現不可能であった昆虫や鳥のような卓越した飛行能力を獲得する．
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| Outline of Final Research Achievements |
This study proposes a design and control method for an outstanding small unmanned aerial vehicle that can fly stably like a living organism. An aerial manipulator system that realizes a peg-in-hole task mimicking hummingbird flight was constructed using the proposed optimal airframe design method and robust control system design method for a non-planar multi-rotor helicopter, and its effectiveness was demonstrated.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
本研究で対象としたエアリアルマニピュレーションタスクは，ロボット分野の著名な国際学会における現在のホットトピックであり，本研究はそれらの研究に先駆けて行われており，価値が高い．また，次世代の小型無人航空機の社会的ニーズとして高所作業があり，本研究ではそれらのニーズに十分に答えうる可能性も秘めている．
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Report
(4 results)
Research Products
(4 results)
