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Estimation of mechanical properties of the ground by acquiring data while driving

Research Project

Project/Area Number 20K04357
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 20010:Mechanics and mechatronics-related
Research Institution防衛大学校(総合教育学群、人文社会科学群、応用科学群、電気情報学群及びシステム工学群)

Principal Investigator

Yamakawa Junya  防衛大学校(総合教育学群、人文社会科学群、応用科学群、電気情報学群及びシステム工学群), システム工学群, 教授 (10546138)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 吉田 秀久  防衛大学校(総合教育学群、人文社会科学群、応用科学群、電気情報学群及びシステム工学群), システム工学群, 教授 (00332635)
江藤 亮輔  防衛大学校(総合教育学群、人文社会科学群、応用科学群、電気情報学群及びシステム工学群), システム工学群, 講師 (20761480)
Project Period (FY) 2020-04-01 – 2024-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥3,770,000 (Direct Cost: ¥2,900,000、Indirect Cost: ¥870,000)
Fiscal Year 2022: ¥650,000 (Direct Cost: ¥500,000、Indirect Cost: ¥150,000)
Fiscal Year 2021: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
Fiscal Year 2020: ¥2,340,000 (Direct Cost: ¥1,800,000、Indirect Cost: ¥540,000)
Keywords路外走行 / 火山灰 / ガウス過程 / タイヤ / 横力特性 / 転がり抵抗 / 路面特性 / タイヤ力学特性 / ガウス過程回帰 / データ処理 / 車両走行 / 地面力学特性 / 地面とタイヤの相互作用
Outline of Research at the Start

計装車両で様々な地面を走行して車輪に掛かる力ならびに車両と地面の状態を計測して地面の力学的特性を得るための方法を検討する。ある車両が走行するのに十分な駆動力を発揮できるか、地面が車両重量を支持するのに十分な強度か、操縦性がどこまで保障されるかなど、車両走行性や作業性の判断に資する情報を得ることを考える。計装車両の現地走行で取得するデータは比較的大きいため、有意な情報を得るための効率的なデータ処理の方法を検討して開発する。

Outline of Final Research Achievements

A method of processing data acquired while driving in an instrumented vehicle to characterize the properties of the ground as interaction with the tires was investigated. In this study, data from asphalt pavement, gravel, grass, and volcanic ash deposited on pavement were processed. The data obtained from the paved road, gravel road, and grassy area were processed in a basic manner. The data obtained from the volcanic ash road clarified the relationships between ash thickness and particle size or rolling resistance, tire slip ratio and driving force, and tire sideslip angle and side force. In particular, the generation of tire side force was predicted using a Gaussian process, which can estimate the side force at any tire slip angle, camber angle, and vertical load.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

我が国土は様々な災害に見舞われるが、迅速な被災地の支援や復旧には車両の運用が不可欠である。車両走行に困難が予測される地域において、計装車両が先行して活動地域の地面の力学的特性を得ることができれば、活動計画の立案に寄与し、災害活動に有効である。計装車両は現地を走行して容易にデータを収集できるので、これを活用して地面の力学的特性を簡便で迅速に得られる。異なる条件で多くのデータが蓄積されるため、変数間の非線形的な相関を効率良く探索することが鍵となる。ガウス過程を用いた回帰モデルは、純粋に必要とする変数に対する予測値を与えるが、その値の精度まで同時に得られる確率モデルであり、有効な活用が期待できる。

Report

(5 results)
  • 2023 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2022 Research-status Report
  • 2021 Research-status Report
  • 2020 Research-status Report
  • Research Products

    (12 results)

All 2023 2022 2021

All Journal Article (4 results) Presentation (8 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results)

  • [Journal Article] アスファルト路面に堆積した火山灰上における車両走行性について2023

    • Author(s)
      クレルバータルニャム、山川淳也、江藤亮輔
    • Journal Title

      テラメカニックス

      Volume: 43 Pages: 67-72

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Journal Article] 砂質土で走行性が向上するタイヤトレッドに関する研究2022

    • Author(s)
      一門靖浩、山川淳也、江藤亮輔
    • Journal Title

      テラメカニックス

      Volume: 42 Pages: 21-26

    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Journal Article] ガウス過程回帰による実路面でのタイヤに作用する力の推定2021

    • Author(s)
      青田勝義、山川淳也、江藤亮輔
    • Journal Title

      テラメカニックス

      Volume: 41 Pages: 45-50

    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Journal Article] ガウス過程回帰による実路面での車両のタイヤに作用する力の推定2021

    • Author(s)
      青田勝義、山川淳也、江藤亮輔
    • Journal Title

      テラメカニックス

      Volume: 41 Pages: 45-50

    • NAID

      40022632046

    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Presentation] Analysis of Tire Characteristics on Road Surface with Volcanic Ash Fall2023

    • Author(s)
      Junya Yamakawa, Ryosuke Eto
    • Organizer
      16th European-African Regional Conference of the ISTVS
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Research on vehicle running performance on paved road covered with falling volcanic ash2022

    • Author(s)
      Junya Yamakawa, Ryosuke Eto, Yasuhiro Ichikado, Mitsuhiro Yoshimoto, Tatsuji Nishizawa, Tomohiro Kubo, Hiroyuki Yamada
    • Organizer
      International Society for Terrain-Vehicle Systems
    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] アスファルト路面に堆積した火山灰上における車両走行性について2022

    • Author(s)
      クレルバータル・ニャム、江藤亮輔、山川淳也
    • Organizer
      テラメカニックス研究会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] 火山灰に覆われたアスファルト路面における車両走行性について2022

    • Author(s)
      クレルバータル・ニャム、江藤亮輔、山川淳也
    • Organizer
      日本機械学会交通・物流部門大会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] Acquisition of Interaction Characteristics between Tire and Ground by Gaussian Process Regression2021

    • Author(s)
      Junya Yamakawa, Katsuyoshi Aota, Ryosuke Eto
    • Organizer
      The International Society for Terrain Vehicle Systems
    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 砂質土で走行性が向上するタイヤトレッドに関する研究2021

    • Author(s)
      一門靖浩,山川淳也,江藤亮輔
    • Organizer
      日本機械学会 第30回交通・物流部門大会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] ガウス過程回帰よる実路面での車両タイヤに作用する力の推定2021

    • Author(s)
      青田勝義、山川淳也、江藤亮輔
    • Organizer
      第41回テラメカニックス研究会
    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Presentation] 実走行データ取得による車両のタイヤに作用する力の推定2021

    • Author(s)
      青田勝義、山川淳也、江藤亮輔
    • Organizer
      日本機械学会 第29回交通・物流部門大会
    • Related Report
      2020 Research-status Report

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Published: 2020-04-28   Modified: 2025-01-30  

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