NN,GP,GAを併用した等高線自立走行ロボットの設計

1999 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 11460116
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Research Institution: Iwate University
• Principal Investigator: 鳥巣 諒 岩手大学, 農学部, 教授 (70038264)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 井前 譲 岩手大学, 工学部, 助教授 (30184807) ; 武田 純一 岩手大学, 農学部, 助教授 (80133908)
• Keywords: 農用車両 / 自律走行 / 等高線走行 / 遺伝的アルゴリズム / ニューラルネットワーク / トータルステーション / 車両モデル / 無人化農業

Research Abstract

トラクタの等高線走行の自律化を実現するために,今年度は以下の4つの項目を実行した。
(1)車両シミュレータの作成: 傾斜地に於ける車両操舵と運動の非線形関係を記述可能な車両シミュレータを作成する必要がある。このため,岩手大学付属御明神農場の平均傾斜度10度の牧草地を利用して,振幅1と2(m)路面波長10と15(m)の正弦波コースを設定した。この軌道を人の操縦するトラクタ走行実験を実施した。与えられた正弦波を教師信号とするニューラルネットワーク手法を採用して,トラクタの操舵と運動の関係を記述する車両シミュレータ(車両方程式)を導出した。
(2)トラクタ自動操舵装置の試作と改良: トラクタを無人・一定速度で走行させるため,ハンドルを回転させるDCモータを装備し,自動操舵を制御するコンピュータを実装した。
(3)制御用ソフトウエアの作成: 自律走行させるために,車両の現在位置,姿勢角,操舵角等の状態量をそれぞれトータルステーション,光ファイバジャイロ,ポテンショメータで測定する。これらの信号をトラクタヘの入力信号とするためのソフトウエアーを作成した。
(4)制御則の検討: ニューラルネットワーク手法で作成した車両シミュレータを実機に適用する際に当然入ってくる外乱の影響にロバスト性をもつニューラルネットワーク構造をシミュレーションで検討した。