2016 Fiscal Year Research-status Report
精度保証を考慮した環境計測用飛行ロボットの移動経路計画
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16K00360
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| Research Institution | Aichi Institute of Technology |
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Principal Investigator |
道木 加絵 愛知工業大学, 工学部, 准教授 (00350942)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
舟洞 佑記 名古屋大学, 工学研究科, 助教 (20633548)
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| Project Period (FY) |
2016-10-21 – 2019-03-31
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| Keywords | 飛行ロボット / 経路計画 / 環境計測 / インフラ点検 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、風の影響による飛行ロボとの移動のばらつきや環境の事前情報と実際が異なる状況下で、環境に衝突することなく対象範囲内の環境を確実に計測することを目的とした飛行ロボットの移動経路計画手法の確立を目的とする。
初年度は飛行ロボットの移動にばらつきが生じず、事前の環境情報に誤差が存在しない状況下で、計測精度を保証する飛行ロボットの移動経路を生成する手法を構築した。まず初めに、測定対象を漏れなく計測できる点を飛行ロボットの経由点とし、これを求める手法を構築した。その際、環境情報は三角ポリゴン形式で与えられるとした。そして、飛行ロボットが搭載する計測器の計測範囲や要求される計測精度を考慮し、一度の計測で測定可能な領域を求めてすべてが計測園内に入るよう三角ポリゴンを分割することとした。そして、ポリゴンの外接円中心から一定距離離れた位置を飛行ロボットの経由点とした。次に、先に求めた飛行ロボットの経由点をすべてたどる飛行ロボットの経路計画手法を構築した。経路計画の際は、飛行ロボットの移動特性を考慮して上下運動には大きなコストを与えながら、移動距離が最小となるような経由点順を決定することで経路を生成した。
以上の構築手法の有効性を検証するため、シミュレーションによる経路生成実験を行った。シミュレーション結果より、飛行ロボットと環境との接触により計測不可能な部分を除き、計測制度を保障する飛行ロボットの移動経路が生成可能であることが示された。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
本研究課題は追加採択であり、11月に入って本格的に始動した事が主な理由である。
これまでの業績を元に、シミュレーション実験において今年度構築した計測制度を保証する飛行ロボットの経路計画手法の有効性を検証した。しかし、シミュレーション実験では環境との接触判定により計測不可な部分が少なからず存在する結果となった。これは、平面のみからなる計測対象環境を想定していたため生じている問題だと考える。そこで、経由点の設定方法が原因であると考え、これまで構築した手法を元に曲面を含む計測対象環境を想定した経由点の設定方法を構築中である。現在、シミュレーション実験により構築中の手法の有効性を検証中であるが、研究期間が通常よりも短いため毛検証がが不十分な状況であると考える。
上記と並行して、当初は実機ロボットを用いた環境情報取得システムを構築する予定であった。これについても研究の始動が遅く準備期間が短いため実験システムの構築には至ってない。現状では実験に用いる飛行ロボットを選定し、実機システムとして利用可能な形でハードウェア・ソフトウェアの両面から改造を行っている所である。また、様々な実験データを効率よく計測し、保存するための実機システムを構築している最中である。
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| Strategy for Future Research Activity |
本研究では、実機の飛行ロボットを用いた実験による提案手法の有効性の検証が必要不可欠であると考えている。そこで、一刻も早く実機実験が可能となるよう実機システムの構築に力を入れる予定である。具体的には、実機システムで計測対象とする環境を構築すること、様々な観点から提案手法の有効性を検証できるように飛行ロボットに色々なセンサを搭載すること、そしてデータ収集システムとデータ処理システムを構築することなどを行う。
上記と同時に、初年度に実現する予定であった、対象環境が曲面を含む場合の飛行ロボットの経由点の設定方法を確立することを目指す。対象環境が曲面を含む場合、飛行ロボットが搭載する計測器の計測範囲だけでなく、計測方向と曲面歪みによる計測精度を考慮する必要がある。そこで、対象環境の三角ポリゴンを出来る限り小さく分割し、これを与えられる計測精度が許容する曲面歪みを考慮してクラスタリング手法により統合して飛行ロボットの経由点を設定する手法を構築する。以上の手法は、まず初めにシミュレーション実験により有効性を検証する。具体的には平面のみを含む対象環境では計測不可能な部分が減少することを確認する。また、局面を含む対象環境において許容範囲内の計測歪みで対象環境がどの程度計測可能かを確認する。
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| Causes of Carryover |
追加採択のため、研究の着手に大きく遅れたことが主な理由である。実機システムの選定や発注、研究成果発表が当初の予想より遅れた。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
実機システムの選定、発注を引き続き行う。また、研究成果発表を積極的に行っていく。
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