2006 Fiscal Year Annual Research Report
自律型エアロロボットの安全性向上を目的とした環境適応型飛行制御に関する研究
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18700199
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
中西 弘明 Kyoto University, 工学研究科, 講師 (50283635)
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| Keywords | エアロロボット / 自律飛行制御 / 安全性 / 複合航法システム / センサーフュージョン |
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| Research Abstract |
平成18年度はエアロロボットに搭載できる高信頼度・高精度航法システムの開発を重点的に実施した.まず,小型軽量なMEMS慣性センサ,単独測位用GPSからなるハードウエアを構築し,エアロロボットに搭載して飛行実験による検証を行った.また,自律飛行制御用に搭載しているRTK-GPSに追加して高精度なGPSを搭載し,ピッチ角とロール角変化の基準測定システムを構築した.複合航法用アルゴリズムの開発ではUnscented Kalman Filterなど非線形フィルタリングによりセンサフュージョンを行う方法を検討した.また,小型汎用MPUにてリアルタイムで動作せねばならないことから,quaternionによる姿勢角表現を用いた複合航法用アルゴリズムについて研究した.離散時間状態方程式からサンプリング時間の高次項の影響を確認し,十分な精度な近似状態方程式を導出した.これによりSH2などの汎用MPUであってもリアルタイム処理が可能となった.さらにSCAAT法と呼ばれるKalman Filterの拡張方法を採用し,計算時間の短縮だけでなく推定精度の向上を図った.これらの結果により,飛行開始後に航法システムの再起動ができないという従来システムの問題点を解消できることを飛行実験により確認した.以上の結果により航法システムの信頼性を大きく向上させただけでなく,推定精度の向上も達成した.
また,ニューラルネットワークなどインテリジェントシステムの学習やモジュール型強化学習を用いた知的な非線形ロバスト適応制御系の構築法について研究を進め,主として飛行シミュレータを用いた数値実験により検討を行った.
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