2020 Fiscal Year Annual Research Report
多角的な接触力学情報を統合したフィールドロボット動力学シミュレータの創出
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18H01397
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| Research Institution | Keio University |
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Principal Investigator |
石上 玄也 慶應義塾大学, 理工学部(矢上), 准教授 (90581455)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 動力学 / ハードウェアインザループシミュレータ / 接触力学 / フィールドロボティクス |
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| Outline of Annual Research Achievements |
前年度まで構築したハードウェアインザループシミュレータ（HILS）の拡張をおこなった．
まず， 2019年度での成果を援用した単車輪走行試験を用いて，車輪型移動ロボットが砂地にスタックした状態を模擬したHILSならびにその検証をおこなった．車輪の初期沈下量（砂への埋没量）を様々に変えた状態から走行を開始し，車輪沈下量の時系列変化，速度変化を計測し，HILSが実験結果を比較的高忠実度にて再現できることを確認した．また，HILSにおける実験系の応答性改善として，実験系のモータの換装をおこなうとともに，シミュレータ系において各走行状態に応じて減衰係数が可変となるような調整を実施した．
さらに，前年度までに得られたHILSの知見を援用し，対象システムを建設車両（排土作業）としたHILSの検証をおこなった．車輪走行試験のうち車輪を排土板に換装し，砂への排土板の貫入量，建設車両を模擬したシステムへの駆動力などを変化させ実験を実施した．結果として，駆動力に応じて排土距離が延びるとともに，排土板貫入量に応じて抵抗が増加し排土距離が短くなることがHILSによって再現された．一方で，シミュレータでの減衰係数の設定に改善の余地があることも判明した．
移動ロボットを用いた走行実験とHILSとの比較は，ロックダウンなどによりスケジュールを再調整し2021年度以降の実施となってしまった．一方，HILS関連では国際学会（2021年に延期）での発表に加え，HILSの根幹をなす力学モデルに関する原著論文，シミュレータに関する学会発表などを実施した．
以上のように，機械と土質の接触力学現象に対してHILSを適用する本研究のコンセプトが，車輪ならびに排土板という対象問題において実証され，またシミュレータの減衰係数がHILSの高忠実度に大きく寄与することも明確となり，今後，同様の問題をHILSによって解明する際の大きな知見を得ることが出来たと考える．
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| Research Progress Status |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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