Positioning system for cooperative control of small distributed robots by spectral spread sound

2019 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 18H05364
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: 近藤 直 京都大学, 農学研究科, 教授 (20183353)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 中西 弘明 京都大学, 工学研究科, 講師 (50283635)
• Project Period (FY): 2018-06-29 – 2021-03-31
• Keywords: スペクトル拡散音波 / 測位システム / ドローン / 農業用ロボット

Outline of Annual Research Achievements

令和元年度は，グリーンハウスのような非GPS環境下において複数の車両ロボットと飛行ロボットが自律移動を行うためのSS音波測位システムと慣性センサの複合航法システムの構築を試みた。複数の位置を同時に計測するために，マイクロホン（受信装置）をロボットに設置しスピーカを環境に配置するGPS方式を採用し，各スピーカから異なるM系列符号で符号化されたSS音波を出力することで，どのスピーカから出力されたSS音波なのかを識別をする符号分割多重接続方法を用いた。さらに，SS音波同士の干渉（遠近問題）を避けるために，周波数分割や時分割多重接続方法の併用を試みた。音速の推定には，基地局用マイクを測位範囲の中央付近に設置し，各SS音波の伝搬時間を計測することで求め（基地局法），音速が遅いことによる計測遅延や低い計測周期を解決するために，SS音波とIMUの複合航法システムの構築を行った。
コロナウイルスの関係で遅れていた上記の航法システムを利用した小型車両ロボットと小型飛行ロボットの自律移動制御方法についても，上記の複合航法システムを用いて自律移動を行うための小型車両ロボットと小型飛行ロボットを試作した。小型車両ロボットは，履帯式の移動機構を有し，畝間を走行することを試みる予定である。ドローンは目的地への着陸を含めた飛行制御の実現を目指し，適応制御によるモータマッピング方式に関する対応を行う予定である。引き続き，その解析ならびに実験を行っている。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

コロナウイルスの関係で実験を行うための機材入手が遅れており，緊急事態宣言も発令される中，グリーンハウス等の屋内での実験に集まることが思うようにならなかったため。現在も緊急事態宣言が延長されている状況下で分担者と共に解析ならびに次の計画を練っているところである。

Strategy for Future Research Activity

コロナウイルスに関する緊急事態宣言，大学での行動制限がある程度緩和され次第，できるだけ早い時期に，継続実験を行う。