2011 Fiscal Year Annual Research Report
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21560475
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| Research Institution | 東京都市大学 |
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Principal Investigator |
野中 謙一郎 東京都市大学, 工学部, 准教授 (30298012)
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| Keywords | 非線形制御 / 最適化計算 / 組込みCPU / 移動ロボット / 障害物回避 / 誘導制御 |
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| Research Abstract |
脚関節を備えた車両型移動ロボットは,高い運動性能を有し,屋内環境などの障害物の多い複雑な環境へ適応できる.この移動ロボットについて,下記3項目を目的とした研究を行っている.
1.組み込みCPUにも実装可能な動的な車輪配置による隘路通過や障害物回避制御則
2.画像とレーザ測域センサに基づく障害物回避の最適経路計算を用いた誘導制御技術
3.実機の脚・車輪型移動ロボットへ実装し,複雑な屋内環境での運用を実現
平成23年度は以下の項目の成果を得た.
(1)障害物を考慮したモデル予測に基づく車輪位置の最適化を低い計算コストで実現した.さらに,この手法の有効性を組込みCPUによる脚車輪型移動ロボットで検証し,その結果を国際会議で発表した.(N.Takahashi and K.Nonaka,"Real-time Model Predictive Obstacle Avoidance Control with Dynamic Wheel Allocation using an Embedded CPU",SICE Annual Conference 2011)
(2)前年度までの研究と(1)において,障害物回避経路を計算するモデル予測制御と,通過可能な道幅に基づいて車幅を計算するモデル予測制御を実現した.本年度はさらにこれらを統合して,経路と車幅を同時計算するモデル予測アルゴリズムを構築した.さらにその成果を論文にまとめた.(投稿中)
(3)脚車輪型移動ロボットは脚部分の剛性が低いために,正確な速度制御が困難であり,障害物回避等の実験に影響が出ていた.より高い精度の速度計測を実現するために,キャスタ型オドメータシステムに非線形オブザーバを搭載し,速度計測制度を改善した.さらにその成果を論文にまとめた.(投稿中)
(4)車両が高速走行する際には,タイヤ発生力の非線形性を考慮する必要がある.このような非線形性を考慮した軌道追従制御則を繰り返し計算により求める手法を開発し,その成果を国際会議で発表した.(Tomoyuki Hosoya and Kenichiro Nonaka,Experiment of Integrated Steering and Driving Force Controller with Embedded CPU for Front Wheel Steering Vehicles,SICE Annual Conference 2011)
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