Development of an Autonomous Forwarder System that Traverses Along the Strip Road Cutting Slope

2022 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 22K05725
• Research Institution: Tokyo University of Agriculture and Technology
• Principal Investigator: 岩岡 正博 東京農工大学, (連合)農学研究科(研究院), 准教授 (40213269)
• Project Period (FY): 2022-04-01 – 2025-03-31
• Keywords: 測距センサ / 測定限界角度 / センサ取付位置 / 小型車両

Outline of Annual Research Achievements

昨年度は、学内の運営業務のエフォートが高まったため、相対的に研究エフォートの割合が低下してしまい、予定していた進捗とはならなかった。
まず測距センサの動的性能試験に先立って、静的性能の確認試験を行った。超音波測距センサと測定面との相対距離を変えながら、測定面の法線とセンサからの入射波とのなす角度について、測距精度を確保できる最大角度を測定した結果、この最大角度は測距センサと測定面との間の相対距離の1次式で表されることがわかった。この結果を用いて、作業道の法面の角度を45°〜90°と想定して、フォワーダが作業道から逸脱すること無く走行するよう制御するために必要な測距精度を確保するためには、センサの取付高さは地上90 cm以下、センサの水平面からの俯角は20°〜30°となることがわかった。この成果については、投稿準備中である。
また、走行試験に供試する小型車両の組立てを行い、試運転を行った。自律走行のための制御ソフトウェアの開発は、現在進行中である。
進捗状況の遅れについては、今年度中に解消できる見込みである。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

昨年度は、学内の運営業務において極めてエフォートの高い役職にあり、日々の事務との連携や多くの会議とその準備のため、相対的に研究エフォートの割合が低下してしまった。
今年度は、当該役職を離れたため、今年度中に遅れの解消を図る予定である。

Strategy for Future Research Activity

今年度は、まず昨年度に予定していた測距センサの動的測定精度の確認試験を行う。すなわち、センサを移動させながら測距を行って、移動体からの測距した場合の精度を確認し、移動速度と測距精度との関係、移動速度によって測距ノイズの発生状況がどのように変るか明らかにする。このために，実験用小型車両を用いて、移動速度を測定しながら測距を行うシステムを構築する。これを用いて屋内において動的測距試験を行い、前記の分析を行う。 また屋外においても動的測距試験を行い、のり面表面の凹凸の影響を明らかにし、これらの結果を用いて制御システムを構築する。
次年度以降は、制御目標を達成するために必要な制御量、過制御による振動を防ぐための不感帯の幅、必要な応答速度などを明らかにし、制御シス テムとして完成させる。このための小型車両を用いた制御実験は、まず室内において疑似切取りのり面を作成して行い，制御システムの最適制 御パラメータを明らかにする。次に現実の切取りのり面を用いた屋外実験を行い，そこで必要となるパラメータの最適化を行う。また、屋外実 験では、現実の切取りのり面と実験用小型車両の大きさとのスケール差によって生じる問題が考えられる。そこで、センサシステムを実機に取 り着け、制御システムのコンピュータの指令に従って人間が操作する実機走行試験も行って、現実スケールでの制御が可能であることを確認を する。この試験結果も含んだ、ここまでの全ての実験結果を総合化して、実機の制御を実現し得る制御システムを開発する。これらの結果は、 各節目でとりまとめ，毎年投稿する予定である。

Causes of Carryover

進捗状況の遅れにより、屋外実験が行えなかったため、そのための経費が残っている。屋外実験は今年度実施予定のため、次年度使用額は今年度中に執行する予定である。