2011 Fiscal Year Research-status Report
安全性と作業性を考慮したマン・マシン融合天井クレーン液体タンク搬送システムの開発
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23560275
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| Research Institution | Toyota National College of Technology |
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Principal Investigator |
兼重 明宏 豊田工業高等専門学校, 機械工学科, 教授 (70224615)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
上木 諭 豊田工業高等専門学校, 機械工学科, 助教 (50467213)
三好 孝典 豊橋技術科学大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (10345952)
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| Project Period (FY) |
2011-04-28 – 2014-03-31
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| Keywords | 天井クレーン / 液体タンク搬送 / 振動抑制 / 自律化 / 音源方向定位 / 障害物認識 / 障害物回避 / 経路計画 |
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| Research Abstract |
本研究では，タンク内の液体振動を抑え，目的地に短時間で自動的に搬送する「安全性と作業性を考慮したマン・マシン融合天井クレーン液体タンク搬送システムの開発」を行う．マン・マシン融合システム構築のため，音源方向定位を用いた移動ロボットを３次元へ拡張し,クレーン作業者が音源情報（指令）を与えることにより，その音源方向へ搬送する経路を自動的に導出する経路計画システムの開発を行う．具体的には，（１）天井クレーンの３次元搬送機構（ハードウェア）の開発とスロッシング解析，（２）天井クレーンによるタンク内液体搬送制御システム（ソフトウェア）の開発，ならびに（３）音源方向定位を用いた自動搬送経路計画システムの開発と（４）実操業を十分考慮した搬送制御システムの開発を行う．とくに，本年度は，（１）天井クレーンの３次元搬送機構の開発とスロッシング解析として，ロッド長の可変による３次元方向搬送に対する各種タンク形状でのスロッシング発生のメカニズムを解明した．また，（２）天井クレーンによるタンク内液体搬送制御システムの開発には，（１）の知見をもとに，申請者が行っている２次元搬送でのタンク内液面振動を抑制するフィードフォーワード搬送制御系の開発を参考にして，液面振動抑制搬送制御系の検討を行った． 一方，３）音源方向定位を用いた自動搬送経路計画システムの開発では，クレーンの操作指令信号を特定音源とした音源方向定位システム開発のための基礎的な実験を行った．また，経路計画システム開発と実時間処理への対策として，目的地と障害物の情報のみで経路計画が可能となるY.Srinivas らが提案している２次元の自律走行車に対する障害物回避経路に関する研究を３次元に拡張することを試み，アルゴリズムの開発とシミュレーションおよび実験検証により，システムの有用性の検証を行っている．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
申請書に記載の研究目的，方法に沿って研究が行われている．
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| Strategy for Future Research Activity |
概ね順調に研究が進捗しているので，研究計画に従って研究を実施する．液体タンクの振動抑制制御に対しては，振動抑制効果のある搬送制御系の設計を検討し，自律化に関しては，障害物認識システムの精度検証ならびに経路計画システムの有用性について実験検証により進める．
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| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
天井クレーンによるタンク内液体搬送制御システム（ソフトウェア）の開発に対して，申請物品のDSPボード，同コンパイラを購入し，ロッド長が自動伸縮となる時変システムに対応した制振性に効果のある液体搬送制御システムを開発する．音源方向定位を用いた自動搬送経路計画システムの開発に対して，DSPボード，同コンパイラにより，音源方向定位を用いた自動搬送経路計画システムの開発を行う．また，これまで申請者が開発してきた「自律走行天井クレーンシステム」と統合し，自動的に目的地に短時間で搬送するシステムを開発する．
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