地盤情報を獲得できる触覚型車輪を利用した軟弱地盤走行経路設定

2011 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 23760223
• Research Institution: Shinshu University
• Principal Investigator: 飯塚 浩二郎 信州大学, ファイバーナノテク国際若手研究者育成拠点, 助教 (10453672)
• Project Period (FY): 2011-04-28 – 2013-03-31
• Keywords: 国際情報交流(韓国)

Research Abstract

走行不能状態の数値化を行う上で, 1) 触角情報の獲得　2)沈下量測定　3) スリップ率の任意設定及び受動モードでの計測手法　4)トルク測定を行えるコントローラの開発　が必要となる. 本研究では, 一輪のみで走行できる一輪走行試験機を用いて, 触角情報を得られる車輪を利用し, 触角情報から得られる沈下量を推定することを行った。このとき、スリップ率は1.0として滑りやすい状態としている. この結果からモータのエンコーダ情報及び触角情報より沈下量を推定することを可能とした. 推定するに至って,　実際に沈下量と比較するため試験機の上部センサ取り付け部と車輪ステイ部に超音波センサを取りつけ詳細な沈下量の測定を行い, 比較を行った. 比較から±1.0％以内で推定できていることがわかった. 一方, 剛体車輪を用いて任意でスリップ率を変化させ, その時の駆動力を測定した. 駆動力をスリップ率ごとに測定することにより走行不能状態のトリガとなる部分を探る作業を行うこととなる. また, 測定と同時に, 地盤と車輪の相互作用をシミュレータにより駆動力予測行い, 0.8程度付近で大きな駆動力が発生してしまうことがわかった. これは測定結果とは逆に傾向を示しており, 現状で多くの研究者が用いている駆動力推定とは異なると言える. このような結果から0.8付近の駆動力, トルク値, 沈下量を"走行不能状態"となることが明確となってきた. これらのパラメータおよびシミュレータと実験結果の分岐点を持ちちいた新しいアリゴリズムを使い, 移動ロボットに搭載し, 新しい経路設定の提案を行う.

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

移動ロボットの開発及び地盤情報を取得する車輪の製作を行なった. また, 実際に触覚触覚車輪を用いた地盤情報獲得実験を行ない, 当初の狙いであった軟弱地盤上での沈下現象及び沈下量を触覚車輪が取得した情報を基に測定することが可能となった.

Strategy for Future Research Activity

今後は, 移動ローバ(4輪)に各センサ(GPS, LRF, カメラ, 触角車輪等)を搭載させ, システム構築を行った後, フィールド実験を行っていく. 各センサの取り扱いを独自な方法で進めていくのではなく, OpenRTMなどのミドルウェアを使用して簡単にシステム化できるコンポーネントを利用していく. 最終的にはフィールド実験において新しい経路設定の提案及び走行実験にて確認を行う.

Expenditure Plans for the Next FY Research Funding

本研究にて購入予定であった3DプリンタとLRFの購入を後回しにしたことにより未使用額が発生した. これは, 触角車輪を用いた一輪試験の結果に新しい結果を得られたために, 重点的に行う割合をシフトさせたためである. そこで本年度は, 必要とするセンサ類やローバのメカニカル部分に外注, 工作機械, 材料品に使用していく予定である.