2016 Fiscal Year Annual Research Report
Research and Development of UAV-based Search and Rescue Support System
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26350450
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| Research Institution | National Institute of Maritime, Port and Aviation Technology |
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Principal Investigator |
金 岡秀 国立研究開発法人海上・港湾・航空技術研究所, その他部局等, グループ長 (30396907)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 飛行体 / 無人 / 自律 / 誘導 / 航法 / 制御 / 遭難 / 最適 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本課題では山岳や海上遭難者を素早く発見することで人命救助活動を支援する自律無人飛行体の実用化に向け、試験機としてのテストベットシステムの開発および最良の捜索飛行を実現する誘導・航法・制御について研究・開発を行った。4枚の回転翼による制御で高い飛行安定性を有する2種類のクワドコプター(quadcoper)を導入し、ペイロード部に改造を加えることで試験機プラットフォームを構築した。
スマートフォンやタブレットなど現在主流となっている移動型無線情報端末はギガヘルツ帯域の電波を用いていて、山岳地形に対する回折の影響は限定的である。従って任意の空中定点における電界強度は自由空間減衰に支配されることとなり、自由空間減衰ではあるソース（電波の発信源）から発せられる電波はそれを中心とする球面上に等電界面を形成する。こうした物理・環境条件から発信源の迅速な検知に向け最短時間で山岳の上空にある捜索域を全てカバーするには、地面との衝突が回避できる最小高度で飛行体を飛行させなければならない。本研究では地形情報と飛行体ダイナミクスをもとに、任意の高度制約条件を満たしながら最小高度で地面を追従できる飛行体の誘導法を開発した。最急降下法(steepest descent method)のアルゴリズムをベースとする本誘導法の適用で最適の航路点(waypoint)が導出されるが、この航路点を目標(reference)とし飛行体を誘導・制御することで上記の最小高度飛行が実現する。本研究では飛行シミュレーション数値計算モデルを開発し、シミュレーションから導出した最適解としての航路点を実際の飛行試験に適用した。飛行試験では地形に適応する安定した低空飛行が実現しており、開発した誘導法が実用飛行に対しても有効であることを実証した。
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