Development of multi-helicopter system cabled to ground station for bridge inspection

2016 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 26420203
• Research Institution: Osaka City University
• Principal Investigator: 今津 篤志 大阪市立大学, 大学院工学研究科, 講師 (80440246)
• Project Period (FY): 2014-04-01 – 2017-03-31
• Keywords: マルチコプター / ケーブル連結ヘリコプター / 配置計画

Outline of Annual Research Achievements

給電・通信ケーブルによって物理的に複数直列に連結された有線マルチコプターシステムの開発を行った。有線マルチコプターは、有線であることによって大容量の給電・通信を行うことができることが特徴であるが、ケーブルが障害物に接触したり、ケーブルによってヘリコプターの飛行範囲に制限を受ける問題がある。
本年度は、前年までに開発した障害物を回避しつつ少ない推力で飛行することができる飛行配置計画方法および飛行限界解析方法の一般化と妥当性の検証に注力した。論文を1件投稿したが、現在まだ査読中である。
解析においては、任意の機体数の連結やタスクおよび障害物が3次元的である環境における次元の大きい最適化に対応するため、解析ソフトウェアを改善した。具体的には大域的最適化手法と条件の見直しや、障害物の拘束条件に違反した解候補から脱出して解を見つけることができるような障害物との接触条件の判定方法の見直しを行った。さらに、運用を鑑みて、目標値までの軌跡を計画するようにした。
実験においては、3機が直列に連結された実験システムを作成し、飛行実験を行い、解析の妥当性を確認した。屋外での実験を目標としていたが、屋内でのモーションキャプチャシステム環境下での実験に留まった。
解析ソフトウェアを研究室の公開Webサイトにおいて、マルチコプターの諸元を入力することで飛行限界を解析することができるサポートソフトウェアをバイナリ公開している。現在は一部の条件にしか対応していないが、インターフェース部分の開発ができ次第、一般化した条件に対応したソフトウェアに順次バージョンアップする。