自立飛行型斜張橋ケーブル点検ロボットシステムの開発
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18H01513
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 22010:Civil engineering material, execution and construction management-related
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| Research Institution | Nagasaki University |
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Principal Investigator |
中村 聖三 長崎大学, 工学研究科, 教授 (40315221)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
山本 郁夫 長崎大学, 海洋未来イノベーション機構, 教授 (10392953)
西川 貴文 長崎大学, 工学研究科, 准教授 (50512076)
下本 陽一 長崎大学, 工学研究科, 准教授 (80244036)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2020)
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| Budget Amount *help |
¥12,350,000 (Direct Cost: ¥9,500,000、Indirect Cost: ¥2,850,000)
Fiscal Year 2020: ¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
Fiscal Year 2019: ¥3,120,000 (Direct Cost: ¥2,400,000、Indirect Cost: ¥720,000)
Fiscal Year 2018: ¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000)
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| Keywords | ロボット / 斜張橋ケーブル / 点検 / 画像処理 / 自動制御 / 点検ロボット / 斜張橋 / ケーブル |
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| Outline of Annual Research Achievements |
過年度までに開発した速度制御と位置制御を組み合わせたケーブル点検ロボット用制御システムにおいて，次のような改良を行った。まず，速度制御においては，与えられた目標速度司令に対して，加速部、定速部、減速部それぞれにおいてコントローラのパラメータチューニングを行うことで，目標速度司令への追従精度を上げた。次に，速度制御と位置制御の切り替えに際しては，滑らかにコントローラのパラメータを変化させることで，切り替えによる極端な制御性能の劣化を抑制することを可能とした．さらに，改良自動制御システムの有効性を，数値シミュレーションと実機実験により検証した．10度から35度に至る斜向角度で実験を行える実験設備を製作し，制御装置を組み込んだケーブル点検ロボットの実機実験にて，良好な自動制御性能，速度制御性能，および位置制御性能を得て，システムの有用性を確認した．
外観展開画像作成アルゴリズムの改良と変状領域識別アルゴリズムの構築については，4系統の動画像データからケーブルの外観展開画像を作成する時間・空間方向の画像合成手法を検討し，エンコーダから出力される速度データから推定する機体の時系列移動量と，動画像処理によって推定する機体位置を統合したフレーム・ウィンドウ画像の結合手法を構築した．これにより，一般的な時間等分の静止画分割を採らずに，機体の移動量（ケーブルの延長方向の距離）を参照値として，フレーム間隔を動的に変化させて連続して抽出・結合することが可能となった．従来の手法に対して，処理時間を大幅に短縮しながら自動的に精度良く結合処理を行う合理的な画像処理手法を構築した．
以上の成果を統合した実証機を製作し，実橋（女神大橋）で実証試験を行うことにより，制御性能や必要時間等を検証した．
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| Research Progress Status |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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Report
(3 results)
Research Products
(9 results)
