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High mobility control of a unmanned two-wheel robot using a weight shifting device by CMG

Research Project

Project/Area Number 18K04061
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 20020:Robotics and intelligent system-related
Research InstitutionKushiro National College of Technology (2020-2021)
Meiji University (2018-2019)

Principal Investigator

Kodani Nariyuki  釧路工業高等専門学校, 創造工学科, 准教授 (10804502)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 大内 茂人  早稲田大学, 理工学術院, 客員上級研究員(研究院客員教授) (20287030)
稲葉 毅  東海大学, 情報理工学部, 教授 (90242271)
Project Period (FY) 2018-04-01 – 2022-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2021)
Budget Amount *help
¥3,900,000 (Direct Cost: ¥3,000,000、Indirect Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2020: ¥650,000 (Direct Cost: ¥500,000、Indirect Cost: ¥150,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2018: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
Keywords無人二輪車 / 姿勢制御 / コントロールモーメントジャイロ / モーションコントロール / 非線形制御 / SLAM / 測域センサ / コントロール・モーメント・ジャイロ / 自律システム / 知能ロボット
Outline of Final Research Achievements

A control moment gyro (CMG) can be used as not only a attitude stabilizer but also a pseudo weight shifting generator. In this research, we aim to construct the weight shifting control method by CMG for the high mobility control of a mobile robot, and we proposed a control design method so that a unmanned motorcycle can turn smoothly by the weight shifting of the CMG. The effectiveness of the control method are confirmed by numerical simulations.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

近年,無人運転,無人配送,無人探査など無人移動ロボットの社会利用が益々高まっている。これら移動ロボットの駆動機構としては走破性や機動性に優れた車輪型が多い一方,安全性の観点から車輪型の利点である機動性が十分に発揮されていない現状がある。本研究で提案する自ら力を生み出すことができるCMGを次動作に大きく影響する疑似的な荷重移動発生装置として利用することで,移動ロボットに高度な動きを実現させることが期待できる。この方法は車輪型ロボットだけでなく,歩行ロボットや飛行ロボットなどへも応用することが可能であり,高機動な動作を実現させることで今までにない新たなロボットの開発や利用方法を生み出すものである。

Report

(5 results)
  • 2021 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2020 Research-status Report
  • 2019 Research-status Report
  • 2018 Research-status Report
  • Research Products

    (5 results)

All 2020 2019 2018

All Presentation (5 results)

  • [Presentation] CMG搭載型無人バイクの旋回走行制御2020

    • Author(s)
      小谷斉之,小野治
    • Organizer
      令和2年電気学会全国大会, pp.208-209
    • Related Report
      2019 Research-status Report
  • [Presentation] ツインCMGによる無人二輪車の自立姿勢制御2019

    • Author(s)
      小谷斉之,大内茂人,稲葉毅
    • Organizer
      KISTEC Innnovation Hub 2019, IPS-8
    • Related Report
      2019 Research-status Report
  • [Presentation] Self-sustaining Posture Control of an Unmanned Motorbike using a TwinControl Moment Gyroscope2018

    • Author(s)
      Nariyuki Kodani, Shigeto Ouchi, Takeshi Inaba and Marizan Mubin
    • Organizer
      The 5th IEEJ international workshop on Sensing, Actuation, Motion Control, and Optimization (SAMCON2019)
    • Related Report
      2018 Research-status Report
  • [Presentation] CMG 搭載型無人バイクの自立走行制御 -ツインジャイロによるピッチ角変化への対応-2018

    • Author(s)
      大谷 良, 稲葉 毅, 大内茂人, 小谷斉之
    • Organizer
      第19回 計測自動制御学会 システムインテグレーション部門講演会 (SI2018)
    • Related Report
      2018 Research-status Report
  • [Presentation] CMG 搭載型無人バイクの自立走行制御 -CMG による荷重移動制御手法の一提案-2018

    • Author(s)
      大谷 良, 稲葉 毅, 大内茂人, 小谷斉之
    • Organizer
      ロボティクス・メカトロニクス 講演会 2018 (Robomech2018)
    • Related Report
      2018 Research-status Report

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Published: 2018-04-23   Modified: 2023-01-30  

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