| 研究概要 |
設計のフレキシビリティの向上を図るため,ロボットの駆動・操舵車輪をユニット化しておき,要求されるペイロードに応じて車輪ユニットの台数を定めて構築する非ホロノミックモジュール型全方向移動ロボットの協調制御に関する研究の主な成果は以下である.
1.複数台の車輪ユニットが有するセンサ情報を分散的に融合することで,ロボットの位置とともに,ユニット相互の動作干渉の要因となる車輪径を精度よく推定するデッドレコニング系を拡張カルマンフィルタを基礎に構築した.
2.車輪ユニット相互の動作干渉を低減するため,デッドレコニング系から出力される車輪ユニットの車輪径情報,オブザーバにより推定される車輪ユニットへの外乱情報をもとに,車体の挙動を定める主動車輪ユニットと車体の運動に従い受動的なキャスタの振舞いを果たす従動車輪ユニットとからなる協調制御系を設計した.
3.アッカーマン幾何学と非線形制御法を基礎として,目標経路に対して大きな横偏差や姿勢偏差がある場合でも車体を目標経路に安定に追従させる経路追従制御系を設計した.
4.経路制御系と協調制御系とからなる走行制御系,デッドレコニング系の両システムの性能評価を数値シミュレーションと実験の両面から行った.
5.傾斜地や曲路において車体の傾斜を制御してその安定化を図りながらロボットを走行させることを目的として,車体傾斜機構を装備したモジュール型全方向移動ロボットに対するデッドレコニング系と走行制御系への拡張を行った.
6.実機への展開の第1段階として,4台の車輪ユニットを有するモジュール型屋外大型AGVに対するデッドレコニング系を設計し,実機走行データに基づくシミュレーションによりその性能評価を行った.
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