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脚と車輪を有する不整地移動プラットフォームの操作性を考慮した歩容制御手法の研究

研究課題

研究課題/領域番号 12650242
研究種目

基盤研究(C)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 知能機械学・機械システム
研究機関東北大学

研究代表者

中野 栄二  東北大学, 大学院・情報科学研究科, 教授 (90198151)

研究分担者 庄司 道彦  東北大学, 大学院・情報科学研究科, 助手 (00333873)
王 志東  東北大学, 大学院・工学研究科, 講師 (40272017)
高橋 隆行  東北大学, 大学院・情報科学研究科, 助教授 (70197151)
研究期間 (年度) 2000 – 2001
研究課題ステータス 完了 (2001年度)
配分額 *注記
3,500千円 (直接経費: 3,500千円)
2001年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
2000年度: 2,400千円 (直接経費: 2,400千円)
キーワード脚車輪ロボット / 不整地移動 / 断差踏破 / 階段 / 操縦型制御 / 脚相管理歩容 / 段差踏破
研究概要

1.実験機の試作
操縦型連続移動歩容の検証のために,18自由度をもつ脚車輪ロボットの実験機を製作した.
2.オペレータによる操縦に的確に反応する脚相管理歩容の実現オペレータの指示する速度が限度を超えたときに,脚の復帰動作が間に合わずに推進動作が停止する問題が明らかになり,この点の解決に特に重点を置き,集中的に研究を行った.その結果,これまで提案してきた脚相管理歩容ときわめて親和性の高い,かつ効果的な方法の開発に成功した.この方法の主要な部分は以下の通りである.
(1)ベースとなる脚相管理歩容とは,脚が可動限界に到達して推進動作が継続不可能になる時刻を予測し,それに基づいて脚の復帰動作開始タイミングを決定する手法である.この手法は,脚の機械的な可動限界到達までの時間と,可動限界からの復帰に要する時間を比較し,継続的な推進動作を実現するものである.
(2)しかしながらオペレータの指示速度が過大で,脚の動作タイミングの制御のみでは推進動作の継続性が維持できない場合,速度指令を強制的に小さくすることにより,機体が実現可能な範囲内で最大の速度が出せるようにする.この二つの手法を併用することにより,制御対象である脚車輪型ロボットを不整地上で継続的に動作させることに成功し,また速度指令が一定の場合については,脚の復帰動作を最小限に抑えた効率的な推進動作が実現できることを確認した.
3.安定性を考慮に入れた脚相管理歩容の拡張
上述の脚相管理歩容を,任意に設定した転倒安定余裕を確保しつつ継続的推進動作が可能なように拡張した.

報告書

(3件)
  • 2001 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2000 実績報告書
  • 研究成果

    (21件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (21件)

  • [文献書誌] E.Nakano et al.: "A Simplified Cooperational Motion Control Method of a Leg-Wheel Robot for an Unexplored Rough Terrain Environment"Proceedings of SCI'00. vol.XI. 234-239 (2000)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 熊谷 正俊 et al.: "脚車輪型ロボットの継続的な推進動作のための歩容と速度制限手法"第18回日本ロボット学会学術講演会予稿集. no.3. 1129-1130 (2000)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 清水 直行 et al.: "脚車輪型移動ロボットの階段踏破に関する研究"計測自動制御学会東北支部第192回研究集会資料. no.192-1. 1-6 (2000)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 荒井 和哉 et al.: "脚車輪分離型移動ロボットにおける段差踏破能力の向上"計測自動制御学会東北支部第192回研究集会資料. no.192-2. 1-9 (2000)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 熊谷正俊 et al.: "予測型イベントドリブン歩容による脚車輪分離型ロボットの継続推進動作"日本ロボット学会誌. vol.19,no.6. 99-107 (2001)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M.Kumagai et al.: "Predictive Motion Control Method for Continuous Locomotion of Leg-Wheel Robot"Prof. of Int. Conf. on Control, Automation and Systems. 976-979 (2001)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 岩渕真也 et al.: "脚車輪型移動ロボットの移動速度と操作追従性能向上のための歩容制御"計測自動制御学会東北支部第199回研究集会資料. no.199-2. 1-10 (2000)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] E.Nakano et al.,: "A Simplified Cooperational Motion Control Method of a Leg-Wheel Robot for an Unexplored Rough Terrain Environment"Proceedings of SCT00. vol. XI. 234-239 (2000)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Masatoshi Kumagai et al.: "Velocity Control Method for Continuous Locomotion of Leg-Wheel Robot"Proc. of 18^<th> Ann. Conf. of the Robotics Society of Japan. vol. 3. 1129-1130 (2000)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Naoyuki Shimizu et al.: "Passing Over Stairs by Leg-Wheel Mobile Robot"Proc. of 192^<nd>' SICE Tbhoku Chapter Research Meeting. no. 192-1. 1-6 (2000)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Kazuya Arai et al.: "An Improvement of Ability of Getting over a Step of Leg-Wheel Mobile Robots"Proc. of 192^<nd>' SICE Tbhoku Chapter Research Meeting. no. 192-2. 1-6 (2000)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Masatoshi Kumagai et al.: "Continuous Locomotion of Leg-Wheel Robot with Predictive Event Driven Gait"J. of the Robotics Society of Japan. vol.19, no.6. 99-107 (2001)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Masatoshi Kumagai et al: "Predictive Motion Control Method for Continuous Locomotion of Leg-Wheel Robot"Prof. of int. Conf. on Control, Automation and Systems. 976-979 (2001)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Shin'ya Iwabuchi et al.: "A gait control that improves the velocity and the ability to execute operation for Leg-Wheel Mobile Robot"Proc. of 199th SICE Tohoku Chapter Research Meeting. no. 199-2. 1-10 (2000)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 熊谷正俊, 高橋隆行, 王志東, 中野栄二: "予測型イベントドリブン歩容による脚車輪分離型ロボットの継続推進動作"日本ロボット学会誌. vol.19,no.6. 99-107 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] M.Kumagai, T.Takahashi, Z.D.Wang, M.Shoji, E.Nakano: "Predictive Motion Control Method for Continuous Locomotion of Leg-Wheel Robot"Prof.of Int.Conf.on Control, Automation and Systems. 976-979 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] 岩渕真也, 熊谷正俊, 庄司道彦, 高橋隆行, 中野栄二: "脚車輪型移動ロボットの移動速度と操作追従性能向上のための歩容制御"計測自動制御学会東北支部第199回研究集会資料. no.199-2. 1-10 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] E.Nakano,T.Takahashi,Z.D.Wang,Y.J.Dai,S.Nakajima: "A Simplified Cooperational Motion Control Method of a Leg-Wheel Robot for an Unexplored Rough Terrain Environment"Proceedings of SCI'00. vol.XI. 234-239 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] 熊谷正俊,高橋隆行,王志東,中野栄二: "脚車輪型ロボットの継続的な推進動作のための歩容と速度制限手法"第18回日本ロボット学会学術講演会予稿集. no.3. 1129-1130 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] 清水直行,高橋隆行,王志東,中野栄二: "脚車輪型移動ロボットの階段踏破に関する研究"計測自動制御学会東北支部第192回研究集会資料. no.192-1. 1-6 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] 荒井和哉,高橋隆行,王志東,中野栄二: "脚車輪分離型移動ロボットにおける段差踏破能力の向上"計測自動制御学会東北支部第192回研究集会資料. no.192-2. 1-9 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書

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公開日: 2000-04-01   更新日: 2016-04-21  

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