| 研究課題/領域番号 |
14550254
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
知能機械学・機械システム
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| 研究機関 | 佐世保工業高等専門学校 |
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研究代表者 |
長嶋 豊 佐世保工業高等専門学校, 電気工学科, 教授 (70198323)
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| 研究分担者 |
石松 隆和 長崎大学, 工学部, 教授 (10117062)
南部 幸久 佐世保工業高等専門学校, 電気工学科, 助教授 (00228115)
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| 研究期間 (年度) |
2002 – 2003
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| 研究課題ステータス |
完了 (2003年度)
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| 配分額 *注記 |
3,600千円 (直接経費: 3,600千円)
2003年度: 700千円 (直接経費: 700千円)
2002年度: 2,900千円 (直接経費: 2,900千円)
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| キーワード | 自律型海中ロボット / 可変ベクトルプロペラ / ファジイ制御 / ニューラルネットワーク制御 / PID制御 / SSBL測位システム / 測距 / 人工藻場 / 無響水槽 / 音響測位システム / SSBL / 閉鎖性海域 / ニューラルネットワーク / 衝突防止ソナー / CPLD素子 / 遺伝的アルゴリズム |
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| 研究概要 |
大村湾や諌早湾など浅海かつ、閉鎖性海域の海洋環境計測や水産資源調査あるいは磯焼け対策で注目を浴びている人工藻場の観察などを日常的に、少人数で行えるような可変ベクトルプロペラ1個を用いた小型・軽量、コンパクトな自律型海中ロボットの実用化研究に取り組み、以下の研究成果が得られた。
1.小型可変ベクトル推進器のモータ及び小型DCサーボに高性能デジタル型を採用し、推進・制御能力の向上を図った。更に、32ビット高性能マイコンを採用、制御用電子回路にCPLD素子を用いて小型・高信頼化を図った。
2.閉鎖性海域や浅海では障害物が多いので、衝突防止ソナーの小型化、計測精度の向上等高性能化を実現した。
3.制御プログラムにはファジイ制御、ニューラルネットワークを用いた制御、PID制御の各方式について検討した。各種パラメータを導出するシミュレーションを行った後、本校大型無響水槽と九州大学応用力学研究所深海水槽での実験を繰り返して、最適な方位用及び深度用パラメータを決定した。深海水槽において、造波中でも安定した自律航行ができることを確認し、外乱のある環境でもスムーズな自律航行が可能であることを示した。
4.水深約5mの佐世保市大崎漁港で実海域実験を行った。風速6.2mの北西風と引潮時であったが、方位では約2度、目標深度360cmに対して最大約40cmの誤差はあったが自律航行を実現し、この程度の環境下でも実用上問題が無いことを確認した。
5.一方、自律型海中ロボットを実用化する場合には、支援母船上でロボット間との距離や方位を計測する音響測位システムが必要である。コンパクトなSSBL(Super Short-Base Line)測位システムの開発研究にも取組み、測距では約120mまでほぼ正確、方位では最大10%の誤差はあったが、自動測位できるシステムを構築した。
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