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CMG荷重移動装置を利用した無人二輪ロボットのハイモビリティ制御

研究課題

研究課題/領域番号 18K04061
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分20020:ロボティクスおよび知能機械システム関連
研究機関釧路工業高等専門学校 (2020-2021)
明治大学 (2018-2019)

研究代表者

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

研究分担者 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)
研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
2020年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2019年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2018年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
キーワード無人二輪車 / 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
研究成果の概要

本研究では,移動体のハイモビリティを実現するために,通常姿勢安定装置として利用されるコントロールモーメントジャイロ(CMG)を次の動作へスムーズに移行できる予備動作になる疑似荷重発生装置としての利用方法を検証することを目的とし,無人の二輪車であってもスムーズな旋回走行を行う制御系設計を行った。数値シミュレーションにより,二輪車の旋回動作に応じたバンク姿勢変化によって荷重移動がないときよりも旋回性能が向上できることを確認した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

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。

報告書

(5件)
  • 2021 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (5件)

すべて 2020 2019 2018

すべて 学会発表 (5件)

  • [学会発表] CMG搭載型無人バイクの旋回走行制御2020

    • 著者名/発表者名
      小谷斉之,小野治
    • 学会等名
      令和2年電気学会全国大会, pp.208-209
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] ツインCMGによる無人二輪車の自立姿勢制御2019

    • 著者名/発表者名
      小谷斉之,大内茂人,稲葉毅
    • 学会等名
      KISTEC Innnovation Hub 2019, IPS-8
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Self-sustaining Posture Control of an Unmanned Motorbike using a TwinControl Moment Gyroscope2018

    • 著者名/発表者名
      Nariyuki Kodani, Shigeto Ouchi, Takeshi Inaba and Marizan Mubin
    • 学会等名
      The 5th IEEJ international workshop on Sensing, Actuation, Motion Control, and Optimization (SAMCON2019)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 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

    • 著者名/発表者名
      大谷 良, 稲葉 毅, 大内茂人, 小谷斉之
    • 学会等名
      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)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 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

    • 著者名/発表者名
      大谷 良, 稲葉 毅, 大内茂人, 小谷斉之
    • 学会等名
      ロボティクス・メカトロニクス 講演会 2018 (Robomech2018)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2023-01-30  

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