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受動車輪付きドローンの壁面接触を考慮した制御系の構築と実験検証

研究課題

研究課題/領域番号 19K23512
研究種目

研究活動スタート支援

配分区分基金
審査区分 0302:電気電子工学およびその関連分野
研究機関名古屋工業大学

研究代表者

仲野 聡史  名古屋工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (30847893)

研究期間 (年度) 2019-08-30 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
2020年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2019年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
キーワード制御工学 / ドローン / 拘束システム
研究開始時の研究の概要

本研究課題では,2つの受動車輪を取り付けたドローンの,壁面付近における安定な動作を保証した制御系を構築する.車輪は横滑りしづらいため,車輪を壁面に押し付けることで風によるドローンの動作への影響を軽減することが可能となる.まず,壁面への接触は制御における拘束条件として解釈することが可能であるため,拘束を考慮した代表的な制御手法であるリファレンスガバナを導入した自律制御系を設計する.また,人間によるドローンの操作に加え,リファレンスガバナを組み合わせた制御系設計を目指す.さらに,実機実験行いドローンを用いた保守点検の有効性を示す.

研究成果の概要

本研究では,壁面接触を考慮した車輪付きドローンの制御構造を提案するため,まず制御における制約を考慮した移動体・ドローンの制御に取り組んだ.本結果は,国内学術論文誌に採択された.また,視覚フィードバック制御および力制御を応用した車輪付きドローンの制御構造をそれぞれ提案し,より実用的な制御構造への拡張を達成した.本研究課題を通して,シミュレーションおよび実機実験により提案制御手法の有効性を確認した.

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究課題では,これまで制御手法が確立されていなかった車輪付きドローンの制御構造の提案を行い成果を挙げたため,学術的意義の高い研究であると言える.また,視覚情報を利用するなど,実用的な問題設定を考えている点も高い価値を持つ研究成果であると言える.また,車輪付きドローンの制御手法が確立されることにより,従来人間が行い高コストであったインフラ点検の効率化が期待できるため,社会的意義も大きいと断言できる.

報告書

(3件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実施状況報告書
  • 研究成果

    (10件)

すべて 2021 2020 2019 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (8件)

  • [国際共同研究] Universite Libre de Bruxelles(ベルギー)

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [雑誌論文] Explicit Reference Governorを用いた三次元空間における拘束を考慮した制御2019

    • 著者名/発表者名
      仲野聡史,Tam W. Nguyen, Emanuele Garone, 伊吹竜也,三平満司
    • 雑誌名

      計測自動制御学会論文集

      巻: 55 号: 11 ページ: 762-771

    • DOI

      10.9746/sicetr.55.762

    • NAID

      130007748644

    • ISSN
      0453-4654, 1883-8189
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] タイル壁面目地の特徴線抽出を利用した車輪付きマルチコプタの視覚フィードバック壁面走行制御2021

    • 著者名/発表者名
      後藤良介, 仲野聡史, 山田学
    • 学会等名
      ロボティクス・メカトロニクス講演会2021
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 壁面接触のための二輪型マルチコプタの切り替え制御2021

    • 著者名/発表者名
      佐藤正隆, 仲野聡史, 山田学
    • 学会等名
      ロボティクス・メカトロニクス講演会2021
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] ガウス過程回帰を用いた車輪付きマルチコプタの形状が不確かな壁面上での走行制御2021

    • 著者名/発表者名
      宮脇裕亮, 水谷透, 仲野聡史, 山田学
    • 学会等名
      ロボティクス・メカトロニクス講演会2021
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] バックステッピング法とCLF-CBF-QPに基づいたクアッドロータの壁面衝突回避制御2020

    • 著者名/発表者名
      福田朱梨, 高木航平, 仲野聡史, 山田学
    • 学会等名
      第21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
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 2輪型マルチコプタを用いた橋梁の支承部点検のための自動制御システム2019

    • 著者名/発表者名
      加藤慶一, 出島俊陽, 仲野聡史, 大羽達志, 山田学
    • 学会等名
      第20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
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 2輪型マルチコプタを用いた橋梁点検システムと天井面走行への応用2019

    • 著者名/発表者名
      川口祥平, 仲野聡史, 山田学
    • 学会等名
      第20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
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 天井裏点検を目的としたマルチコプタの開発2019

    • 著者名/発表者名
      高木航平,福田朱梨,仲野聡史,山田学
    • 学会等名
      第20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
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 壁面打音検査を目的とした2輪型マルチコプタの開発2019

    • 著者名/発表者名
      吉田建斗, 丹羽一貴, 山田学, 仲野聡史
    • 学会等名
      第20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
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書

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公開日: 2019-09-03   更新日: 2022-01-27  

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