| 研究課題/領域番号 |
20K05010
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分25020:安全工学関連
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| 研究機関 | 山陽小野田市立山口東京理科大学 (2023)
日本工業大学 (2020-2022) |
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研究代表者 |
神林 靖 山陽小野田市立山口東京理科大学, 工学部, 教授 (40269527)
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| 研究分担者 |
滝本 宗宏 東京理科大学, 創域理工学部情報計算科学科, 教授 (00318205)
松澤 智史 東京理科大学, 創域理工学部情報計算科学科, 准教授 (20385529)
鎌田 賢 茨城大学, 理工学研究科(工学野), 教授 (70204609)
中谷 多哉子 放送大学, 教養学部, 教授 (30431662)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2022年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2021年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2020年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
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| キーワード | UAV / LiDARセンサ / 自律飛行 / ロボットビジョン / 画像処理 / 飛行ロボット / 移動エージェント / 構造物検査 / 群ロボット / 編隊構成 / マルチコプター / アドホック通信 / 飛行制御 / シミュレーション / アルゴリズム / エージェント |
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| 研究開始時の研究の概要 |
橋梁のような複雑な形状をもつ構造物の健全性を，外側から精査する自律的無人飛行群ロボットシステムを開発する。無人飛行体による構造物検査も試験的に行われているものの，すべて人間が操縦するものである。その性質上一機を巡回させて人間が視覚検査する方法であり，見落としも多く，災害復旧時のような緊急時には間に合わない。この問題を解決するために，複数の自律的な飛行ロボットの編隊によって，網羅的な構造物の健全性検査を自動化する。そのために，構造体から一定の距離を保ちつつ編隊を維持する無人飛行体の制御アルゴリズムを構築する。編隊の制御にはベクトルをもつ移動エージェントを使用する。
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| 研究成果の概要 |
構造物点検において，ドローンに搭載したカメラによる構造物表面の撮影は効率的な手段である。そのために，ドローンに搭載したカメラで構造物表面を撮影することで，構造物表面の撮影を効率的に行うUAVの自動飛行検査システムを開発した。本システムの有効性を実証するために，ドローンシステムを広い室内で飛行させ，平らな壁面に対して200cmの距離を保ちながら撮影するドローンシステムを設計し実装した。実験の結果，ドローンシステムは安定した飛行姿勢を保つことができた。この安定性は統計的に有意である。本研究では，ドローンによる自律的に飛行姿勢を安定かつ正確に保持させる方法について解明することができた。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
橋梁のような構造物は，定期的に点検しなければならない。とりわけ昨今のように頻発する地震の後には，定期点検とは別途に至急大規模に実施しなければならない。人手による操縦では，時間と人手がかかるだけでなく見落としも多い。結果としてひび割れ等がかなり進んだ状態で発見される。とりわけ災害復旧時には，短期間に数多くの橋梁を検査しなければならないので，現状のように人間による視覚検査では間に合わない。この研究で示した自律的な飛行ロボットによる構造物の網羅的な健全性検査の自動化は，このような問題を解決する糸口となる。
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