| 研究課題/領域番号 |
20K20374
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| 補助金の研究課題番号 |
18H05364 (2018-2019)
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| 研究種目 |
挑戦的研究(開拓)
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| 配分区分 | 基金 (2020)
補助金 (2018-2019) |
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| 審査区分 |
中区分41:社会経済農学、農業工学およびその関連分野
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| 研究機関 | 京都大学 |
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研究代表者 |
近藤 直 京都大学, 農学研究科, 教授 (20183353)
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| 研究分担者 |
中西 弘明 京都大学, 工学研究科, 講師 (50283635)
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| 研究期間 (年度) |
2018-06-29 – 2022-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2021年度)
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| 配分額 *注記 |
25,870千円 (直接経費: 19,900千円、間接経費: 5,970千円)
2020年度: 5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円)
2019年度: 5,590千円 (直接経費: 4,300千円、間接経費: 1,290千円)
2018年度: 15,210千円 (直接経費: 11,700千円、間接経費: 3,510千円)
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| キーワード | スペクトル拡散音波 / 複合航法 / 慣性航法システム / 測位システム / モーションキャプチャ / INS / 測位 / 複合航法システム / ドローン / 農業用ロボット / 農業ロボット / 農作業ロボット |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究の最終目標は，収穫作業の自動化の実利用を小型分散ロボットの協調作業で達成しようとするものである。本研究では，その一例としてイチゴの土耕外成り栽培を対象とし，収穫・運搬の協調作業を小型車両ロボットと小型飛行ロボットで実現可能な制御システムを想定しており，車両ロボットで収穫を，飛行ロボットでトレイの運搬ならびに作物モニタリングを行う。そのために，室内の非GPS環境下において自律作業を行う小型分散作業ロボットのための航法システムの開発を行う。特に，衛星等を用いたGPSの代わりにスペクトル拡散音波(SS音波)測位システムを用いることを特徴とする。
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| 研究成果の概要 |
本研究では、非GPS環境における、小型分散ロボットの協調制御を実現するための航法システムに関する研究を行った。スペクトル拡散音波測位システムと慣性航法を組み合わせた複合航法を実現するためのハードウェアを構築し、SS音波同士の干渉低減方法、音速補償方法、ドップラシフト補償方法などの信号処理方法を開発した。さらに、新たな複合処理方法の開発を行った。8mx22mのグリーンハウス内で静止位置と方位の計測精度を評価した結果、位置の精度は55 mm以内、方位の精度は1.58±0.86°であった。クローラ型およびマルチコプタ型ロボットの移動体の測位精度は、それぞれ約50 mmおよび約74 mmであった。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
世界人口の増加により食料需要が増す一方で、生産者の高齢化および減少が進む中、食料生産の省力化および自動化を実現する技術に期待が高まっている。RTK-GPSなどを利用した航法システムによりロボットトラクタなどが実用化されたが、グリーンハウス内や中山間地域などではGPSが使用し難く、小規模農地などではロボット農機が高価であることから導入が進んでいない。本研究では、非GPS環境でも対応し、比較的安価なシステムを構築できるスペクトル拡散音波測位システムを用いた航法システムを開発した。これにより、複数の小型ロボットを協調制御して農作業を行わせることで、比較的安価なロボット農機が実現できると期待できる。
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