ダイナミックインバージョン制御を用いた重力制御姿勢安定化飛行体の研究

• 研究課題/領域番号: 23560963
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 航空宇宙工学
• 研究機関: 独立行政法人産業技術総合研究所
• 研究代表者: 岩田 拡也 独立行政法人産業技術総合研究所, 知能システム研究部門, 主任研究員 (70356533)
• 研究期間 (年度): 2011 – 2013
• 研究課題ステータス: 完了 (2013年度)
• 配分額: 5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円); 2013年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円); 2012年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円); 2011年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
• キーワード: 無人航空機 / 飛行ロボット / 空中無人輸送機 / カーゴＵＡＶ / ＵＡＶ / 姿勢制御 / バランス制御 / 振子安定制御 / Penduroid / Pendulum android / 振子姿勢安定化ロボット / ペンデュロイド / １本腕ぶら下がりロボット / 空中姿勢制御 / 重力振り子式安定 / 無人機 / UAV / 低速飛行体 / 中央集中操舵機構 / ロール安定化制御 / 無人飛行機

研究概要

ダイナミックインバージョン制御ソフトウェアを入れる組み込み制御回路の設計と回路基板の製作を行い、１／３スケールの実験機に搭載し実験を外乱に対する姿勢制御実験を行った。高いサンプリング周波数の角速度センサ（ジャイロセンサ）フィードバックと角加速度センサを組み合わせることで、摂動運動を抑制する効果が得られることが明らかとなった。これらの成果を利用して、新潟スカイプロジェクトにて、推進機関であるターボジェットエンジンの研究開発と、電動高推力２軸制御アクチュエータの開発、炭素繊維複合材による軽量構造機体の開発を実施し、振子安定制御式無人航空機を製作。研究成果の実応用を目指す。

研究成果

• [雑誌論文] Aerial Cargo Robot (Cargo UAV) (2014)
  • 著者名/発表者名: Kakuya Iwata, Osamu Matsumoto
  • 雑誌名: Journal of Robotics and Mechatronics 巻: Vol.26, No.3 ページ: 394-395
  • NAID: 130007671009
• [雑誌論文] Aerial Cargo Robot (Cargo UAV) (2014)
  • 著者名/発表者名: Kakuya Iwata and Osamu Matsumoto
  • 雑誌名: Journal of Robotics and Mechatronics (JRM) 巻: Vol.26, No.3
  • NAID: 130007671009
  • 査読あり
• [雑誌論文] Research of Cargo UAV for civil transportation (2013)
  • 著者名/発表者名: Kakuya Iwata, Osamu Matsumoto
  • 雑誌名: Journal of Unmanned System Technology (JUST) 巻: 1-3 ページ: 89-93
• [雑誌論文] Research of Cargo UAV for civil transportation (2013)
  • 著者名/発表者名: Kakuya Iwata and Osamu Matsumoto
  • 雑誌名: Journal of Unmanned System Technology (JUST) 巻: Vol.1, No.3 ページ: 89-93
  • 査読あり
• [雑誌論文] Turbojet Engine for Aerial Cargo Robot (ACR) (2012)
  • 著者名/発表者名: Kakuya Iwata, Osamu Matsumoto
  • 雑誌名: Journal of Robotics and Mechatronics 巻: 24-6 ページ: 1040-1045
• [雑誌論文] 日本UAVの将来に向けて (2012)
  • 著者名/発表者名: 岩田拡也
  • 雑誌名: 航空情報 巻: 62-9 ページ: 98-103
• [雑誌論文] UAVでの物資輸送と旅客輸送 (2012)
  • 著者名/発表者名: 岩田拡也
  • 雑誌名: 航空情報 巻: 62-6 ページ: 90-95
  • NAID: 40019302187
• [雑誌論文] "Turbojet Engine for Aerial Cargo Robot (ACR)" (2012)
  • 著者名/発表者名: Kakuya Iwata, Koji Matsubara, Kazumasa Kawawaki and Osamu MATSUMOTO
  • 雑誌名: Journal of Robotics and Mechanics, 巻: Vol.24, No.6 ページ: 1040-1045
  • 査読あり
• [雑誌論文] Research of Cargo UAV for civil logistics (2012)
  • 著者名/発表者名: Kakuya Iwata and Osamu MATSUMOTO
  • 雑誌名: Proceedings of International Conference on Intelligent Unmanned Systems 巻: 1-1 ページ: 93-97
  • 査読あり
• [雑誌論文] ＵＡＶでの物資輸送と旅客輸送 (2012)
  • 著者名/発表者名: 岩田拡也
  • 雑誌名: 航空情報 巻: 62-6 ページ: 90-95
  • NAID: 40019302187
• [雑誌論文] 日本ＵＡＶの将来に向けて (2012)
  • 著者名/発表者名: 岩田拡也
  • 雑誌名: 航空情報 巻: 62-9 ページ: 98-103
• [雑誌論文] Research of Cargo UAV for civil logistic (2011)
  • 著者名/発表者名: Kakuya Iwata, Osamu Matsumoto
  • 雑誌名: Proceedings of International Conference on Intelligent Unmanned Systems 巻: 1-1 ページ: 93-97
• [雑誌論文] Research of Cargo UAV for civil logistics (2011)
  • 著者名/発表者名: 岩田 拡也、松本 治
  • 雑誌名: Proceedings of International Conference on Intelligent Unmanned Systems 巻: 1 ページ: 93-97
  • 査読あり
• [学会発表] 将来離発着システム(第3報) (2013)
  • 著者名/発表者名: 岩田拡也, 松本治
  • 学会等名: 第57回宇宙科学技術連合講演会
  • 発表場所: 米子
  • 年月日: 2013-10-09
• [学会発表] ロボットハイウェイの研究開発 (2013)
  • 著者名/発表者名: 岩田拡也, 松本治
  • 学会等名: メカトロニクス講演会2013(ROBOMEC2013)
  • 発表場所: つくば国際会議場
  • 年月日: 2013-05-23
• [学会発表] Research of Civil Cargo UAV and UAV Highway (2013)
  • 著者名/発表者名: Kakuya Iwata
  • 学会等名: Twenty-fourth U.S.-Japan Technology Forum
  • 発表場所: Vanderbilt University
  • 年月日: 2013-05-14
• [学会発表] ロボットハイウェイの研究開発 (2013)
  • 著者名/発表者名: 岩田拡也
  • 学会等名: 日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会２０１３（ＲＯＢＯＭＥＣ２０１３）
  • 発表場所: つくば国際会議場
• [学会発表] 将来離発着システム（第3報） (2013)
  • 著者名/発表者名: 岩田拡也
  • 学会等名: 第５７回宇宙科学技術連合講演会
  • 発表場所: 米子
• [学会発表] UAV and robotics (2013)
  • 著者名/発表者名: Kakuya Iwata
  • 学会等名: Twenty-third U.S.-Japan Technology Forum
  • 発表場所: Vanderbilt University
  • 招待講演
• [学会発表] 将来離発着システム(第2報) (2012)
  • 著者名/発表者名: 岩田拡也, 松本治
  • 学会等名: 第56回宇宙科学技術連合講演会
  • 発表場所: 別府国際コンベンションセンター
  • 年月日: 2012-11-20
• [学会発表] フィールドロボット技術の研究開発～モビリティロボットと飛行ロボット～ (2012)
  • 著者名/発表者名: 松本治, 岩田拡也
  • 学会等名: 防衛技術シンポジウム2012
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2012-11-14
• [学会発表] 新潟スカイプロジェクト (2012)
  • 著者名/発表者名: 岩田拡也, 松本治
  • 学会等名: 第50回飛行機シンポジウム
  • 発表場所: 新潟コンベンションセンター
  • 年月日: 2012-11-06
• [学会発表] ITロボット技術と無人機運用による航空の新発展 (2012)
  • 著者名/発表者名: 岩田拡也, 松本治
  • 学会等名: 国際展示会JAPAN INTERNATIONAL AEROSPACE EXHIBITION 2012
  • 発表場所: 名古屋ポートメッセ
  • 年月日: 2012-10-12
• [学会発表] 無人機による輸送産業構築の課題 (2012)
  • 著者名/発表者名: 岩田拡也, 松本治
  • 学会等名: 第2回産業用無人航空機の現状と利用に関する研究会
  • 発表場所: 宇宙航空研究開発機構
  • 年月日: 2012-09-20
• [学会発表] UAV and robotics (2012)
  • 著者名/発表者名: 岩田拡也
  • 学会等名: Twenty-third U.S.-Japan Technology Forum
  • 発表場所: Vanderbilt University
  • 年月日: 2012-05-16
• [学会発表] NIIGATA SKY PROJECT (2012)
  • 著者名/発表者名: 岩田拡也
  • 学会等名: Conference on UAV Bordeaux
  • 発表場所: Bordeaux(ボルドー)(フランス)
  • 年月日: 2012-01-19
• [学会発表] UAV and robotics，Vanderbilt University (2012)
  • 著者名/発表者名: 岩田拡也
  • 学会等名: Twenty-third U.S.-Japan Technology Forum
  • 発表場所: USA, Nashville
  • 招待講演
• [学会発表] 「NIIGATA SKY PROJECT」でのプロジェクト推進 (2012)
  • 著者名/発表者名: 岩田拡也
  • 学会等名: ソフトウェアテストシンポジウム2012新潟
  • 発表場所: 新潟
  • 招待講演
• [学会発表] 空中自動輸送産業に冠する研究開発 2012/09/07 (2012)
  • 著者名/発表者名: 岩田 拡也、松本 治
  • 学会等名: 浜松地域新産業創出会議
  • 発表場所: 浜松
  • 招待講演
• [学会発表] 無人機による輸送産業構築の課題 (2012)
  • 著者名/発表者名: 岩田 拡也、松本 治
  • 学会等名: 第２回産業用無人航空機の現状と利用に関する研究会
  • 発表場所: 東京
  • 招待講演
• [学会発表] フィールドロボット技術の研究開発(モビリティロボットと飛行ロボット) (2012)
  • 著者名/発表者名: 松本 治、岩田 拡也
  • 学会等名: 防衛技術シンポジウム２０１２
  • 発表場所: 東京
  • 招待講演
• [学会発表] IT ロボット技術と無人機運用による航空の新発展 (2012)
  • 著者名/発表者名: 岩田 拡也、松本 治
  • 学会等名: 国際展示会JAPAN INTERNATIONAL AEROSPACE EXHIBITION 2012
  • 発表場所: 名古屋
  • 招待講演
• [学会発表] 新潟スカイプロジェクト (2012)
  • 著者名/発表者名: 岩田 拡也、松本 治
  • 学会等名: 第50回飛行機シンポジウム
  • 発表場所: 新潟
• [学会発表] 将来離発着システム（第２報），，別府国際コンベンションセンター (2012)
  • 著者名/発表者名: 岩田 拡也、松本 治
  • 学会等名: 第56回宇宙科学技術連合講演会
  • 発表場所: 大分
• [学会発表] 「NIIGATA SKY PROJECT」でのプロジェクト推進 (2012)
  • 著者名/発表者名: 岩田 拡也、松本 治
  • 学会等名: ソフトウェアテストシンポジウム2012新潟(招待講演)
  • 発表場所: 新潟朱鷺メッセ
• [学会発表] Research of Cargo UAV for civil logistics (2011)
  • 著者名/発表者名: Kakuya Iwata, Osamu Matsumoto
  • 学会等名: International Conference on Intelligent Unmanned Systems
  • 発表場所: Chiba, Japan
  • 年月日: 2011-11-02
• [学会発表] 重負荷用飛行ロボットの開発 (2011)
  • 著者名/発表者名: 岩田拡也
  • 学会等名: 中小企業のための航空機国際カンファレンス
  • 発表場所: 東京ビックサイト会議棟
  • 年月日: 2011-10-28
• [学会発表] 新潟市域における「環境対応型先進無人飛行機(UAV)用ジェットエンジン」の開発とその可能性 (2011)
  • 著者名/発表者名: 岩田拡也
  • 学会等名: 新潟市ビジネスフォーラムin東京国際航空宇宙産業展
  • 発表場所: 東京ビックサイト会議棟
  • 年月日: 2011-10-26
• [学会発表] 空間移動ロボットの研究開発(第9報) (2011)
  • 著者名/発表者名: 岩田拡也, 松本治
  • 学会等名: 日本ロボット学会学術講演会
  • 発表場所: 芝浦工大
  • 年月日: 2011-09-07
• [学会発表] ロボット用ジェットエンジンの研究開発(第1報) (2011)
  • 著者名/発表者名: 岩田拡也, 松本治
  • 学会等名: ROBOMEC2011
  • 発表場所: 岡山
  • 年月日: 2011-06-27
• [学会発表] 新潟市域における「環境対応型先進無人飛行機（ＵＡＶ）用ジェットエンジン」の開発とその可能性 (2011)
  • 著者名/発表者名: 岩田拡也
  • 学会等名: 新潟市ビジネスフォーラムin東京国際航空宇宙産業展
  • 発表場所: 東京
  • 招待講演
• [学会発表] 重負荷用飛行ロボットの開発 (2011)
  • 著者名/発表者名: 岩田拡也
  • 学会等名: 中小企業のための航空機国際カンファレンス
  • 発表場所: 東京
  • 招待講演
• [学会発表] ロボット用ジェットエンジンの研究開発（第１報） (2011)
  • 著者名/発表者名: 岩田 拡也、松本 治
  • 学会等名: ROBOMEC2011
  • 発表場所: 岡山
• [学会発表] 空間移動ロボットの研究開発（第９報） (2011)
  • 著者名/発表者名: 岩田 拡也、松本 治
  • 学会等名: 日本ロボット学会学術講演会
  • 発表場所: 東京
• [学会発表] ロボット用ジェットエンジンの研究開発（第１報） (2011)
  • 著者名/発表者名: 岩田 拡也、松本 治
  • 学会等名: ROBOMEC2011
  • 発表場所: 岡山コンベンションセンター（岡山県）
• [学会発表] 空間移動ロボットの研究開発（第９報） (2011)
  • 著者名/発表者名: 岩田 拡也、松本 治
  • 学会等名: 日本ロボット学会学術講演会
  • 発表場所: 芝浦工業大学豊洲キャンパス（東京都）
• [学会発表] 新潟市域における「環境対応型先進無人飛行機（ＵＡＶ）用ジェットエンジン」の開発とその可能性 (2011)
  • 著者名/発表者名: 岩田 拡也、松本 治
  • 学会等名: 新潟市ビジネスフォーラムin東京国際航空宇宙産業展(招待講演)
  • 発表場所: 東京ビックサイト会議棟（東京都）
• [学会発表] 重負荷用飛行ロボットの開発 (2011)
  • 著者名/発表者名: 岩田 拡也、松本 治
  • 学会等名: 中小企業のための航空機国際カンファレンス(招待講演)
  • 発表場所: 東京ビックサイト会議棟（東京都）
• [学会発表] Research of Cargo UAV for civil logistics (2011)
  • 著者名/発表者名: 岩田 拡也、松本 治
  • 学会等名: International Conference on Intelligent Unmanned Systems
  • 発表場所: 三井ガーデンホテル千葉（千葉県）
• [図書] 航空機関連分野技術に関する施策・事業評価報告書,航空機関連分野技術に関する施策・事業評価報告書 (2012)
  • 著者名/発表者名: 岩田拡也
  • 出版者: 経済産業省
• [図書] 航空情報 2012年6月号 (2012)
  • 著者名/発表者名: 岩田拡也、他
  • 総ページ数: 132
  • 出版者: 酣燈社
• [図書] 航空情報 2012年9月号 (2012)
  • 著者名/発表者名: 岩田拡也、他
  • 総ページ数: 132
  • 出版者: 酣燈社
• [図書] 航空情報 ６月号 (2012)
  • 著者名/発表者名: 岩田拡也
  • 総ページ数: 6
  • 出版者: 酣燈社
• [備考]
  • URL: http://staff.aist.go.jp/k.iwata/UAV/FlightTest.mpg
• [備考]
  • URL: http://staff.aist.go.jp/k.iwata/UAV/TV20090625.mpg
• [備考] ACRS(Air Cargo Robot System) project
  • URL: http://staff.aist.go.jp/k.iwata/indexf.htm
• [備考]
  • URL: http://staff.aist.go.jp/k.iwata/index2f.htm