| 研究課題/領域番号 |
23K24928
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| 補助金の研究課題番号 |
22H03672 (2022-2023)
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 基金 (2024)
補助金 (2022-2023) |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分61050:知能ロボティクス関連
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| 研究機関 | 芝浦工業大学 |
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研究代表者 |
安孫子 聡子 芝浦工業大学, 工学部, 教授 (40560660)
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| 研究分担者 |
辻田 哲平 防衛大学校(総合教育学群、人文社会科学群、応用科学群、電気情報学群及びシステム工学群), システム工学群, 准教授 (40554473)
佐藤 大祐 東京都市大学, 理工学部, 准教授 (40344692)
伊賀 由佳 東北大学, 流体科学研究所, 教授 (50375119)
関根 久子 東北大学, 農学研究科, 教授 (80455302)
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| 研究期間 (年度) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| 研究課題ステータス |
交付 (2024年度)
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| 配分額 *注記 |
17,940千円 (直接経費: 13,800千円、間接経費: 4,140千円)
2024年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
2023年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
2022年度: 13,000千円 (直接経費: 10,000千円、間接経費: 3,000千円)
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| キーワード | 高密度飛行 / ドローン運行 / 空力相互作用 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究の目的は，都市部などの建物が比較的密集する中での風環境だけでなく，建物とドローン間もしくはドローン同士の空力の相互作用をも考慮したドローン運行戦略の構築である．風環境に対する経路計画の先行研究は既にいくつか存在するが，本研究では，さらに一歩踏み込み，対象物との接近飛行による空力相互作用と限界近接飛行領域を明らかにし，ドローンのサイズや環境との相互作用に対する境界条件を考慮した飛行計画，および積極的に相互作用のエネルギを活用した飛行戦略を提案することを目指す.
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| 研究実績の概要 |
本研究の目的は，都市部などの建物が比較的密集する中での風環境だけでなく，ドローン同士の空力の相互作用をも考慮したドローン運行戦略の構築である．風環境に対する経路計画の先行研究は既にいくつか存在するが，本研究では，さらに一歩踏み込み，対象物との接近飛行による空力相互作用と限界近接飛行領域を明らかにし，ドローンのサイズや環境との相互作用に対する境界条件を考慮した飛行計画や制御手法を提案することを目指す。研究の基礎として，上下・左右での二機体が交差飛行した場合の気流の影響を実験的に検証し，相互作用の影響を理論的に分析した．また，開口部を有する閉鎖空間へのドローンの進入時の気流の影響を分析し，外乱推定による進入戦略を提案すると同時に，実験的に基礎検証を実施した．また，都市部の密集飛行に対して，安全面も考慮し，河川上空飛行を想定し，その飛行戦略について検討した．気流の影響を予測する手法として，PINNsと呼ばれる物理法則を考慮したニューラルネットワークによる気流予測手法の検討および音情報による推力推定を実施した。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
3: やや遅れている
理由
当初の想定に反し、フライトコントローラ（FC）とグランドステーションとの通信および制御系の開発において、通信方式の調整とロバストな制御系構築のため、OSとFCの実装に時間を要することが判明したため。
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| 今後の研究の推進方策 |
2機体の交差飛行が完成しているため，今後は開発したアルゴリズムの実装を進める。2機体以上の安全交差飛行に関しては，小型ドローンを複数機用い，実装する。
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