自律的な環境適応能力実現のための行動原理の解明とその実現

• 研究課題/領域番号: 25820185
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 制御・システム工学
• 研究機関: 大阪府立大学
• 研究代表者: 金田 さやか 大阪府立大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (60605567)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2017-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2016年度)
• 配分額: 4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円); 2016年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円); 2015年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円); 2014年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円); 2013年度: 520千円 (直接経費: 400千円、間接経費: 120千円)
• キーワード: 自己状態推定の高精度化 / 気圧高度推定 / 自律飛行ロボット / 気圧高度 / 機械学習 / 自律無人ヘリコプタ / 高精度推定 / 非線形運動 / クアドロータヘリコプタ / 地面効果 / 粒子フィルタ / 姿勢推定 / 位置同定 / 自律的状態推定 / 屋内 / 飛行ロボット / 往復伝播時間

研究成果の概要

2機の自律型マルチロータヘリコプタを自作し，設計した状態推定技術を搭載して実験により適切に飛行制御できることを確認した．屋内における自律飛行技術の確立のため，気圧センサ情報から高度推定を行うアルゴリズムを開発した．具体的には，気圧高度計を複数個用いた気圧高度推定モデルを構築した．センサの高度差に依存して，推定高度の精度向上が見込めることを理論的に明らかにし，実際のヘリコプタに適用した．気温が測定できない環境において，精度よく高度推定が行えることを明らかにした．並行して，電波を利用した位置推定法を改善した．非線形の運動方程式に対して少ない計算量で精度良く推定するアルゴリズムを開発した．

研究成果

• [雑誌論文] Radio-Wave Based Accurate Localization for Space Rover on Small Planetary Body without Motion Information of Mother Spacecraft (2017)
  • 著者名/発表者名: Sayaka KANATA, Hiroaki NAKANISHI, Tetsuo SAWARAGI
  • 雑誌名: SICE, Journal of Control, Measurement, and System Integration 巻: 10, 2 号: 2 ページ: 85-92
  • DOI: 10.9746/jcmsi.10.85
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Localization of Hopping Rover Using Round-Trip Propagation Delay with Multiple Motion Models (2016)
  • 著者名/発表者名: Sayaka KANATA, Yuta UEZONO, Takashi SHIMOMURA
  • 雑誌名: TRANSACTIONS OF THE JAPAN SOCIETY FOR AERONAUTICAL AND SPACE SCIENCES 巻: 59 号: 3 ページ: 170-176
  • DOI: 10.2322/tjsass.59.170
  • NAID: 130005150290
  • ISSN: 0549-3811, 2189-4205
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Localization of Hopping Rover Using Round-Trip Propagation >>> Delay with Multiple Motion Models (2016)
  • 著者名/発表者名: Sayaka KANATA, Yuta UEZONO, and Takashi SHIMOMURA
  • 雑誌名: Transactions of the Japan Society for Aeronautical and Space Sciences 巻: Vol.n59, No. 3 ページ: 170-176
  • NAID: 130005150290
  • 査読あり
• [雑誌論文] 歳差運動する天体上ローバのための伝播時間計測による位置推定法 (2015)
  • 著者名/発表者名: 金田さやか，上薗雄太，下村卓
  • 雑誌名: 日本航空宇宙学会論文集 巻: 63,5
  • NAID: 130005101369
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [学会発表] あるクラスのサイバーフィジカルシステムの感度解析とパラメータ最適化への応用 (2017)
  • 著者名/発表者名: 中西 弘明，庵 智幸，黒江 康明，金田 さやか
  • 学会等名: 知能システムシンポジウム
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2017-03-13
• [学会発表] あるクラスのサイバーフィジカルシステムの感度解析法 (2017)
  • 著者名/発表者名: 黒江 康明，中西 弘明，金田 さやか
  • 学会等名: 制御部門マルチシンポジウム
  • 発表場所: 岡山
  • 年月日: 2017-03-06
• [学会発表] 等加速度運動中のホップ型ローバのための伝播時間計測による位置同定 (2015)
  • 著者名/発表者名: 金田さやか，上薗雄太，下村 卓
  • 学会等名: 第16回 計測自動制御システムインテグレーション部門講演会
  • 発表場所: 名古屋国際会議場（愛知県名古屋市）
  • 年月日: 2015-12-14
• [学会発表] バウンドの不確かさを考慮したホップ移動するローバの電波を用いた位置推定法 (2015)
  • 著者名/発表者名: 石田寛和，金田さやか，下村 卓
  • 学会等名: 第52回 関西・中部支部合同秋期大会
  • 発表場所: I-siteなんば（大阪府大阪市）
  • 年月日: 2015-11-07
• [学会発表] 自律型無人飛行機のための既知の高度差を利用した気圧高度の推定精度向上 (2015)
  • 著者名/発表者名: 丸山憂大，金田さやか，下村 卓
  • 学会等名: 第52回 関西・中部支部合同秋期大会
  • 発表場所: I-siteなんば（大阪府大阪市）
  • 年月日: 2015-11-07
• [学会発表] Quaternion を用いた KF による UAV の姿勢推定 (2015)
  • 著者名/発表者名: 窪田智之，金田さやか，下村卓
  • 学会等名: ロボティクス・メカトロニクス講演会2015
  • 発表場所: 京都市勧業館「みやこめっせ」（京都府京都市）
  • 年月日: 2015-05-17 – 2015-05-19
• [学会発表] Quaternion を用いた KF による UAV の姿勢推定 (2015)
  • 著者名/発表者名: 金田さやか，中西弘明
  • 学会等名: ロボティクス・メカトロニクス講演会2015
  • 発表場所: 勧業館「みやこめっせ」（京都府京都市）
  • 年月日: 2015-05-17 – 2015-05-19
• [学会発表] Quadrotor Helicopter における地面効果の実験的評価 (2015)
  • 著者名/発表者名: 金田さやか，中西弘明
  • 学会等名: ロボティクス・メカトロニクス講演会
  • 発表場所: みやこめっせ（京都府京都市）
  • 年月日: 2015-05-17
• [学会発表] Quaternionを用いたKFによるUAVの姿勢推定 (2015)
  • 著者名/発表者名: 窪田智之，金田さやか，下村 卓
  • 学会等名: ロボティクス・メカトロニクス講演会
  • 発表場所: みやこめっせ（京都府京都市）
  • 年月日: 2015-05-17
• [備考] 大阪府立大学工学部航空宇宙工学科 航空宇宙システム講座 航空宇宙制御工学
  • URL: http://www.aero.osakafu-u.ac.jp/as/simomura/index.html