| 研究領域 | 微気象制御学：微気象の調和的予測と能動的観測の融合による自律制御型社会基盤の創成 |
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| 研究課題/領域番号 |
20H05752
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| 研究機関 | 千葉大学 |
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研究代表者 |
鈴木 智 千葉大学, 大学院工学研究院, 准教授 (90571274)
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| 研究分担者 |
椿野 大輔 名古屋大学, 工学研究科, 講師 (00612813)
野田 龍介 京都大学, 工学研究科, 助教 (00811267)
劉 浩 千葉大学, 大学院工学研究院, 教授 (40303698)
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| 研究期間 (年度) |
2020-10-02 – 2023-03-31
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| キーワード | 微気象予測 / ナノドローン / 多階層制御 |
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| 研究実績の概要 |
研究の初年度にあたる本年度は、(i) 生物規範型ナノドローンの開発、(ii) マイクロドローンの情報機能化、および(iii) 多階層制御技術の開発を実施した。各項目の具体的な内容は以下に示す。
(i) 生物規範型ナノドローンの開発 羽ばたき飛行に着想を得たデュアルロータ型ドローンの開発を実施した。本年度はMATLABを用いたダイナミクスシミュレーションによって当該ドローンの実現可能性を検討するとともに、シミュレーション結果に基づいて実機製作を実施した。
(ii) マイクロドローンの情報機能化 市販のマイクロドローンおよび既に研究室で保有している各種小型ドローンに対して小型風速センサを搭載し、風速測定の試験及び評価を実施した。屋内に小型風洞設備を構築し、その環境下で小型センサを搭載したドローンを飛行させながら風速測定を実施した。ドローンの位置や姿勢情報は光学式モーションキャプチャシステムによって計測し、計測された風速情報、風洞で発生させた風速情報、およびドローンの正確な位置・姿勢情報を利用して、定の精度等について評価を行った。
(iii) 多階層制御技術の開発 姿勢、相対運動の二層を考慮した群制御について研究を進めるとともに機動的観測に向けた検討を実施した。機動的観測に向け、観測軌道設計の層を新たに考慮する。各ドローンの局所的な観測情報をフィードバックした観測軌道の最適化について検討を行った。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
各研究開発項目について、おおむね当初計画通りに遂行されている。
ナノドローンの開発については、シミュレーションによる検討のみではなく、実機製作まで完了したことが当初計画よりも進展している点として評価できる。
マイクロドローンの情報機能化については、実機に小型センサを搭載して風速計測の評価を実施した点が当初計画通りに進展している点として評価できる。
最後に、多階層制御技術の開発については、観測軌道設計の層を新たに考慮し、各ドローンの局所的な観測情報をフィードバックした観測軌道の最適化まで検討できた点が当初計画通りに研究が進展している点として評価できる．
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| 今後の研究の推進方策 |
本年度の研究進捗を踏まえて、当初計画通りに研究を遂行していく予定である。
まず、ナノドローンの開発およびマイクロドローンの情報機能化については引き続き、実機製作とその評価を実施していく予定である。またこれらの研究を統合してナノドローンの情報機能化についても年度の後半部分で検討を開始する予定である。
また、多階層制御技術の開発については、多階層制御技術の深化について検討をかいしする。これまでに考慮していた空間的な階層性に加え時間の階層性も考慮した階層化分散制御技術を開発する。観測周期、機体制御周期、軌道設計周期などを考慮し、生物規範型ナノドローンでも無理のない適応的制御系を目指す。
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