マイクロスキャニング機構を有する3次元環境認識センサの研究

1996 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 08455202
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 研究機関: 宇宙科学研究所
• 研究代表者: 中谷 一郎 宇宙科学研究所, 宇宙探査工学研究系, 教授 (40150049)
• 研究分担者: 久保田 孝 宇宙科学研究所, 宇宙探査工学研究系, 助手 (90211888)
• キーワード: レンジセンサ / MEMS / 環境認識 / 2次元スキャン / 振動子 / 圧電アクチュエータ

研究概要

1.2次元スキャン機構
小型軽量低消費電力を念頭に2次元走査のメカニズムの検討を行った。特にマイクロマシン技術の応用に焦点をあててサーベイした。ピエゾ素子をアクチュエータとした振動子を利用した研究に着目し、3次元環境認識センサへの発展を模索し、問題点を明らかにした。
2.スキャン軌跡の検討
振動子と圧電アクチュエータを組み合わせたスキャン機構では、リサージュ図形を描くように走査する。そこで、分解能、スキャン軌跡、スキャン時間の検討を行った。また設計手法を確立した。
3.レンジ検出精度の検討
レーザ光によるセンシングでは、できるだけ多くの光を受光することが必要である。そこで微小なミラーで測距可能範囲および精度をシミュレーションによって検討した。また微小なミラーをアレイ状に配置し、分散協調制御するための受光システムについて検討を行った。
4.初期実験
初期実験として、ピエゾ素子を用いた2次元スキャンメカニズムを試作し、駆動させた。リサージュ図形に若干の歪みがあるが、2次元走査していることを確認した。

研究成果

• [文献書誌] T.Kubota,I.Nakatani,T.Yamaizumi,H.Hayashida: ""Navigation for Autonomous Landing on Unknown Planetary Surface Using Conical Laser Scanner."" 3rd Int.Conf.on Spacecraft Guidance,Navigation and Control Systems,ESTEC Netherlands.No.13.3. (1996.11)
• [文献書誌] 中谷,久保田,足立,飯島,: ""3次元地形センサによる環境認識"" 日本機会学会第73期通常総会講演会'96,習志野. No.3330. 510-511 (1996.4)
• [文献書誌] 林田,久保田,中谷,: ""月・惑星表面への自律着陸誘導手法,"" 第40回宇宙科学連合講演会,盛岡. No.1A14. 27-28 (1996.10)
• [文献書誌] 久保田,中谷,山泉,三須: ""未知天体軟着陸における着陸地点自動抽出法,"" 第40回宇宙科学連合講演会,盛岡. No.1A15. 29-30 (1996.10)
• [文献書誌] 笠村,斎藤,橋本,久保田,中谷,二宮: ""2次元スキャン型マイクロレーザレンジセンサの基礎的検討"" 第14回日本ロボット学会学術講演会,新潟. No.2M2-8-9(II). 657-658 (1996.11)
• [文献書誌] 村田,山泉,久保田,中谷: ""レーザレンジセンサを用いた未知天体への自律着陸誘導,""Autonomous Navigation for Landing on Unknown Planetary Surface Using Laser Range Sensor,"" 6th Workshop on Astrodynamics and Flight Mechanics,ISAS. 31-36 (1996.7)