| 研究課題/領域番号 |
17K08017
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| 研究機関 | 宇都宮大学 |
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研究代表者 |
松井 正実 宇都宮大学, 農学部, 教授 (10603425)
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| 研究分担者 |
井上 英二 九州大学, 農学研究院, 教授 (00184739)
田村 孝浩 宇都宮大学, 農学部, 准教授 (20341729)
光岡 宗司 九州大学, 農学研究院, 助教 (60437770)
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| 研究期間 (年度) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| キーワード | 農作業事故 / トラクタ / コンバイン / 微地形測量 / 挙動モデル |
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| 研究実績の概要 |
平成２９年度の研究実績として，概略地形と路面粗さによる走行地形の再現を行うため，微地形測量を可能にする高精度レーザー変位計を設計製作した。本装置は，野外での可搬性を考慮して，小型軽量，充電池駆動とし，数メートルのレール上を自走して直下の直線断面を計測可能とした。測定項目は，移動距離，地形高さ，機体変位および変位角とした。取得データはコントローラ（ラズベリーPI）に一時保存し，測定終了後にSDカードに記録することとした。一方，事故情報収集については現地調査を実施し，ヒヤリハット事例を含め３か所で実施した。現地調査では事故状況の聞き取りと電子平板測量による地形データの取得を行った。
トラクタおよびコンバインの挙動モデルについては，路面や走行速度等のあらゆる外的影響を考慮した動的挙動再現のため，上下，前後，ピッチング，ローリング方向の運動方程式に加え，新たに左右方向の運動方程式を立案し，移動農機の微小時間における挙動を把握するために必要となるモデリングを行った。左右方向のモデリングは傾斜地走行時および遠心力作用時に影響するため，特に遠心力の影響について，1/10程度の４輪車両を設計製作し，定常円旋回による模型実験により検証した。模型実験の結果は，運動方程式によるシミュレーション結果と良い一致を示し，移動農機における挙動モデルのシミュレーション精度を向上した。
機体挙動安定化のための駆動TCS開発については，平成３０年度着手予定としているが，基本的な挙動安定化に向けた制御対象として，トラクタは前後輪の駆動力加減および左右後輪の独立ブレーキとすること，コンバインは履帯の加減速およびクラッチ断続で検討することとした。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
平成２９年度の研究実績では，微地形測量のための高精度レーザー変位計を設計製作し，直下の直線断面を計測可能とした。本装置による地形把握実験については，屋内での検証が終了し，実際の事故現場における運用を開始することとしている。測定項目については，移動距離，地形高さ，機体変位および変位角としており，当初コントローラをArduinoとしていたため，演算能力およびメモリー容量不足からデータの欠損を発生したものの，ラズベリーPIに仕様変更して安定した記録が可能となった。
事故現場調査については，近県からの情報収集により現地調査を実施しており，ヒヤリハット事例を含めることで，３か所について調査を行うことができた。
トラクタおよびコンバインの挙動モデルについては，路面や走行速度等のあらゆる外的影響を考慮したヨーイングを除く運動方程式の立案と検証を行うことができた。
機体挙動安定化のための駆動TCS開発についても，平成３０年度着手に先行し，実際のトラクタやコンバインの構造を調査し，制御対象を選定した。
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| 今後の研究の推進方策 |
当初研究計画に沿って順調に推移しており，平成３０年度についても計画通り推進する。
平成３０年度は，微地形測量のための高精度レーザー変位計を実際の事故現場で運用を開始し，電子平板測量と併せて地形データ把握を実施する。
また，事故現場調査については，近県から調査範囲を少し拡大する方向とし，さらなる情報収集に努め，ヒヤリハット事例を含めて調査事例の増加を行う。
トラクタおよびコンバインの挙動モデルについては，立案および検証を行うことができたため，機体挙動安定化のための駆動TCS開発を進め，制御アルゴリズムの検討を行う。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
平成29年度の使用額はおよそ計画通りであった。一部，地形測量データの整理について謝金を見込んだが，予備実験に止まったためデータ量も少なく，残余が発生した。平成30年度は，屋外での動作確認実験と実際の現地調査での運用を行うため，これらの残余分についてデータ整理の必要性が増加し，当該年度分と併せて使用する予定としている。
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