2台の小型水中ロボットによる海中協調作業用制御アルゴリズムの構築

2018 年度 実施状況報告書

• 研究課題/領域番号: 17K08029
• 研究機関: 岩手大学
• 研究代表者: 三好 扶 岩手大学, 理工学部, 准教授 (10392193)
• 研究期間 (年度): 2017-04-01 – 2020-03-31
• キーワード: 協調動作 / 協調制御 / ROV / 自律姿勢制御

研究実績の概要

本年度実施計画では、２台のROVによる協調動作を獲得するよう、各機体制御系が有するアルゴリズムから、相補関係となるパラメータの選定と、これによる協調制御系を構築することを目的とした。

この目的を実施するうえで、本年度は２つの協調制御系の構築を試行した。１つ目は２次元平面内での移動が可能な柔軟伸縮機構を有したロボットアーム（以下、FLSAM）と任意の着底姿勢を維持する多脚水中ロボット（以下、RASOL）を用いた。FLSAMの姿勢変更にともなう外乱を、RASOLが自律姿勢制御することで、FLSAMの移動する平面を維持する制御系である。
もう１つは、５自由度水中ロボットアームを搭載したROVを用い、アーム部の姿勢変更に伴う外乱をベースユニットとなるROVが自律姿勢制御することで、対象物を把持可能にする制御系である。したがってROV操作者は対象物把持作業に集中し、機体姿勢制御は自律化される、協調制御系となる。
両制御系とも、ベースユニットとそのオプションユニットとして組合せ、双方の制御パラメータはホストPCとのみ通信することとした。これによりベースユニットとオプションユニットば任意に変更が可能となり、機体制御のためのパラメータ推定や設計変数変更を必要としない制御系を構築することができた。

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

理由：本研究の成果を原著論文（査読付）として成果発表した。
Tasuku Miyoshi他2名：A novel seabed surveying autonomous underwater vehicle with spatial control system for managing fishery resources by a video-transect method, Journal of Aquaculture & Marine Biology, 7(4), 206-211, 2018
Tasuku Miyoshi他1名：Postural control in the pitch direction using flexion angles of the root and fin tip of the pectoral fin in Mobula Japanica, Journal of Aero Aqua Bio-mechanism, 8(1), 2019
また６月に開催されるROBOMECH2019（広島）にて成果発表する。以上から、計画は概ね順調に推移していると判断した。

今後の研究の推進方策

2017、2018年度は、ベースユニットとオプションユニットによる協調制御系を構築してきたが、2019年度は異なる機能を有するベースユニット２台を用い、互いの作業を干渉することのない協調作業の実施を可能にするような協調制御系の構築を目指す。ここでの協調制御系は協調作業としてのストーリーが最も重要となるため、このストーリに相当する部分はホストPCにて準備し、各ROVを制御するクライアント間は相互のパラメータを持たないことで、見かけ上は各ROVが独立して作業しているような制御系の構築を目指す。

研究成果

• [雑誌論文] Postural control in the pitch direction using flexion angles of the root and fin tip of the pectoral fin in Mobula japanica (2019)
  • 著者名/発表者名: Tomoka Shimizu, Tasuku Miyoshi
  • 雑誌名: Journal of Aero Aqua Bio-mechanisms 巻: 8 ページ: 6-12
  • DOI: https://doi.org/10.5226/jabmech.8.6
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] A novel seabed surveying autonomous underwater vehicle with spatial control system for managing fishery resources by a video-transect method. (2018)
  • 著者名/発表者名: Miyoshi T, Asaishi K, Satoh K
  • 雑誌名: Journal of Aquaculture and Marine Biology 巻: 7 ページ: 206-211
  • DOI: 10.15406/jamb.2018.07.00210
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] 海中岩陰部への侵入と調査を目的とした2台のROV協調制御 ―アーム部動作に伴うベース部自律姿勢制御― (2019)
  • 著者名/発表者名: 三好扶、高橋信和
  • 学会等名: 日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会2019