2019 年度研究成果報告書

自律ヘリのための吹き下ろしと低速に強いADSの開発と脱GNSSロバスト航法の実現

研究課題

PDF

研究課題/領域番号	17K14613
研究種目	若手研究(B)
配分区分	基金
研究分野	機械力学・制御
研究機関	千葉大学
研究代表者	藤原大悟千葉大学, 大学院工学研究院, 助教 (60604642)
研究期間 (年度)	2017-04-01 – 2020-03-31
キーワード	エア・データ・センサ / 対気速度 / 小型無人ヘリ
研究成果の概要	小型ヘリコプタの航法として一般に用いられているGNSS/INS航法の欠点である、GNSS使用不可能時の航法の発散を防ぐため、機体の対気速度を計測するセンサと対気速度を利用した航法システムを開発し、航法をロバスト化することを研究目的とした。ベルマウス付き対称型ピトー管と2次元超音波センサ、および3次元超音波センサによる対気速度計測システムを開発し、物理モデルやニューラルネットワークに基づく吹き下ろしモデルに基づく対気速度複合航法システムを開発し、シミュレーションや飛行試験を通じて提案手法の有効性を検証した。GNSS使用不可能時でも航法・制御系の安定性を一定時間維持できることを確認した。
自由記述の分野	飛行制御
研究成果の学術的意義や社会的意義	物資輸送、災害対応、空撮等への無人ヘリコプタの適用・実用化に向け研究開発や実証が進む中で、耐空性の向上が求められ、自機位置・速度を算出する航法について、GNSSのみに頼る状況を改善する試みが行われるようになってきた。様々な手法が検討される中で、本研究で開発した対気速度センサに基づく航法は、測距センサやカメラによる手法に対し、周囲の明るさや物体との位置関係による性能劣化がなく、飛行場所によらず利用できる点で、無人ヘリのロバスト性や安全性の向上に寄与し、無人ヘリ関連産業の活性化への貢献が期待される。