地形認識および力学環境に注目した月・惑星・小惑星探査ロボットの運動制御

2012 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 21246122
• 研究種目: 基盤研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 航空宇宙工学
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 吉田 和哉 東北大学, 大学院・工学研究科, 教授 (00191578)
• 研究分担者: 永谷 圭司 東北大学, 大学院・工学研究科, 准教授 (80314649) ; 永岡 健司 東北大学, 大学院・工学研究科, 助教 (60612520)
• 研究期間 (年度): 2009 – 2012
• キーワード: 月惑星探査 / 移動ロボット / 地形計測 / 走行制御 / スリップ推定 / レーザーレン ジセンサ

研究概要

本研究課題では,月,惑星,小惑星など,地球上とは力学条件の異なる環境において,移動探査を行うロボットの運動制御法の研究を実施し,今後の宇宙開発における探査の多様性に対応するための広範な移動探査技術を構築した.砂で覆われた軟弱地盤に対する車輪/クローラーの推進メカニズムを明らかにして設計指針を示し,画像およびレーザーセンサ等のデータを融合してロボットの自己位置を推定する手法などを開発し,フィールド実験にて検証した.

研究成果

• [雑誌論文] 伊豆大島における不整地移動ロボットの走行試験および自己位置推定試験 (2012)
  • 著者名/発表者名: 永谷圭司,大木健,NathanBritton,佐藤毅一,野寄敬博,高橋悠輔,山内元貴,秋山健,吉田和哉
  • 雑誌名: 日本惑星科学会誌 巻: Vol.21,No.2 ページ: 121-129
  • URL: http://ci.nii.ac.jp/naid/110009477301
  • 査読あり
• [雑誌論文] Traveling PerformanceEvaluation of Planetary Rovers on Loose Soil (2012)
  • 著者名/発表者名: Masataku Sutoh, Junya Yusa,Tsuyoshi Ito, Keiji Nagatani, KazuyaYoshida
  • 雑誌名: Journal of Field Robotics 巻: Vol. 29 ページ: 648-662
  • DOI: DOI:10.1002/rob.21405
  • 査読あり
• [雑誌論文] Local Path Planner forMobile Robot in Dynamic Environment based on Distance Time Transform Method (2012)
  • 著者名/発表者名: Takeshi Ohki, Keiji Nagatani, KazuyaYoshida
  • 雑誌名: Advanced Robotics 巻: Vol. 26 ページ: 1623-1647
  • DOI: DOI:10.1080/01691864.2012.694648
  • 査読あり
• [雑誌論文] Development ofleg-track hybrid locomotion to traverse loose slopes and irregular terrain (2011)
  • 著者名/発表者名: Keiji Nagatani, Hiroaki Kinoshita, Kazuya Yoshida, Kenjiro Tadakuma,Eiji Koyanagi
  • 雑誌名: Journal of Field Robotics 巻: Vol.28 ページ: 950-960
  • DOI: DOI:10.1002/rob.20415
  • 査読あり
• [雑誌論文] Planetary rovers' wheel-soil interaction mechanics: new challenges andapplications for wheeled mobile robots (2011)
  • 著者名/発表者名: Liang Ding, Zongquan Deng, Haibo Gao,Keiji Nagatani, Kazuya Yoshida
  • 雑誌名: Journal of Intelligent Service Robotics 巻: Vol.4 ページ: 17-38
  • DOI: DOI:10.1007/s11370-010-0080-5
  • 査読あり
• [雑誌論文] Experimental study and analysis ondriving wheels performance for planetary exploration rovers moving in deformable soil (2011)
  • 著者名/発表者名: Liang Ding, Haibo Gao, Zongquan Deng,Keiji Nagatani, Kazuya Yoshida
  • 雑誌名: Journal of Terramechanics 巻: Vol. 48 ページ: 27-45
  • DOI: DOI:10.1016/j.jterra.2010.08.001
  • 査読あり
• [雑誌論文] OdometryCorrection Using Visual Slip-AngleEstimation for Planetary ExplorationRovers (2010)
  • 著者名/発表者名: Giulio Reina, Genya Ishigami, KeijiNagatani, Kazuya Yoshida
  • 雑誌名: Advanced Robotics 巻: Vol. 24 ページ: 359-385
  • DOI: DOI:10.1163/016918609X12619993300548
  • 査読あり
• [雑誌論文] Slope Traversal Controls for Planetary Exploration Rover on Sandy Terrain (2009)
  • 著者名/発表者名: Genya Ishigami , Keiji Nagatani ,Kazuya Yoshida
  • 雑誌名: Journal of Field Robotics 巻: Vol. 26 ページ: 264-286
  • DOI: DOI:10.1002/rob.v26:3
  • 査読あり
• [雑誌論文] Achievementsin Space Robotics (2009)
  • 著者名/発表者名: Kazuya Yoshida
  • 雑誌名: IEEE Robotics andAutomation Magazine 巻: Vol. 16 ページ: 20-28
  • DOI: DOI:10.1109/MRA.2009.934818
  • 査読あり
• [学会発表] Micro-Rover Design and Navigation withMinimal Sensors (2012)
  • 著者名/発表者名: Nathan Britton, Kazuya Yoshida
  • 学会等名: 2012 PISCES Conference
  • 発表場所: Hawaii, U.S.A.
  • 年月日: 2012-11-13
• [学会発表] Slope Traversability Analysis ofReconfigurable Planetary Rovers (2012)
  • 著者名/発表者名: Hiroaki Inotsume, Masataku Sutoh,Kenji Nagaoka, Keiji Nagatani, KazuyaYoshida
  • 学会等名: 2012IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems
  • 発表場所: Faro, Portugal
  • 年月日: 2012-10-10
• [学会発表] 小惑星探査ローバのための繊毛式マイクロホップの動力学解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 永岡健司,吉田和哉
  • 学会等名: 第30回日本ロボット学会学術講演会
  • 発表場所: 札幌
  • 年月日: 2012-09-17
• [学会発表] Ciliary Micro‐hopping Locomotion ofan Asteroid Exploration Robot (2012)
  • 著者名/発表者名: Kenji Nagaoka, Riku Takano, Takayuki Izumo, Kazuya Yoshida
  • 学会等名: International Symposium on ArtificialIntelligence, Robotics and Automation in Space
  • 発表場所: Turin, Italy
  • 年月日: 2012-09-04
• [学会発表] 次期小惑星探査ロボットのための繊毛推進機構の移動特性 (2012)
  • 著者名/発表者名: 永岡健司,高野陸,出茂嵩之,吉田和哉
  • 学会等名: ロボティクス・メカトロニクス講演会2012
  • 発表場所: 浜松
  • 年月日: 2012-05-28
• [学会発表] Evaluation of Influence of SurfaceShape of Locomotion Mechanism onTraveling Performance of PlanetaryRovers (2012)
  • 著者名/発表者名: Masataku Sutoh, Kenji Nagaoka, KeijiNagatani, Kazuya Yoshida
  • 学会等名: 2012 IEEE InternationalConference on Robotics and Automation
  • 発表場所: St. Paul, U.S.A.
  • 年月日: 2012-05-16
• [学会発表] Evaluation of the Reconfiguration Effects of Planetary Rovers on their LateralTraversing of Sandy Slopes (2012)
  • 著者名/発表者名: Hiroaki Inotsume, Masataku Sutoh, KenjiNagaoka, Keiji Nagatani, Kazuya Yoshida
  • 学会等名: 2012 IEEE International Conference on Robotics and Automation
  • 発表場所: St. Paul,U.S.A.
  • 年月日: 2012-05-16
• [学会発表] Analysis of the Traveling Performanceof Planetary Rovers with Wheels Equipped with Lugs over Loose Soil' (2012)
  • 著者名/発表者名: M. Sutoh, K. Nagatani, K. Yoshida
  • 学会等名: Earth and Space 2012
  • 発表場所: Pasadena, U.S.A.
  • 年月日: 2012-04-16
• [学会発表] Traveling performanceestimation for planetary rovers over slope (2011)
  • 著者名/発表者名: Sutoh, M., Yajima, R., Nagatani, K.,Yoshida, K.
  • 学会等名: 2011 IEEE/SICE InternationalSymposium on System Integration(SII)
  • 発表場所: Kyoto, Japan
  • 年月日: 2011-12-22
• [学会発表] Safety path planning for mobile roboton rough terrain considering instability of attitude maneuver (2011)
  • 著者名/発表者名: Ohki, T., Nagatani, K., Yoshida, K.
  • 学会等名: 2011IEEE/SICE International Symposium on System Integration (SII)
  • 発表場所: Kyoto, Japan
  • 年月日: 2011-12-20
• [学会発表] Path Planning and Evaluation for Planetary Rovers Based on Dynamic Mobility Index (2011)
  • 著者名/発表者名: Ishigami, G., Nagatani, K., Yoshida, K.
  • 学会等名: 2011 IEEE/RSJ International Conference on IntelligentRobots and Systems (IROS)
  • 発表場所: San Francisco, U.S.A.
  • 年月日: 2011-09-26
• [学会発表] Evaluation of influence of surface shape of wheel ontraveling performance of planetaryrovers over slope (2011)
  • 著者名/発表者名: Masataku Sutoh, Keiji Nagatani, Kazuya Yoshida
  • 学会等名: The 17th International Society of Terrain Vehicle Systems International Conference
  • 発表場所: Blacksburg, U.S.A.
  • 年月日: 2011-09-22
• [学会発表] Influence Evaluation of Wheel Surface Profile on Traversability of Planetary Rovers (2010)
  • 著者名/発表者名: Masataku Sutoh, Tsuyoshi Ito, KeijiNagatani, Kazuya Yoshida
  • 学会等名: SI International 2010
  • 発表場所: Sendai, Japan
  • 年月日: 2010-12-21
• [学会発表] Traveling PerformanceEvaluation for Planetary Rovers onWeak Soil (2010)
  • 著者名/発表者名: M. Sutoh, J. Yusa, K. Nagatani, K.Yoshida
  • 学会等名: 10th InternationalSymposium on Artificial Intelligence, Robotics and Automation in Space
  • 発表場所: Sapporo, Japan
  • 年月日: 2010-08-31
• [学会発表] Development of leg-track hybridlocomotion to traverse loose slopes and irregular terrain", 2010 IEEE International Workshop on Safety (2010)
  • 著者名/発表者名: K. Nagatani, H. Kinoshita, K. Yoshida, K. Tadakuma, E. Koyanagi
  • 学会等名: Security and Rescue Robotics
  • 発表場所: Bremen, Germany
  • 年月日: 2010-07-27
• [学会発表] Terramechanics-based High-FidelityDynamics Simulation for WheeledMobile Robot on Deformable RoughTerrain (2010)
  • 著者名/発表者名: Liang Ding, Keiji Nagatani, Keisuke Sato, Andres Mora, Kazuya Yoshida, Haibo Gao, Zongquan Deng
  • 学会等名: 2010 IEEE International Conference on Robotics and Automation
  • 発表場所: Anchorage, Alaska, U.S.A.
  • 年月日: 2010-05-06