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2011 年度 実績報告書

秩序・階層形成による自律型エアロロボットの環境適応ロバスト飛行制御

研究課題

研究課題/領域番号 21360116
研究機関京都大学

研究代表者

中西 弘明  京都大学, 工学研究科, 講師 (50283635)

研究分担者 金田 さやか  大阪府立大学, 工学研究科, 助教 (60605567)
キーワードエアロロボット / 自立飛行制御 / 環境適応 / ロバスト性 / 複合航法 / 自己状態推定
研究概要

サブテーマ「高精度な自己位置同定システムとそれによる環境・状況認識システムの開発」では,機体に搭載した気圧計による気圧観測値に地面効果による気圧上昇が現れることを明らかにした.地面効果内および外の気圧観測値の観測モデルを作成した.そのモデルを利用することにより,対地高度の推定が可能であることを示した.さらに,GPS-INSと気圧計を複合化する際に,地面効果の考慮が不可欠であること,および異なる種類のセンサからの観測情報を取り扱う非同期観測更新が不可欠であることを示した.さらに,仮説検定に基づいて地面効果の存在を判定するループが,複合航法システムの外側に必要であることを示した.また,数値計算により,階層を有する複合航法システムの有効性を確認したとともに,その実装を行った.
サブテーマ「秩序形成・階層構造により適応的に振る舞いを変更する適応ロバスト制御系設計」では,無人ヘリコプタのロール角とヨー角の相互作用に着目し,ヨー角制御系のアウターループとしてロール角とその角速度をフィードバックしたときの機体の振る舞いから目標方位角を算出する適応的目標方位角生成機構により,水平風に対するロバスト性を大幅に向上可能であることを確認した.
さらに,サブテーマ「環境適応型ロバスト自律飛行制御に関する研究」では,提案した制御系を利用して旋回を行うことにより,目標速度,目標軌道方位角速度だけでなく,環境,特に水平風の風速に応じて,旋回法を自律的に変化させるだけでなく,ロバスト性の高い旋回方法を自律的に選択できることを明らかにした.

  • 研究成果

    (9件)

すべて 2011

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (7件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] Improved Stability using Environmental Adaptive Yaw Control for Autonomous Unmanned Helicopter and Bifurcation of Maneuvering in Turning2011

    • 著者名/発表者名
      Hiroaki Nakanishi, Sayaka Kanata, Tetsuo Sawaragi
    • 雑誌名

      Journal of Robotics and Mechatronics

      巻: 7 ページ: 1091-1099

    • 査読あり
  • [学会発表] 無人ヘリコプタのための地面効果を考慮した複合航法システム2011

    • 著者名/発表者名
      中西弘明, 金田さやか, 椹木哲夫
    • 学会等名
      第12回公益社団法人計測自動制御学会システムインテグレーション部門講演会
    • 発表場所
      京都大学,京都市
    • 年月日
      2011-12-23
  • [学会発表] 無人ヘリコプタにおける地面効果とそれを考慮した複合航法システム2011

    • 著者名/発表者名
      中西弘明, 金田さやか, 椹木哲夫
    • 学会等名
      第48回日本航空宇宙学会関西・中部支部合同秋期大会
    • 発表場所
      神戸市産業振興センター,神戸市
    • 年月日
      2011-11-25
  • [学会発表] Measurement Model of Barometer in Ground Effect of Unmanned Helicopter and Its Application to Estimate Terrain Clearance2011

    • 著者名/発表者名
      Hiroaki Nakanishi, Sayaka Kanata, Testsuo Sawaragi
    • 学会等名
      9th IEEE International Symposium on Safety, Security and Rescue Robotics(SSRR2011)
    • 発表場所
      京都大学,京都市
    • 年月日
      2011-11-04
  • [学会発表] Accurate Localization for Space Rovers and Its Computational Reduction2011

    • 著者名/発表者名
      Sayaka Kanata, Hiroaki Nakanishi, Tetsuo Sawaragi
    • 学会等名
      the 18th IFAC World Congress Milano
    • 発表場所
      Universita Cattolica del Sacro Cuore, Milano, Italy
    • 年月日
      2011-09-01
  • [学会発表] 無人ヘリコプタの自律飛行制御2011

    • 著者名/発表者名
      中西弘明
    • 学会等名
      日本航空宇宙学会関西支部
    • 発表場所
      京都大学・京都市
    • 年月日
      2011-07-15
  • [学会発表] 地面効果を利用した無人ヘリコプタの対地高度推定2011

    • 著者名/発表者名
      中西弘明, 金田さやか, 椹木哲夫
    • 学会等名
      ロボティクス・メカトロニクス講演会2011
    • 発表場所
      岡山コンベンションセンター,岡山市
    • 年月日
      2011-05-27
  • [学会発表] Environmental Adaptive Yaw Control for Autonomous Unmanned Helicopter and Bifurcation of Maneuvering in Turning2011

    • 著者名/発表者名
      Hiroaki Nakanishi
    • 学会等名
      Japan-Tag in Heidelberg
    • 発表場所
      University of Heidelberg, Mannheim, Germany
    • 年月日
      2011-04-28
  • [図書] オーム社2011

    • 著者名/発表者名
      一般社団法人日本ロボット学会
    • 総ページ数
      304
    • 出版者
      ロボットテクノロジー(第2編5章「無人飛行体」を分担)

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公開日: 2013-06-26  

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