超高度防災支援システム用ユビキタス超小型空中・地上ロボットネットワーク網の研究

2011 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 22246028
• 研究機関: 千葉大学
• 研究代表者: 野波 健蔵 千葉大学, 大学院・工学研究科, 教授 (30143259)
• キーワード: 飛行ロボット / 自律制御 / 地上移動ロボット / ネットワーク / 協調制御 / 非線形制御 / SLAM / 数式モデル

研究概要

本研究は,東日本大震災の被災地や福島原発被災地での災害復興活動支援などに資する超高度防災支援システムとしての情報収集手段として,いつでもどこでも誰でも使用が可能となる,超小型カメラを始めとする様々なセンサを搭載した500g～2Kg程度の複数の超小型空中ロボット(MAVs)と複数の5kg～10kg程度の小型知能移動ロボットや1トン程度の大型ロボット(UGVs)とを完全自律協調制御システムとして実現するための基礎研究と応用研究を行った.このためMaVsとUGVsによる(1)無線ネットワーク網および協調メッシュネットワークの構築,(2)群れをなす小型動物のようにビジョンベースの未知環境外界認識技術とスワーム・フォーメーション技術の確立,(3)SLAM技術を適用した自己位置同定と3次元マッピング技術の確立,(4)MAVsとUGVsが1つのタスクを実現するための最適化技術の研究を行った.これにより「ユビキタスMAVsとUGVsの世界初の最先端完全自律協調制御システムの方法論を確立した.さらに以上の成果をベースとして,産業応用ヘリコプタも実現の見通しがつき、飛躍的な発展が期待されることとなった.

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

これまでの研究により、「ユビキタスMAVsとUGVsの世界初の最先端完全自律協調制御システムの方法論を確立した.さらに以上の成果をベースとして,塵業応用ヘリコプタも実現の見通しがつき、飛躍的な発展が期待されることとなった.以上が、おおむね順調に進展していることの理由である。

今後の研究の推進方策

今年度は実用化に向けて一層の信頼性向上と耐久性の向上に関する研究を実施する。さらに、ペイロードの増加を実現するために、12発ロータヘリコプタの開発に着手しており、本年上半期には飛行テストを行う計画である。これが自律飛行型となれば世界最先端レベルとなる。

研究成果

• [雑誌論文] マルチロータ型ヘリコプタの汎用的な機体設計手法と低コストによる実現 (2012)
  • 著者名/発表者名: 田原誠・野波健蔵
  • 雑誌名: 日本機械学論文集C編 巻: Vol.78, No.787 ページ: 416-428
  • 査読あり
• [雑誌論文] Sliding Mode Controller for Stereo Vision Based Autonomous Flight of Quad-Rotor (2011)
  • 著者名/発表者名: Dwi Pebrianti, Kenzo Nonami
  • 雑誌名: Journal of Robotics and Mechatronics 巻: Vol.23, No.1 ページ: 61-68
  • 査読あり
• [雑誌論文] Approach for Transforming Linear Constraints on Petri Nets (2011)
  • 著者名/発表者名: J.Luo, K.Nonami
  • 雑誌名: IEEE Trans.on Automatic Control 巻: Vol.56, No.12 ページ: 2751-2765
  • 査読あり
• [学会発表] Leader-Follower Formation Control of Multiple Quad-rotor Aerial Vehicles (2011)
  • 著者名/発表者名: M.Fadhil Abas, Syaril Azrad, Dwi Pebrianti, D.Iwakura, Yuze Song, K.Nonami
  • 学会等名: ICIUS2011
  • 発表場所: 千葉市三井ガーデンホテル千葉
  • 年月日: 2011-11-01
• [学会発表] Development of a Small-Scale, Light Weight, and Versatile Attitude Sensor (2011)
  • 著者名/発表者名: M.Tawara, S.Suzuki, K.Nonami
  • 学会等名: ICIUS2011
  • 発表場所: 千葉市三井ガーデンホテル千葉
  • 年月日: 2011-11-01
• [学会発表] Optimal Impedance Control with TSK-type FLC for Hard Shaking Reduction on Hydraulically Driven Hexapod Robot (2011)
  • 著者名/発表者名: A.Irawan, K.Nonami, M.R.Daud
  • 学会等名: ICIUS2011
  • 発表場所: 千葉市三井ガーデンホテル千葉
  • 年月日: 2011-11-01
• [学会発表] LRF Assisted Autonomous Walking in Rough Terrain for Hexapod Robot COMET-IV (2011)
  • 著者名/発表者名: M.R.Daud, K.Nonami, A.Irawan
  • 学会等名: ICIUS2011
  • 発表場所: 千葉市三井ガーデンホテル千葉
  • 年月日: 2011-11-01
• [学会発表] Implementation of An Iterative 6-DOF Pose Estimation Method for Grasping a Hexagonal Nut by a Multilink Robot Arm (2011)
  • 著者名/発表者名: Ruhizan Liza Ahmad Shauri, Shunsuke Toritani, Kenzo Nonami
  • 学会等名: ICIUS2011
  • 発表場所: 千葉市三井ガーデンホテル千葉
  • 年月日: 2011-11-01
• [学会発表] Highly Sophisticated Network System using Micro Air Vehicles and Wireless Networks for Enhanced Safety against Natural Disasters (2011)
  • 著者名/発表者名: Satoshi Fujii, Noriaki Yoshikawa, Kenzo Nonami
  • 学会等名: ICIUS2011
  • 発表場所: 千葉市三井ガーデンホテル千葉
  • 年月日: 2011-11-01
• [学会発表] Indoor localization system for flying robots utilizing infrared sensors (2011)
  • 著者名/発表者名: D.Iwakura, K.Nonami, D.Fujiwara
  • 学会等名: ICIUS2011
  • 発表場所: 千葉市三井ガーデンホテル千葉(招待講演)
  • 年月日: 2011-10-31
• [学会発表] Control system design for a small size Multi-Rotor MAV (2011)
  • 著者名/発表者名: W.Wang, Y.Zhou, F.Wang, Y.Cheng Y.Z.Song, K.Nonami
  • 学会等名: ICIUS2011
  • 発表場所: 千葉市三井ガーデンホテル千葉
  • 年月日: 2011-10-31
• [学会発表] Development of the Autonomous Battery Exchanging System for MAV (2011)
  • 著者名/発表者名: H.Ayusawa, D.Iwakura, D.Nguyen, X.Wu, K.Nonami, D.Fujiwara
  • 学会等名: ICIUS2011
  • 発表場所: 千葉市三井ガーデンホテル千葉
  • 年月日: 2011-10-31
• [備考]
  • URL: http://mec2.tm.chiba-u.jp/~nonami/