作業道切取りのり面を伝い歩きするフォワーダ自律走行シス テムの開発

2023 年度 実施状況報告書

• 研究課題/領域番号: 22K05725
• 研究機関: 東京農工大学
• 研究代表者: 岩岡 正博 東京農工大学, (連合)農学研究科(研究院), 准教授 (40213269)
• 研究期間 (年度): 2022-04-01 – 2025-03-31
• キーワード: 測距センサ / 測定限界角度 / センサ取付位置 / フォワーダ / 作業路 / 安全走行

研究実績の概要

本研究では、作業路の切取りのり面に沿って走行することによって、フォワーダを作業路上から逸脱することなく自律走行させることを提案している。この用途に使用する測距センサを選択するために、まず使用する測距センサに求められる条件を明らかにした。この条件に基いて測距センサを比較した結果、耐候性の高い超音波測距センサを採用した。測距センサは、測距対象と正対している時に精度が保証されるが、今回の用途に用いる場合、センサ数を増やさないためには1つのセンサで測距可能な範囲を明確にする必要がある。このために、切取りのり面と正対していない場合の測距特性を明らかにすることを目的として実験を行った。すなわち、傾けた対象物までの測距試験を行い，測定対象面の法線とセンサからの入射波とがなす角について，測定精度を確保可能な限界を求めた。この結果、測距限界は測距対象物とセンサとの距離との1次式として表された。ここから、測定精度を確保できる角度は音の強さではなく音圧との関係が強いことが示唆された。次に、フォワーダに実際に搭載するにあたって、センサの適切な取付け高と取付け俯角を、想定する作業路とフォワーダの諸元を考慮して算出した。その結果、それぞれ90 cm程度以下、20～30°程度が得られた。これらの値は、フォワーダに取付ける際に無理の無いものと考えられた。また、この位置に取り付けた場合を想定して、センサの特性を考慮すると、フォワーダが作業路から逸脱しない条件を確保可能であることがわかった。

現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

2022年度に、コロナ禍などによって遅れが生じた。2023年度にはその遅れを取り戻すべく努力したが、まだ予定していた状況にまで辿り着けていない。今年度は、現地試験を早急に行い、当初の目的を達成できるよう努力する。

今後の研究の推進方策

本研究では、現地において、実際の法面に対して、移動体から測距を行ったときに十分な精度を確保することが重要である。このため、現地試験を行って、精度を明確にするとともに、精度を確保するために必要な条件を明らかにする。
さらに、上記の条件等を小型車両の制御システムにフィードバックし、走行制御システムを構築する。

次年度使用額が生じた理由

投稿料などの支出を予定していたが、年度内に審査が終了した論文等が無かったため、次年度使用額が生じた。これについては、次年度精力的に投稿して使用する予定である。