| 研究課題/領域番号 |
23560536
|
|---|
| 研究機関 | 首都大学東京 |
|---|
研究代表者 |
森 泰親 首都大学東京, システムデザイン研究科, 教授 (00210138)
|
|---|
| キーワード | 飛行船 / 誘導制御 / ３次元軌道追従 |
|---|
| 研究概要 |
飛行船を誘導制御するには、飛行船の動的モデルの構築、飛行船の３次元絶対位置と姿勢の計測、および３次元軌道追従制御方式の確立が必須である。
動的モデルの構築に関しては、数学モデルの基礎が出来上がった。表面摩擦係数などのパラメータ値の絞り込みを行うことが課題である。実機を用いての実験データを収集して解析を行っている。
飛行船の３次元絶対位置と姿勢の計測に関しては、飛行船本体に下向きに取り付けた超音波センサをあきらめ、CCDカメラによる画像処理を用いることとした。直径約20センチメートルのカラーボールを２個、飛行船本体下部に取り付け、赤と緑のそれぞれのボールの大きさと2個のボール間距離を測定する。これらの情報から、飛行船の３次元絶対位置と姿勢を計測して、その精度を検証した。カメラからの距離が15メートル以内ならば、十分な精度であることを確認できた。飛行実験を行うには、カメラからの距離を最低25メートルにしなくてはならない。今後、いろいろな工夫を試みる。
飛行船の数学モデルの精度、３次元絶対位置と姿勢の計測の精度の向上を目指す。その後、それらの精度を考慮に入れて３次元軌道追従制御方式を決定する。
|
| 現在までの達成度 (区分) |
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
平成23年度までに作り上げてきた飛行船の数学モデルは、平成17年度に首都大学東京の傾斜的研究費で購入したものである。昨年報告したように、平成23年度に駆動部が故障し修理不能となった。
当初の予定通り、平成24年度に小型飛行船を一機購入し、新たに購入した飛行船を対象に数学モデルの手直しをしている。数学モデルで用いている表面摩擦係数などのパラメータを求めるためには、実際の飛行船の動きを観測する必要がある。そこで本年度、CCDカメラ、画像処理ボードとレーザー距離計を購入し、実機実験の際のデータ収集に努めた。
|
| 今後の研究の推進方策 |
CCDカメラを使っての飛行船の３次元絶対位置と姿勢の計測は、カメラから15メートル以内ならば十分な精度を確保できるまでになった。この距離を25メートルにしなくてはならない。現在は、飛行船の下部に直径約20センチメートルのカラーボール２個を取り付け、このボールの大きさと位置関係を測定している。レーザー距離計の精度は高いが、1点計測のため手動で動かさなくてはならない。このレーザー距離計の情報を利用するには、新たな工夫が必要となる。
数学モデルの基礎は出来上がったものの、やはり、細かい動きを表現することは難しい。数学モデルによる動特性表現には限界がある。今後は、実験データをテーブル化して、数学モデルとテーブルとの融合を検討する。
平成25年度の後期には、３次元軌道追従の実験に取り掛かりたい。
|
| 次年度の研究費の使用計画 |
飛行船の３次元絶対位置と姿勢の計測精度向上を目指して、計測機器の購入を検討する。また、実験を行うに当たって、実験補助の人件費、ヘリウムガスなどの実験消耗品を要する。さらには、研究成果を発表するための学会参加費や旅費も必要となる
|
