柔軟索状体の形状計測のための体内移動型計測装置に関する研究

2015 年度 実施状況報告書

• 研究課題/領域番号: 26820080
• 研究機関: 名古屋大学
• 研究代表者: 竹内 栄二朗 名古屋大学, 未来社会創造機構, 准教授 (00509680)
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2017-03-31
• キーワード: 位置推定 / 機構 / 索状体

研究実績の概要

チューブ内を小型移動体が移動することにより長尺の索状体の形状を計測する装置を開発する。スコープカメラ等の細く長い検査装置は体内や装置内、倒壊家屋内等の、狭い領域の内部状態調査に有効であり広く用いられている。しかしながら狭隘空間で視点を変化させながら進行するため現在位置の把握が困難である。本提案では、移動ロボット等に用いられている位置推定手法を長尺ケーブルの３次元形状の計測に応用する。開発する装置はチューブと、慣性センサを有する小型移動体で構成され、移動体がチューブ内を高速に移動することで形状を計測する。本提案では、その原理を実現するとともに、小型・高速化に向けた構成法を研究する。
27年度は、26年度に行った（a）基本機能を検証するための機能開発と、(b)精度向上に向けた研究の継続と、長尺化のための無線化と小型化可能な実装法を研究を行った。無線化と小型化については26年度に先行して行った無線機能搭載の超小型マイコンによる実装方式について設計及び試験を行った。また近年小型の無線通信機能を搭載したマイコンが多数開発されたため、入手可能なものについて設計を行い、試験を行った。
また26年度に行ったチューブ内走行におけるジャイロによる角度推定誤差を最小にするための、曲率による速度調整機構の提案とシミュレーション結果に基づき、実機の設計をすすめるとともに開発のための環境を整えた。実験により、シミュレーションでは安定した推力が空気圧により得られる前提をおいたが、実際のチューブでは形状変形に伴う摩擦と空気漏れにより推力が安定せず、課題であることが明らかとなった。
また往復計測による形状推定の高精度化法を実装した。

現在までの達成度 (区分)

4: 遅れている

理由

研究室の移動に伴う研究環境の再構築と研究態勢の不足、及び研究の進展に伴う問題発見に伴い、当初計画通りに進んでいない状態である。そのため当初2年間の予定で研究を進めていたが、延長申請を行い、本年度も継続することとした。

今後の研究の推進方策

本年度は昨年度課題として明らかとなった推力の安定性の問題を解決しつつ、小型無線搭載の装置を実装し長尺の管にて形状推定を行うとともに、学会発表を行う。
本年度は所属の変更に伴い研究態勢の拡充が可能となったため、研究を加速し補充しこれを補う予定である。

次年度使用額が生じた理由

昨年度は本来最終年度であるため学会発表に大きく予算を割り振っていた。しかしながら、研究の進捗の遅れに伴い、学会発表が行えなかったため、その予算が残る形となった。

次年度使用額の使用計画

本年度は残る課題を解決するための物品購入及び学会発表に用いる予定である。