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2011 Fiscal Year Annual Research Report

刈払機を搭載する自律型刈払ロボットの研究

Research Project

Project/Area Number 22560237
Research Institution防衛大学校(総合教育学群、人文社会科学群、応用科学群、電気情報学群及びシステム工学群)

Principal Investigator

滝田 好宏  防衛大学校, 電気情報学群, 教授 (60546050)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 伊達 央  防衛大学校, 電気情報学群, 助教 (50531985)
Keywords作業ロボット / 草刈作業 / 自律移動 / アーティキュレート式車両 / 軌道誘導SSM / 三次元計測
Research Abstract

本年度は,車体制御装置の構築とつくばチャレンジ2011参加による自律制御プログラムの開発を目標として行った.試作したアーティキュレート式車両の車体構造内部の50×50mmの空間に150Wのギアヘッド付きモータを配置し,一モーターCPUで制御する方式を採用して,ドライブ回路と組み合わせて回路の設計と製作を行った.駆動用の四個,屈曲角制御用一個の合計五個のモータを制御するCPUをマニュアルコントローラで統括し,ホスト用Linux pcと通信しながら目的の動作を行う構成とした.これまで,マニュアルコントローラによる前後,旋回移動を確認している.また,ホストPCとのデータ通信フォーマットをSmart Dump 5と同様にすることで,プログラムの流用を容易にする.また,刈払機を搭載して刈払い動作を実現する機構は設計・製作まで完了し,制御装置の開発段階となっている。
車体制御システムの開発に並行して,人間と共存する環境で目的地に安全に到達するための自律走行制御プログラムの開発を行った.刈払機を搭載した車両は除草を行う場所まで自律移動して,安全に刈払作業を行うことを目的としている.このため,目的地までの自律移動には周囲の状況をセンサで認識し,決められた経路に沿って移動できることが求められる.そこで,つくばチャレンジ2011(*注)にSmart Dump 5で参加して,公道で実験走行を行った.場所はつくばエキスポセンター周辺の歩道を利用したコースである.自律制御プログラムが目標とするレベルに到達したかどうかは本走行での走行結果で判断できる.つくばチャレンジ2011では69台が出走して,6台が完走した.Smart Dump 5は6台の中で,最高タイムでゴールした.このように,本年度の研究目標はクリアした.
*注http://www.ntf.or.jp/challenge/challenge11/index.html

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

平成23年度はつくばチャレンジで三次元地図作成とそれに基づいた自律走行プログラムの開発を行い,野外環境での自律制御を可能にした.これと平行して,アーティキュレート型車両の制御装置を試作して,マニュアルコントローラにより車体の制御を可能とした.また,刈払機を搭載する機構とスキャン機構部の試作を完了し,制御装置を搭載して,自律動作を残すのみとなっている.

Strategy for Future Research Activity

今後は,刈払機制御装置試作と動作確認,ホストコンピュータとの接続による制御の確認を行い,Smart Dumpと同様のプログラムで動作することを確認する.草刈作業の実験を行って,移動軌跡,刈り残しの評価を行い,ロボットとしての評価を行う.そのための期間として,半年~1年を予定している.

  • Research Products

    (10 results)

All 2012 2011

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results) Presentation (7 results)

  • [Journal Article] High-speed driving of Lateral Guided Robotic Vehicle with a Rear Wheel Steer Mechanism Controlled by SSM2012

    • Author(s)
      Yoshihiro Takita, Hisashi Date, Shinya Ohkawa
    • Journal Title

      IAENG Engineering Letters

      Volume: 20巻 Pages: 20-27

    • URL

      http://www.engineeringletters.com/issues_v 20/issue_1/index.html

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 任意の屈曲位置を持つアーティキュレート式車両の軌道誘導SSMの設計2011

    • Author(s)
      滝田好宏, ブイクワン ズン, 伊達央
    • Journal Title

      日本機械学会論文集C編

      Volume: 77 Pages: 3278-3289

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 空圧駆動超冗長アクチュエータによるマニピュレーション2011

    • Author(s)
      伊達央, 滝田好宏
    • Journal Title

      日本機械学会論文集C編

      Volume: 77 Pages: 4425-4433

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 揺動式三次元レーザスキャナによる正規化輝度を活用した三次元地図生成と自己位置推定2012

    • Author(s)
      大川真弥, 伊達央, 滝田好宏
    • Organizer
      第17回ロボティクスシンポジア
    • Place of Presentation
      萩本陣(山口県)
    • Year and Date
      2012-03-14
  • [Presentation] SmartDump5による課題達成2012

    • Author(s)
      滝田好宏, 伊達央, 大川真弥, フローリアン・カクゾロフスキ
    • Organizer
      つくばチャレンジ2011シンポジウム
    • Place of Presentation
      芝浦工業大学(東京都)(招待講演)
    • Year and Date
      2012-01-07
  • [Presentation] 市街地の自律走行における輝度情報付3次元スキャンデータの活用2011

    • Author(s)
      伊達央, 大川真弥, 滝田好宏
    • Organizer
      第11回計測自動制御学会SI2011
    • Place of Presentation
      京都大学吉田キャンパス(京都府)
    • Year and Date
      2011-12-25
  • [Presentation] アーティキュレート式車両を用いた刈払ロボット軌道誘導2011

    • Author(s)
      滝田好宏, 伊達央, ブイクワン・ズン
    • Organizer
      日本機械学会TRANSLOG2011
    • Place of Presentation
      川崎市産業振興会館(神奈川県)
    • Year and Date
      2011-12-09
  • [Presentation] Dynamical Characteristics of a Lateral Guided Robotic Vehicle with a Rear Wheel Steering Mechanism Controlled by SSM2011

    • Author(s)
      Yoshihiro Takita, Hisashi Date, Shinya Ohkawa
    • Organizer
      Proceedings of the World Congress on Engineering and Computer Science 2011 Vol.I (WCECS 2011)
    • Place of Presentation
      San Francisco, USA
    • Year and Date
      2011-10-19
  • [Presentation] 刈払ロボットの開発(第2報:アーティキュレート式ロボット車両の制御システム)2011

    • Author(s)
      滝田好宏, 伊達央, ブイクワン・ズン
    • Organizer
      第28回日本ロボット学会講演会
    • Place of Presentation
      芝浦工業大学(東京都)
    • Year and Date
      2011-09-09
  • [Presentation] 前輪および後輪基準SSM軌道誘導方式によるロボット車両の走行特性2011

    • Author(s)
      滝田好宏, ブイクワン・ズン, 伊達央
    • Organizer
      日本機械学会D&D2011
    • Place of Presentation
      高知工科大学(高知県)
    • Year and Date
      2011-09-06

URL: 

Published: 2013-06-26  

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