多自由度クローラ型移動ロボットの不整地斜面走破性向上による広域火山探査の実現

提高多自由度履带式移动机器人在凹凸不平的斜坡上行走的能力，实现广域火山勘探

• 批准号: 14J03767
• 负责人: 山内 元貴
• 金额: $ 1.86万
• 依托单位: Tohoku University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2014
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2014-04-25 至 2017-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-14J03767/
• 关键词: すべり補償オドメトリ; 横滑りを考慮した経路追従制御; 多自由度クローラ型移動ロボット; 自己位置推定; 不整地走破性

日本は，数多くの火山を有する火山大国であり，これまでにも火山の噴火に伴い発生する火砕流や，噴火後の降雨により発生する土石流などにより，甚大な被害がもたらされてきた．このような火山噴火による被害を軽減させるためには，静穏期の監視に加え，活動期に入った火山の状況を正確に把握することが重要である．活動期の火山では，人の立ち入りが制限されるため，ロボット技術を活用した火山の探査観測が期待されている．ここで，地表を移動するロボットによる火山探査を考えた場合，移動ロボットの自己位置推定性能および走破性能が課題となる．本研究では，火山に代表される軟弱な不整地斜面での走破性向上による広域火山探査の実現を目的として，(1)多自由度クローラ型移動ロボットの開発，(2) 滑りに頑強な自己位置推定手法の構築，(3)軟弱斜面上での走行制御手法の構築について研究開発を行うこととした．平成28年度では，(2),(3)について，研究開発を行った．その結果，クローラ型移動ロボットの軟弱斜面を走行した際に発生する横滑りについて，回帰分析手法を用いて推定する手法を提案した．前年度までに実施した縦滑り推定モデルと統合し，(2) 滑りに頑強な自己位置推定手法の構築について完了した． (3) 軟弱斜面上での走行制御手法の構築に関しては，従来手法である経路追従制御に，(2)で構築した手法にて推定する横滑り量をフィードフォーワード項として追加することにより，軟弱斜面での直進および旋回走行時の経路追従性が改善した．

日本是一家火山的火山燃料，有许多火山，以前由于火山喷发和由于喷发后降雨而发生的火山喷发和碎屑流引起的火山碎屑流造成的严重破坏。为了减少这种火山喷发造成的损害，重要的是在平静的时期监测火山并准确掌握已经进入其活跃时期的火山的情况。在活跃时期的火山中，人类通道受到限制，因此预计使用机器人技术对火山进行了探索。在使用机器人在地面上移动的火山勘探时，移动机器人的自我地点估计绩效和跑步性能是挑战。在这项研究中，为了通过改善柔软，不平衡的陆地斜坡的跑步性（例如火山）来实现广阔的火山探索，我们决定对（1）开发（1）开发多元自由的crawler-crawler-type移动机器人的发展和开发，该方法是在自我启动方法上的构建，（2）构建了一种自我策略的构建方法，即可构建Slif strount of-loccation方法，以及（2）33（2）33（2）（3）33（2）（3）（3） 连续下坡。在2016财年，进行了（2）和（3）的研发。结果，我们提出了一种使用回归分析方法，在横梁型移动机器人的软坡度上行驶时估算侧滑的方法。该系统已与前一年实施的垂直滑移估计模型集成在一起，并且（2）构建了一种可靠的自我位置估计方法，该方法已完成。 （3）关于在软斜坡上构建驾驶控制方法，将路线跟踪控制（这是一种常规方法）添加到馈电项中，使用使用（2）中构建的方法估算的侧滑量，该方法在（2）中构建的方法提高了路径跟踪性能在直线行驶时跟踪性能并触及软斜坡。

项目成果

Development and Field Test of Teleoperated Mobile Robots for Active Volcano Observation

活火山观测遥控移动机器人的研制与现场测试

• 发表时间: 2014
• 作者: 山内 元貴;今野 陽太;永谷 圭司;Genki Yamauchi;Genki Yamauchi
• 通讯作者: Genki Yamauchi

軟弱斜面におけるクローラ型移動ロボットのすべり補償オドメトリ

软坡履带式移动机器人滑差补偿测距

• 发表时间: 2016
• 作者: 山内 元貴;今野 陽太;永谷 圭司
• 通讯作者: 永谷 圭司

Robotic Observations in a volcanos

火山中的机器人观测

Online Slip Parameter Estimation for Tracked Vehicle Odometry on Loose Slope

松坡履带车辆里程计滑移参数在线估计

• 发表时间: 2016
• 作者: Genki Yamauchi;Daiki Suzuki;Keiji Nagatani
• 通讯作者: Keiji Nagatani

Improvement of Slope Traversability for a Multi-DOF Tracked Vehicle with Active Reconfiguration of Its Joint Forms

关节形式主动重构提高多自由度履带车辆坡道通过能力

• 发表时间: 2014
• 作者: 山内 元貴;今野 陽太;永谷 圭司;Genki Yamauchi
• 通讯作者: Genki Yamauchi