不整地における多自由度クローラの走行安定性の向上と動作計画

提高多自由度履带车在崎岖地形上的运行稳定性和运动规划

基本信息

  • 批准号:
    16J02554
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 0.83万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    日本
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for JSPS Fellows
  • 财政年份:
    2016
  • 资助国家:
    日本
  • 起止时间:
    2016-04-22 至 2018-03-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

研究課題として設定した、「不整地における多自由度クローラの走行安定性の向上と動作計画」については、本年度の9月に博士号を取得したのを機に、完了している。本年度は、昨年度までの研究成果を博士論文としてまとめ、審査会を通過することを最優先とした。また、博士論文と並行し、階段を内界センサの情報のみをベースとして多自由度クローラを自動走行(登坂および降坂)させるための制御方法を欧文誌へ投稿し、査読を経て既に発行されている。本博士研究の成果物は、大きく下記の3つである。①クローラ型移動ロボットのオドメトリをベースとした自己位置推定の確立②クローラ型移動ロボットが階段を転倒せずに走行できるかどうか判別する手法の確立③多自由度クローラが既知形状の階段を内界センサ情報に基づいて自動走行する手法の確立上記①は、従来困難とされていたクローラ型移動ロボットのオドメトリを可能とするものである。そのためにはヨーレートジャイロを搭載し、クローラ型ロボットの運動学に左右のクローラの滑り率を導入することで拡張し、その滑り率をオンライン推定する様々の方法を提案および評価した。また、これを応用することで、目標として定めた経路に追従する走行制御が可能であることを示した。②に関し、本研究ではZero Moment Pointの考え方をベースに、荷重の集中と機体の形状や剛性によって本体傾斜が増大する効果と、履帯表面に形成されるグローサの作用によって本体傾斜が増大する効果とを考慮する必要があることを明らかにした。なお、このトピックを論文として投稿したものが、学会より表彰されている。③は多自由度クローラと呼ぶロボットを対象にしたものである。また、環境としては傾斜とピッチが一定で既知の階段を対象としている。また、従来研究で必要としていた外界センサや電流センサを用いずに、IMUをベースに行う点が特徴である。
今年9月获得博士学位后,我完成了我的研究项目“提高多自由度履带车在崎岖地形上的运行稳定性和运行规划”。今年我的首要任务就是将去年的研究成果汇编成博士论文并通过评审委员会。另外,在写博士论文的同时,我向一家欧洲期刊提交了一种仅基于内部传感器信息自动驱动多自由度爬行器(上坡和下坡)沿楼梯自动驾驶的控制方法,并且已经被发表经同行评审后发表。本次博士研究成果主要有以下三项。 ① 建立基于履带式移动机器人里程计的自身位置估计 ② 建立判断履带式移动机器人能否爬上楼梯而不摔倒的方法 ③ 多自由度履带移动已知楼梯通过建立上述基于传感器信息①的自动驾驶方法,可以实现以前认为困难的履带式移动机器人的里程测量。为此,我们安装了偏航率陀螺仪,通过引入左右履带的滑移率来扩展履带式机器人的运动学,并提出并评估了各种在线估计滑移率的方法。我们还表明,通过应用这一点,可以控制车辆遵循设定为目标的路线。对于②,本研究基于零力矩点的思想,考虑了载荷集中和飞行器的形状、刚度对机体倾斜度增加的影响,以及飞机的作用对机体倾斜度增加的影响。履带表面形成的履带齿澄清,这是有必要考虑的。此外,关于该主题提交的论文已获得学术团体的奖励。 ③ 针对的是被称为多自由度爬行器的机器人。此外,环境是一个具有已知恒定坡度和坡度的楼梯。这项研究的另一个特点是它基于IMU,没有使用传统研究中所需的外部传感器或电流传感器。

项目成果

期刊论文数量(0)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Stair Climbing Control for 4-DOF Tracked Vehicle Based on Internal Sensors
  • DOI:
    10.1155/2017/3624589
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Daisuke Endo;Atsushi Watanabe;K. Nagatani
  • 通讯作者:
    Daisuke Endo;Atsushi Watanabe;K. Nagatani
Assessment of a Tracked Vehicle's Ability to Traverse Stairs
履带式车辆穿越楼梯能力的评估
  • DOI:
    10.1186/s40648-016-0058-y
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
  • 影响因子:
    1.4
  • 作者:
    Daisuke Endo;Keiji Nagatani
  • 通讯作者:
    Keiji Nagatani
tair Climbing Control of 4-Degrees of Freedom Tracked Vehicle Based on Internal Sensors
基于内部传感器的四自由度履带车爬坡控制
  • DOI:
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Daisuke Endo;Keiji Nagatani
  • 通讯作者:
    Keiji Nagatani
Highlight of 2nd competition
第二届比赛亮点
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
tability Discriminant of a Tracked Vehicle to Traverse Stairs
履带式车辆穿越楼梯的稳定性判别式
  • DOI:
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Daisuke Endo;Keiji Nagatani
  • 通讯作者:
    Keiji Nagatani
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  • 通讯作者:
    小木和孝,吉川徹,酒井一博
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  • 发表时间:
    2007
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  • 作者:
    Daisuke Endo;Yoh-Ichiro Kanaho;Min Kyun Park;遠藤 大輔;遠藤 大輔
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    遠藤 大輔

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