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：
遠藤大輔
金额：
$ 0.83万
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：
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。

研究主题是“在今年9月获得博士学位后，“改善了在不平坦地形上的多级自由爬行者的驾驶稳定性和操作计划”。今年，首要任务是将研究结果汇编到去年，直到去年作为博士学位论文，并通过审查委员会。此外，与博士学位论文并行，一种仅使用内部传感器的信息自动驱动多度自由轨道（攀爬和下降）的控制方法已提交给欧洲杂志，并在同行评审后已发表。这项博士研究的三个主要结果如下：1）基于爬行者型移动机器人的输入的定位估算的建立2）建立一种方法，以确定爬行者型移动机器人是否可以在楼梯上落在楼梯上是否可以旅行3）用于建立一个内部型号的传播阶梯，以建立多个高级式式式式式式式式式床，并在上面造启用轨道型移动机器人的探测法，过去被认为很难。为此，我们提出并评估了使用Yaw速率陀螺仪的各种方法，该方法通过将左右爬行者的滑动速率引入爬行者型机器人的运动学，从而扩大了越臂型机器人的运动学，并估算了在线的滑动速度。此外，通过应用此功能，已经表明，遵循路线集作为目标的驾驶控制是可能的。关于②，这项研究基于零矩点的概念，很明显，由于载荷的浓度以及飞机的形状和刚度的浓度以及增加由于在轨道表面上形成的亮度的作用而增加主体倾斜的效果，因此有必要考虑增加主体倾斜的作用。此外，该主题作为论文的提交已得到社会的认可。 ③用于一个机器人，称为多级自由横梁。此外，环境适用于已知的楼梯，并具有恒定的斜坡和俯仰。另一个功能是它基于IMU，而无需使用以前研究中需要的外部和电流传感器。