中山間地域での農作業自動化のための急斜面移動ロボットの研究

丘陵山区农业作业自动化陡坡移动机器人研究

• 批准号: 21J10757
• 负责人: 西村 勇輝
• 金额: $ 0.96万
• 依托单位: University of Tsukuba
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-28 至 2023-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21J10757/
• 关键词: 移動ロボット; 急斜面; 除草作業; 中山間地域; プロペラ機構; 安定化制御

中山間地域の農業では、急斜面での除草作業の作業負担が課題となっており、作業のロボット化が求められている。本研究では、急斜面上においても除草作業可能な作業ロボットを実現するために、プロペラ機構を有する車輪型移動ロボットを提案し、その機構や制御手法について研究を行ってきている。本年度は、急斜面移動ロボットの実環境への適用についての研究に取り組んだ。はじめに、これまでに開発してきたプロペラ機構を有する急斜面移動ロボットが、急斜面上において、滑りや転倒がない安定した移動が可能であることを確認した。除草作業の対象となる斜面では、地面の凹凸などの要素がロボットの移動の妨げとなる。そこで、ロボットの車輪形状やステアリング手法を改良し、中山間地域の急斜面においてもロボットの安定した移動を実現した。次に、開発した急斜面移動ロボットに、除草機構を搭載し、実際の中山間地域の斜面において実験を行った。除草作業中の事故が報告されている斜度60度を超える急斜面においても、ロボットが斜面上を移動しながら除草作業を行う様子を確認した。本研究では、開発したロボットを定量的に評価するために、目標とする作業範囲に対して、実際のロボットが作業範囲をどの程度の割合で走破することができたのかを表す指標であるエリアカバー率を採用し、高いカバー率を実現することを示した。本研究の研究成果を元に、位置測位システムや画像センサなど各種センサを組み合わせることで、中山間地域の急斜面における除草作業の完全自動化が期待される。

Farming in the mid-mountain area, weeding on steep slopes, work burdens, and work tasks. In this study, it is possible to perform weeding operations on steep slopes using a するために、プロペラ machine. There is a proposal for a wheel-type mobile robot and a research on the control technique of the mechanism. This year's research on the application of steep slope moving environmental protection equipment was carried out by the group.はじめに、これまでに开発してきたプロペラMechanism を有する Sharp slope movement ロボットが、 It is easy to move on a sharp slope, and it is possible to move smoothly when sliding down a steep slope. The weeding work is done on an incline, and the unevenness of the ground is an element of movement. Nakayama The sharp slope of the area is stable and the movement is stable. The second step is to move the steep slope of the road, to carry the weeding mechanism, and to move the slope of the mid-mountain area in the middle of the mountain. Report of an accident during weeding work. The slope is 60 degrees. The slope is super steep. The slope is sharp.も, ロボットがをMoving and weeding operations on the slope are carried out and う様子をconfirmed. The purpose of this study is to conduct a quantitative evaluation of the Standard work fan囲に対して、実记のロボットが homework fan囲をどのDegree of cut-off and break-through index The アカバーーをadoptsし, the high いカバーratio を実现することをshowsした. The research results of this study include various combinations of position measurement and positioning images and various types of images. We are looking forward to fully automating weeding operations on sharp slopes in the mid-mountain area.