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筐体の内部構造歪みを用いた受動的相互作用の表現化と走行状態予測アルゴリズムの構築

利用外壳内部结构变形的被动交互的表达以及驾驶状态预测算法的构建

基本信息

批准号：
21K03952
负责人：
飯塚浩二郎
金额：
$ 2.58万
依托单位：
Shibaura Institute of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

軟弱地盤などの不整地環境を走行する際に, 外部から働く不均衡な力学的インタラクション(受動的な相互作用)を, 自律ローバの走行制御の観点から明確にする必要がある. そこで, モバイルロボットの筐体の内部構造歪みを定量的に表現化し, 走行状態予測アルゴリズムを構築することを本研究の目的としている.　不整地走行時モバイルロボットの内部構造歪みは左右・前後のシャシーで力学的非対称(不均等状態)となる. モバイルロボットの構造をなしているフレーム, 軸, 筐体も不整地環境走行時において微小な変化を起こしている. そこで,　センシングユニットを用いて外部インラクションによる現象と, 相関性を獲得する.2022年度は, (1)4輪ローバを用いて斜面横断・旋回走行試験および, (1)ローバシャシーの歪み現象を時系列的に解析し走行状態との関係性を検討した. (1)4輪ローバを用いた斜面横断・旋回走行試験では, 斜面下に向かって起きる重力の影響力と車輪回転によって起きる地盤との埋没現象を実験にて考察した. いままでは姿勢情報のみで駆動力推定が行われていたが, 実際には連続的に地盤崩壊が起きておりその際の力学的情報を獲得し定量的に表現した. また, (2)シャシーの歪み現象を時系列的に解析してみると, 滑り状態が大きくなると, 同時に埋没が顕著となるのだが, 前進しようとする力と抵抗(すべりと埋没による迎え角分の砂からの抵抗)する力が均衡して, 高周期な振動を起こすことをFFT解析にて明らかにした.

When traveling in a rough environment on a weak ground, it is necessary to define the driving point of an autonomous vehicle when traveling in an unbalanced mechanical environment. The purpose of this study is to quantitatively express the internal structure deviation of the housing and predict the running state of the housing. The internal structure of the vehicle is distorted from left to right, from front to back, and the mechanics is asymmetrical (unequal state) when it runs unsteadily. The structure of the engine, shaft, and housing starts to change slightly when traveling in an uneven environment. In 2022, (1)4 rounds of rotation were used in the reverse slope transverse and circular running test, (1) the analysis and running state of the time series of the rotation phenomenon were discussed. (1)4 The influence of gravity on the inclined plane of the wheel and the phenomenon of burying the ground are investigated. In addition, the dynamic estimation of the posture information is carried out, and in fact, the mechanical information of the ground collapse is obtained quantitatively. (2) Analysis of time series of deflection phenomena, sliding state, and force resistance, high period vibration, FFT analysis, and force equilibrium.