移動ロボット用センサ内蔵型ホイール「I-Wheel」の提案

車輪型移動ロボットが安全な走行を行うためには,走行距離の測定ならびに,路面の段差検出が重要である.本研究では,これらの測定のためのセンサをロボット本体に取り付ける代わりに,ホイール自身がセンサを有する「Intelligent-Wheel」を提案した.このホイールは,ホイールの接地面に接触センサを貼り,このセンサ情報を用いて路面の情報を直接獲得する機能を有する.これにより,段差の衝突位置や段差の高さを検知し,段差により生ずる位置推定誤差の修正を行うことが可能となる.また,接触センサより得られる接地点の推移より,車輪の走行距離が獲得可能となる.平成16年度には,上述の機能を有する単一のホイールの試作を行った.触覚センサとして,60個のテープスイッチをホイールの周りに取り付け,これらのセンサから得られる情報をCPLDに入力し,さらに小型マイコンボードに入力することで,ホイールの接触点を検知することを可能とした.また,この情報の外部への伝送経路ならびに,回路を動作させる電源供給を,ロータリーコネクタを介して行うこととした.しかしながら,実際に走行実験を行った際,テープスイッチの誤動作等により目的の動作を実現することができなかった.そこで,平成17年度には,ロバストに路面状況を獲得できるホイールの構築を目指し,信号を無線で伝送する,スイッチの接点を改良する,電源をホイール内に内蔵する等の改良を行った.これにより,本研究の目標である「ホイール自身による段差検知」と「走行距離獲得」という二つの能力を実現した.また,このホイールに関する研究成果は,国内会議にて発表を行った.今後は,1.ホイールに搭載するセンサの種類を増やす,2.ホイールの小型化を行う,といった課題を実現し,このホイールを実ロボットに搭載して,ロボットを用いた有効性の確認を目指す.

車輪型移動ロボットが安全な走行を行うためには,走行距離の測定ならびに,路面の段差検出が重要である.本研究では,これらの測定のためのセンサをロボット本体に取り付ける代わりに,ホイール自身がセンサを有する「Intelligent-Wheel」を提案した.このホイールは,ホイールの接地面に接触センサを貼り,このセンサ情報を用いて路面の情報を直接獲得する機能を有する.これにより,段差の衝突位置や段差の高さを検知し,段差により生ずる位置推定誤差の修正を行うことが可能となる.また,接触センサより得られる接地点の推移より,車輪の走行距離が獲得可能となる.平成16年度には,上述の機能を有する単一のホイールの試作を行った.触覚センサとして,60個のテープスイッチをホイールの周りに取り付け,これらのセンサから得られる情報をCPLDに入力し,さらに小型マイコンボードに入力することで,ホイールの接触点を検知することを可能とした.また,この情報の外部への伝送経路ならびに,回路を動作させる電源供給を,ロータリーコネクタを介して行うこととした.しかしながら,実際に走行実験を行った際,テープスイッチの誤動作等により目的の動作を実現することができなかった.そこで,平成17年度には,ロバストに路面状況を獲得できるホイールの構築を目指し,信号を無線で伝送する,スイッチの接点を改良する,電源をホイール内に内蔵する等の改良を行った.これにより,本研究の目標である「ホイール自身による段差検知」と「走行距離獲得」という二つの能力を実現した.また,このホイールに関する研究成果は,国内会議にて発表を行った.今後は,1.ホイールに搭載するセンサの種類を増やす,2.ホイールの小型化を行う,といった課題を実現し,このホイールを実ロボットに搭載して,ロボットを用いた有効性の確認を目指す.