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ステレオビジョンによる超軽量・超小型飛行体の完全自律制御

利用立体视觉完全自主控制超轻型和超小型飞行器

基本信息

批准号：
16656076
负责人：
野波健蔵
金额：
$ 2.3万
依托单位：
Chiba University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Exploratory Research
财政年份：
2004
资助国家：
日本
起止时间：
2004 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究は世界に類例を見ないμフライングロボット、すなわち、超小型・超軽量飛行体を対象とすることで世界のトップを目指した研究を行い世界で始めて12.3gの飛行体の画像処理を用いた自律制御に成功した。とくに、小型無人ヘリとは比べようもないくらい小さな飛行体、重量比で千分の一以下の飛行体を完全自律制御で飛ばすことに成功した。機体は共同研究先の企業で製作し、3次元空間で飛行する実験を行うため、飛翔体の3次元位置を測定する「マーカー位置検出法」を独自に開発した。飛翔体に2cm×2cmのマーカーを付け、1つのCCDカメラのみを利用してマーカーの検出により、飛翔体の3次元位置を計測する。そして、高度制御の実験により自律制御の有効性を検証している。本研究においては、実際に12.3gの飛行体を製作して、飛行体はリチウムイオンポリマー電池により自律制御を達成した。姿勢制御用アクチュエータは2つの錘で、これらの移動により姿勢制御を行う。全体重量は約12.3gで、2重反転の発泡スチロール製プロペラとこれらを回転する超音波モータ、錘の移動を行う超音波モータと錘から構成されている。すでに、周辺ハードウエアとインタフェースは開発済みで、独自のシステム同定の方法によりモデリングと制御技術の開発を行った。センシングはCCDカメラを固定空間に設置して、飛行体のx、y、zの各位置と姿勢を計測して、フィードバック制御を行った。とくに、制御はH∞制御を適用した。そして、室内での空中停止のホバリングや任意の飛行を実現して滞空時間3分程度の成果を上げることができた。

This study is the first in the world to study the portrait processing of 12.3g aircraft and successfully control it with self-discipline. Small unmanned aircraft, aircraft with a weight ratio of less than one thousandth The first step is to jointly study the production of three-dimensional space and determine the three-dimensional position of the aircraft. 2 cm × 2 cm of flying body, 1 cm of CCD detection, 3-D position measurement of flying body The effectiveness of self-regulation is demonstrated by the high degree of control. In this study, the 12.3 g aircraft was fabricated and the autonomous control of the aircraft was achieved. Posture control: 2 hammer, 2 movement, posture control. The total weight is about 12.3 g, and the weight of the hammer is 2 times. In addition, the development of technology for the development of a system and a method for the identification of independent systems is also being carried out. The CCD is set in a fixed space, and the x, y, and z positions and postures of the aircraft are measured and controlled. The law is applicable. In the air, the air stops, and the air stops at random.