推力装置搭載によるヒューマノイドの移動様式拡張と空中マニピュレーション能力の獲得

通过安装推力装置扩展人形运动方式并获得空中操纵能力

• 批准号: 18H05885
• 负责人: 趙 漠居
• 金额: $ 1.91万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Research Activity Start-up
• 财政年份: 2018
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2018-08-24 至 2020-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-18H05885/
• 关键词: 飛行制御; 知能ロボティクス

今年度はまず飛行プラットフォームの自律飛行を可能にする自己状態推定手法の確立に取り組んできた．まず，自己状態推定に必要なセンサの選定を行い，IMU＋GPS＋ステレオカメラのビジュアルオドメトリという統合的なセンサユニットを確立した．このユニットに対して，異種センサのタイムスタンプを同期するカルマンフィルタを実装し，屋内外での自己状態推定の検証を行った．さらに，本研究の目標である推力装置搭載のヒューマノイドの土台となる多リンク系飛行ロボットを用いて高精度な自己位置・速度の推定を確認し，さらには屋外での自律飛行を実現した．これにより，小型ヒューマノイドの自律飛行が可能になると考えられる．次に，安定な空間移動・空中マニピュレーシを保証する小型ヒューマノイドへの推力装置の搭載方法について検討を行った．ヒューマノイドの両脚部の付け根にダクテッドファン型の推力装置を取り付けることを基本指針として，CADレベルでのモデル構成を行い、全身の運動学についての分析を行った．さらに，ヒューマノイド脚部の関節運動を制御入力とみなす力学モデルの定式化を試み，今までの研究成果を参考に２個の推力装置に関する推力の大きさと向きを同時に操作する制御システムの雛形を設計した．最終的にはシミュレーション環境での仮想モデルの飛行動作の評価を行った．以上により，実機実装に必要な構成要素と飛行安定性に必要な制御システムの構築に関する重要な知見が得られた．

This year's self-discipline flight is possible, and the method of estimating one's own state is established. The IMU+GPS+ GPS This is the first time that a person has been arrested. The purpose of this study is to confirm the estimation of position and velocity with high accuracy and to realize autonomous flight outdoors. A small, self-disciplined flight. The second step is to stabilize the space and ensure that the thrust device is installed in the small space. The basic principles of CAD design and analysis of the kinematics of the whole body are discussed. In this paper, the research results of the joint motion control system of the foot are referred to. The prototype of the joint motion control system of the foot is designed. Finally, the evaluation of the flight behavior of the aircraft in the environment of the aircraft. The above important insights into the essential components of aircraft installation and flight stability, as well as the essential aspects of control system construction, have been obtained.