マルチボディダイナミクスによる人と連携するパーソナルモビリティの制御に関する研究

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本研究では,人と環境に優しい新たな交通モードを実現する個人の乗り物,パーソナルモビリティ・ビークル(PMV)を提案し,その実現性を多角的な観点から検討している.提案したPMVは,自転車モードと平行二輪車モードの二つの形態を持ち合わせ,お互いのモードに変換可能で状況に応じて使い分けることができる乗り物である.自転車モードでは,人の力と電気の力を効率よく組み合わせて走行できるよう,ペダルをこぐことにより発電機で電力を発生させ,バッテリーに電力を蓄電する.発生した電力により,独立の前後車輪のモータを駆動させ,ドライブバイワイヤを実現する.また,ステアバイワイアにより,前後輪の操舵角を制御する.平行二輪車モードでは,操縦者はステップに立ち,倒立振子の安定化原理を用いた制御方式,すなわち重心移動により制御する.さらに,平行二輪車モードでは,人力を利用して駆動するペダル式平行二輪車も提案した.本年度は,ペダル式平行二輪車について,シミュレーションと実験を行い,提案車両の成立が可能であることを示した.実験では,数種類の試作車を製作した.最新の試作車では,操舵反力アクチュエータを設け,反力ゲインまた車体の旋回ゲインを変化させ,各々の操縦性を比較した.また,歩行空間におけるPMVが歩行者に与える影響を検討するため,パーソナルスペース(他者の侵入に対し,心理的な負荷が生じる領域)を用いた実験を行い,PMVの種類また速度によるパーソナルスペースの大小を比較した.最後に,これまで得られたPMVのダイナミクス,安定化制御,ドライバとのインタラクション,歩行者とのインタラクションの知見を元に,複数の軸によってPMVを評価する手法を示した.