バリアフリー未対応空間でも走行可能な小型全方向移動パーソナルモビリティの開発

都市機能のコンパクト化を背景に、近距離移動時の利便性が高い移動支援システムが求められている。これに対し、即座にどの方向にも移動できる全方向移動パーソナルモビリティを提供することができれば、有用であると考えられる。しかし、従来のパーソナルモビリティは左右に移動できず、利便性に問題があった。また、前後左右に移動可能な特殊な車輪機構も提案されているが、走破性や大きさに問題があった。そこで、本研究では一般的な構造の車輪を用いて全方向移動可能な移動装置の開発を目的とする。これにより、どの方向にも移動でき、凸凹道などでも走行可能な小型のパーソナルモビリティの実現を目指す。全方向移動パーソナルモビリティ開発の基礎となる技術として、これまでに一般的な構造の車輪を用いた全方向移動機構を提案した。本年度には、凸凹道などの悪路の走行に対応するために、提案した機構のフィードバック制御器の構築を行った。本システムの非線形性に対して、フィードバック線形化の手法を導入することにより、車輪の拘束条件も考慮した厳密な線形化を行えることを示した。その中でシステムへの入力が定まらなくなる特異点が発生することを指摘し、本機構に特有の要素である直進ジョイントの挙動を利用して、この特異点を回避する方法を提案した。全方向移動機構実機を製作して実験を行い、構築した制御システムが有効に動作することを確認した。実験結果を数値解析によるシミュレーションの結果と比較し、今後の課題について議論した。

都市機能のコンパクト化を背景に、近距離移動時の利便性が高い移動支援システムが求められている。これに対し、即座にどの方向にも移動できる全方向移動パーソナルモビリティを提供することができれば、有用であると考えられる。しかし、従来のパーソナルモビリティは左右に移動できず、利便性に問題があった。また、前後左右に移動可能な特殊な車輪機構も提案されているが、走破性や大きさに問題があった。そこで、本研究では一般的な構造の車輪を用いて全方向移動可能な移動装置の開発を目的とする。これにより、どの方向にも移動でき、凸凹道などでも走行可能な小型のパーソナルモビリティの実現を目指す。全方向移動パーソナルモビリティ開発の基礎となる技術として、これまでに一般的な構造の車輪を用いた全方向移動機構を提案した。本年度には、凸凹道などの悪路の走行に対応するために、提案した機構のフィードバック制御器の構築を行った。本システムの非線形性に対して、フィードバック線形化の手法を導入することにより、車輪の拘束条件も考慮した厳密な線形化を行えることを示した。その中でシステムへの入力が定まらなくなる特異点が発生することを指摘し、本機構に特有の要素である直進ジョイントの挙動を利用して、この特異点を回避する方法を提案した。全方向移動機構実機を製作して実験を行い、構築した制御システムが有効に動作することを確認した。実験結果を数値解析によるシミュレーションの結果と比較し、今後の課題について議論した。