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自律型農作業ロボットシステムの構築に関する研究

自主农业机器人系统构建研究

基本信息

批准号：
10J01802
负责人：
倉鋪圭太
金额：
$ 0.9万
依托单位：
Kobe University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2010
资助国家：
日本
起止时间：
2010 至 2011
项目状态：
已结题

项目摘要

前年度の研究成果を受け、屋外環境における車両の位置同定および不整理における高ロバストな車両の運動制御に関する研究を行った。その結果、以下に示すような結果が得られた。1.Radio Frequency(RF)タグとステレオカメラを用いた車両の自己位置同定法昨年度の研究にでは、RF測位によって農耕地での作業に必要な数十cmオーダーの精度を実現することはできなかった。そこで今年度においては、非線形性に対してロバストであり、近年注目されているUnscented Kalman Filter(UKF)を用いたRF測位のための理論の構築を行った。また、オドメトリの計測の精度向上のため、車輪のすべりの影響を受けないステレオカメラによるビジュアルオドメトリによる方法を提案した。そして、北海道農業研究センターにおいて自律トラクタを用いて実験を行い、車両の位置推定実験並びにこれまで提案した制御アルゴリズムと組み合わせた車両制御実験を実施した。その結果、車両の位置推定精度が大きく向上し、その推定精度はRFタグと高価な慣性計測装置(IMU)を用いて推定を行った場合と比肩するものとなった。また、車両の自律走行に関しても、その実現の可能性を示す結果が得られた。2.より厳しい走行条件・路面外乱に対応した車両の制御アルゴリズムの構築実際に果樹園で使用されている農薬散布用車両であるスピードスプレーヤはおよそ3.0m/sで運用されており、これまでの方法では路面外乱により誤差が増大する場合があった.そこで今年度においてはより高い速度における経路追従性能の向上を目指し、H∞制御の基づく経路追従制御則を設計した。また、路面の凹凸により車速が大きく変動していた問題を改善するため、速度制御系についても設計を行った。そして、UGVを用いて北海道農業研究センターの果樹園において走行実験を行った結果、3.5m/sにおいても安定した走行が実現された。また、勾配の急な牧草地における走行実験や、牽引車による重量変動を与えた実験も行い、経路追従性能及び速度制御性能双方において提案手法のロバスト性を検証した。

The research results of the previous year were received, the position of the vehicle was determined in the outdoor environment, and the research on the motion control of the vehicle was carried out. The results are shown below. 1. Radio Frequency(RF) is used to determine the position of the vehicle. It is necessary to determine the position of the vehicle. This year's Unscented Kalman Filter(UKF) is used to construct the theory of RF positioning. This paper proposes a method for measuring the accuracy of the wheel and the impact of the wheel. Hokkaido Agricultural Research Center, Hokkaido Agricultural Research Center The result is that the accuracy of the position estimation of the vehicle is higher than that of the inertial measurement unit (IMU). The results were obtained by showing the possibility of self-discipline of vehicles and vehicles. 2. Driving conditions, road surface disorder, vehicle control, construction, orchard use, agricultural dispersal vehicle control, application, method, road surface disorder, error increase. This year's high speed, high speed, The road surface is uneven, the speed is large, the problem is improved, the speed control system is designed, Hokkaido Agricultural Research Center, Hokkaido Agricultural Research Center For example, if the tractor is equipped with a rapid grassland, the weight of the tractor will change, and if the tractor is equipped with a rapid grassland, the tracking performance and the speed control performance will be tested.