多自由度クローラ型移動ロボットの不整地斜面走破性向上による広域火山探査の実現

日本は，数多くの火山を有する火山大国であり，これまでにも火山の噴火に伴い発生する火砕流や，噴火後の降雨により発生する土石流などにより，甚大な被害がもたらされてきた．このような火山噴火による被害を軽減させるためには，静穏期の監視に加え，活動期に入った火山の状況を正確に把握することが重要である．活動期の火山では，人の立ち入りが制限されるため，ロボット技術を活用した火山の探査観測が期待されている．ここで，地表を移動するロボットによる火山探査を考えた場合，移動ロボットの自己位置推定性能および走破性能が課題となる．本研究では，火山に代表される軟弱な不整地斜面での走破性向上による広域火山探査の実現を目的として，(1)多自由度クローラ型移動ロボットの開発，(2) 滑りに頑強な自己位置推定手法の構築，(3)軟弱斜面上での走行制御手法の構築について研究開発を行うこととした．平成28年度では，(2),(3)について，研究開発を行った．その結果，クローラ型移動ロボットの軟弱斜面を走行した際に発生する横滑りについて，回帰分析手法を用いて推定する手法を提案した．前年度までに実施した縦滑り推定モデルと統合し，(2) 滑りに頑強な自己位置推定手法の構築について完了した． (3) 軟弱斜面上での走行制御手法の構築に関しては，従来手法である経路追従制御に，(2)で構築した手法にて推定する横滑り量をフィードフォーワード項として追加することにより，軟弱斜面での直進および旋回走行時の経路追従性が改善した．

日本は，数多くの火山を有する火山大国であり，これまでにも火山の噴火に伴い発生する火砕流や，噴火後の降雨により発生する土石流などにより，甚大な被害がもたらされてきた．このような火山噴火による被害を軽減させるためには，静穏期の監視に加え，活動期に入った火山の状況を正確に把握することが重要である．活動期の火山では，人の立ち入りが制限されるため，ロボット技術を活用した火山の探査観測が期待されている．ここで，地表を移動するロボットによる火山探査を考えた場合，移動ロボットの自己位置推定性能および走破性能が課題となる．本研究では，火山に代表される軟弱な不整地斜面での走破性向上による広域火山探査の実現を目的として，(1)多自由度クローラ型移動ロボットの開発，(2) 滑りに頑強な自己位置推定手法の構築，(3)軟弱斜面上での走行制御手法の構築について研究開発を行うこととした．平成28年度では，(2),(3)について，研究開発を行った．その結果，クローラ型移動ロボットの軟弱斜面を走行した際に発生する横滑りについて，回帰分析手法を用いて推定する手法を提案した．前年度までに実施した縦滑り推定モデルと統合し，(2) 滑りに頑強な自己位置推定手法の構築について完了した． (3) 軟弱斜面上での走行制御手法の構築に関しては，従来手法である経路追従制御に，(2)で構築した手法にて推定する横滑り量をフィードフォーワード項として追加することにより，軟弱斜面での直進および旋回走行時の経路追従性が改善した．