人の生活環境で動作する移動ロボットのためのＫｉｎｏｄｙｎａｍｉｃ動作計画

在人类生活环境中运行的移动机器人的运动动力学运动规划

• 批准号: 14J08938
• 负责人: 本仲 君子
• 金额: $ 1.24万
• 依托单位: Okayama University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2014
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2014-04-25 至 2016-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-14J08938/
• 关键词: キノダイナミクス; 自律移動; 動作計画; 飛行ロボット; 移動ロボット; ポテンシャルフィールド

本年度は，前年度に提案した手法を４つのプロペラを持つ飛行ロボット「クワッドロータ」へ実装し，実機実験による検証をメインに行った．まずクワッドロータが高度を一定に保った状態でX-Y平面上を移動し，静的な障害物の存在する空間において障害物を避けながら指定した目標地点まで移動できることを確認した．次に，高度の変化を伴う3次元的な移動についての検証を行った．こちらも，静的な障害物の存在する空間において，指定した任意の目標地点まで障害物を回避しながら問題なく移動可能であることが確認できた．以上により，提案手法を用いることで既知の環境においてクワッドロータを任意の目標地点まで姿勢を崩すこと無く誘導可能であることが確認された．また，前年度に行う予定であったクワッドロータ以外の移動ロボットへの実装について，二輪独立駆動ロボットを想定した制御入力の拡張を行った．具体的には，目標地点まで移動を行うためのポテンシャルフィールドを用いた制御入力と，機体の非ホロノミック性を考慮するための制御入力とを融合させた制御入力の設計を行った．非ホロノミック性の考慮には擬似連続指数安定化制御と不変多様体を用いた切り替え制御をそれぞれ用いてみて比較を行った．提案した制御器についてはシミュレーション上でその動作を確認した．これらの内容については学会において発表済みである．当初計画していた動的な環境に対応するためのポテンシャルフィールドの拡張について，現在未公開であるが予測楕円を用いてポテンシャルフィールドを拡張するための基礎的なシミュレーションを行っている．今後は更に様々な環境を想定してシミュレーションを行い，その結果をベースとした予測楕円の生成方法の確立を予定している．

は this year, the first annual に proposal し た gimmick を 4 つ の プ ロ ペ ラ を hold つ flight ロ ボ ッ ト "ク ワ ッ ド ロ ー タ" へ be し, be machine be 験 に よ る 検 card を メ イ ン に line っ た. ま ず ク ワ ッ ド ロ ー タ が highly を certain に protect っ た state で x-y plane を mobile し, static な handicap of content の exist す る space に お い て handicap of content を avoid け な が ら specified し た target ま で mobile で き る こ と を confirm し た. に, highly の - を with う 3 yuan of な mobile に つ い て の 検 line card を っ た. こ ち ら も, static な handicap of の exist す る space に お い て, specify し た arbitrary の target ま で handicap of content を avoid し な が ら problem な く mobile may で あ る こ と が confirm で き た. Above に よ り, proposal gimmick を with い る こ と で already know の environment に お い て ク ワ ッ ド ロ ー タ を arbitrary の target ま で す posture を crack こ と no く induced may で あ る こ と が confirm さ れ た. Line ま た, former annual に う designated で あ っ た ク ワ ッ ド ロ ー タ outside の mobile ロ ボ ッ ト へ の be loaded に つ い て, two independent 駆 ロ ボ ッ ト を scenarios し た suppression の into force line company, zhang を っ た. Specific に は, the target site ま で mobile line を う た め の ポ テ ン シ ャ ル フ ィ ー ル ド を with い た royal と into force, the body の non ホ ロ ノ ミ ッ ク sex を consider す る た め の suppression into force と を fusion さ せ た suppression の into force line design を っ た. Non ホ ロ ノ ミ ッ ク sex の consider に は quasi even 続 exponential stabilization system of imperial と - not much others body を use い た り cutting for え suppression を そ れ ぞ れ with い て み て line more を っ た. Proposal し た system royal editor に つ い て は シ ミ ュ レ ー シ ョ ン on で そ の action を confirm し た. The にお れら <s:1> content に れら て て て the にお society にお て issues a mutual みである. Original plan し て い た move な environment に 応 seaborne す る た め の ポ テ ン シ ャ ル フ ィ ー ル ド の company, zhang に つ い て, now not publicly で あ る が be 楕 has drifted back towards &yen; を with い て ポ テ ン シ ャ ル フ ィ ー ル ド を company, zhang す る た め の based な シ ミ ュ レ ー シ ョ ン を line っ て い る. Future は more に others 々 な environment を scenarios し て シ ミ ュ レ ー シ ョ ン を い, そ の results を ベ ー ス と し た be 楕 has drifted back towards &yen; の の generated method established を designated し て い る.

项目成果

Kinodynamic Motion Planning for an X4-Flyer by switching harmonic potential fields

通过切换谐波势场进行 X4-Flyer 运动动力学运动规划

• 发表时间: 2014
• 作者: 塚田道雄;都筑正行;元村 一基;深尾陽一朗;田村謙太郎;西村いくこ;渡邊雄一郎;濱田隆宏;Kimiko Motonaka;Kimiko Motonaka;本仲君子;Keigo Watanabe （共著）;Kimiko Motonaka;Kimiko Motonaka
• 通讯作者: Kimiko Motonaka

3-Dimensional Kinodynamic Motion Planning for an X4-Flyer Using 2-Dimensional Harmonic Potential Fields

使用 2 维谐波势场的 X4-Flyer 3 维运动动力学运动规划

• 发表时间: 2014
• 作者: 塚田道雄;都筑正行;元村 一基;深尾陽一朗;田村謙太郎;西村いくこ;渡邊雄一郎;濱田隆宏;Kimiko Motonaka;Kimiko Motonaka;本仲君子;Keigo Watanabe （共著）;Kimiko Motonaka
• 通讯作者: Kimiko Motonaka

Obstacle Avoidance for Autonomous Locomotion of a Quadrotor Using an HPF

使用 HPF 进行四旋翼飞行器自主运动的避障

• 发表时间: 2015
• 作者: 塚田道雄;都筑正行;元村 一基;深尾陽一朗;田村謙太郎;西村いくこ;渡邊雄一郎;濱田隆宏;Kimiko Motonaka;Kimiko Motonaka
• 通讯作者: Kimiko Motonaka

Three-dimensional Guidance Experiments for a Quadrotor Based on an HPF

基于HPF的四旋翼飞行器三维制导实验

• 发表时间: 2016
• 作者: 塚田道雄;都筑正行;元村 一基;深尾陽一朗;田村謙太郎;西村いくこ;渡邊雄一郎;濱田隆宏;Kimiko Motonaka
• 通讯作者: Kimiko Motonaka

２輪独立駆動型移動ロボットのための不変多様体とHPFに基づくキノダイナミック動作計画

基于不变流形和HPF的两轮独立驱动移动机器人运动动力学运动规划

• 发表时间: 2015
• 作者: 塚田道雄;都筑正行;元村 一基;深尾陽一朗;田村謙太郎;西村いくこ;渡邊雄一郎;濱田隆宏;Kimiko Motonaka;Kimiko Motonaka;本仲君子
• 通讯作者: 本仲君子