メインメニュー形態可変な車輪型ロボット“HANZO”についての研究
形態可変な車輪型ロボット“HANZO”の変形制御に関する研究を行っています．
形態可変車輪型移動ロボット“HANZO”
車輪型移動ロボットは整地環境において高い移動能力をもつ反面，段差の多い不整地での走破性能は脚型やクローラ型移動ロボットに比べて劣る場合があります．そのため，段差が存在するような環境に対する移動能力の向上を目的として，形態可変車輪型移動ロボット”HANZO”が開発されています．HANZOは本体とその両側に取り付けられた車輪付きアームで構成されており，平地では通常の車輪型ロボットと同等の移動能力をもちながら，アームを使って段差を乗り越える能力をもっています．さらに，車輪アームを利用して，5つの走行モードに変形することができます．Mode 1は通常走行モード，Mode 2は高視点モード，Mode 3は不整地走破モードと呼ばれています．また，Mode 4，5はそれぞれアームアップ倒立振子モード，アームダウン倒立振子モードであり，旋回半径が小さく，かつ高視点を確保できるという利点をもっています．
自動段差乗り越え制御
一般の車輪型のロボットは車輪の半径よりも高い段差を乗り越えることができませんが，HANZOは車輪アームを用いることで高い段差を乗り越えることができます．さらに，3次元距離センサを用いることにより，段差を認識し自動で乗り越えるアルゴリズムを提案しています．
倒立変形制御
通常走行モード(Mode 1)からアームアップ倒立振子モード(Mode 4)への変形に関する研究です．この変形では，ロボットの状態は一般に平衡点近傍にはないため，システムのもつ非線形性を考慮した制御が必要となります．倒立変形を達成させ，倒立状態を維持する制御系を設計し，実機実験によって有効性の検証を行っています．
参考文献
- Naoji Shiroma, Yu-huan Chiu, Zi Min, Ichiro Kawabuchi and Fumitoshi Matsuno, Development and Control of a High Maneuverability Wheeled Robot with Variable-Structure Functionality, Proc. IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems(IROS2006), Beijing, October 9-15, 2006
- Naoji Shiroma, Yusuke Fujino and Fumitoshi Mstauno, Automatic Step Climbing by Wheeled Robot HANZO with Variable Structure Functionality using 3D Range Sensor, Proc. IEEE International Workshop on Safety, Security and Rescue Robotics (SSRR2006), August 22-24, 2006
- H. Fukushima, S. Shinmura, and F. Matsuno, Transformation control to an inverted pendulum mode of a mobile robot with wheel-arms using partial linearization, in Proc. IEEE International Conference on Robotics and Automation, May 2011, pp. 1683-1688.
- H. Fukushima, M. Kakue, K. Kon, and F. Matsuno, Transformation Control to an Inverted Pendulum for a Mobile Robot With Wheel-Arms Using Partial Linearization and Polytopic Model Set, IEEE Transactions on Robotics, June 2013, pp. 774-783
