!!規範オペレータモデル法 人の操縦する乗り物を制御対象とした,新しい制御理論を開発しました.操縦性を向上させることのできる,ダイナミクス・制御系設計手法です.航空機,自動車,小型ビークルなどへの適用が可能です. // !操縦者とビークルの関係 操縦者はビークルの動きを感知して適切に操縦します.ビークルの動きは,ビークルの特性と操縦者の特性両方から決まります. {{ref_image closed-loop1.jpg}} ---- !操縦しやすいビークルダイナミクス 操縦者は,自身が感知したビークルの動きから将来の動きを予測して適切な操縦を行います.その結果ビークルの動きが意図したものと違ったり,操縦のワークロードが大きいと,操縦性が悪いと感じます. {{ref_image closed-loop2.jpg}} ---- !操縦しやすいビークルダイナミクスの実現 まずワークロードの小さな標準的な操縦者モデル(規範オペレータモデル)を設定します.そしてこのオペレータが高い性能を発揮できるようにビークルダイナミクスをチューニングします. {{ref_image closed-loop3.jpg}} ---- !コントローラを使った手法 ワークロードの小さな標準的な操縦者モデルが高い性能を発揮できるように,制御系を設計します.そのとき適切な評価関数を設定し,コンピュータを援用した設計手法を用います. {{ref_image closed-loop4.jpg}} ---- !開発手順 *ドライビングシミュレータやフライトシミュレータを使って,操縦実験を行います. {{ref_image シミュレータ装置.jpg}} *操縦実験のデータから,オペレータモデルを同定し,操縦のワークロードとオペレータ特性の関係を調査します. {{ref_image 同定結果.jpg}} *オペレータが注目している各種性能を定式化します. *ワークロードの小さな規範オペレータモデルを設定します. *規範オペレータモデルが高い性能を発揮できるような,ダイナミクス設計,制御系設計を行います. *シミュレータや実際のビークルを使った操縦実験を行います. ---- !確立した技術 +シミュレータ装置の構築,シミュレーションプログラム,シミュレータ実験での条件設定,外乱の与え方 +実験結果からのオペレータモデルの同定手法,プログラム +オペレータの注目する性能の抽出手法,性能解析プログラム +オペレータモデルとワークロードの関係,ワークロードの推算プログラム +車両-ドライバ系の運動シミュレーションプログラム +ワークロードの小さな規範オペレータモデルの設定手法 +ダイナミクス設計,制御系設計時の評価関数の設定手法 +コンピュータを援用した設計手法,プログラム ---- !応用例 ---- ボーイング747のベア・ダイナミクス(飛行制御器を搭載していない生のダイナミクス)に適用し,フライトシミュレータを使った実験で実際のパイロットに評価してもらいました. {{ref_image B747.jpg}} *Hiroshi Tokutake, Jin Fujinaga, Yumiko Miura, "Lateral-Directional Controller Design Using Pilot Model and Flight Simulator Experiments," AIAA Guidance, Navigation, and Control Conference and Exhibit, Keystone, USA, August 21 - 24, 2006 *Hiroshi Tokutake, Masayuki Sato, "Controller Design Using Standard Operator Model," AIAA Journal of Guidance, Control and Dynamics, Vol.28, No. 5, pp.872-877, 2005/9-10 *得竹 浩, 伊藤恵理, "規範パイロットモデルを用いた制御系設計," 日本航空宇宙学会論文集 , Vol.51, No.593, pp. 321-326, 2003/6 ---- 典型的な乗用車のダイナミクスに適用し,内製のドライビングシミュレータで検証しました. {{ref_image car.jpg}} *Hiroshi Tokutake and Yumiko Miura, "New Design Method of Driving Assist System via Standard Operator Model," The 9th International Congress on Automotive, CAR20051026, Pitesti, Romania, November 2-4, 2005 *Yumiko Miura, Hiroshi Tokutake, and Hiroshi Okubo, "Evaluation Method of Handling Qualities of Passenger Car using Vehicle Responses," The 9th International Congress on Automotive, CAR20051027, Pitesti, Romania, November 2-4, 2005 *Hiroshi Tokutake, Yumiko Miura, and Hiroshi Okubo, "Workload Analysis Method via Optimal Driver Model," Motorsports Engineering Conference and Exhibition, SAE Technical Papers 2004-01-3536, Dearborn, USA, November 30-December 2, 2004 ---- 自転車に適用し,操縦を補助する自転車を製作しました. {{ref_image bike.jpg}} *得竹 浩, 砂田 茂, 藤永 仁, "低レイノルズ数で作動する回転翼による小型アクチュエータ," 日本航空宇宙学会論文集(掲載決定) *倒れにくい自転車 高齢者に優しい操縦補助, 日経ビジネス, pp112-114, 2005年9月26日 ---- [[ビークルの操縦性,運動制御|ビークルの操縦性(得竹)]] [[戻る|FrontPage]]