藤本 浩太

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自己紹介

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プロジェクト

博士研究:高効率なドローンへの飛行中給電を実現する機体運動とパワーエレクトロニクスの統合制御(仮題)

 博士研究ではFig. 1に示す通り磁界共振方式の無線電力伝送を飛行中のドローンに対して適用することで,ドローンの航続時間を延長する研究を行っています。 現在(2023年10月)バッテリー駆動のロータ型ドローンの駆動時間は最大で40分程度であり,20分程度が相場だと言われています。 一方,警備や点検,運送用途などにおけるドローンの産業利用を考えるとき,この航続時間は十分なものと言えません。 私の研究はこの問題を抜本的に解決し,理論的には無限の航続時間を有するドローンを実現するものとなっています。
 飛行中給電の社会実装例をFig. 2に示します。 飛行中給電は固定の経路を利用する業務に対して有効であり,Fig. 2でドローンは固定の経路を周回する警備業務に携わっています。 この業務においてドローンはドローンポートを出発し,工場内を監視しつつ一周し,最後はドローンポートに戻ってきて着陸,充電を行います。 敷地の広さにもよりますが,現状の技術ではドローンは一周ごとに充電を行う必要があり,これを原因に機体の運用率を上げることは困難となっています。 一方,飛行中給電を行うための送電コイルをドローンの監視経路に実装する場合,監視をするドローンに対し給電を行うことが可能となります。 これによりドローンポートに一周ごとには停まる必要が無くなり,機体の運用率を改善することが可能となります。 機体の運用率が改善することで業務に必要な機体台数は少なくする,またはより多数の機体を用いて業務を行うことが可能となります。
Drone Tx Coil Image

Fig. 1

Security Mission Image

Fig. 2

業績

国際会議(査読あり)

  1. Kota Fujimoto, Osamu Shimizu, Hiroshi Fujimoto, Jin Katsuya, Tetsu Sato, "Feasibility Study for Dynamic Wireless Power Transfer in Simulation with Big Data Focusing on Battery Capacity Requirement of Electric Vehicles," in the 27th edition of the International Symposium on Power Electronics, Electrical Drives, Automation and Motion (SPEEDAM), Ischia, Italy, 2024.
  2. Sakahisa Nagai, Yusuke Satoh, Kota Fujimoto, Hiroshi Fujimoto, "Sensorless Drone Detection for In-Flight Inductive Power Transfer Using Transmitter-Side Voltage Pulses," in IEEE 2024 Wireless Power Technology Conference and Expo (WPTCE), Kyoto, Japan, 2024, doi: 0.1109/WPTCE59894.2024.10557296.
  3. Takuma Katagiri, Kentaro Yokota, Kota Fujimoto, Sakahisa Nagai, Hiroshi Fujimoto, "Basic Study on Velocity Control in Wing Coordinate System Using Acceleration-based Disturbance Observer for Tilt-wing eVTOL," in The 10th IEEJ international workshop on Sensing, Actuation, Motion Control, and Optimization (SAMCON), Kyoto, Japan, 2024.
  4. Shogo Yamada, Kota Fujimoto, Hiroshi Fujimoto, "Basic Study on Robust Perfect Tracking Control Based on Parameter Estimation Reducing Outlier Effects," in The 10th IEEJ international workshop on Sensing, Actuation, Motion Control, and Optimization (SAMCON), Kyoto, Japan, 2024.
  5. Kota Fujimoto, Hiroshi Fujimoto, Alessandro Correa Victorino, Pedro Castillo, "Optimal Energy Trajectory Generation Based on Pitch-Dependent Mutual Inductance Model for In-Flight Inductive Power Transfer of Drones," in IEEE 18th International Conference on Advanced Motion Control (AMC), Kyoto, Japan, 2024, doi: 0.1109/AMC58169.2024.10505445.
  6. Kota Fujimoto, Hiroshi Fujimoto, Yoshihiro Isaoka, Yuki Terada, "High Precision Control for Twin-Drive System Based on Mode Decoupling with Virtual Viscosity: Equivalent Controller Transform for Machine Tool," in IEEE 18th International Conference on Advanced Motion Control (AMC), Kyoto, Japan, 2024, doi: 0.1109/AMC58169.2024.10505638.
  7. Kota Fujimoto, Sakahisa Nagai, Binh-Minh Nguyen, Hiroshi Fujimoto, "Test Bench Study on Attitude Estimation in Ground Effect Region Based on Motor Current for In-Flight Inductive Power Transfer of Drones," in IEEE 2023 The 49th Annual Conference of the IEEE Industrial Electronics Society (IECON), Singapore, 2023, doi: 0.1109/IECON51785.2023.10312055. [arXiv]
  8. Yusuke Satoh, Kota Fujimoto, Ryo Matsumoto, Sakahisa Nagai, Binh-Minh Nguyen, Hiroshi Fujimoto, "Basic Study on Received Power Control of In-Flight Inductive Power Transfer for Drones by Active Rectifier Switching and Altitude Regulation," in IEEE 2023 The 49th Annual Conference of the IEEE Industrial Electronics Society (IECON), Singapore, 2023, doi: 10.1109/IECON51785.2023.10312000.
  9. Kota Fujimoto, Takumi Hamada and Hiroshi Fujimoto, "Proposal on Model Based Current Overshoot Suppression of Receiver Side Coil in Drone Wireless Power Transfer System," in IEEE 2022 Wireless Power Week (WPW), pp. 235-239, Bordeaux, France, 2022, doi: 10.1109/WPW54272.2022.9854039. [arXiv]

国内会議(査読なし)

  1. 藤本浩太,藤本博志,伊佐岡慶浩,寺田祐貴:「仮想粘性による和と差のモード分離に基づく工作機械のツインドライブ機構に対する高精密制御:2慣性系における仮想粘性のフィードフォワード的実現」,電気学会 産業応用部門メカトロニクス制御研究会,論文番号: MEC-24-012,東京,2024.
  2. 藤本浩太,永井栄寿,阮平明,藤本博志:「ドローンへの飛行中給電のための地面効果領域におけるモータ電流を用いた姿勢推定のベンチ検証」,電気学会産業応用部門大会,,論文番号: 1-60 ,水戸市民会館,2024.
  3. 藤本浩太,佐藤悠介,永井栄寿,藤本博志:「重量制約を考慮したドローンの飛行中磁界共振型無線電力伝送のための受電側システム設計に関する基礎検討」,電気学会 電力技術 電力系統技術 半導体電力変換合同研究会,論文番号: PE-24-059,PSE-24-071,SPC-24-113,長崎,2024.
  4. 藤本浩太,藤本博志,伊佐岡慶浩,寺田祐貴:「仮想粘性による和と差のモード分離に基づく工作機械のツインドライブ機構に対する高精密制御:2慣性系機構における基礎検討」,電気学会 産業応用部門 メカトロニクス制御研究会,論文番号: MEC-23-011,東京,2023.
  5. 藤本浩太,清水修,藤本博志,勝谷仁,佐藤哲 :「車両ビッグデータを活用した走行中給電への要求性能分析」,電気学会 電力技術 電力系統技術 半導体電力変換合同研究会,論文番号: SPC23140 ,沖縄,2023.
  6. 佐藤悠介,藤本浩太,松本諒,永井栄寿,グエンビンミン,藤本博志 :「ドローンへの飛行中非接触給電における飛行高度とバッテリ電流の制御に関する基礎検討」,電気学会 電力技術 電力系統技術 半導体電力変換合同研究会,論文番号: PE-23-084,PSE-23-090,SPC-23-140,沖縄,2023.
  7. 藤本浩太 ,横田健太朗,永井栄寿,藤本博志:「飛行中ドローンへの無線電力伝送を想定した 受電コイル のピッ チ角依存の結合係数のモデル化とその検証」,電気学会産業応用部門大会,論文番号: 48 ,長岡技術科学大学,2021.

受賞

  1. 先端電力エネルギー・環境技術教育研究アライアンス APET優秀ポスター発表賞3位
  2. 一般社団法人電気学会 2021年度電気学会産業応用部門大会優秀論文発表賞.

支援等

  1. グリーントランスフォーメーション(GX)を先導する高度人材育成 (SPRING GX) 国際会議派遣プログラム
  2. 公益財団法人電気通信普及財団 2023年8月期海外渡航旅費援助
  3. La Bourse de Mobilité Internationale de Sorbonne Universités 2022/2023, Sorbonne Université
  4. 公益財団法人スズキ財団 2022年度研究者海外研修助成
  5. グリーントランスフォーメーション(GX)を先導する高度人材育成 (SPRING GX) 2023年4月~

連絡先

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