タイヤのスリップに対応した複数台の車両型作業ロボットの衝突回避制御

• Project/Area Number: 17760345
• Research Category: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: Control engineering
• Research Institution: The University of Electro-Communications
• Principal Investigator: 櫻間 一徳 The University of Electro-Communications, 大学院・電気通信学研究所, 助教 (10377020)
• Project Period (FY): 2006 – 2007
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2007)
• Budget Amount: ¥3,400,000 (Direct Cost: ¥3,400,000); Fiscal Year 2007: ¥600,000 (Direct Cost: ¥600,000); Fiscal Year 2006: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000); Fiscal Year 2005: ¥1,700,000 (Direct Cost: ¥1,700,000)
• Keywords: 機械力学・制御 / 制御工学 / 知能ロボティクス / 知能機械 / 安全工学

Research Abstract

組立てラインを導入することのできない小規模な工場においては、車両型ロボットを協調的に作業させることで、低コストで作業の効率化を計ることができる。このような目的のために複数の移動ロボットを用いる場合、安全性の面からロボットと外部環境、またはロボット同士の衝突が重大な問題となる。特に、滑りやすい路面においては、タイヤのスリップによってロボットの衝突がより起りやすくなる。本研究の主な目的は、「タイヤがスリップを起こしやすい路面において、複数の移動ロボットが衝突せずに作業を達成するためのアルゴリズム」を構築し、その実験検証を行うことである。複数台のロボットがそれぞれ所望の軌道に沿って移動する場合はロボット同士の衝突が重大な問題となるが、本年度はこの際に所望の軌道を修正して衝突を回避するアルゴリズムを提案した。この際、回避のための軌道修正を評価する基準を設け、これまでの手法より性能の良い回避修正法を提案した。具体的にはこれまで回避動作の指針として考えていたロボット同士の相対距離に加え、相対角度を取り入れた写像を考え、その写像を用いて目標軌道を修正するものである。次に、ロボットが4台のある場合のシミュレーションを行い、実際に既存法よりも自然な修正を行うことが確認され、本手法の有効性を確認した。さらに、実験検証を行うために実験機の作成を行った。今後、実験検証によって実用レベルでの有効性の確認を行う予定である。

Research Products

• [Journal Article] 局所解脱出のための免疫型システムを用いた自律移動ロボットナビゲーション手法 (2008)
  • Author(s): 伊藤順吾, 中野和司, 桜間一徳
  • Journal Title: 電子情報通信学会論文誌 J91-D Pages: 504-508
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 衝突回避を考慮した複数ロボットのオンライン目標軌道修正-ロボット間の相対角度を用いた手法- (2007)
  • Author(s): 桜間一徳, 中野和司
  • Journal Title: 計測自動制御学会論文集 43 Pages: 1037-1046
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 衝突回避を考慮した複数ロボットのオンライン目標軌道修正 (2006)
  • Author(s): 桜間一徳, 中野和司
  • Journal Title: 計測自動制御学会論文集 42・12 Pages: 1305-1312
• [Journal Article] 障害物回避を含む機械システムの軌道追従制御 (2006)
  • Author(s): 桜間一徳, 中野和司
  • Journal Title: システム制御情報学会論文誌 19・12 Pages: 477-487
• [Journal Article] エネルギー制御法と制御ラグラジアン法による倒立振子の振上げ・安定化制御 (2006)
  • Author(s): 桜間一徳, 原聡司, 中野和司
  • Journal Title: 電気学会論文誌 126-C・5 Pages: 617-623
• [Journal Article] Trajectory tracking control of bimodal piecewise affine systems (2005)
  • Author(s): K.Sakurama, T.Sugie
  • Journal Title: International Journal of Control Vol.78 Pages: 1314-1326
  • NAID: 10013391192
• [Journal Article] 免疫型システムを用いたサッカーロボットコントロールシステムの設計 (2005)
  • Author(s): 伊藤順吾, 桜間一徳, 中野和司
  • Journal Title: 日本ロボット学会誌 Vol.23 Pages: 637-640
• [Presentation] 目標軌道からの追従誤差を考慮した複数ロボットの衝突回避法 (2008)
  • Author(s): 桜間一徳, 中野和司
  • Organizer: 計測自動制御学会第8回制御部門大会
  • Place of Presentation: 京都市
  • Year and Date: 2008-03-05
• [Presentation] Online Modification of Reference Trajectories of Multiple Robots for Collision Avoidance -A Method using Relative Angles between Robots- (2007)
  • Author(s): K. Sakurama, K. Nakano
  • Organizer: The 46th IEEE Conf. on Decision and Control
  • Place of Presentation: New Orleans, USA
  • Year and Date: 2007-12-12
• [Presentation] ナビゲーション関数に基づくPID制御器による機械システムの障害物回避制御 (2007)
  • Author(s): 大野智弘, 桜間一徳, 中野和司
  • Organizer: 自動制御連合講演会
  • Place of Presentation: 横浜市
  • Year and Date: 2007-11-24
• [Presentation] Trajectory Tracking Control of Mechanical Systems with Obstacle Avoidance (2007)
  • Author(s): K. Sakurama, K. Nakano
  • Organizer: The European Union Control Association Proc. of European Control Conference
  • Place of Presentation: Kos, Greece
  • Year and Date: 2007-07-03
• [Book] 図説ウェーブレット変換ハンドブック (2005)
  • Author(s): 分担訳:桜間一徳他
  • Total Pages: 392
  • Publisher: 朝倉書店