| Project/Area Number |
19H02162
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 21040:Control and system engineering-related
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| Research Institution | Tokyo University of Science |
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Principal Investigator |
Nakamura Hisakazu 東京理科大学, 理工学部電気電子情報工学科, 教授 (70362837)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
西村 悠樹 鹿児島大学, 理工学域工学系, 准教授 (20549018)
佐藤 康之 東京電機大学, 未来科学部, 助教 (40738803)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2021)
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| Budget Amount *help |
¥17,420,000 (Direct Cost: ¥13,400,000、Indirect Cost: ¥4,020,000)
Fiscal Year 2021: ¥3,510,000 (Direct Cost: ¥2,700,000、Indirect Cost: ¥810,000)
Fiscal Year 2020: ¥4,810,000 (Direct Cost: ¥3,700,000、Indirect Cost: ¥1,110,000)
Fiscal Year 2019: ¥9,100,000 (Direct Cost: ¥7,000,000、Indirect Cost: ¥2,100,000)
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| Keywords | 制御工学 / ヒューマンアシスト制御 / 制御バリア関数 / ロボット制御 / 電動車いす / 制御理論 / 非線形制御理論 / ヒューマンアシスト / 微分不可能関数 / 確率微分方程式 |
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| Outline of Research at the Start |
近年，ブレーキ支援システム等の高度安全支援システムが普及する一方，ヒューマンアシスト制御には理論的な課題が数多く存在している．
本研究では，不連続微分方程式理論，確率制御理論，異空間を用いた意思決定を考慮した制御系設計理論，微分不可能関数解析を発展させ，状況に応じた意思決定の統一，ヒューマンアシストの優先度の考慮，未知環境への適応機構を備える，微分不可能な制御バリア関数を用いた階層化安全アシスト制御理論の構築を行う．本研究では，階層化適応安全アシスト制御理論の構築および制御バリア関数の設計理論に関する理論構築を行い，電動車いすやヒューマノイドロボットを用いた提案法の有効性検証実験を行う．
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| Outline of Final Research Achievements |
As results of the research project, we have proposed a time-varying control barrier function and a collision avoidance control method. Moreover, we have developed a novel human assist control method which can consider shapes of control objects. Furthermore, we have proposed a strict zeroing control barrier function based. With the function, we can design a human assist control method based on zeroing control barrier functions.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
本研究では、自動車や電動車いすなど制御対象の形状を考慮し、移動する障害物に対しても適用可能な安全アシスト制御フレームワークの構築に成功した。学術的には、従来高次元システムや人間の入力を含む時変システムに対して適用できなかった零化制御バリア関数の問題を解決した厳密零化制御バリア関数に基づく安全アシスト制御理論を構築することができた。これにより、移動体やロボットに対して数学的なフレームワークに基く安全アシスト制御を容易に設計できるようになっ。
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