| Project/Area Number |
21K04113
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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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 | Meiji University |
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Principal Investigator |
Ibuki Tatsuya 明治大学, 理工学部, 専任講師 (30725023)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥4,030,000 (Direct Cost: ¥3,100,000、Indirect Cost: ¥930,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
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| Keywords | モバイルロボティックネットワーク / 協調制御 / 制御バリア関数 / 制御工学 |
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| Outline of Research at the Start |
本研究課題では，2次元平面・3次元空間上の多数の移動ロボットから成るモバイルロボティックネットワークに対して，安全性を保証した協調制御手法を構築することを目的とする．特に，ここでいう安全性とは各ロボットの障害物回避およびロボット間の衝突回避を意味し，この保証に制御バリア関数と呼ばれる拘束付き最適化問題と相性の良い関数を導入する．提案手法では，各ロボットが局所的な情報を用いて自律分散的に最適化問題を解くことで制御入力を決定し，ネットワーク全体として衝突回避を保証しつつ所望の位置・姿勢協調を実現する．本研究では，「研究の目的」に記載されている諸問題に取り組み，各提案手法に対して実験検証も行う．
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| Outline of Final Research Achievements |
Aiming to systematically develop the synthesis of distributed collision avoidance in mobile robot networks composed of multiple mobile robots on 2D planes or in 3D spaces, this research project focused mainly on three issues: (i) distributed collision avoidance control for a group of mobile robots with shapes other than circles or spheres; (ii) safety-assurance motion coordination control based on control barrier functions on SO(3); and (iii) collision avoidance control using learning-based control barrier functions. For each of these problems, we proposed novel control laws, analyzed convergence or control performance, performed simulation verification, and also performed experimental verification with real hardware. The academic significance of these efforts has been recognized by numerous publications in academic journals and conference proceedings.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
本研究課題の成果および研究代表者の本研究課題に関連する先行研究の成果について，国内外で継続的に学術雑誌・会議論文に採録されることによりその学術的意義が認められている．本研究を引き続き継続，発展させ，将来的に様々な種類のモバイルロボット群に対するSE(3)上の衝突回避問題の体系化が実現できれば，Society 5.0や超スマートシティ等の次世代制御・ネットワーク技術の実現において，モバイルロボット群の安全な運用という観点で今後の発展に寄与すると期待する．
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