Safe and efficient routing method for coaction of various mobility devices
| Project/Area Number |
21K11856
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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 60060:Information network-related
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| Research Institution | Kanazawa Institute of Technology |
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Principal Investigator |
徳永 雄一 金沢工業大学, 情報フロンティア学部, 教授 (40852249)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
齋藤 正史 金沢工業大学, 情報フロンティア学部, 教授 (00759425)
北上 眞二 福井工業大学, 環境情報学部, 教授 (10585871)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2021: ¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000)
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| Keywords | Risk Potential Map / Free Space / Path Planning / Imbalance Convergence / Pareto Optimization / Authority Transition / ITS / mobility / network / IoT / routing / optimization |
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| Outline of Research at the Start |
自動車，建機，ロボット等の異種モビリティデバイスが混在する移動環境下において，移動効率と安全性を両立しながら各サービスを遂行できる環境の提供を目指す．具体的には，各モビリティデバイスの移動空間リスクをサーバサイドで計算し提供することで，各モビリティデバイスは相互に安全な空間のなかで移動することができる．本研究では，これを実現する，共通利用可能な移動空間リスクを適応型経路モデルとして定式化し，一般化する．また，目的の異なるモビリティデバイスのそれぞれの動作を考慮した移動予測を導くことで，サービス効率と安全性の両立を図る．また管理エリアを分割し，情報連携することでスケーラビリティにも対応する．
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| Outline of Annual Research Achievements |
(1)適応型経路モデルの定式化：昨年度に提案したフィールドメッシュに依存した予測型リスクポテンシャルマップの課題抽出と改良提案を実施．原理検証の結果，単一確率分布を基本としていたため多様な経路が混在するとリスク範囲が期待より広くなり安全領域（フリースペース）が確保できない課題が抽出された．そこで混合分布モデルの適用を検討．離散モデルと組み合わせることで適切なリスク範囲と高速化を基礎検証で確認した．今後，シミュレーション評価を予定．
(2)不均衡収束アルゴリズムの開発：不均衡収束アルゴリズムの定式化のアプローチとして，マルチエージェント多目的強化学習を用いて，パレートフロントを求める方式について検討を行った．原理検証として，２つのエージェントによるシミュレーションを実施した結果，緊急性と安全性についてのパレートフロントを得ることができた．今後はエージェント数を増やした場合の計算量を削減する方式について検討を行う予定．
(3)制御権限移譲プロトコルの開発：昨年度のモバイルデバイスの移動に関する制約事項にもとづき, オーバーラップしたエッジ群を定義, オーバーラップ部分で危険度の計算を引き継ぐためにクラウド経由での情報共有のための通信量を計測するためのシミュレータの開発を実施中．オーバーラップの度合いにより、通信量がどのように変化するかを分析する予定．
(4)異種モビリティ共働実証環境：多種モビリティの範囲にドローンを取り入れることとし，小型ドローンに取り付け飛行可能な軽量ロガーを開発．100g以下でサーバにリアルタイムに蓄積できることを確認．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
(1)適応型経路モデルの定式化：定式化の評価が若干遅れている．
(2)不均衡収束アルゴリズムの開発：多エージェントを対象としたシミュレータの開発が若干遅れている.
(3)制御権限移譲プロトコルの開発：シミュレータの開発が若干遅れている.
(4)異種モビリティ共働実証環境：順調に進捗．
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| Strategy for Future Research Activity |
計画時に設定した「スマートシティにおける多種多様なモビリティサービスの共存に向け,各モビリティデバイス特性やサービス要求を考慮したインフラ協調型モビリティ移動支援技術を確立し,インターネットに繋がるすべてのモビリティデバイスが安全かつ効率的にサービスを提供できる移動管制環境の実現」の必要性は依然として高く，またそのための技術課題についても研究の必要性に変わりはないことから，各進捗遅延を解消し，各技術の確立に向けて継続推進していく．具体的には，
(1)適応型経路モデルの定式化：計算機リソースを増強し評価の遅れを挽回する計画．
(2)不均衡収束アルゴリズムの開発：計算リソースの分散化により計算時間の短縮を図り，シミュレータ開発を加速させる計画．
(3)御権限移譲プロトコルの開発：シミュレータ開発の遅れを, RA雇用により挽回する計画．
(4)異種モビリティ共働実証環境：各研究の実証に活用．
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Report
(2 results)
Research Products
(8 results)
