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 |
Completed (Fiscal Year 2023)
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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:多種モビリティに対する経路モデル化の課題であった混合分布を離散モデルをベースとすることで解決. 本モデルの適用ユースケースとして， 人の乱横断リスクマップを生成, 多種モビリティの多様性を歩行者の乱横断要因へと置き換え， 様々な周辺環境に対する乱横断の可能性をリスクマップ化した． 本研究成果は国際学会に発表済．
(2)不均衡収束アルゴリズムの開発：一般的なQ学習を用いたパレートフロント探索の計算量を削減するために， ニューラルネットワークを導入してパレートフロントを学習・推測するPareto-DQNを採用した不均衡収束アルゴリズムの実装を試行． 小規模な問題では良好な結果を得ることができたが， 次数を増やした場合に計算が収束しない場合があることが判明． 計算収束のための制約条件の設定が課題として残ったが， 不均衡収束アルゴリズム定式化の目途がついた．
(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完了. オーバーラップの度合いにより, 通信量と情報共有完了までの遅延がどのように変化するかを分析した. 通信量・遅延の変動が, モバイルデバイスの移動経路に強く依存している結果となり, オーバーラップ領域の適正化まで至っていない. 移動体ではなく, 変動するエネルギーの入出力値に応じて, 供給量を最適に送受するシミュレータを用いた評価においては, 近似最適となる制御アルゴリズムの研究開発を行った.
(4)異種モビリティ共働実証環境:ドローンを含む多種モビリティに適合できる軽量な高精度自己位置発信装置を開発． 装置重量100g以下でGNSS情報を取得・無線送信し， 受信側でのRTK測位で1cm以下の高精度位置取得を確認．
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Report
(3 results)
Research Products
(14 results)
