Dynamically Integrating Vehicles to Achieve Safe and highly efficient Driving
| Project/Area Number |
23K11338
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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 62020:Web informatics and service informatics-related
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| Research Institution | Aichi Prefectural University |
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Principal Investigator |
田 学軍 愛知県立大学, 情報科学部, 准教授 (70305514)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
神谷 幸宏 愛知県立大学, 情報科学部, 准教授 (10361742)
奥田 隆史 愛知県立大学, 情報科学部, 教授 (20204125)
伊藤 正英 愛知県立大学, 情報科学部, 准教授 (60459237)
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| Project Period (FY) |
2023-04-01 – 2027-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
Fiscal Year 2026: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2025: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2024: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
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| Keywords | Wireless LAN / 待ち行列 / 協調走行 / 運動学モデル / Visual Feedback / 通信品質QoS / 分散制御 |
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| Outline of Research at the Start |
本研究は交通効率を向上するために走行中の自動車群の協調走行を実現することを目的として，高効率情報通信技術を用いた分散型個体をソフト一体化する新型走行システムに関する研究である．従来の研究は，単体車がパッシブ的（受動的）に環境変動へ適応する対応策が中心となっているのに対して，本研究は走行中の複数車からなる自動車群はアクティブ型通信により，追い越しなどの意図を事前に複数の関連自動車に伝達して合意の上で協調しながら走行することを目指す．分散システム上で最適規則に基づいて制限時間内に合意を形成し，リアルタイムにドライバーまたは制御システムに合意情報を提供する．
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| Outline of Annual Research Achievements |
2023年度においては、協調走行に利用可能な無線通信の分散通信方式、協調走行の効率に関連する待ち行列ネットワークの過渡特性、車両走行制御の基礎となる，低コストオムニホイールと駆動車輪モータの組み込みコントローラなどの面で研究を展開した。走行中の自動車群における関連情報の伝達には時間制限（タイムクリティカル性：Time Critical Communication）を許容範囲内に抑えるために高効率無線通信と高いQoSを持つ無線通信方式を検討した．無線通信の分散通信方式、IEEE802.11、位置情報に基づいた高効率通信などの方式を中心に研究を行った。利用便利性、スループットの向上、低遅延などの面でいい成果が得られた。車群グループの結成と管理に関して待ち行列ネットワークの過渡特性をAIにより明らかにする手法を提案するとともに，その精度，最適なネットワーク構成について議論した．走行制御に関して、カメラを搭載した全方向移動ロボットによって，注目対象とするボールへ画像ベースでアプローチする問題に取り組んだ．従来，画像とロボットの動作をシンプルに結びつけた関係に基づいて与えられたコントローラに，ロボットの運動学を導入し，その妥当性を実験的に検討した．全方向移動ロボットを用いて駆動車輪モータの組み込みコントローラ組み込み系ならではの固定小数演算で生じる誤差を考慮しつつ，走行面と車輪との間に生じる摩擦等の外乱を補償することに注力した．得た成果は車両の走行制御に寄与できる。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
協調走行を実現するため無線分散システムの通信方式、位置情報に基づいた高効率通信、協調走行の効率に関連する待ち行列、車両走行制御などの面で研究を展開した。通信方式、通信プロトコルの性能を評価し、伝送遅延、接続速度のなどの面から、タイムクリティカル通信を保証できるように新しい通信方式の提案をした。特に車両の位置情報を有効に利用して衝突せず通信できる分散方式は協調走行に相応しいと考えられる。合意達成に必要な条件を満たす通信方式の研究を進めた上で通信量を意識して待ち行列ネットワークの過渡特性をAIにより明らかにする手法を提案できた。車両制御に関して組み込みコントローラを検討し、組み込み系ならではの固定小数演算で生じる誤差を考慮しつつ，走行面と車輪との間に生じる摩擦等の外乱を補償する方式の提案は車両の走行制御に寄与するといえる．研究成果を取りまとめて数多くの学会発表をできたため、当初の計画通りに進展してきた。
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| Strategy for Future Research Activity |
高効率通信方式を研究し続けて特に位置情報に基づいた無線通信方式を詳細に検証する。車両位置の確定方法、グループの車両相対位置の確定手順について検討し、位置情報に基づいた無線通信ネットワーク通信プロトコルの性能向上の研究を展開する。各車において，客観的に関連車両の状況からOR（operations research）理論に基づいた共通の最適化規則を分析する。また、周囲の関連車の位置が既知だという前提で最適規則に従って具体的な走行ルートを計算して車の走行を制御する方法を研究する．
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Report
(1 results)
Research Products
(5 results)
