相互通信可能な複数移動ロボットの幾何学的性質による協調パスプランニング

1993 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 05750246
• Research Institution: Osaka Electro-Communication University
• Principal Investigator: 登尾 啓史 大阪電気通信大学, 工学部, 助教授 (10198616)
• Keywords: マルチロボット / 協調動作 / 移動ロボット / パスプランニング / 障害物回避 / ロボット間通信 / 知能化 / 自律ロボット

Research Abstract

本研究では、複数の移動ロボットが同一の空間を自由に動き回るときのパスプランニングアルゴリズムについて考察した。一般に、このようなとき、それらの移動ロボットのうちのいくつかはお互いに衝突し合いデッドロックを発生させる。そこでまず、このアルゴリズムには、種々のデッドロックを分解するメカニズムが要求される。また、それには、各々の移動ロボットがゴールへ確実に到達するメカニズムも必要となる。そこで我々は、移動ロボットはお互いに通信しながら意志を伝えあえるとし、これにより形成される協調運動がそのデッドロックフリー特性を保証するコミニュケーションベーストパスプランニングアルゴリズムを考えた。このアルゴリズムは、そのような協調動作により、前述の2つの重要なメカニズムを持つことに成功している。
まず、このアルゴリズムでは、移動ロボットは衝突しない限りゴールへ直進し、ゴールへ単調に接近する。次に、いくつかの移動ロボットがお互いに衝突し合ってデッドロックが生じたとき、その一部を静止させたうえで、残りにその周囲を辿らせる。このとき、デッドロックに参入したところよりもゴールへ接近したところから、移動ロボットはそれを離脱する。これにより、静止障害物のみを対象としたセンサベーストパスプランニングアルゴリズムをデッドロックフリーにするために用いられる十分条件『静止障害物と衝突した移動ロボットは、その点よりもゴールに近い点から離れると、最終的にそのゴールに到達できる』が、このアルゴリズムのデッドロックフリー特性をも保証する。すなわち、協調運動により静止させられたデッドロックの一部の周囲から、残りの移動ロボットが十分条件を満足するように離脱することが繰り返えされると、この静止部分が徐々に無くなり、それらのゴールへの到達が保証される。尚、このアルゴリズムの有効性は、いくつかのケースでグラフィックスシミュレーションにより確認されている。

Research Products

• [Publications] Hiroshi Noborio,and Mitsuyasu Edashige: "A Cooperative Path-Planning for Multiple Automata by Dynamic/Static Conversion" Proceedings of the 1993 IEEE/RSJ International Conf.on Intelligent Robots and Systems. 3. 1955-1962 (1993)
• [Publications] Hiroshi Noborio,and Takashi Yoshioka: "Sensor-Based Path-Planning Algorithm for Multiple Automata and Its Limitation for the Deadlock Occurrence" Proceedings of the 2nd Asian Conference on Robotics and Its Application. (to appear). (1994)
• [Publications] 登尾啓史,吉岡孝,木山貴晴: "パスプランニングにおけるマルチロボットの協調動作について" ロボティクス・メカトロニクス講演会′93. 944-949 (1993)
• [Publications] 木山貴晴,吉岡孝,登尾啓史: "自律分散型オンラインデッドロックフリーパスプランニングの一提案" 第11回 日本ロボット学会学術講演会予稿集. 2. 419-420 (1993)