2016 Fiscal Year Research-status Report
多台参照追従モデルを用いた車両隊列の安全な協調行動シミュレーションに関する研究
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15K05760
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
北 栄輔 名古屋大学, 情報学研究科, 教授 (50234224)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
玉城 龍洋 沖縄工業高等専門学校, メディア情報工学科, 准教授 (60413837)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 隊列走行 / 車両追従モデル / 安定性解析 / ロボット車両 / シミュレーション |
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| Outline of Annual Research Achievements |
平成２８年度の研究実績は以下のようにまとめることができる．
第１に，隊列走行する車両群から車両が分離する場合について実験を行い，車両実験結果と数値シミュレーション結果を比較した．両者の比較の結果から，数値シミュレーション結果を車両実験結果によりあわせるために，数値シミュレーションに誤差モデルを組み込むことを検討した．LEGOマインドストームにおける実験における誤差にはいくつかの原因が考えられるが，それらのうちから車間距離を測定する超音波センサーの測定誤差とモーター出力と車両速度の関係の２つに絞ってモデルを構築した．この中では，センサーの誤差を測定し，平均値と分散値からばらつきをモデル化した．モーター出力と車両速度の関係については，車両ごとに数値シミュレーションを行い，線形な関係式と誤差を測定した．これらのモデルを組み込んだ数値シミュレーションを車両実験と比較し，両者の差が小さくなることを確認した．
第２に，２台の車両からなる２つの隊列が，交差点を交差する交通についてモデル化を行った．交差する道路の一方を優先道路，もう一方を非優先道路とする．優先道路を走行する隊列車両の情報を元に非優先道路を走行する車両が速度を制御することで，交差点で車両が停車する異なる２つの隊列が走行する．実験を通して安全に交差点交通を実現できることを確認した．
第３に，国際会議として24th International Congress of Theoretical and Applied Mechanics (ICTAM 2016)と12th World Congress on Computational Mechanics (WCCM 2016)において，国内講演会として日本機械学会計算力学講演会，日本機械学会年次大会，日本計算工学会講演会において成果発表を行った．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
昨年度，本年度の研究テーマを以下のように設定した．第１は，隊列走行する車両群から車両が分かれる場合と車両群に別の車両が合流する場合について実験を行い，実験結果と数値シミュレーション結果を比較することである．第２は，隊列から複数台の車両が離れる場合や合流する場合，交差点交通について検討することである．第３は，研究成果を学術雑誌や国内講演会などにおいて公表することである．
順調に遂行できたこととしては以下のことがある．第１は，隊列走行する車両群から車両が分かれる場合と車両群に別の車両が合流する場合について実験を行い，実験結果と数値シミュレーション結果を比較することによって，数値シミュレーション結果を車両実験結果によりあわせるために，数値シミュレーションに誤差モデルを組み込むことの必要性を確認した．特に，車間距離を測定する超音波センサーの測定誤差とモーター出力と車両速度の関係の２つに絞ってモデルを構築し，これらのモデルを組み込むことで，数値シミュレーションが車両実験と近づくことを確認した．第２に，２つの国際会議と３つの国内講演会において成果発表を行ったことをあげることができる．
その一方で，以下の点については予定通りには少し予定より遅れている．複数車両が隊列から離れる場合や複数車両が隊列に合流する場合の実験である．車両速度制御モデルのパラメータ設計と数値シミュレーションによる確認は行っているので，今後は実験結果と数値シミュレーションをさらに詳しく比較することが必要である．さらに，研究成果の公開についても，いっそう積極に実施する必要がある．
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| Strategy for Future Research Activity |
今年度の研究計画が予定よりも少し遅れていると判断されるに至った理由は上記の通りであるが，その背景としては以下のことが考えられる．第１は，速度制御モデルの設計において，速度制御モデルに含まれる理想的な車間距離に関する数理モデルに再検討の必要があることがわかったことである．理想的な車間距離モデルは，実査員の車両のモデルを利用している．研究成果を通して，理想的な車間距離モデルをマインドストームに適したように再設計する必要が示唆された．第２は，研究実施責任者が所属部局の副研究科長として，組織再編の担当者を担当しており，研究に十分な時間をさけなかったことである．
そこで，今年度は以下のことについて研究を進める予定である．第１は，数値シミュレーション結果を車両実験結果に適合するために，数値シミュレーションに組み込む誤差モデルをより精緻化することである．第２に，このモデルを用いて，隊列から複数台の車両が離れる場合や，複数の車両が合流する場合について実験を行うことである．さらに，交差点交通に適用することも実施したいと考えている．第３には，これまで以上に，研究成果を学術雑誌や国内講演会などにおいて公表することである．
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| Causes of Carryover |
第１は，研究内容が車両速度制御モデルの設計などの理論的な研究が中心であったことがあげられる．それに関連して，隊列走行実験に使用するために新たな設備の購入を次年度以降としたことが大きい．第２に，研究実施責任者が所属部局の副研究科長として，組織再編の主担当者であったために，国際会議などへの出席ができず，そのための予算を全て時根戸に繰り越すこととなった．以上のような理由から，次年度使用額が生じた．
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
繰越予算を以下のようにして使用する予定である．第１には，昨年度以上に実験を実施するために，今年度は，実験設備としてLEGO Mindstormsを購入するために，繰越予算を使用する．第２に，組織改組が一段落したことから，国際会議や学術雑誌への論文投稿をいっそうにすすめる．
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[Presentation] Simulation of vehicle separated from vehicle platoon2016
Author(s)
E. Kita, H. Takaue, M. Yamada, H. Sakamoto
Organizer
24th International Congress of Theoretical and Applied Mechanics (ICTAM 2016), August 20-26, 2016, Montreal, Quebec, Canada.
Place of Presentation
Montreal, Quebec, Canada.
Year and Date
2016-08-20 – 2016-08-26
Int'l Joint Research
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