2018 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 – 2020-03-31
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| Keywords | 隊列走行 / 車両追従モデル / 最適制御 / ロボット車両 / LEGO MINDSTORM |
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| Outline of Annual Research Achievements |
前年度の研究実績を元に，当該年度では，実験に用いるマインドストームとして新しいものを利用して最高速度を向上し，狭い実験場所でも効率的な実験を実現することで研究を進めることを予定した．
平成３０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，交差点において交差する車両の行動と速度の制御についての研究を進めたことである．2台の車両からなる2つの隊列が，交差点において交差する状況を考える．このとき，どちらの車両が先に交差点に進入するかによらず，衝突を回避しながら交差点で交差する行動制御モデルを定義し，あわせて速度制御モデルを設計した．車両の速度制御モデルは，いわゆる車両追従モデルに基づいて設計されており，理想的な速度制御履歴を与えるように最適化問題を解いてパラメータを決定する．LEGOマインドストームを用いた数値実験において，モデルの妥当性を検討している．
第2に，乗り心地を考慮した速度制御モデルについて研究している．行動制御と速度制御の数理モデルの基本的な考え方は同じであるが，速度制御モデルのパラメータを決定する最適化問題において最高加速度の上限と下限を与える制約を与えて最適化を行っている．それを４台の車両から成る隊列の速度制御に適用している．その成果は，第23回計算工学講演会において発表している．
第3に，車両行動を制御するモデルを自動的に設計するための研究を行っている．この研究では，ロボット車両が紙上に記載したラインに沿って行動するライントレース実験において，車両の行動を決定する制御ルールを文法進化という方法を用いて決定している．その成果について，国際会議Tenth International Conference on Engineering Computational Technology (ECT2018において発表を行っている．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
前年度の結果より，昨年度の研究テーマを以下のように設定した．第1は，実験に用いるマインドストームとして新しいものを利用して最高速度を向上し，狭い実験場所でも効率的な実験を実現することである．第2は，速度制御モデルに乗り心地を定量化したモデルを改良することである．第3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．
以上の点の進捗状態は以下のようである．
第1に，実験に用いるマインドストームとして新しいものを利用して最高速度を向上することについては，LEGO MINDSTORM EV3を利用して，実験を実施した．LEGO MINDSTORM EV3の最高速度は，これまでの機種LEGO MINDSTORM NXTより十分大きいので，これまでよりも効率的に実験を実施できる．しかし，それでも実験場所にはある程度の大きさを必要とすることが分かった．
第2に，速度制御モデルに乗り心地を定量化したモデルを改良することについては，十分実施することができなかった．
第3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については，国際会議で2件，国内講演会で2件の発表を行った．これらについてまとめて，学術雑誌に投稿することが必要である．
以上のことから，（３）やや遅れていると判断した．
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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．研究実施責任者が所属部局の副研究科長として，設置審査を担当しており，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，隊列車両群から車両が分かれる分流行動と，隊列車両群に車両が加わる合流行動において，同一の速度制御モデルを利用することの実機実験を行い，その結果を数値シミュレーションと比較することである．
第2は，交差点で交差する隊列走行車両の行動と速度の制御モデルについて研究を進めることである．
第３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 |
研究代表者は現在所属部局の副研究科長を仰せつかっている．所属部局は設置審査期間中にある．研究代表者は副研究科長として設置審査状況の確認，設置審査書類にあわせた教務事項の実施状況の確認を行っている．部局運営に関わる会議は毎週予定されており，国際会議はおろか国内会議においても最小限の期間だけしか出席することはできない．そのために，特に成果発表に十分な時間を割くことができなかった．
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