障害物環境におけるネットワークの連結性を考慮した分散予測制御

2019 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 18K04199
• Research Institution: Kyoto University of Advanced Science
• Principal Investigator: 福島 宏明 京都先端科学大学, ナガモリアクチュエータ研究所, 教授 (40377015)
• Project Period (FY): 2018-04-01 – 2021-03-31
• Keywords: ロボット群の制御

Outline of Annual Research Achievements

本研究の目的は，周囲の環境にあわせてロボット群が群れの形を変え，一部が分離することなく目標地点まで到達させる制御手法の確立に向け，以下の課題に取り組むことである．
(i)操作者が１台のロボットに目標経路を与えると，ロボット間の通信による情報交換を行うことなく，群れのネットワーク構造の連結性を維持する手法，さらに周囲の障害物にあわせて群れの形を変え，狭隘な環境でも目標経路に追従する分散的な制御手法を構築する．
(ii)上記(i)を発展させ，近傍ロボットの相対位置情報だけでなく，近傍ロボットの速度情報を用いることにより，近傍ロボット間でお互いの動きを予測し，迅速に群れの形状を変形可能な制御手法を構築する．
(iii)複数のUAVで構成されるロボット群，陸上ロボット群、および両者が混在したロボット群に対して，上記(i), (ii)の手法の有効性を実験により検証する．
今年度は，(ii)に関する研究を行った．具体的には，近傍のロボットの速度の推定値を用いることにより，従来研究の方法の問題点であった移動速度が遅い問題，および速度の指令値の振動が大きい問題を解決する方法を提案した．また，これによりロボット間の距離が最大許容距離近くまで増加する問題も解消された．しかしその一方で，従来法で用いていたネットワーク構造の切り替え手法が適切ではなくなったため，新たな方法を提案し，陸上ロボットを対象としたシミュレーションにより有効性を検証した．

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

近傍のロボットの速度の推定値を用いることにより，従来研究の方法の問題点であった移動速度が遅い問題，および速度の指令値の振動が大きい問題を解決する方法を提案し，計算機シミュレーションによる有効性を検証ができたため．

Strategy for Future Research Activity

交付申請書の「研究の目的」に記載したように，提案した手法の実験検証を中心に取り組む．

Causes of Carryover

実機実験に用いるロボットの準備を早めにすることも想定して本年度に計上していたが，新たな製品も発売されている関係で選定に時間がかかり本年度には購入しなかった．次年度に購入して準備を進める計画である．