2019 Fiscal Year Annual Research Report
Human assist control theory based on control barrier function
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19H02162
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| Research Institution | Tokyo University of Science |
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Principal Investigator |
中村 文一 東京理科大学, 理工学部電気電子情報工学科, 准教授 (70362837)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
西村 悠樹 鹿児島大学, 理工学域工学系, 准教授 (20549018)
佐藤 康之 東京理科大学, 理工学部電気電子情報工学科, 研究員 (40738803)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 制御工学 / 非線形制御理論 / ヒューマンアシスト / ロボット制御 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
自動車，電動車いす，ドローン，遠隔操作ロボットなど移動体に対する安全アシスト制御は，国民生活を豊かにするキーテクノロジーとして幅広い産業分野で期待されている一方，これまで制御工学において，システムの安全性を保障するためのアシスト制御に関する理論的検討は不十分であった．そこで，本研究では，制御バリア関数を用いて安全性と操作性を両立する，アシスト制御に関する基礎理論の構築を目的とする．
本年度は，制御バリア関数を用いたヒューマンアシスト制御の課題であった操作性の向上のために制御バリア関数にアシストプロファイル関数の概念を導入し，電動車いすに対して適用し，実機実験により安全性と操作性を両立したヒューマンアシスト制御の有効性を確認した．また，さまざまなセンサによる情報を統合することなく階層的に安全性を保障する階層化安全アシスト制御理論を提案し，ヒューマノイドロボットPepperの遠隔操作システムに適用し有効性を確認した．歩行者など，移動体の安全アシストでは移動する障害物の回避も重要な問題である．本年度は時変制御バリア関数を用いた適応安全アシスト制御則を開発した．また，厳密微分器を用いた安全アシスト制御則を開発した．移動体の安全保障においては，制御対象の形状の陽な考慮も重要である．本年度は，移動体の形状を考慮した安全アシスト制御を開発した．さらに，確率的に外乱が印加されるシステムに対する確率外乱抑制安全アシスト制御理論を構築し，入力状態制約安全性制御バリア関数（ISCSf-CBF)を提案し，外乱抑制安全アシスト制御理論を構築した．また，最小射影法を用いた微分不可能制御バリア関数である，局所半凹制御バリア関数設計法を提案した．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
全項目について当初計画を前倒しして進捗しており，研究成果をまとめた論文が順調に採択・出版されているため．
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| Strategy for Future Research Activity |
研究計画書に記載した課題は，おおむね解決することができた．本年度は得られた結果に関する学術論文誌論文を執筆するとともに，電動車いすのヒューマンアシストシステムを実用化可能な水準まで向上させることを目指す．
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Research Products
(20 results)
