2021 Fiscal Year Research-status Report
ビッグデータ技術との融合によるジャストインタイム制御の高速・高精度・高ロバスト化
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19K04460
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| Research Institution | Tokyo University of Science |
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Principal Investigator |
甲斐 健也 東京理科大学, 先進工学部電子システム工学科, 准教授 (60419471)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | ジャストインタイム制御 / ジャストインタイムモデリング / ビッグデータ / データベースド制御 / 自動運転 / 車 / モバイルロボット / マルチコプタ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度は本研究課題の３年目であり，１，２年目に築いた研究成果を基盤とし，さらなる発展的な研究成果の導出を目的とした．実施した研究テーマとしては以下が挙げられる．
(1)これまでに扱った「車の自動経路追従制御問題」では，簡易的な車のモデルのみを対象としていたが，応用を視野に入れる為，より現実に近い動力学に基づく四輪車モデルを導入し，ジャストインタイム制御に基づく自動経路追従制御法を開発した．さらに，悪天候時の湿潤・凍結路面へも対応ができるように，路面状況を考慮した手法へと拡張を行った．提案手法を複雑なコースへと適用したシミュレーションの結果，乾燥路面だけではなく，湿潤・凍結路面においても，高精度かつ低計算量で経路追従制御が行われていることが確認できた．
(2)ジャストインタイム制御法の応用可能性を検証するために，実際のモバイルロボットを制御対象とし，データベース作成ならびに経路追従制御の手法を開発した．実機実験の結果，高精度かつリアルタイム計算で滑らかな動きによる経路追従制御が実現できることが確認できた．
(3)マルチコプタを３次元空間内の目標軌道上に設定された目標点列を順次遷移させる「Point-To-Point制御問題」に対し，これまでの手法を改良し，精度の向上ならび計算量の低減を目指した．具体的にはデータベース内におけるデータ分布，データベースの検索方法について改良を行った．その結果，従来手法よりも少ない誤差・計算量で目標経路を追従していることが示された．
(4)ロボットマニピュレータに対して，ジャストインタイム制御法を用いたPoint-To-Point制御法を提案した．特にマニピュレータの長さに応じたデータベースを作成することによって高精度化を目指した．シミュレーションの結果，高い精度でPoint-To-Point制御が実現できることが確認でき，有効性が示された．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本年度は本研究課題の３年目であり，１，２年目の研究成果を基盤として，さらなる発展的・応用的な研究結果を導出することを主な目的としていた．研究実績の概要においても示されているように，複数の制御対象に関する研究成果をあげることができ，そして，従来手法の改良によって，高精度化や低計算量化が実現された．さらに，それらのいくつかの成果は対外的に発表することができた．したがって，当初の計画通りおおむね順調に進展しているといえる．
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| Strategy for Future Research Activity |
本年度で得られた研究成果に基づき，今後は以下のような研究課題に取り組む計画である．
(1)シミュレーションだけではなく実機実験による検証を進め，実機レベルにおいてジャストインタイム制御の有用性を示していく予定である．実機実験の制御対象としてはモバイルロボット，マルチコプタ，ロボットマニピュレータ，コミュニケーションロボット等を想定している．
(2)ジャストインタイム制御とビッグデータ技術とのさらなる融合，ならびに制御アルゴリズムの改良を進めてゆき，より高いパフォーマンスの実現を目指していく．
(3)研究成果がまとまり次第，国内学会・国際学会・雑誌論文への投稿を進めていく予定である．
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| Causes of Carryover |
新型コロナウイルスの世界的蔓延により，本年度に当初計画していた国際会議参加3件程度ならびに国内学会参加5件程度がすべてオンライン化または中止となってしまった影響で旅費支出が減額となり，大幅な次年度使用額が生じている．来年度も同様の理由により計画とのずれが生じる可能性があるが，動向を見ながら適切に使用計画を修正していく予定である．
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