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2022 Fiscal Year Annual Research Report

Programmable Environmental Stimulation for Automated Driving Systems: Motion Design with Light and Vibration

Research Project

Project/Area Number 20H04473
Research InstitutionOsaka University

Principal Investigator

南 裕樹  大阪大学, 大学院工学研究科, 准教授 (00548076)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 古川 正紘  大阪大学, 大学院情報科学研究科, 准教授 (40621652)
末岡 裕一郎  大阪大学, 大学院工学研究科, 助教 (50756509)
井上 正樹  慶應義塾大学, 理工学部(矢上), 准教授 (80725680)
Project Period (FY) 2020-04-01 – 2023-03-31
Keywords環境刺激 / 自動運転 / モデリング / イベントトリガ制御
Outline of Annual Research Achievements

外部環境の状態を把握しながら賢くふるまうロボットを実現する際,これまでは,ロボットに搭載するコントローラを高性能化することを考えていた.本研究では,それとは異なるアプローチとして,ロボットのコントローラを極限まで単純化したうえで,外部環境を意図的に制御し,環境刺激によってロボットを操る方法を考える.とくに,環境刺激として光や振動を対象とし,それらをタスクに合わせてプログラムする「環境刺激ジェネレータ」の設計論を構築する.
この目的に対して,本年度得られた主な成果は以下のとおりである.
(1)運転手のモデリングと環境刺激による制御:複数の光源(ペースメーカーライト)が壁面に設置されたトンネルをVR運転シミュレータ内に構築し,それを用いてドライバーモデルの同定実験を行った.さらに,ドライバーモデルを利用し,ペースメーカーライトを動的に制御することによって,不快感をできるだけ与えないようにしつつ運転手に速度調整を促す方法を検討した.
(2)ロボットコントローラの設計:ペースメーカーライトからの光刺激により自動運転車の速度制御を実現するためのコントローラを設計した.とくに自動運転車に搭載する光センサが一つの場合において,光刺激で制御入力を更新するイベントトリガタイプの速度制御コントローラと一定の間隔で制御入力を更新するセルフトリガタイプの速度制御コントローラを提案した.提案手法の有効性は,研究室レベルの実機実験によって検証した.
(3)環境刺激ジェネレータの設計:凹凸路面からの振動刺激を利用して自動運転車をナビゲーションする設定において,凹凸路面の形状を動的に変えるアクティブバンプの制御について検討した.さらに,画像認識AIモデルを搭載した自動運転車を題材とし,一定距離近づくとAIモデルが障害物と判別する錯視画像を利用することで,自動運転車の速度制御を行う方法を検討した.

Research Progress Status

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (23 results)

All 2023 2022 Other

All Int'l Joint Research (1 results) Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 4 results,  Open Access: 4 results) Presentation (17 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results,  Invited: 1 results) Remarks (1 results)

  • [Int'l Joint Research] University of Seville(スペイン)

    • Country Name
      SPAIN
    • Counterpart Institution
      University of Seville
  • [Journal Article] ペースメーカーライトを利用した移動ロボットの速度制御2023

    • Author(s)
      三谷 祐介, 鈴木 朱羅, 南 裕樹, 石川 将人
    • Journal Title

      日本機械学会論文集

      Volume: 89 Pages: 22-00250

    • DOI

      10.1299/transjsme.22-00250

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Speed Control of a Mobile Robot Using Confidence of an Image Recognition Model2023

    • Author(s)
      Hiroto Kawahata, Yuki Minami, Masato Ishikawa
    • Journal Title

      Journal of Robotics and Mechatronics

      Volume: 35 Pages: 338-342

    • DOI

      10.20965/jrm.2023.p0338

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Speed Control of Mobile Robots Using Vibration Stimuli from Bumpy Road Surface2023

    • Author(s)
      Ryosuke Mizoguchi, Yuki Minami, Masato Ishikawa
    • Journal Title

      Journal of Robotics and Mechatronics

      Volume: 35 Pages: 343-346

    • DOI

      10.20965/jrm.2023.p0343

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Body Stiffness Control for Using Body-Environment Interaction with a Closed-Link Deformable Mobile Robot2023

    • Author(s)
      Yuichiro Sueoka, Naoto Takebe, Yasuhiro Sugimoto, Koichi Osuka
    • Journal Title

      Journal of Robotics and Mechatronics

      Volume: 35 Pages: 362-370

    • DOI

      10.20965/jrm.2023.p0362

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] 移動ロボット群の走行制御のための衝突リスクの予測誤差整形2023

    • Author(s)
      朱未来,南裕樹,石川将人
    • Organizer
      2022年度計測自動制御学会関西支部・システム制御情報学会シンポジウム
  • [Presentation] 複数のバックホウ・ダンプトラックによる動的協働AI -自律分散的なチーム編成と新たな行動の獲得に向けた考察-2023

    • Author(s)
      末岡 裕一郎, 加藤 佑基, 近藤 翔太, 吉田 尚弘, 木村 魁斗, 大須賀 公一, 筑紫 彰太, 谷島 諒丞, 村本 いづみ, 永谷 圭司, 淺間 一
    • Organizer
      第35回自律分散システム・シンポジウム
  • [Presentation] ドライバーの光誘導制御とVR環境下の実証実験2023

    • Author(s)
      武田匡彦,井上正樹,南裕樹
    • Organizer
      第10回制御部門マルチシンポジウム
  • [Presentation] 少ないリソース下で制御システムの品質を保つ:情報圧縮とロボット制御2023

    • Author(s)
      南裕樹
    • Organizer
      2022年度計測自動制御学会関西支部・システム制御情報学会シンポジウム
    • Invited
  • [Presentation] A Controller Design Method for Continuous-Time and Discrete-Valued Input Systems2022

    • Author(s)
      Y. Ogio, Y. Minami, M. Ishikawa
    • Organizer
      SICE Annual Conference 2022
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 画像認識モデルを有する自律移動ロボットの錯視画像によるナビゲーション2022

    • Author(s)
      川畑寛人,南裕樹,石川将人
    • Organizer
      第 66 回システム制御情報学会研究発表講演会
  • [Presentation] 離散値係数制御器の設計のための設計モデル2022

    • Author(s)
      荻尾優吾,南裕樹,石川将人
    • Organizer
      第 66 回システム制御情報学会研究発表講演会
  • [Presentation] アクティブスピードバンプを利用した移動ロボットの速度制御2022

    • Author(s)
      溝口 涼介,南 裕樹,石川 将人
    • Organizer
      第65回自動制御連合講演会
  • [Presentation] 人間機械系の制御性能向上のための視覚情報の改変2022

    • Author(s)
      田中 健太,南 裕樹,石川 将人
    • Organizer
      第65回自動制御連合講演会
  • [Presentation] A Decentralized Approach to Gentle Cooperative Human Transportation with Mobile Robots Equipped with Flexible Tactile Sensors2022

    • Author(s)
      Yi Zhang, Yuichiro Sueoka, Yusuke Tsunoda, Hisashi Ishihara, Koichi Osuka
    • Organizer
      The 16th International Symposium on Distributed Autonomous Robotic Systems
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 要整地環境における経路確保に向けた物体の協調除去システムの設計2022

    • Author(s)
      吉田尚弘, 末岡裕一郎, 石原尚, 大須賀公一
    • Organizer
      第23回計測自動制御学会システムインテグレーション講演会
  • [Presentation] 環境変化に臨機応変に対応する協調搬送行動のための Attention-based Neural Network の設計2022

    • Author(s)
      千田哲平, 沖本将崇, 末岡裕一郎, 大須賀公一
    • Organizer
      日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会2022
  • [Presentation] Light guidance control of human: Driver modeling, control system design, and VR experiment2022

    • Author(s)
      M. Takeda, M. Inoue, X. Fang, Y. Minami, and J. M. Maestre
    • Organizer
      4th IFAC Workshop on Cyber-Physical Human Systems
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 交通事故回避に向けた衝突リスクの定量化と可視化2022

    • Author(s)
      小幡遼冴,井上正樹,中村文一
    • Organizer
      第65回自動制御連合講演会
  • [Presentation] 航空機の到着管理のためのデータ駆動モデリング2022

    • Author(s)
      石井南,井上正樹,和田真治,虎谷大地
    • Organizer
      第66回システム制御情報学会研究発表講演会
  • [Presentation] VRを用いた運転ドライバーのモデリング2022

    • Author(s)
      武田匡彦,方欣瑞,井上正樹,南裕樹
    • Organizer
      第66回システム制御情報学会研究発表講演会
  • [Presentation] 渋滞発生抑制のためのぺースメーカーライトの動的制御2022

    • Author(s)
      武田匡彦
    • Organizer
      自動車技術会春季大会第3回学生ポスターセッション
  • [Remarks] 代表者のwebページ

    • URL

      https://y373.sakura.ne.jp/minami/

URL: 

Published: 2023-12-25  

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