2023 Fiscal Year Annual Research Report
Safe Cooperative Control of Mobile Robotic Networks Based on Control Barrier Functions
| Project/Area Number |
21K04113
|
|---|
| Research Institution | Meiji University |
|---|
Principal Investigator |
伊吹 竜也 明治大学, 理工学部, 専任講師 (30725023)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
|
| Keywords | 制御工学 / モバイルロボティックネットワーク / 協調制御 / 制御バリア関数 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
2023年度は，当初の研究計画で掲げていた3つの諸問題のうち2つについて，2022年度までの成果を順調に発展させた．まず，課題(a)：「円形・球体以外の形状のロボット群に対する分散型衝突回避則の提案」では，楕円形状を有するロボット群の衝突回避問題に対して，各ロボットに対して近傍のロボットの数が変化する場合の厳密な解析を新たに行った．
課題(b)：「3次元特殊直交群（SO(3)）上の制御バリア関数に基づく安全性を考慮した協調制御問題の考察」では，まず単一ドローンによる吊り荷型貨物運搬制御問題に対して，研究代表者が独自に考案したSO(3)上の制御バリア関数を用いた貨物の横揺れを抑制する新規の制御手法を提案し，さらに実機を用いた検証実験に成功した．また，横から見た2次元平面上の問題に限定しているが，複数のドローンによる貨物運搬制御問題に対して，ドローン間の衝突回避や貨物の横揺れ抑制を考慮した新規の制御手法を提案し，数値シミュレーションによる妥当性検証を行った．
以上の本研究課題の主な研究成果に加えて，3次元剛体群に対する位置姿勢協調制御手法や，カメラによる視覚情報を用いた3次元位置姿勢制御手法，機械学習の一手法としてガウス過程回帰を用いた分散型環境学習に基づく被覆制御手法，ハプティクスデバイスによる力フィードバック情報を用いたドローンの遠隔制御手法等を新規に提案し，さらに実験検証やシミュレーション検証を行うなど，本研究課題に関連する研究成果を多数挙げた．
以上の研究成果については，複数の学術雑誌論文に採録され，また国内外の学会における研究成果発表において好評を得るなど，その学術的意義が認められている．
|
