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環境モニタリングのための人間・モバイルセンサネットワークの階層型協調制御

研究課題

研究課題/領域番号 15H04019
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 制御・システム工学
研究機関東京工業大学

研究代表者

藤田 政之  東京工業大学, 工学院, 教授 (90181370)

研究分担者 村尾 俊幸  金沢工業大学, 工学部, 講師 (00447038)
畑中 健志  東京工業大学, 工学院, 准教授 (10452012)
伊吹 竜也  東京工業大学, 工学院, 助教 (30725023)
向井 正和  工学院大学, 工学部, 准教授 (50404059)
河合 宏之  金沢工業大学, 工学部, 准教授 (70410298)
河合 康典  石川工業高等専門学校, その他部局等, 准教授 (90413765)
研究協力者 アトマン マデ ウィディ スリア  
山内 淳矢  
グエン タム  
小山 瞭  
研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2018-03-31
研究課題ステータス 完了 (2017年度)
配分額 *注記
16,380千円 (直接経費: 12,600千円、間接経費: 3,780千円)
2017年度: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2016年度: 4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
2015年度: 6,890千円 (直接経費: 5,300千円、間接経費: 1,590千円)
キーワード制御工学 / 環境モニタリング / 人間・モバイルセンサネットワーク / 協調制御 / 階層制御
研究成果の概要

本研究課題では,人間・モバイルセンサネットワークの階層型協調制御システムの構築に向けて,(1)運動と人間の決定を受動性という共通概念で包括する理論の構築,(2)実験から得たデータによる人間の受動性解析,(3)ネットワークのオンライン最適化システムの構築に取り組んだ.(1)に関しては,予定通り理論構築に成功し,国際会議や論文誌に採択された.(2)に関しては,東京-金沢間を通信により接続した遠隔実験システムを構築し,受動性解析を行った.本結果は国際学術雑誌の特別号に掲載された.(3)に関しては,時相論理混合型予測制御問題を混合整数計画問題として定式化し,オンライン最適化コードの自動生成に成功した.

報告書

(4件)
  • 2017 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2016 実績報告書
  • 2015 実績報告書
  • 研究成果

    (57件)

すべて 2018 2017 2016 2015 その他

すべて 国際共同研究 (4件) 雑誌論文 (7件) (うち国際共著 2件、 査読あり 7件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (43件) (うち国際学会 20件、 招待講演 1件) 図書 (3件)

  • [国際共同研究] University of Maryland/University of Central Florida(米国)

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [国際共同研究] Department of Mechanical Engineering/University of Maryland(米国)

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [国際共同研究] University of Texas at Dallas(米国)

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [国際共同研究] Department of Mechanical Engineering/University of Maryland(米国)

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [雑誌論文] Motion synchronization for semi-autonomous robotic swarm with a passivity-short human operator2018

    • 著者名/発表者名
      Atman Made Widhi Surya、Hatanaka Takeshi、Qu Zhihua、Chopra Nikhil、Yamauchi Junya、Fujita Masayuki
    • 雑誌名

      International Journal of Intelligent Robotics and Applications

      巻: 2 号: 2 ページ: 1-17

    • DOI

      10.1007/s41315-018-0056-8

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Pose Synchronization for Quadrotor Networks under Fixed General Interconnection Topology: A Passivity Approach2018

    • 著者名/発表者名
      T. Ibuki, S. Nakano, M. Endou and M. Sampei
    • 雑誌名

      SICE Journal of Control, Measurement, and System Integration

      巻: 11

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] ロボット間の通信遅れを考慮した人間 — ロボティックネットワークの協調制御:受動性アプローチ2017

    • 著者名/発表者名
      山内 淳矢、Made Widhi Surya Atman、畑中 健志、藤田 政之
    • 雑誌名

      計測自動制御学会論文集

      巻: 53 号: 12 ページ: 663-670

    • DOI

      10.9746/sicetr.53.663

    • NAID

      130006251001

    • ISSN
      0453-4654, 1883-8189
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A Passivity-Based System Design of Semi-autonomous Cooperative Robotic Swarm2017

    • 著者名/発表者名
      T. Hatanaka, N. Chopra, J. Yamauchi, M. Doi, Y. Kawai and M. Fujita
    • 雑誌名

      ASME DSC Magazine

      巻: 印刷中

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Visual Feedback Position Tracking and Attitude Analysis of2017

    • 著者名/発表者名
      S. Nakano, T. Ibuki and M. Sampei
    • 雑誌名

      SICE Journal of Control, Measurement, and System Integration

      巻: 10/3

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 1車線道路における交通信号機情報と前方車両の挙動予測に基づく省燃費加減速制御2017

    • 著者名/発表者名
      向井正和,青木博,川邊武俊
    • 雑誌名

      自動車技術会論文集

      巻: 48/1 ページ: 161-166

    • NAID

      130006734185

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 混合整数計画法を用いたモデル予測制御による1車線道路への合流経路生成2016

    • 著者名/発表者名
      向井正和,野口凌介,川邊武俊
    • 雑誌名

      計測自動制御学会論文集

      巻: 52 号: 11 ページ: 625-630

    • DOI

      10.9746/sicetr.52.625

    • NAID

      130005284765

    • ISSN
      0453-4654, 1883-8189
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 非受動的な要素を含むネットワークシステムの分散出力同期制御2018

    • 著者名/発表者名
      檀隼人,畑中健志
    • 学会等名
      第5回制御部門マルチシンポジウム
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 離散時間系におけるPassivity Shortageに基づく3次元姿勢協調制御2018

    • 著者名/発表者名
      伊吹竜也,畑中健志
    • 学会等名
      第5回制御部門マルチシンポジウム
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] カメラ搭載ラジコンカーを用いた省スペースな自律走行実験環境の構築2018

    • 著者名/発表者名
      鈴木将,向井正和
    • 学会等名
      第5回計測自動制御学会制御部門マルチシンポジウム
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Two Variations of Passivity-Short-Based Semi-autonomous Robotic Swarms and Their Experimental Analysis2018

    • 著者名/発表者名
      M.W.S. Atman, J. Hay, J. Yamauchi, T. Hatanaka and M. Fujita
    • 学会等名
      SICE International Symposium on Control Systems 2018
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] A Distributed Reference Governor for High-Order LTI Swarm Systems2018

    • 著者名/発表者名
      T. Nguyen, S. Nakano, T. Hatanaka, E. Garone and M. Fujita
    • 学会等名
      2018 American Control Conference
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] A Passivity-Based Distributed Reference Governor Applied to Robotic Networks2017

    • 著者名/発表者名
      Tam Nguyen
    • 学会等名
      20th World Congress of the International Federation of Automatic Control
    • 発表場所
      the Toulouse city center, Toulouse, France
    • 年月日
      2017-07-09
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Passivity-Based Control of Human-Robotic Networks with Inter-Robot Communication Delays and Experimental Verification2017

    • 著者名/発表者名
      J. Yamauchi
    • 学会等名
      2017 IEEE International Conference on Advanced Intelligent Mechatronics
    • 発表場所
      Sheraton Arabella Park Hotel, Munich, Germany
    • 年月日
      2017-07-03
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] A Constructive Design of Human-Robots Collaborations for Human-Enabled Motion Synchronization2017

    • 著者名/発表者名
      Made Widhi Surya Atman
    • 学会等名
      第4回計測自動制御学会制御部門マルチシンポジウム
    • 発表場所
      岡山県 岡山大学 津島キャンパス
    • 年月日
      2017-03-06
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 受動性に基づくクアッドロータのダイナミクスを考慮した位置・姿勢同期制御2017

    • 著者名/発表者名
      遠藤眞覇人,仲野聡史,伊吹竜也,三平満司
    • 学会等名
      第4回計測自動制御学会制御部門マルチシンポジウム
    • 発表場所
      岡山県 岡山大学 津島キャンパス
    • 年月日
      2017-03-06
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Obstacle avoidance path generation method for the mobile robot using varying search range2017

    • 著者名/発表者名
      H. Natori, M. Mukai
    • 学会等名
      Artificial Life and Robotics 2017
    • 発表場所
      Seagaia Convention Center, Miyazaki
    • 年月日
      2017-01-19
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] FES-assisted Cycling with Velocity Tracking Control for Hemiparesis Rehabilitation2017

    • 著者名/発表者名
      Y. Kushima, H. Kawai, T. Murao, Y. Kawai, M. Kishitani, R. Suzuki and M. Fujita
    • 学会等名
      2017 IEEE International Conference on Advanced Intelligent Mechatronics
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Written Communication System based on Multilateral Teleoperation using Robust Control2017

    • 著者名/発表者名
      Y. Kawai, T. Miyoshi and M. Fujita
    • 学会等名
      2017 IEEE International Conference on Advanced Intelligent Mechatronics
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] A Passivity-Based Distributed Reference Governor Applied to Robotic Networks2017

    • 著者名/発表者名
      T. Nguyen, M. Doi, T. Hatanaka, E. Garone, M. Fujita
    • 学会等名
      20th World Congress of the International Federation of Automatic Control
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Tele-Rehabilitation System for Human Lower Limb using Electrical Stimulation based on Bilateral Teleoperation2017

    • 著者名/発表者名
      Y. Kawai, K. Honda, H. Kawai, T. Miyoshi, and M. Fujita
    • 学会等名
      1st IEEE Conference on Control Technology and Applications
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Performance Analysis of Visual Feedback Leader-Following Pose Synchronization with Stochastic Uncertain Leader in Three Dimensions2017

    • 著者名/発表者名
      J. Yamauchi, K. Kizaki, T. Ibuki, S. Satoh, T. Hatanaka and M. Fujita
    • 学会等名
      1st IEEE Conference on Control Technology and Applications
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Model Predictive Control with a Mixed Integer Programming for Merging Path Generation on Motor Way2017

    • 著者名/発表者名
      M. Mukai, H. Natori and M. Fujita
    • 学会等名
      1st IEEE Conference on Control Technology and Applications
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Dynamic Visual Feedback Position Tracking of Two-wheeled Vehicles with a Target Vehicle Motion Model2017

    • 著者名/発表者名
      S. Nakano, T. Ibuki and M. Sampei
    • 学会等名
      1st IEEE Conference on Control Technology and Applications
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Passivity-based Pose Synchronization for Quadrotors under General Digraphs2017

    • 著者名/発表者名
      T. Ibuki, M. Endou and M. Sampei
    • 学会等名
      the SICE Annual Conference 2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] A study on traffic flow control using traffic simulator UC-win/Road2017

    • 著者名/発表者名
      K. Saito, M. Mukai
    • 学会等名
      The 36th JSST Annual International Conference on Simulation Technology
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 交通システムの円滑化のためのモデル予測制御2017

    • 著者名/発表者名
      向井正和
    • 学会等名
      産業応用部門2017年度大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 車両のグループ化とモデル予測制御による交通システム円滑化に関する一考察2017

    • 著者名/発表者名
      向井正和
    • 学会等名
      第60回自動制御連合講演会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Distributed Dynamic Reference Governor for Constrained Semi-autonomous Robotic Swarm2017

    • 著者名/発表者名
      A. W. Farras, T. Nguyen, T. Hatanaka and M. Fujita
    • 学会等名
      第60回自動制御連合講演会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Bilateral Control of Nonlinear Teleoperation for 2DOF Robot Manipulators with Antagonistic Bi-articular Muscles2017

    • 著者名/発表者名
      T. Murao, H. Kawai, K. Hirata, M. Fujita
    • 学会等名
      2017 Asian Control Conference
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Kinectを用いた動的視覚オブザーバによる人体の位置姿勢推定に関する研究2017

    • 著者名/発表者名
      越野雅史, 杉本靖幸, 村尾俊幸, 河合宏之
    • 学会等名
      第18回 SICE システムインテグレーション部門
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 姿勢を考慮した人間・ロボティックネットワークの分散協調制御に関する一考察2016

    • 著者名/発表者名
      小山瞭, 河合宏之, 村尾俊幸, 畑中健志
    • 学会等名
      第17回 SICE システムインテグレーション部門 講演会
    • 発表場所
      北海道 札幌コンベンションセンター
    • 年月日
      2016-12-15
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 機能的電気刺激によるペダリング運動の速度制御2016

    • 著者名/発表者名
      久島康嘉, 河合宏之, 岸谷都
    • 学会等名
      第17回 SICE システムインテグレーション部門 講演会
    • 発表場所
      北海道 札幌コンベンションセンター
    • 年月日
      2016-12-15
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] A Passivity-Based Approach for Constrained Mobile Robotic Networks2016

    • 著者名/発表者名
      Tam Nguyen
    • 学会等名
      55th IEEE Conference on Decision and Control
    • 発表場所
      ARIA Resort & Casino, Las Vegas, NV, USA
    • 年月日
      2016-12-12
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 混合整数計画法を用いたモデル予測制御による1車線道路への合流経路生成2016

    • 著者名/発表者名
      向井正和
    • 学会等名
      第7回横幹連合講演会
    • 発表場所
      神奈川県 慶応大学 日吉キャンパス
    • 年月日
      2016-11-18
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 複数交差点の交通信号機に対するモデル予測制御に関する一考察2016

    • 著者名/発表者名
      向井正和
    • 学会等名
      第59回自動制御連合講演会
    • 発表場所
      福岡県 北九州国際会議場
    • 年月日
      2016-11-10
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Development of FES Alternate Knee Bending and Stretching System with RISE-based Control2016

    • 著者名/発表者名
      Y. Yamazaki, Y. Kushima, H. Kawai, Y. Kawai, T Murao, and R. Suzuki
    • 学会等名
      SICE Annual Conference 2016 (SICE2016)
    • 発表場所
      Tsukuba International Congress Center, Tsukuba, Japan
    • 年月日
      2016-09-20
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Visual Feedback Pose Tracking Control of Two-Wheeled Vehicles with2016

    • 著者名/発表者名
      S. Nakano, T. Ibuki and M. Sampei
    • 学会等名
      SICE Annual Conference 2016 (SICE2016)
    • 発表場所
      Tsukuba International Congress Center, Tsukuba, Japan
    • 年月日
      2016-09-20
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Robust Control for Client of Multilateral Teleoperation System using Mu-Synthesis2016

    • 著者名/発表者名
      Y. Kawai, S. Hamada, and T. Miyoshi
    • 学会等名
      SICE Annual Conference 2016 (SICE2016)
    • 発表場所
      Tsukuba International Congress Center, Tsukuba, Japan
    • 年月日
      2016-09-20
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Tracking Control using Muscle Contraction Model for Human Lower Limb2016

    • 著者名/発表者名
      Y. Kawai, K. Ejiri, and H. Kawai
    • 学会等名
      SICE Annual Conference 2016 (SICE2016)
    • 発表場所
      Tsukuba International Congress Center, Tsukuba, Japan
    • 年月日
      2016-09-20
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 小型ロボット に対する 探索範囲可変型障害物回避アルゴリズム の一考察2016

    • 著者名/発表者名
      名取碩唯,徳山 浩平,向井正和
    • 学会等名
      電気学会C部門大会
    • 発表場所
      兵庫県 神戸大学 六甲台第2キャンパス
    • 年月日
      2016-08-31
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 受動性に基づく人間ーロボティックネットワークによる協調制御と人間受動性の解析2016

    • 著者名/発表者名
      山内淳矢,畑中健志,藤田政之
    • 学会等名
      SICE 第3回 制御部門マルチシンポジウム
    • 発表場所
      愛知県 南山大学 名古屋キャンパス
    • 年月日
      2016-03-07
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 対象運動モデルを用いた二輪車両移動ロボットの視覚フィードバック型位置・姿勢制御2016

    • 著者名/発表者名
      仲野聡史,伊吹竜也,三平満司
    • 学会等名
      SICE 第3回 制御部門マルチシンポジウム
    • 発表場所
      愛知県 南山大学 名古屋キャンパス
    • 年月日
      2016-03-07
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] A Case Study on FES-assisted Cycling for Stroke Patients with Hemiparesis2016

    • 著者名/発表者名
      H. Kawai, M. Kishitani, T. Murao, and R. Suzuki
    • 学会等名
      ISYS 2016 Decennial Workshop
    • 発表場所
      University of Stuttugart, Stuttgart, Germany
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Passivity-Based Control of Robots: Historical Perspective and Contemporary Issues Tutorial Session2015

    • 著者名/発表者名
      T. Hatanaka, N. Chopra and M.W. Spong
    • 学会等名
      54th IEEE Conference on Decision and Control
    • 発表場所
      the Osaka International Convention Center, Osaka
    • 年月日
      2015-12-15
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Passivity-based Bilateral Human-Swarm-Interactions for Cooperative Robotic Networks and Human Passivity Analysis2015

    • 著者名/発表者名
      T. Hatanaka, N. Chopra and M. Fujita
    • 学会等名
      54th IEEE Conference on Decision and Control
    • 発表場所
      the Osaka International Convention Center, Osaka
    • 年月日
      2015-12-15
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Model Predictive Control of Traffic Signals for Traffic Flow Improvement2015

    • 著者名/発表者名
      M. Mukai, T. Kawabe
    • 学会等名
      Workshop on System and Control Perspectives for Smart City
    • 発表場所
      the International Conference Center Hiroshima, Hiroshima
    • 年月日
      2015-12-13
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 混合整数計画法を用いた自動車の予測制御2015

    • 著者名/発表者名
      向井正和
    • 学会等名
      自動車業界におけるIT・数理科学技術の活用
    • 発表場所
      東京都 富士ソフト アキバプラザ
    • 年月日
      2015-12-11
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Control Design of Client using Mixed Sensitivity Problem forMultilateral Teleoperation System2015

    • 著者名/発表者名
      Shogo Hamada, Yasunori Kawai, and Takanori Miyoshi
    • 学会等名
      2015 IEEE/SICE International Symposium on System Integration
    • 発表場所
      Meijo University, Nagoya
    • 年月日
      2015-12-11
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 操作力を考慮した遠隔操作システムの制御系設計2015

    • 著者名/発表者名
      濱田昌吾, 河合康典
    • 学会等名
      平成27年度電気関係学会北陸支部連合大会
    • 発表場所
      石川県 金沢工業大学 扇が丘キャンパス
    • 年月日
      2015-09-12
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [図書] Trends in Control and Decision-Making for Human-Robot Collaboration Systems, Y. Wang and F. Zhang (eds.)2017

    • 著者名/発表者名
      T. Hatanaka, N. Chopra, J. Yamauchi and M. Fujita
    • 総ページ数
      418
    • 出版者
      Springer-Verlag
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [図書] ロボット制御学ハンドブック2017

    • 著者名/発表者名
      畑中 健志
    • 出版者
      近代科学社
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [図書] Passivity Based Control and Estimation in Networked RoboticsCommunications and Control Engineering Series2015

    • 著者名/発表者名
      T. Hatanaka, N. Chopra, M. Fujita and M. W. Spong
    • 総ページ数
      269
    • 出版者
      Springer Verlag
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書

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公開日: 2015-04-16   更新日: 2022-08-26  

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