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自動走行システムのための予測値整形理論の確立

研究課題

研究課題/領域番号 16H06094
研究種目

若手研究(A)

配分区分補助金
研究分野 制御・システム工学
研究機関大阪大学

研究代表者

南 裕樹  大阪大学, 工学研究科, 准教授 (00548076)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
13,910千円 (直接経費: 10,700千円、間接経費: 3,210千円)
2019年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2018年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2017年度: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2016年度: 6,890千円 (直接経費: 5,300千円、間接経費: 1,590千円)
キーワード自動走行システム / 予測値整形 / 予測ガバナ / 経路追従制御 / ニューラルネット / 制御工学 / 時空間光制御 / ニューラルネットの軽量化 / 自動走行
研究成果の概要

本研究では,周囲の環境を認識しながら賢く動く自動車ロボットを実現するための技術を提案した.まず,環境予測が不確実である場合を想定し,予測誤差が自動走行に与える影響を小さくするための予測値整機構「予測ガバナ」の設計論を構築した.そして,ミニチュアスケールの実験装置を用いてレーンキープ制御実験を行い,提案手法の有用性を確認した.さらに,環境予測で利用されるニューラルネットの軽量化手法や予測する環境自体を制御して自動車に作用させる手法を開発した.

研究成果の学術的意義や社会的意義

自動走行システムの開発においては,主として,周辺環境の予測技術と自動車の走行制御技術が別々に考えられていることが多い.これに対して本研究のアプローチは,予測ガバナを導入し,予測技術と制御技術を結びつけるものである.本研究では,設計論の構築と検証を行なっており,この成果は,予測と制御の調和という課題に対する重要な知見を与えているといえる.また,環境と自動車の相互作用に注目し,環境を制御して自動車を操るという今後重要となる新しい問題を検討している.これは,理論面と応用面で今後の発展が期待できる.

報告書

(5件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書
  • 研究成果

    (36件)

すべて 2020 2019 2018 2017 2016 その他

すべて 雑誌論文 (9件) (うち査読あり 5件、 オープンアクセス 4件) 学会発表 (25件) (うち国際学会 11件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] Design of Neural Network Quantizers for Networked Control Systems2019

    • 著者名/発表者名
      Juan Esteban Rodriguez Ramirez、Yuki Minami
    • 雑誌名

      Electronics

      巻: 8 号: 3 ページ: 318-318

    • DOI

      10.3390/electronics8030318

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 誤差拡散型量子化によるニューラルネットワークの軽量化2019

    • 著者名/発表者名
      南裕樹,池田智裕,石川将人
    • 雑誌名

      システム制御情報学会論文誌

      巻: 32 ページ: 133-135

    • NAID

      130007663766

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Synthesis of event-triggered dynamic quantizers for networked control systems2018

    • 著者名/発表者名
      Juan Esteban Rodriguez Ramirez、Minami Yuki、Sugimoto Kenji
    • 雑誌名

      Expert Systems with Applications

      巻: 109 ページ: 188-194

    • DOI

      10.1016/j.eswa.2018.05.020

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Prediction Governors for Input-Affine Nonlinear Systems and Application to Automatic Driving Control2018

    • 著者名/発表者名
      Yuki Minami and Yudai Iwai
    • 雑誌名

      Robotics

      巻: 7 号: 2 ページ: 16-16

    • DOI

      10.3390/robotics7020016

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Event-Triggered Quantizers for Network Traffic Reduction2017

    • 著者名/発表者名
      J. E. Rodriguez Ramirez, Y. Minami, and K. Sugimoto
    • 雑誌名

      Journal of Advanced Computational Intelligence and Intelligent Informatics

      巻: 21 号: 6 ページ: 1111-1113

    • DOI

      10.20965/jaciii.2017.p1111

    • NAID

      130007520165

    • ISSN
      1343-0130, 1883-8014
    • 年月日
      2017-10-20
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 信号品質を保つディジタル化技術:ノイズシェーピング量子化III 誤差拡散法2017

    • 著者名/発表者名
      南裕樹
    • 雑誌名

      システム/制御/情報

      巻: 61 ページ: 36-41

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [雑誌論文] 信号品質を保つディジタル化技術:ノイズシェーピング量子化―I―量子化とノイズシェーピングの基礎2017

    • 著者名/発表者名
      南裕樹
    • 雑誌名

      システム/制御/情報

      巻: 61 ページ: 76-82

    • NAID

      130005973644

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [雑誌論文] 信号品質を保つディジタル化技術:ノイズシェーピング量子化―II―ΔΣ変調器2017

    • 著者名/発表者名
      岡島寛,南裕樹
    • 雑誌名

      システム/制御/情報

      巻: 61 ページ: 34-39

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [雑誌論文] 信号品質を保つディジタル化技術:ノイズシェーピング量子化―III―制御のための動的量子化器(1)2017

    • 著者名/発表者名
      南裕樹
    • 雑誌名

      システム/制御/情報

      巻: 61

    • NAID

      130006250372

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Modeling and control of dynamical systems with neural ordinary differential equations2020

    • 著者名/発表者名
      M. Kageyama, Y. Minami, and M. Ishikawa
    • 学会等名
      25th International Symposium on Artificial Life and Robotics
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Tracking Control of Mobile Robots by Spatiotemporal Light Navigation2019

    • 著者名/発表者名
      T. Okuda, Y. Minami and M. Ishikawa
    • 学会等名
      SICE Annual Conference 2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Stable Dynamic Quantizer Design for MIMO Non-Minimum Phase Systems based on Serial System Decomposition2019

    • 著者名/発表者名
      T. Kusui, Y. Minami, and M. Ishikawa
    • 学会等名
      2019 18th European Control Conference
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Neural Ordinary Differential Equations を用いた動的システムのモデリングと制御2019

    • 著者名/発表者名
      影山将也,南裕樹,石川将人
    • 学会等名
      第 62 回自動制御連合講演会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 路面形状制御による移動ロボットの軌道追従制御2019

    • 著者名/発表者名
      北岡知大,南裕樹,石川将人
    • 学会等名
      第 62 回自動制御連合講演会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 深層学習モデルの圧縮のためのノイズシェーピング量子化器の多段階設計2019

    • 著者名/発表者名
      南裕樹, 池田智裕, 石川将人
    • 学会等名
      第 63 回システム制御情報学会研究発表講演会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 多入力多出力非最小位相系に対する動的量子化器の一設計法2019

    • 著者名/発表者名
      楠井大気, 南裕樹, 石川将人
    • 学会等名
      第 63 回システム制御情報学会研究発表講演会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] ニューラルネットの軽量化のためのノイズシェーピング量子化:学習データの特徴を利用したフィルタ設計2019

    • 著者名/発表者名
      南裕樹,池田智裕,石川将人
    • 学会等名
      第 6 回制御部門マルチシンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Design of Quantizers with Neural Networks: Classification Based Approach2018

    • 著者名/発表者名
      J. E. Rodriguez Ramirez, Y. Minami, and K. Sugimoto
    • 学会等名
      2018 International Symposium on Nonlinear Theory and Its Applications
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 時空間光ナビゲーションによる移動ロボットの軌道追従制御2018

    • 著者名/発表者名
      奥田貴裕,南裕樹,石川将人
    • 学会等名
      第 61 回自動制御連合講演会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 疑似線形表現に基づく予測ガバナの設計と自動走行システムへの応用2018

    • 著者名/発表者名
      南裕樹,岩井雄大
    • 学会等名
      日本機械学会 ロボティクス・メカトロニクス講演会2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] ニューラルネットワークの動的量子化に関する一考察2018

    • 著者名/発表者名
      池田智裕, 南裕樹, 石川将人
    • 学会等名
      第 62 回システム制御情報学会研究発表講演会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 制御のためのノイズシェーピング技術とその応用2018

    • 著者名/発表者名
      南裕樹
    • 学会等名
      第 62 回システム制御情報学会研究発表講演会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Development and control of distributed lighting control system2018

    • 著者名/発表者名
      Y. Takamoto, Y. Minami, and K. Sugimoto
    • 学会等名
      23rd International Symposium on Artificial Life and Robotics
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 予測ガバナを用いた自動運転制御2018

    • 著者名/発表者名
      岩井雄大, 南裕樹, 杉本謙二
    • 学会等名
      平成29年度SICE関西支部・ISCIE 若手研究発表会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 非線形システムに対する予測ガバナの設計と自動走行制御への応用2017

    • 著者名/発表者名
      岩井雄大,南裕樹,杉本謙二
    • 学会等名
      ロボティクス・メカトロニクス講演会2017
    • 発表場所
      ビックパレットふくしま(福島,郡山市)
    • 年月日
      2017-05-11
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 予測ガバナによる自動走行制御の性能改善2017

    • 著者名/発表者名
      岩井雄大,南裕樹,杉本謙二
    • 学会等名
      日本機械学会 関西支部第92期定時総会講演会
    • 発表場所
      大阪大学(大阪,吹田市)
    • 年月日
      2017-03-13
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Event-triggered Dynamic Quantizers for Networked Control Systems2017

    • 著者名/発表者名
      J. E. Rodriguez Ramirez, Y. Minami, and K. Sugimoto
    • 学会等名
      20th IFAC World Congress
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Prediction Governor for Nonlinear Affine Systems and Its Application to Automatic Cruise Control2017

    • 著者名/発表者名
      Y. Iwai, Y. Minami, and K. Sugimoto
    • 学会等名
      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] Neural Network Quantizers for Discrete-valued Input Control2017

    • 著者名/発表者名
      J. E. Rodriguez Ramirez, Y. Minami, and K. Sugimoto
    • 学会等名
      The 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] Design of Prediction Governors for Linear Systems with Input Saturation2017

    • 著者名/発表者名
      Y. Minami
    • 学会等名
      The 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] Tracking Control of Ball and Beam Systems by Prediction Governors2016

    • 著者名/発表者名
      S. Tachibana, Y. Minami, and K. Sugimoto
    • 学会等名
      SICE Annual Conference 2016
    • 発表場所
      Tsukuba International Congress Center (Tsukuba)
    • 年月日
      2016-09-23
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Reinforcement-learning-based Quantizer Design for Discrete-valued Input Control2016

    • 著者名/発表者名
      W. Fukumi, Y. Minami, T. Matsubara, and K. Sugimoto
    • 学会等名
      SICE Annual Conference 2016
    • 発表場所
      Tsukuba International Congress Center (Tsukuba)
    • 年月日
      2016-09-21
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 予測ガバナを用いた自動走行制御の検討2016

    • 著者名/発表者名
      岩井雄大,南裕樹,杉本謙二
    • 学会等名
      第 33 回センシングフォーラム
    • 発表場所
      近畿大学(和歌山,紀の川市)
    • 年月日
      2016-09-02
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 強化学習を用いた量子化器設計2016

    • 著者名/発表者名
      福見渉,南裕樹,松原崇充,杉本謙二
    • 学会等名
      第 60 回システム制御情報学会研究発表講演会
    • 発表場所
      京都テルサ(京都市)
    • 年月日
      2016-05-26
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [備考] 研究室ホームページ

    • URL

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

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書 2018 実績報告書
  • [備考] 研究室ホームページ

    • URL

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

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書 2016 実績報告書

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2021-02-19  

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