| 研究課題/領域番号 |
19H02162
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分21040:制御およびシステム工学関連
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| 研究機関 | 東京理科大学 |
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研究代表者 |
中村 文一 東京理科大学, 理工学部電気電子情報工学科, 教授 (70362837)
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| 研究分担者 |
西村 悠樹 鹿児島大学, 理工学域工学系, 准教授 (20549018)
佐藤 康之 東京電機大学, 未来科学部, 助教 (40738803)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2021年度)
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| 配分額 *注記 |
17,420千円 (直接経費: 13,400千円、間接経費: 4,020千円)
2021年度: 3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円)
2020年度: 4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
2019年度: 9,100千円 (直接経費: 7,000千円、間接経費: 2,100千円)
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| キーワード | 制御工学 / ヒューマンアシスト制御 / 制御バリア関数 / ロボット制御 / 電動車いす / 制御理論 / 非線形制御理論 / ヒューマンアシスト / 微分不可能関数 / 確率微分方程式 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
近年，ブレーキ支援システム等の高度安全支援システムが普及する一方，ヒューマンアシスト制御には理論的な課題が数多く存在している．
本研究では，不連続微分方程式理論，確率制御理論，異空間を用いた意思決定を考慮した制御系設計理論，微分不可能関数解析を発展させ，状況に応じた意思決定の統一，ヒューマンアシストの優先度の考慮，未知環境への適応機構を備える，微分不可能な制御バリア関数を用いた階層化安全アシスト制御理論の構築を行う．本研究では，階層化適応安全アシスト制御理論の構築および制御バリア関数の設計理論に関する理論構築を行い，電動車いすやヒューマノイドロボットを用いた提案法の有効性検証実験を行う．
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| 研究成果の概要 |
本研究の研究成果として、人間や自転車などの移動障害物を対象とした時変制御バリア関数を提案し、新たな衝突回避制御法を開発した。制御対象の形状を考慮できる、あらたなヒューマンアシスト制御法を開発した。さらに、国際的に標準となってきている零化制御バリア関数の問題を解消した厳密零化制御バリア関数を提案し、厳密零化制御バリア関数を用いることによりヒューマンアシスト制御が実現できることを明らかにした。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究では、自動車や電動車いすなど制御対象の形状を考慮し、移動する障害物に対しても適用可能な安全アシスト制御フレームワークの構築に成功した。学術的には、従来高次元システムや人間の入力を含む時変システムに対して適用できなかった零化制御バリア関数の問題を解決した厳密零化制御バリア関数に基づく安全アシスト制御理論を構築することができた。これにより、移動体やロボットに対して数学的なフレームワークに基く安全アシスト制御を容易に設計できるようになっ。
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