| 研究課題/領域番号 |
20K04541
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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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 | 金沢工業大学 |
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研究代表者 |
村尾 俊幸 金沢工業大学, 工学部, 准教授 (00447038)
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| 研究分担者 |
平田 研二 富山大学, 学術研究部工学系, 教授 (40314364)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2022年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2021年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2020年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
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| キーワード | 協調制御 / 位置姿勢制御 / 視覚フィードバック制御 / ドローン / 複数台地上移動ロボット / 複数台ドローン / 地上移動ロボット / 制御バリア関数 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究課題では，複数台のドローンから得られるカメラ画像を用いた複数台地上移動ロボットの協調制御を視覚フィードバック制御で行う問題に取り組む．はじめに安全性や最適性を考慮した複数台ドローンのフォーメーション制御に取り組む．つぎに制御バリア関数やデータ駆動型学習を適用することで，ロバストで性能の高い地上機の複数台協調制御手法を提案する．並行して，障害物や危険区域を避け指定した通過点を経由する地上機に対する目標値生成手法を構築する．本研究では，理論的な議論に留まらせず，ドローンと地上走行移動ロボットによる検証実験を通して，実環境で使える制御手法の構築を目指す．
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| 研究成果の概要 |
本研究では，性能の高い地上機の複数台協調制御手法を目指し，トルク入力が可能な地上機に対して，動特性を考慮した合意制御手法を提案した．また，地上移動ロボットやカメラを有するドローンに対して，実環境での適用において避ける事が難しい入力外乱や障害物回避を考慮できる最適制御手法を，入力状態制御バリア関数を用いることで提案している．さらに，上空でカメラ視野を適切に得られるように制御された，カメラを有するドローンから得られた画像情報に対して，深層学習を用いて道路を判別し，地上移動ロボットがその上を走行するような位置姿勢制御手法を実装した．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究では地上移動ロボットやカメラを有するドローンに対して，実環境での適用において避ける事が難しい入力外乱や障害物回避を考慮できる最適制御手法を提案している．これらは提案した障害物回避のための関数が，入力状態制御バリア関数となることを学術的に示したところに価値がある．また，上空でカメラ視野を適切に得られるように制御された，カメラを有するドローンから得られた画像情報に対して，深層学習を用いて道路を判別し，地上移動ロボットがその上を走行するような位置姿勢制御手法を実装した．大きく印刷したGoogle Mapの航空画像に対して実機実験を行っており，実環境への適用も期待される．
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