| 研究課題/領域番号 |
21K04113
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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 | 明治大学 |
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研究代表者 |
伊吹 竜也 明治大学, 理工学部, 専任講師 (30725023)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2023年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2022年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2021年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
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| キーワード | 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 / 制御工学 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究課題では，2次元平面・3次元空間上の多数の移動ロボットから成るモバイルロボティックネットワークに対して，安全性を保証した協調制御手法を構築することを目的とする．特に，ここでいう安全性とは各ロボットの障害物回避およびロボット間の衝突回避を意味し，この保証に制御バリア関数と呼ばれる拘束付き最適化問題と相性の良い関数を導入する．提案手法では，各ロボットが局所的な情報を用いて自律分散的に最適化問題を解くことで制御入力を決定し，ネットワーク全体として衝突回避を保証しつつ所望の位置・姿勢協調を実現する．本研究では，「研究の目的」に記載されている諸問題に取り組み，各提案手法に対して実験検証も行う．
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| 研究成果の概要 |
本研究課題では，2次元平面・3次元空間上の多数のモバイルロボットから成るモバイルロボティックネットワークに対して，分散型衝突回避問題の将来的な体系化を目指して，主に(1)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制御問題，(2)SO(3)上の制御バリア関数に基づく安全性を考慮した運動協調制御問題，(3)制御バリア関数に基づく学習型衝突回避制御問題の3つの課題に取り組み，成果を挙げた．各課題に対して，新規の制御則の提案や収束性・制御性能解析，シミュレーション検証，さらには実機による実験検証を行い，その学術的意義は多数の学術雑誌・会議論文に採録されることにより認められている．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究課題の成果および研究代表者の本研究課題に関連する先行研究の成果について，国内外で継続的に学術雑誌・会議論文に採録されることによりその学術的意義が認められている．本研究を引き続き継続，発展させ，将来的に様々な種類のモバイルロボット群に対するSE(3)上の衝突回避問題の体系化が実現できれば，Society 5.0や超スマートシティ等の次世代制御・ネットワーク技術の実現において，モバイルロボット群の安全な運用という観点で今後の発展に寄与すると期待する．
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