| 研究課題/領域番号 |
21K20425
|
|---|
| 研究種目 |
研究活動スタート支援
|
| 配分区分 | 基金 |
|---|
| 審査区分 |
0302:電気電子工学およびその関連分野
|
|---|
| 研究機関 | 東京工業大学 |
|---|
研究代表者 |
舩田 陸 東京工業大学, 工学院, 助教 (50844247)
|
|---|
| 研究期間 (年度) |
2021-08-30 – 2023-03-31
|
| 研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
|
| 配分額 *注記 |
3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
2022年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2021年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
|
|---|
| キーワード | 制御 / 計測 / 経路計画 / 経路追従 / 移動ロボット / 制御工学 / 自律移動ロボット / 追従制御 |
|---|
| 研究開始時の研究の概要 |
本研究課題では，目的地到達に必要な環境情報のみに注意を払う効率的な計測によって，未知環境での自律移動を達成する経路計画・追従制御手法を構築する．まず，センサから推定・制御系に送信される情報量を削減することで，推定と制御に伴う計算負荷を軽減する．具体的には，所望の推定・制御性能を得るために必要な情報量を表す指標を導入し，その指標を計測頻度・範囲といったセンサ特性を操作して削減する．つぎに，経路計画と追従制御双方で，目的地到達に必要な制御入力と自己位置・地図情報の推定精度を，その実現に必要な情報量を抑える計測戦略とともに求める手法を提案する．さらに，移動ロボットを用いた実験により有効性を検証する．
|
| 研究成果の概要 |
本研究では，目的地への移動に必要な情報のみに注意を払う効率的な計測によって，ロボットの自律的な移動を達成させる経路計画・経路追従制御手法の構築を目的とした．この達成に向けて，まずセンサから推定・制御系に流れる情報量を用いて計測にかかるコストを定量化し，その最小化を実現する経路計画・経路追従手法を構築した．つぎに，ロボットに搭載されているセンサの特性を，上述の経路計画・追従制御に反映した．これによって，移動時にセンサの空間分解能や計測頻度を動的に調整することが可能となり，計測にかかるコストの削減を実現した．最後に，提案手法の有効性をシミュレーションにより検証をした．
|
| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
物流・保守点検といった分野で移動ロボットの活用が進む中，環境中を自律的に移動可能なシステムが求められている．この実現には，ロボットが自律的に環境を認識することが必要不可欠だが，環境認識に伴う計算量は膨大となる．本研究では，環境に対してあえて不注意になることを許容した経路計画・追従制御手法を構築することによって，計測に伴うコストを削減しつつ目的地への移動が可能となるシステムの構築を進めた．また，学術的にも，計測コストの削減を情報量の削減という新たな視点から数学的に厳密な形で表現しており，独自性が高いといえる．
|
