| 研究課題/領域番号 |
22K04171
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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 | 京都先端科学大学 |
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研究代表者 |
福島 宏明 京都先端科学大学, 工学部, 教授 (40377015)
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| 研究期間 (年度) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| 研究課題ステータス |
交付 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2024年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2023年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2022年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
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| キーワード | ロボット群の制御 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究では，障害物環境で状況に応じて群れの形を変え，一部が分離することなく目標地点まで到達させる問題を考える．従来からこの問題に対する制御法が提案されているが，ロボットの位置関係などに関する様々な不等式制約の境界付近での応答の劣化や，モデル化誤差による制約違反，群れの形状変形や移動が迅速に行えない，といった課題が残されている．これらの問題を解決するために，本研究では予測情報やモデルの不確かさを考慮することにより，ロボット間で協調的に速度調整を行って制約違反を未然に防ぎ，群れのネットワーク構造を迅速に変化させて移動する新たな制御法を構築し，実機実験により有効性の検証を行う．
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| 研究実績の概要 |
本研究では，遠隔地で作業する移動ロボット群に必要不可欠な機能である，障害物環境で状況に応じて群れの形を変え，一部が分離することなく目標地点まで到達させる問題を考える．従来からこの問題に対する制御法が提案されているが，ロボットの位置関係などに関する様々な不等式制約の境界付近での応答の劣化や，モデル化誤差による制約違反，群れの形状変形や移動が迅速に行えない，といった課題が残されている．これらの問題を解決するために，本研究では予測情報やモデルの不確かさを考慮することにより，ロボット間で協調的に速度調整を行って制約違反を未然に防ぎ，群れのネットワーク構造を迅速に変化させて移動する新たな制御法を構築し，陸上ロボット群とドローン群を対象とした実機実験により有効性の検証を行うことを目的とする．昨年度は，制御バリア関数の考え方に基づき，他のロボットの現在速度から導出した速度制約を導入することにより，他のロボットの未来の動きを考慮することを目的とした制御手法を提案した．今年度はこの制御手法を，最適解がない場合も考慮したソフトな制約条件を用いて，ドローンを用いたシミュレーションにより有効性を検証した。また，新たに動的障害物を考慮した制御手法も提案した。この手法は単一のドローンに対するものであるが，複数のドローンを用いた予備的なシミュレーション，および実験を行い，良好な結果を得た。これらの結果は国際会議に投稿中，学術雑誌に投稿予定である。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
動的障害物を考慮した制御手法の基礎となるアルゴリズムを構築し，予備的なシミュレーション，実験を行うことができたため。
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| 今後の研究の推進方策 |
今年度提案した動的障害物を考慮した制御手法を基礎として，ネットワークの連結性を考慮したロボット群の制御手法を構築する。
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