ゲーム理論的学習に基づくビジュアルセンサネットワークの協調能動センシング

• 研究課題/領域番号: 25420430
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 制御・システム工学
• 研究機関: 東京工業大学
• 研究代表者: 畑中 健志 東京工業大学, 理工学研究科, 准教授 (10452012)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2016-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2015年度)
• 配分額: 5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円); 2015年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円); 2014年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円); 2013年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
• キーワード: 制御理論 / ゲーム理論 / 協調制御 / ビジュアルセンサネットワーク / 能動センシング

研究成果の概要

本研究では複数のカメラがネットワークで接続されたビジュアルセンサネットワークに対して，環境情報を最適に計測する分散協調型の能動センシング手法を提案した．まず，ゲーム理論的学習理論に基づいて，未知の環境情報を利用しない二つの異なるセンシング手法の開発に成功した．加えて，環境変化に素早く適用する多様体上の分散最適化手法に基づく能動センシングアルゴリズム，分散的な情報処理によって対象物の運動を予測するアルゴリズムを新規提案した．また，実際にビジュアルセンサネットワークのテストベットを構築し，以上のアルゴリズムの有効性検証を行った．さらに，3Dアニメーションソフトウェアを用いたシミュレータを構築した．

研究成果

• [国際共同研究] Institute for System Dynamics/University of Stuttgart(Germany)
• [国際共同研究] Department of Environmental/Science and Technology/Cyprus University of Technology(Cyprus)
• [雑誌論文] A Payoff-based Learning Approach to Cooperative Environmental Monitoring for PTZ Visual Sensor Networks (2016)
  • 著者名/発表者名: T. Hatanaka, Y. Wasa, R. Funada, A. Charalambides and M. Fujita
  • 雑誌名: IEEE Transactions on Automatic Control 巻: 61 号: 3 ページ: 709-724
  • DOI: 10.1109/tac.2015.2450611
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] <i>SO</i>(3)上の勾配法に基づく協調視覚環境モニタリング (2015)
  • 著者名/発表者名: 舩田陸，畑中健志，藤田政之
  • 雑誌名: 計測自動制御学会論文集 巻: 51 号: 3 ページ: 139-147
  • DOI: 10.9746/sicetr.51.139
  • NAID: 130004855736
  • ISSN: 0453-4654, 1883-8189
  • 査読あり
• [雑誌論文] Application of Irrational Decisions to Simple Experimentation to Guarantee Welfare Maximization (2014)
  • 著者名/発表者名: Y. Wasa, T. Hatanaka and M. Fujita
  • 雑誌名: SICE Journal of Control, Measurement, and System Integration 巻: 7 号: 4 ページ: 199-204
  • DOI: 10.9746/jcmsi.7.199
  • 査読あり
• [雑誌論文] 視覚運動オブザーバの確率的推定性能解析 (2014)
  • 著者名/発表者名: 山内淳矢，佐藤訓志，畑中健志，藤田政之
  • 雑誌名: システム制御情報学会論文誌 巻: 27 号: 11 ページ: 443-451
  • DOI: 10.5687/iscie.27.443
  • NAID: 130005130285
  • ISSN: 1342-5668, 2185-811X
  • 査読あり
• [雑誌論文] Cooperative Estimation of Averaged 3D Moving Target Object Poses via Networked Visual Motion Observers (2013)
  • 著者名/発表者名: Takeshi Hatanaka
  • 雑誌名: IEEE Transactions on Automatic Control 巻: 3 号: 3 ページ: 623-638
  • DOI: 10.1109/tac.2012.2215732
  • 査読あり
• [雑誌論文] Improved Distributed Coverage Control for Robotic Visual Sensor Network under Limited Energy Storage (2013)
  • 著者名/発表者名: Azwirman Gusrialdi, Risvan Dirza, Takeshi Hatanaka, Masayuki Fujita
  • 雑誌名: International Journal of Imaging and Robotics 巻: 10
  • 査読あり
• [雑誌論文] Passivity-based Visual Feedback Pose Regulation Integrating a Target Motion Model in Three Dimensions (2013)
  • 著者名/発表者名: Tatsuya Ibuki, Takeshi Hatanaka, Masayuki Fujita
  • 雑誌名: SICE Journal of Control, Measurement, and System Integration 巻: 6
  • NAID: 10031199682
  • 査読あり
• [学会発表] 分散最適化 (2016)
  • 著者名/発表者名: 畑中健志
  • 学会等名: 第3回計測自動制御学会制御部門マルチシンポジウム
  • 発表場所: 名古屋市
  • 年月日: 2016-03-07
  • 招待講演
• [学会発表] Passivity-Based Control and Optimization in Networked Robotics (2016)
  • 著者名/発表者名: Takeshi Hatanaka
  • 学会等名: CCDC Seminar
  • 発表場所: Santa Barbara, CA, USA
  • 年月日: 2016-03-04
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 分散最適化 (2015)
  • 著者名/発表者名: 畑中健志
  • 学会等名: 第58回自動制御連合講演会
  • 発表場所: 神戸市
  • 年月日: 2015-11-14
  • 招待講演
• [学会発表] Experimental Study on Persistent Coverage Control with Information Decay (2015)
  • 著者名/発表者名: Takeshi Hatanaka
  • 学会等名: SICE Annual Conference 2015
  • 発表場所: Hangzhou, China
  • 年月日: 2015-07-28
  • 国際学会
• [学会発表] Experimental Study of Gradient-Based Visual Coverage Control on SO(3) Toward Moving Object/Human Monitoring (2015)
  • 著者名/発表者名: Takeshi Hatanaka
  • 学会等名: 2015 American Control Conference
  • 発表場所: Chicago, IL, USA
  • 年月日: 2015-07-01
  • 国際学会
• [学会発表] Stochastic Performance Analysis of Visual Motion Observer and Experimental Verifications (2015)
  • 著者名/発表者名: Junya Yamauchi
  • 学会等名: 10th Asian Control Conference 2015
  • 発表場所: Kota Kinabalu, Malaysia
  • 年月日: 2015-05-31
  • 国際学会
• [学会発表] ゲーム理論的視覚環境モニタリング (2015)
  • 著者名/発表者名: 畑中健志
  • 学会等名: 2015年電子情報通信学会 総合大会
  • 発表場所: 滋賀
  • 年月日: 2015-03-11
• [学会発表] ネットワークロボティクスにおける分散協調制御 (2015)
  • 著者名/発表者名: 畑中健志
  • 学会等名: 第2回制御部門マルチシンポジウム
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2015-03-06
  • 招待講演
• [学会発表] ズーム動作を考慮した勾配法に基づく協調視覚環境モニタリング (2015)
  • 著者名/発表者名: 舩田陸
  • 学会等名: SICE 第2回 制御部門マルチシンポジウム
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2015-03-05
• [学会発表] フレームレートに基づく視覚フィードバック型位置・姿勢制御 (2014)
  • 著者名/発表者名: 仲野聡史
  • 学会等名: 第57回 自動制御連合講演会
  • 発表場所: 群馬
  • 年月日: 2014-11-10
• [学会発表] Cooperative Visual Coverage Control and Its Applications (2014)
  • 著者名/発表者名: Takeshi Hatanaka
  • 学会等名: Symposium on the COntrol of NEtwork Systems (SCONES)
  • 発表場所: Boston, Massachusetts, USA
  • 年月日: 2014-10-28
• [学会発表] 3-D Visual Coverage Based on Gradient Descent Algorithm on Matrix Manifolds and Its Application to Moving Objects Monitoring (2014)
  • 著者名/発表者名: Takeshi Hatanaka
  • 学会等名: 2014 American Control Conference
  • 発表場所: Portland, Oregon, USA
  • 年月日: 2014-06-04
• [学会発表] Game Theoretic Cooperative Control of PTZ Visual Sensor Networks for Environmental Change Monitoring (2013)
  • 著者名/発表者名: Takeshi Hatanaka, Yasuaki Wasa, Masayuki Fujita
  • 学会等名: 52nd IEEE Conference on Decision and Control
  • 発表場所: Congress Centre Firenze, Italy
• [学会発表] Passivity-based Discrete Visual Motion Observer Taking Account of Camera Frame Rates (2013)
  • 著者名/発表者名: Tatsuya Ibuki, Yuto Namba, Takeshi Hatanaka, Masayuki Fujita
  • 学会等名: 52nd IEEE Conference on Decision and Control
  • 発表場所: Congress Centre Firenze, Italy
• [図書] Passivity Based Control and Estimation in Networked Robotics (2015)
  • 著者名/発表者名: Takeshi Hatanaka, Nikhil Chopra, Masayuki Fujita and Mark W. Spong
  • 総ページ数: 349
  • 出版者: Springer Verlag
• [図書] マルチエージェントシステムの制御 (2015)
  • 著者名/発表者名: 東俊一，永原正章，石井秀明，林直樹，桜間一徳，畑中健志
  • 総ページ数: 218
  • 出版者: コロナ社