移動ロボット相互の近距離通信のための空間分割光無線通信システムの開発

2002 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 13750365
• 研究機関: 広島市立大学
• 研究代表者: 高井 博之 広島市立大学, 情報科学部, 助手 (20264963)
• キーワード: 光無線通信 / 移動通信 / 移動ロボット / Ad Hoc Networks / 空間分割無線通信 / Localization / Cooperative Robotics / Multi-Robot Systems

研究概要

平成14年度は、無線通信ネットワークにおけるノード(=移動ロボット)の幾何学的配置に注目し、指向性通信媒体を用いた無線通信システムにおける、幾何学的干渉抑制アルゴリズム、および、相互位置情報の算出について検討した。
本研究では、通信媒体として赤外線を用い、光入射角センサを用いて、ノードの幾何学的配置情報を獲得する。
まず、ノードの幾何学的配置にもとづく通信干渉抑制アルゴリズムを検討した。検討した干渉抑制アルゴリズムでは、受信機から見てなす角が60°以下となる送信機のデータ送信タイミングの制御によって、干渉を抑制できることをシミュレーションによって確認した。また検討したシステムでは、指向性通信媒体を用いるため、異なる方向を向く送受信機は同時に受発信できる。これにもとづき、スケジューリングによる並行送信調停アルゴリズムを検討し、並行送信と干渉抑制を両立する調停アルゴリズムを開発した。この調停アルゴリズムは、シミュレーションにより良好な結果が認められた。
次ぎに、光入射角にもとづく、ノード(=移動ロボット)の相互位置情報の算出について検討した。本研究では、移動ロボットに搭載する無線通信システムを研究しており、移動ロボットを高機能化するため、搭載機器の多機能化・小型化は必須である。赤外線通信信号の入射角情報をもとに通信相手がなす角を求め、三角測量の要領でノード(=移動ロボット)の相互位置情報の算出を試みた。通信相手のなす角が直角に近くなる(三角法で計算不可能な)領域を除き、約10%程度の誤差で相互位置情報の算出ができることが実験的に確認できた。

研究成果

• [文献書誌] H.TAKAI, T.ONISHI K.TACHIBANA: "Multi-robot mutual localization using space-division infrared wireless communication"Proc. of The 8th Int. Symposium on Artificial Life and Robotics (AROB8th '03). 32-35 (2003)
• [文献書誌] H.TAKAI, G.YASUDA, K.TACHIBANA: "Development of Space-division Infrared Receiver for Fully Distributed Inter-robot Communication Networks"Proc. of the 2002 IEEE Int. Conf. on Systems, Man and Cybernetics (SMC'02). WA1E3 (2002)
• [文献書誌] H.TAKAI, G.YASUDA, K.TACHIBANA: "The Construction of Infrared Wireless Communication networks for the distributed sensing and cooperation of multiple autonomous mobile robots"Preprints. of the 15th IFAC World Congress (b'02). 2767 (2002)
• [文献書誌] H.TAKAI, H.HARA, K.HIRANO, G.YASUDA, K.TACHIBANA: "A Geometric Arbiter Selection Algorithm on Infrared Wireless Inter-robot Communication"Distributed Autonomous Robotic Systems 5 (DARS5). 61-70 (2002)
• [文献書誌] H.TAKAI, G.YASUDA, K.TACHIBANA: "A Space-division Optical Wireless Inter-ROBOT communication System with Mutual Localization Ability for Multiple Autonomous Mobile Robots"Preprints of the 4th IFAC Symposium on Intelligent Autonomous Vehicles (IAV2001). 338-343 (2001)
• [文献書誌] H.TAKAI, G.YASUDA, K.TACHIBANA: "A Space-division Optical Wireless Communication for Fully Distributed Multiple Autonomous Mobile Robots"Telematics Applications in Automation and Robotics (TA2001). 333-338 (2001)