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2021 年度 実績報告書

複数ロボットとオペレータとの協調による超スマート社会のための高信頼な自律分散制御

研究課題

研究課題/領域番号 17K14701
研究機関大阪大学

研究代表者

林 直樹  大阪大学, 基礎工学研究科, 准教授 (80637752)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2022-03-31
キーワードマルチエージェントシステム / 協調制御
研究実績の概要

近年、大規模ネットワーク化システムを用いて、付加価値の高いサービスを継続的に創出する制御法の実現が期待されている。このようなシステムでは、予め決められたタスクをこなすだけでなく、イレギュラーなタスクにもうまく対処できるようにすることが重要である。そこで、2021年度は、コントロールセンタなどを介することなく、サブシステム同士の局所的な情報伝達により、システム全体としての大域的な制御目標を達成する協調制御や分散最適化に関する研究を行った。特に、複数のロボットの協調によるターゲット追跡の基礎理論についてマルチエージェントシステムの制御の観点から考察し、その成果をカメラセンサネットワークの高信頼な制御則の導出へ応用した。本研究では、パン角やチルト角を制御できるPTZ (Pan-Tilt-Zoom) カメラセンサネットワークを対象とし、ネットワークを構成する各カメラのダイナミクスがオイラー・ラグランジュ (Euler-Lagrange) 方程式として定式化されるマルチエージェントシステムとしてモデル化した。また、スライディングモード制御を応用した合意制御により、有界な外乱の下でも、カメラ間の協調によって適切なターゲット追跡を行えることを示した。これにより、時々刻々変化する環境に応じてオペレータの監視業務を柔軟にサポートし、ロバストな制御を実現する協調制御システムのための基礎理論を構築することができた。

  • 研究成果

    (11件)

すべて 2022 2021

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (8件) (うち招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Logarithmic Regret for Distributed Online Subgradient Method over Unbalanced Directed Networks2021

    • 著者名/発表者名
      Makoto Yamashita, Naoki Hayashi, Takeshi Hatanaka, Shigemasa Takai
    • 雑誌名

      IEICE Transactions on Fundamentals of Electronics, Communications and Computer Sciences

      巻: E104-A ページ: 1019/1026

    • DOI

      10.1587/transfun.2020EAP1111

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Distributed Primal-Dual Perturbation Algorithm over Unbalanced Directed Networks2021

    • 著者名/発表者名
      Hiroaki Sakuma, Naoki Hayashi, Shigemasa Takai
    • 雑誌名

      IEEE Access

      巻: 9 ページ: 75324/75335

    • DOI

      10.1109/ACCESS.2021.3082537

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Distributed Gradient Descent Method with Edge-Based Event-Driven Communication for Non-Convex Optimization2021

    • 著者名/発表者名
      Takashi Adachi, Naoki Hayashi, Shigemasa Takai
    • 雑誌名

      IET Control Theory & Applications

      巻: 15 ページ: 1588/1598

    • DOI

      10.1049/cth2.12127

    • 査読あり
  • [学会発表] オープンな有向グラフにおける不等式制約付き分散オンライン最適化2022

    • 著者名/発表者名
      澤村 吏貴, 林 直樹, 乾口 雅弘
    • 学会等名
      電子情報通信学会技術報告書
  • [学会発表] スライディングモード制御を用いた合意制御の2リンクロボットマニピュレータへの応用2022

    • 著者名/発表者名
      亀岡 佳弘, 林 直樹, 高井 重昌
    • 学会等名
      第9回 制御部門マルチシンポジウム
  • [学会発表] マルチエージェントシステムにおける分散非凸最適化問題に対する量子化勾配降下アルゴリズム2022

    • 著者名/発表者名
      吉田 淳哉, 林 直樹, 高井 重昌
    • 学会等名
      第9回 制御部門マルチシンポジウム
  • [学会発表] 事象駆動型通信によるマルチエージェントシステムの分散最適化2022

    • 著者名/発表者名
      林 直樹
    • 学会等名
      第9回 制御部門マルチシンポジウム
  • [学会発表] 複数の事業者が共同運営するカーシェアリングサービスの事象駆動型協調最適化2021

    • 著者名/発表者名
      林 直樹, 櫻間 一徳
    • 学会等名
      第64回 自動制御連合講演会
  • [学会発表] 事象駆動型適応勾配降下法を用いた分散オンライン最適化2021

    • 著者名/発表者名
      岡本 康暉, 林 直樹, 高井 重昌
    • 学会等名
      第64回 自動制御連合講演会
  • [学会発表] Model Predictive Control with Robust Constraint Satisfaction Using Gaussian Process2021

    • 著者名/発表者名
      橋本 航, 林 直樹, 高井 重昌
    • 学会等名
      電子情報通信学会技術報告書
  • [学会発表] ビッグデータ時代におけるネットワーク化システムの制御と最適化2021

    • 著者名/発表者名
      林 直樹
    • 学会等名
      第65回システム制御情報学会研究発表講演会
    • 招待講演

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公開日: 2022-12-28  

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