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2019 年度 実施状況報告書

カルバック・ライブラー制御を用いた超小型クワッドロータの自律群飛行

研究課題

研究課題/領域番号 18K13782
研究機関関西大学

研究代表者

本仲 君子  関西大学, システム理工学部, 助教 (70781772)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
キーワード障害物回避 / 動作計画 / 群飛行
研究実績の概要

本研究課題では,カルバック・ライブラー(Kullback-Leibler: KL)制御に基づき多数の小型クワッドロータの自律群飛行制御を実現することを目的としている.
2年目にあたる2019年度は,前年度に引き続き複数のクワッドロータが個別に自律飛行する環境を想定し,相互衝突回避のためのアルゴリズムについて検討した.
初年度にbuffered Voronoi cell(BVC)に基づいた相互衝突回避のためのアルゴリズムをシミュレーション上で複数台のクワッドロータに対して適用した結果,動力学を考慮したシミュレーションにおいては,条件によっては相互衝突が生じることを確認した.そこで,本年度は機体のオーバーシュートを防ぐための速度調整手法を提案した.また,実機実験に向けて群飛行実験が可能な環境を整え,実際に計測が可能であることを確認した.更に,クワッドロータに搭載されたカメラを用いて物体認識を行い,認識結果に基づいた制御を行う基礎的な実験を行った.

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

2019年度は当初の予定通り,複数台のクワッドロータの自律飛行を行う環境を構築した.具体的には合意制御により4台のクワッドロータが他のクワッドロータからの情報を用いて管制塔なしに合意を達成する(同じ状態に収束する)手法について検討し,実機実験を行った.以上より,研究はおおむね順調に進展していると考える.

今後の研究の推進方策

今後は,BVCのアルゴリズムに関する実機実験を行う.また,機体速度を考慮した拡張を検討する.更に,各クワッドロータの可視範囲を制限し,より実際の状況に近い状態でアルゴリズムの有効性を確認したうえで,必要であれば手法の拡張を行う.同時に,複数台の合意制御についても台数を増やし,当初の目的である8台による群飛行の実験を検討している.

次年度使用額が生じた理由

学会計画の変更により,使用額が当初予定より少なかった.
余剰分は執筆予定の論文掲載費に使用する予定である.

  • 研究成果

    (9件)

すべて 2020 2019

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (7件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] ボロノイ分割を用いた複数のクワッドロータの相互衝突回避に関する数値的検証2020

    • 著者名/発表者名
      中川健人,権裕煥,本仲君子,三好誠司
    • 雑誌名

      計測自動制御学会論文集

      巻: 56-1 ページ: 31-36

    • DOI

      https://doi.org/10.9746/sicetr.56.31

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Connecting PM and MAP in Bayesian spectral deconvolution by extending exchange Monte Carlo method and using multiple data sets2019

    • 著者名/発表者名
      K. Motonaka, and S. Miyoshi
    • 雑誌名

      Newral Networks

      巻: 118 ページ: 159-166

    • DOI

      10.1016/j.neunet.2019.05.004

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Combining Model Predictive Path Integral with Kalman Variational Auto-encoder for Robot Control from Raw Images2020

    • 著者名/発表者名
      Yuhwan Kwon, Takumi Kaneko, Yoshihisa Tsurumine, Hikaru Sasaki, Kimiko Motonaka, Seiji Miyoshi, Takamitsu Matsubara
    • 学会等名
      2020 IEEE/SICE International Symposium on System Integration (SII2020)
    • 国際学会
  • [学会発表] 適応ボルテラフィルタの動的なふるまいに関する統計力学的解析2020

    • 著者名/発表者名
      本仲君子,小関智也,梶川嘉延,三好誠司
    • 学会等名
      電子情報通信学会 ニューロコンピューティング研究会
  • [学会発表] BVCに基づく複数クワッドロータの相互衝突回避手法の検証2019

    • 著者名/発表者名
      中川健人,権裕煥,本仲君子,三好誠司
    • 学会等名
      日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会2019
  • [学会発表] モデル予測経路積分制御と深層経路コスト予測器による高次元観測モデルベース強化学習2019

    • 著者名/発表者名
      権裕煥,鶴峯義久,本仲君子,三好誠司,松原崇充
    • 学会等名
      日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会2019
  • [学会発表] スパース合意制御のクワッドロータ群への適用2019

    • 著者名/発表者名
      本仲君子,志水勇仁,野坂昴宏,永原正章,三好誠司
    • 学会等名
      第37回日本ロボット学会学術講演会
  • [学会発表] ガウス過程回帰を用いた大量運動者の心拍データ送信制御法2019

    • 著者名/発表者名
      藤田宙,本仲君子, 四方博之,三好誠司
    • 学会等名
      信号処理シンポジウム
  • [学会発表] 高次適応ボルテラフィルタに関する統計力学的解析2019

    • 著者名/発表者名
      本仲君子,小関智也,梶川嘉延,三好誠司
    • 学会等名
      信号処理シンポジウム

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公開日: 2021-01-27  

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