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2012 年度 実績報告書

空間光通信を用いたロボット相互通信・相互位置検出に基づく隊列形成と相互連携

研究課題

研究課題/領域番号 22500169
研究機関長崎総合科学大学

研究代表者

安田 元一  長崎総合科学大学, 情報学部, 非常勤講師 (10174509)

研究分担者 高井 博之  広島市立大学, 情報科学研究科, 助教 (20264963)
研究期間 (年度) 2010-04-01 – 2013-03-31
キーワード群ロボットシステム / 相互通信 / 相互位置検出 / 相互連携 / 協調行動制御 / 隊列形成 / 自律分散システム / 空間光通信
研究概要

今年度は、複数ロボットによる共同作業を目的とする自律的な隊列形成と形状維持、および協調による共有環境認識のための個々のロボットの行動モデルの開発とネットワーク結合マルチコンピュータシステムでの実装までを行い、開発した自律統合制御システムの複数ロボットによる協調作業への適用の実証実験を行った。まず、赤外線による通信プロトコルを用いた相互通信、チーム内ロボットの相対位置検出、および複数ロボットの配置地図作成のアルゴリズムを高機能マイクロコンピュータのリアルタイムOS上に実装し、複数車輪移動ロボットによる性能試験により、製作した赤外線通信装置がリアルタイムでの相互位置推定に使用可能であることを確認した。次に、複数ロボットによる共同作業システムの概念的ネットモデル表現にもとづいて、相互通信による同期、競合回避を含む相互連携アルゴリズムの詳細ネットモデル設計を行い、統合ネットモデルと各ロボットの行動ネットモデルからなるシステム全体のネットモデルのシミュレーションをマルチコンピュータシステム上での並列分散処理により高速実行する分散ネットシミュレータの開発を行った。ネット表現に基づく分散制御システムのプロトタイプとしてWeb Service を使用したロボット間の情報共有と連携制御のための相互通信のプロトコルを設計し、ネットワーク結合された各ロボットコントローラのLinux上にネットモデルの高速実行エンジンと、協調による共有環境探索・環境認識のためのロボット間相互通信行動のネットモデルを組み込み、さらにマクロな作業監視のための統合ネットモデルを実行するホストコンピュータによる遠隔操作システムを構築し、各ロボットが自己のネットモデル内の状態遷移により隣接した複数のロボットと同期して協調行動を達成する自律分散型ソフトウェアの開発と3台のロボットを用いた隊列行動実験による性能評価を行った。

現在までの達成度 (区分)
理由

24年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

24年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (14件)

すべて 2013 2012

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (13件)

  • [雑誌論文] Discrete Event Net Based Modeling and Control System Design for Real-Time Concurrent Control of Multiple Robot Systems2012

    • 著者名/発表者名
      Gen’ichi Yasuda
    • 雑誌名

      Intelligent Control and Automation

      巻: 3 ページ: 132-139

    • DOI

      doi:10.4236/ica.2012.32015

    • 査読あり
  • [学会発表] 階層ネットモデルを用いた複数ロボット作業システムの計画と協調制御2013

    • 著者名/発表者名
      安田元一
    • 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2013(ROBOMEC2013)
    • 発表場所
      つくば国際会議場
    • 年月日
      20130522-20130525
  • [学会発表] ネットモデルに基づく複数ロボットシステムの協調制御2013

    • 著者名/発表者名
      安田元一
    • 学会等名
      第13回公益社団法人計測自動制御学会制御部門講演会
    • 発表場所
      福岡アクロス
    • 年月日
      20130305-20130308
  • [学会発表] タスクのネットモデルに基づくロボットシステムの分散制御ソフトウェアの実現2012

    • 著者名/発表者名
      安田元一
    • 学会等名
      第13回公益社団法人計測自動制御学会システムインテグレーション部門講演会
    • 発表場所
      福岡国際会議場
    • 年月日
      20121218-20121220
  • [学会発表] Petri Net Based Hierarchical and Distributed Implementation of Robotic Manufacturing Systems2012

    • 著者名/発表者名
      Gen'ichi Yasuda
    • 学会等名
      2012 12th International Conference on Control, Automation, Robotics & Vision (ICARCV 2012)
    • 発表場所
      Guangzhou Baiyun International Convention Center, Guangzhou, China
    • 年月日
      20121205-20121207
  • [学会発表] Discrete Event Net Based Hierarchical and Distributed Implementation of Industrial Multiple Robot Systems2012

    • 著者名/発表者名
      Gen'ichi Yasuda
    • 学会等名
      19th International Conference on Mechatronics and Machine Vision in Practice (M2VIP12)
    • 発表場所
      AUT University, Auckland, New Zealand
    • 年月日
      20121128-20121130
  • [学会発表] Modeling and Implementation of Discrete Event Net Based Distributed Control for Industrial Robotic Systems2012

    • 著者名/発表者名
      Gen'ichi Yasuda
    • 学会等名
      The 6th International Conference on Soft Computing and Intelligent Systems, The 13th International Symposium on Advanced Intelligent Systems (SCIS-ISIS 2012)
    • 発表場所
      神戸国際会議場
    • 年月日
      20121120-20121124
  • [学会発表] 並行プロセスのネットモデルに基づくロボットシステムの協調マルチタスク制御2012

    • 著者名/発表者名
      安田元一
    • 学会等名
      第55回自動制御連合講演会
    • 発表場所
      京都大学
    • 年月日
      20121117-20121118
  • [学会発表] Implementation of Hierarchical and Distributed Multitasking Control for Industrial Multiple Robotic Systems2012

    • 著者名/発表者名
      Gen'ichi Yasuda
    • 学会等名
      2012 IEEE International Conference on Systems, Man, and Cybernetics
    • 発表場所
      COEX, Seoul, Korea
    • 年月日
      20121014-20121017
  • [学会発表] ネットモデルに基づくロボットシステムの階層分散制御:2012

    • 著者名/発表者名
      安田元一
    • 学会等名
      第30回記念日本ロボット学会学術講演会
    • 発表場所
      札幌コンベンションセンター
    • 年月日
      20120917-20120920
  • [学会発表] Modeling and Distributed Implementation of Synchronization and Coordination in Multi-robot Systems2012

    • 著者名/発表者名
      Gen'ichi Yasuda
    • 学会等名
      International Symposium on Robotics and Intelligent Sensors 2012 (IRIS 2012)
    • 発表場所
      Hilton Hotel Kuching, Malaysia
    • 年月日
      20120903-20120906
  • [学会発表] A Distributed Autonomous Control Architecture for Synchronization and Coordination of Multiple Robot Systems2012

    • 著者名/発表者名
      Gen'ichi Yasuda
    • 学会等名
      SICE Annual Conference 2012
    • 発表場所
      秋田大学
    • 年月日
      20120820-20120823
  • [学会発表] Hierarchical and Distributed Implementation of Synchronization and Coordination for Discrete Event Multiple Robot Systems2012

    • 著者名/発表者名
      Gen'ichi Yasuda
    • 学会等名
      8th IEEE/ASME International Conference on Mechatronic and Embedded Systems and Applications (MESA12)
    • 発表場所
      Suzhou Conference Center, Suzhou, China
    • 年月日
      20120708-20120710
  • [学会発表] 並行プロセスのネットモデルに基づくロボットシステムの分散協調マルチタスク制御ソフトウェアの実現2012

    • 著者名/発表者名
      安田元一
    • 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2012(ROBOMEC2012)
    • 発表場所
      浜松アクトシティ
    • 年月日
      20120527-20120529

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公開日: 2014-07-24  

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