自律移動ロボット群によって構築する無線通信網を介したネットワークベース制御

2013 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 23560297
• 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: 知能機械学・機械システム
• 研究機関: 芝浦工業大学
• 研究代表者: 内村 裕 芝浦工業大学, 工学部, 教授 (00416710)
• 連携研究者: 名取 賢二 千葉大学, 大学院工学研究科, 助教 (70545607)
• 研究期間 (年度): 2011 – 2013
• キーワード: ネットワークベース制御 / 遠隔操作 / 無線中継 / レスキューロボット / 遅れ時間系 / 通信遅延 / ネットワークロボット / 自律移動

研究概要

自律的に移動する複数の移動ロボットによって無線通信を中継することで、無線ネットワーク網を構築し、探索ロボットの活動範囲を拡張すると共に、探索ロボットの移動に追従して動的に配置を最適化するための制御系の開発を目的に研究を行った。このなかで、中継を行う各ロボットの最適な配置位置に制御するため、電波強度とロボットの位置関係を考慮した手法を考案した。また、中継時に発生する遅延を含むシステムの性能を向上するため、性能劣化の要因となる保守性を軽減した制御法を考案した。本研究において製作した複数の移動ロボットを使用し、電波が阻害される屋内環境において検証実験を行い提案手法の有効性を確認した。

研究成果

• [雑誌論文] 完全二次Lyapunov-Krasovskii汎関数に基づく遅れ時間系の出力フィードバック制御 (2014)
  • 著者名/発表者名: 皆川大樹,内村裕
  • 雑誌名: 電気学会論文集D産業応用部門誌 巻: Vol.134 ページ: 276-283
  • DOI: 10.1541/ieejias.134.276
  • 査読あり
• [雑誌論文] Deployment control of wireless multihop-relay mobile robots based on voronoi partition (2013)
  • 著者名/発表者名: Takaaki Imaizumi, Hiroyuki Murakami, Yutaka Uchimura
  • 雑誌名: Electrical Engineering in Japan 巻: Vol.184 ページ: 42-51
  • DOI: 10.1002/eej.22413
• [雑誌論文] 探索範囲を最適化したマップマッチング法による自律移動ロボットの制御 (2013)
  • 著者名/発表者名: 小宮康平,宮下隼輔,丸岡泰,内村裕
  • 雑誌名: 電気学会論文誌D 巻: vol.133,No. 5 ページ: 502-509
  • DOI: 10.1541/ieejias.133.502
  • 査読あり
• [雑誌論文] 二足歩行ロボットの不整地における安定判別法 (2013)
  • 著者名/発表者名: 森慶太,福居文幸,内村裕
  • 雑誌名: 電気学会論文誌D 巻: vol.133,No. 3 ページ: 320-327
  • DOI: 10.1541/ieejias.133.320
  • 査読あり
• [雑誌論文] 周波数依存性能重みによる変動時間遅れシステムのロバストH∞制御 (2012)
  • 著者名/発表者名: 長原正法,荒井慎悟,内村裕
  • 雑誌名: 電気学会論文誌D 巻: vol.132,No. 6 ページ: 616-624
  • DOI: 10.1541/ieejias.132.616
  • 査読あり
• [雑誌論文] ボロノイ分割を応用した無線中継移動ロボットの配置制御 (2012)
  • 著者名/発表者名: 今泉貴敬,村上博行,内村裕
  • 雑誌名: 電気学会論文誌D 巻: vol.132,No. 3 ページ: 381-388
  • DOI: 10.1541/ieejias.132.381
  • 査読あり
• [学会発表] Model-error feedback for time-delay systems with communication disturbance observer (2014)
  • 著者名/発表者名: Naoya Uematsu, Yutaka Uchimura,Daiki Minagawa
  • 学会等名: IEEE International Workshop on Advanced Motion Control Workshop
  • 発表場所: Yokohama
  • 年月日: 20140300
• [学会発表] Stabilization of systems with time-varying delay based on complete quadratic Lyapunov-Krasovskii functional (2014)
  • 著者名/発表者名: Daiki Minagawa, Yutaka Uchimura,Daiki Minagawa
  • 学会等名: IEEE International Workshop on Advanced Motion Control Workshop
  • 発表場所: Yokohama
  • 年月日: 20140300
• [学会発表] 環境地図情報と受信信号強度を使用とした自律移動ロボット群の配置制御 (2014)
  • 著者名/発表者名: 斎藤崇彰,額田将範,金川拓也,那谷和輝,内村裕
  • 学会等名: 電気学会産業計測制御研究会
  • 発表場所: 芝浦工大
  • 年月日: 20140300
• [学会発表] 通信外乱オブザーバにおけるモデル誤差を補償した時間遅れシステム系の設計 (2014)
  • 著者名/発表者名: 植松直哉,内村裕
  • 学会等名: 電気学会産業計測制御研究会
  • 発表場所: 芝浦工大
  • 年月日: 20140300
• [学会発表] 完全二次Lyapunov-Krasovskii汎関数に基づく変動時間遅れシステムの制御器設計 (2014)
  • 著者名/発表者名: 皆川大樹,内村裕
  • 学会等名: 電気学会産業計測制御研究会
  • 発表場所: 芝浦工大
  • 年月日: 20140300
• [学会発表] Deployment Control of Mobile Robots for Wireless Network Relay Based on Received Signal Strength (2013)
  • 著者名/発表者名: Takaaki Saitou, Masanori Nukada, Yutaka Uchimura
  • 学会等名: IEEE Workshop on Advanced Robotics and its Social Impacts
  • 発表場所: Tokyo
  • 年月日: 20131100
• [学会発表] 受信信号強度に基づく仮想力による無線ネットワーク構築のための自律移動ロボットの配置制御 (2013)
  • 著者名/発表者名: 斎藤崇彰,額田将範,内村裕
  • 学会等名: 電気学会産業応用部門大会
  • 発表場所: 山口大
  • 年月日: 20130800
• [学会発表] 完全二次Lyapunov-Krasovskii汎関数に基づく不確かさを考慮した時間遅れ系の出力フィードバック制御 (2013)
  • 著者名/発表者名: 皆川大樹,内村裕
  • 学会等名: 電気学会産業応用部門大会
  • 発表場所: 山口大
  • 年月日: 20130800
• [学会発表] ロボット制御の視点で見た無線通信の課題と期待 (2013)
  • 著者名/発表者名: 内村裕
  • 学会等名: 情報処理学会研究報告. MBL, [モバイルコンピューティングとユビキタス通信研究会研究報告]
  • 発表場所: 東京大
  • 年月日: 20130300
  • 招待講演
• [学会発表] 受信信号強度とベイズフィルタリングによる無線ロボット群の自律配置制御 (2013)
  • 著者名/発表者名: 斎藤崇彰,今泉貴敬,武内啓祐,額田将範,内村裕
  • 学会等名: 電気学会産業計測制御研究会
  • 発表場所: 千葉大
  • 年月日: 20130300
• [学会発表] 完全二次Lyapunov-Krasovskii汎関数に基づく遅れ時間系の出力フィードバック制御 (2013)
  • 著者名/発表者名: 皆川大樹,内村裕
  • 学会等名: 電気学会産業計測制御研究会
  • 発表場所: 千葉大
  • 年月日: 20130300
• [学会発表] H∞Output Feedback Controller based on Complete Quadratic Lyapunov-Krasovskii Functional for Time Delay Systems (2013)
  • 著者名/発表者名: Yutaka Uchimura,Daiki Minagawa
  • 学会等名: IEEE International Conference on Mechatoronics
  • 発表場所: Italy
  • 年月日: 20130200
• [学会発表] Controller Design based on Complete Quadratic Lyapunov - Krasovskii Functional for Time Delay Systems (2012)
  • 著者名/発表者名: Yutaka Uchimura,Masanori Nagahara
  • 学会等名: IEEE International Conference on Industrial Electronics
  • 発表場所: Canada
  • 年月日: 20121000
• [学会発表] アドホックネットワークを構築する中継ロボット群の自律配置 (2012)
  • 著者名/発表者名: 今泉貴敬,額田将範,内村裕
  • 学会等名: ロボット学会学術講演会論文集
  • 発表場所: 札幌
  • 年月日: 20120800
• [学会発表] 無線ネットワークを中継するロボット群の配置制御 (2012)
  • 著者名/発表者名: 今泉貴敬,額田将範,内村裕
  • 学会等名: 電気学会産業応用部門大会
  • 発表場所: 千葉工大
  • 年月日: 20120800
• [学会発表] 無線ネットワーク中継のための自律移動ロボット群の配置制御 (2012)
  • 著者名/発表者名: 額田将範,今泉貴敬,内村裕
  • 学会等名: ロボティクスメカトロニクス講演会
  • 発表場所: 浜松
  • 年月日: 20120500
• [学会発表] 完全二次Lyapunov-Krasovskii汎関数に基づく時間遅れシステムの制御系設計 (2012)
  • 著者名/発表者名: 長原正法,内村裕
  • 学会等名: 電気学会産業計測制御研究会
  • 発表場所: 横浜国大
  • 年月日: 20120300
• [学会発表] 探索範囲を最適化したマップマッチング法による自律移動ロボットの制御 (2012)
  • 著者名/発表者名: 宮下隼輔,塚田雄輝,丸岡泰,内村裕
  • 学会等名: 電気学会産業計測制御研究会
  • 発表場所: 横浜国大
  • 年月日: 20120300
• [学会発表] Frequency-dependent Performance Design for Time-varying Networked System (2011)
  • 著者名/発表者名: Yutaka Uchimura,Masanori Nagahara
  • 学会等名: IEEE International Conference on Industrial Electronics
  • 発表場所: Australia
  • 年月日: 20111100
• [学会発表] ボロノイ分割に基づく移動ロボット群による無線ネットワーク中継 (2011)
  • 著者名/発表者名: 今泉貴敬,内村裕
  • 学会等名: 電気学会産業計測制御研究会
  • 発表場所: 琉球大
  • 年月日: 20110900
• [学会発表] 周波数依存性能を考慮した変動時間遅れシステムの安定化制御 (2011)
  • 著者名/発表者名: 長原正法,内村裕
  • 学会等名: 電気学会産業計測制御研究会
  • 発表場所: 琉球大
  • 年月日: 20110900
• [学会発表] Mobile Robot Deployment based on Voronoi Diagram (2011)
  • 著者名/発表者名: Yutaka Uchimura,Takaaki Imaizumi,Hiroyuki Murakami
  • 学会等名: International Symposium on Access Spaces
  • 発表場所: Yokohama
  • 年月日: 20110600
• [図書] Model Basedμ-Synthesis Controller Design for Time-Varying Delay System",Recent Advances in Robust Control - Novel Approaches and Design Methods (2012)
  • 著者名/発表者名: Yutaka Uchimura
  • 総ページ数: 406-422
  • 出版者: Intech
• [備考]
  • URL: http://www.rcon.mech.shibaura-it.ac.jp/theme/index.html