A Study on Technology Fusion of Distributed Cooperative Control and Wireless Distributed Networks

ロボットやドローンなどを無線分散ネットワークを介して分散協調制御を行う無線制御システムについて，限られた無線通信リソースの下でさらなる制御性能の向上を図るため，前年度の検討を踏まえ，制御と通信のクロスレイヤ設計・最適化について以下の検討を行った．(A)移動ロボットの自律分散制御において，Wi-Fi等に採用されるCSMA/CA通信を用いた合意制御の制御品質を向上させる通信方式について検討を行った．CSMA/CA通信では，隠れ端末や通信バックオフの重なりによる通信衝突によって制御期間内に制御情報を受信できない場合が生じて合意制御品質が劣化する問題が存在する．これに対し，通信衝突により受信できない制御情報を補うため，隣接するロボットから得た制御情報を自身の制御情報と合わせて転送する手法を考案した．データ長などのパラメータが提案手法の性能に与える影響を評価し，転送データ長が比較的短い場合において合意成功率の向上や移動時間の短縮が図れることを明らかにした．(B)移動ロボットの制御において必要となる屋内での自己位置測定の手法として，Wi-FiアクセスポイントとのRound Trip Time(RTT)を利用した実験環境の構築を進めた．マイコンボードにWi-Fi RTT(IEEE802.11mc)対応無線LANモジュールとRobot Operating System(ROS)制御フレームワークを搭載したドローンを構築し，Wi-Fi RTTを用いた屋内測位に加え，ARマーカーとドローン搭載カメラを用いた屋内測位について検討した．Wi-Fi RTTとARマーカーのそれぞれの方式における屋内飛行時のドローンの自己位置推定精度を実験的に明らかにした．

ロボットやドローンなどを無線分散ネットワークを介して分散協調制御を行う無線制御システムについて，限られた無線通信リソースの下でさらなる制御性能の向上を図るため，前年度の検討を踏まえ，制御と通信のクロスレイヤ設計・最適化について以下の検討を行った．(A)移動ロボットの自律分散制御において，Wi-Fi等に採用されるCSMA/CA通信を用いた合意制御の制御品質を向上させる通信方式について検討を行った．CSMA/CA通信では，隠れ端末や通信バックオフの重なりによる通信衝突によって制御期間内に制御情報を受信できない場合が生じて合意制御品質が劣化する問題が存在する．これに対し，通信衝突により受信できない制御情報を補うため，隣接するロボットから得た制御情報を自身の制御情報と合わせて転送する手法を考案した．データ長などのパラメータが提案手法の性能に与える影響を評価し，転送データ長が比較的短い場合において合意成功率の向上や移動時間の短縮が図れることを明らかにした．(B)移動ロボットの制御において必要となる屋内での自己位置測定の手法として，Wi-FiアクセスポイントとのRound Trip Time(RTT)を利用した実験環境の構築を進めた．マイコンボードにWi-Fi RTT(IEEE802.11mc)対応無線LANモジュールとRobot Operating System(ROS)制御フレームワークを搭載したドローンを構築し，Wi-Fi RTTを用いた屋内測位に加え，ARマーカーとドローン搭載カメラを用いた屋内測位について検討した．Wi-Fi RTTとARマーカーのそれぞれの方式における屋内飛行時のドローンの自己位置推定精度を実験的に明らかにした．