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

分布式协同控制与无线分布式网络技术融合研究

• 批准号: 21K04070
• 负责人: 小林 健太郎
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: Meijo University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K04070/
• 关键词: 制御通信; 無線制御; 自律分散制御; 無線分散ネットワーク; ドローン; Wi-Fi RTT; Robot Operating System; 分散協調制御

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 wireless scattered ネ ッ ト ワ ー ク を interface し て dispersed coordinate system ride on を う wireless suppression シ ス テ ム に つ い て, limit ら れ た wireless communication リ ソ ー ス の under で さ ら な る suppression performance の upward を 図 る た め, before the annual の 検 please tread を ま え, Design and optimization of と communication strips ロスレ ロスレ ヤ ヤ design and optimization に て て the following <s:1> 検 discuss を lines った. (A) mobile ロ ボ ッ ト の scattered self-discipline suppression に お い て, such as wi-fi に made さ れ る CSMA/CA communication を い た accord suppression の suppression quality を upward さ せ る communication に つ い て 検 line for を っ た. CSMA/CA communication で は, government れ end や communication バ ッ ク オ フ の heavy な り に よ る communication conflict に よ っ て suppression に system during the imperial intelligence を trusted で き な い occasions が raw じ が て suppression desirable quality degradation す る が existence す る. こ れ に し seaborne, communication conflict に よ り trusted で き な い fill system of imperial intelligence を う た め, 隣 meet す る ロ ボ ッ ト か ら have た imperial intelligence を itself の &broom imperial intelligence と close わ せ て planning send す る gimmick し を test case た. デ ー タ long な ど の パ ラ メ ー タ が proposal gimmick の performance に and え る を appraisal of 価 し, planning to send デ ー タ long が relative short い occasions に お い て desirable success の や upward moving time の shortening が 図 れ る こ と を Ming ら か に し た. (B) mobile ロ ボ ッ ト の suppression に お い て necessary と な る house で の their location of の gimmick と し て, wi-fi ア ク セ ス ポ イ ン ト と の Round Trip Time (RTT) を using し た be 験 environment の construct を into め た. マ イ コ ン ボ ー ド に wi-fi RTT (IEEE802.11 MC) 応 seaborne wireless LAN モ ジ ュ ー ル と Robot Operating System (ROS) suppression フ レ ー ム ワ ー ク を carry し た ド ロ ー ン を し, wi-fi RTT を with い た house inside a に え, AR た カ カ とドロ とドロ <e:1> カメラを is equipped with カメラを and uses the <s:1> た room measurement position に た て検 て検 て検 て検 to explore た. Wi-fi RTT と AR マ ー カ ー の そ れ ぞ れ の way に お け る flying house の ド ロ ー ン の presumption their position accuracy を be 験 に Ming ら か に し た.

项目成果

CSMA/CAを用いた自律分散制御における通信バックオフと制御周期が合意制御品質に与える影響

CSMA/CA 自主分散控制中通信退避和控制周期对共识控制质量的影响

• 发表时间: 2021
• 作者: Ayaka Nakamura;Faramarz Alsharif;Atsushi Umemura;Rion Takahashi;Junji Tamura;Atsushi Sakahara;Fumihito Tosaka;Ryosuke Nakamoto;木村玲太，小林健太郎，中條渉
• 通讯作者: 木村玲太，小林健太郎，中條渉

ドローン搭載カメラとARマーカーを用いたドローン屋内測位における飛行時の測位精度評価

使用无人机安装的摄像头和 AR 标记评估室内无人机定位飞行过程中的定位精度

• 发表时间: 2023
• 作者: 溝添昂一郎;大平康旦;松元隆博，鳥井秀幸，井田悠太;岡屋知希，小林健太郎，中條渉
• 通讯作者: 岡屋知希，小林健太郎，中條渉

CSMA/CAを用いた自律分散制御における情報転送のデータ長が合意制御品質に与える影響

CSMA/CA自主分布式控制中信息传输数据长度对一致性控制质量的影响

• 发表时间: 2022
• 作者: 尾崎龍之介;日景隆;田口健治;柏達也;井上都;増田宏;石竹達也;木村玲太，小林健太郎，中條渉
• 通讯作者: 木村玲太，小林健太郎，中條渉

Wi-Fi RTTを用いたドローン屋内測位における2.4GHz/5GHz帯の測位精度比較

Wi-Fi RTT室内无人机定位2.4GHz/5GHz频段定位精度对比

• 发表时间: 2023
• 作者: H. Nakano;T. Abe;J. Yamauchi;杉山悠一朗，小林健太郎，中條渉
• 通讯作者: 杉山悠一朗，小林健太郎，中條渉