隊列走行車両群と一般車両との安全な協調行動シミュレーションに関する研究

编队车辆与通用车辆安全协作行为仿真研究

• 批准号: 19K04140
• 负责人: 北 栄輔
• 金额: $ 2.75万
• 依托单位: Nagoya University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2019
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2019-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-19K04140/
• 关键词: 隊列走行; 車両追従モデル; シミュレーション; マインドストーム; 最適化; 合流; ロボット車両; 車両隊列走行; 右折; 車車間通信; 歩行者; 資料追従モデル; LEGOマインドストーム; 交差点; 追い越し; 安全安心な交通

車両隊列走行とは，複数の車両が短い車間距離をおいて連なって走行する方法である．交通容量の増大と，高速走行時の空気抵抗低減による燃費改善が期待できる．本研究室では，これまでに安定して隊列走行を実現する方法について研究している．今後は，具体的なユースケースにおける隊列走行の実現について研究を行う必要がある．本年度の研究成果は次のようにまとめることができる．第1は，2つの異なる車両隊列が1つの隊列に合流する場合の各車両の速度制御について検討したことである．速度制御モデルは，直前方車両との速度と車間距離によって，自車両の速度を制御するように定義されている．この速度制御モデルには車両毎に2つのパラメータを有しており，コンピュータシミュレーションによって適切なパラメータを設計した．その場合の設計目的に応じて3種類の目的関数を定義してパラメータを設計した．その結果を比較し，マインドストームを用いた実験と比較・検討した．その成果は，国際会議において査読付き論文として発表している．第2は，隊列を構成する車両群を構成するロボット車両の行動制御アルゴリズムを進化的計算法で自動生成する手法について，研究を行ったことである．このために用いたアルゴリズムはGrammatical Evolution(文法進化)と呼ばれる方法であって，ロボットの制御コードそのものを自動的に進化させていく．その成果については，2つの査読付き国際会議論文に採録されている．第３は，オンデマンドバスシステムにおける径路設計に関する研究である．この問題では，貨客混載を行うデマンドバスが倉庫を介して貨物を輸送する場合において，配送ルート最適化に進化的計算を組み合わせた方法を提案している．その成果については，査読付き学術雑誌に採録されている．

车辆排驾驶是一种在车辆之间短距离内连续行驶的方法。预计交通能力将会增加，并且在高速行驶时降低空气阻力，可以提高燃油效率。该实验室一直在研究实现稳定排驾驶的方法。将来，有必要对特定用例中的排驾驶实现进行研究。今年的结果可以总结如下：第一个是考虑两种不同的车辆形成时，考虑每辆车的速度控制。定义了速度控制模型，以通过车辆前车辆之间的速度和距离来控制车辆的速度。该速度控制模型为每辆车有两个参数，并使用计算机模拟设计了适当的参数。在这种情况下，根据设计目标定义了三种类型的目标函数，并设计了参数。比较结果并比较了使用思维风暴的实验。结果已在国际会议上作为同行评审的论文发表。第二个是研究一种自动生成的机器人车辆行为控制算法的方法，该算法构成了使用进化计算方法构成形成的车辆组。用于此目的的算法是一种称为语法进化的方法，该方法自动演变机器人的控制代码本身。结果已在两份经过同行评审的国际会议论文中构想。第三是按需公交系统中的路径设计研究。在本期中，我们提出了一种将货物货物通过仓库运输的需求总线时，将交付路线优化与进化计算相结合的方法。结果已收集在经过同行评审的学术期刊中。

项目成果

隊列走行車両群と単独車両の合流挙動シミュレーション

队列车辆与单车并道行为仿真

• 发表时间: 2021
• 期刊: 第24回計算工学講演会講演論文集
• 作者: 大野 颯汰;山田 修也;玉城 龍洋;北 栄輔
• 通讯作者: 北 栄輔

Auto-generated Control Program in Mobile Robot using Grammatical Evolution

使用语法进化自动生成移动机器人控制程序

• DOI: 10.1145/3573910.3573921
• 发表时间: 2022
• 期刊: Proceedings of 8th International Conference on Robotics and Artificial Intelligence
• 作者: Sukarman Firdaus;Kita Eisuke
• 通讯作者: Kita Eisuke

倉庫を介して貨客混載を行うデマンドバスシステムのモデル化とシミュレーション解析

通过仓库整合货物和乘客的需求总线系统的建模和仿真分析

• 发表时间: 2023
• 期刊: 情報処理学会論文誌トランザクション数理モデル化と応用
• 作者: Toshio Kamijo;Hiroyuki Arafune;Takashi Morinaga;Takaya Sato;井上真二，山田茂;平尾篤利，宮阪優希，後藤啓光，谷貴幸;武田淳弘,北栄輔
• 通讯作者: 武田淳弘,北栄輔

Control Program Design of Autonomous Vehicle Robot using Grammatical Evolution

基于语法进化的自动驾驶机器人控制程序设计

• DOI: 10.1109/icrae53653.2021.9657773
• 发表时间: 2021
• 期刊: Proceedings of 6th International Conference on Robotics and Automation Engineering (ICRAE-2021)
• 作者: Shuya Yamada;Ryoma Sato;Tatsuhiro Tamaki;Eisuke Kita
• 通讯作者: Eisuke Kita

Overtaking Behavior Simulation of Vehicle Platoon in Face-to-Face Traffic Flow

面对面车流中车队超车行为仿真

• 发表时间: 2019
• 作者: Eisuke Kita;Hiroki Sakamoto;Tatuhiro Tamaki
• 通讯作者: Tatuhiro Tamaki