群知能による小型クワッドロータ群の未知環境探索

基于群体智能的小型四旋翼飞行器探索未知环境

• 批准号: 21K14132
• 负责人: 本仲 君子
• 金额: $ 2.83万
• 依托单位: Kansai University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K14132/
• 关键词: 群飛行; 動作計画; UAV; 群知能

本研究課題では，群知能を小型クワッドロータ群に適用することで，完全自律飛行による屋内未知環境での探索タスクの遂行を目的としている．2022年度は，5台のクワッドロータに既存のリーダー・フォロワー制御を適用した．これにより，操作者が任意に操縦するリーダーに対して，残り4台のクワッドロータがフォーメーションを保ったまま追従可能であることをシミュレーションにより確認した．このとき，従来の制御手法では機体間の衝突回避が考慮されておらず，リーダーの動きによっては機体同士が衝突する状況が確認された．そこで，シンプルな相互衝突回避アルゴリズムを提案・導入し，リーダーが急に方向を変えた場合でも衝突することなく回避し，フォーメーションの再形成が可能であることを，CoppeliaSimを用いた動力学シミュレーションを通して確認した．また，事前に群れ全体の経路計画を行うことを想定し，RRT (Rapidly-exploring Random Tree)の派生アルゴリズムを用いた経路計画の導入について検討した．具体的には，RRT*，RRT*-connect，RRT*FNDの挙動を，生成された経路長，生成時の計算時間，及び動的な環境への対応の観点から比較した．その結果，RRT*FNDを用いることで，動的な環境におけるオンラインでの経路計画が可能であることを確認した．また，RRT*FNDを用いて，4台のクワッドロータが同じ環境を移動する状況においても相互衝突することなく移動可能であることを確認した．

This research topic is aimed at the application of group knowledge to small-scale and small-scale flight. In 2022, five self-autonomous flight systems will be used to explore and carry out unknown indoor environments. The operator is not allowed to operate without permission. This is the first time that the conflict between organisms has been considered and the conflict between organisms has been confirmed. In this case, CoppeliaSim uses the dynamics to determine whether or not to re-form the system. In advance, the whole circuit plan is executed, and the RRT (Rapidly-exploring Random Tree) is derived and used. Specific parameters, RRT*, RRT*-connect, RRT*FND, generation time, generation time, and dynamic environment. As a result, RRT*FND is used in the event of a change in the environment, the route plan is possible and confirmed. RRT*FND is used to confirm the status of the mobile phone.

项目成果

Statistical-Mechanical Analysis of Adaptive Volterra Filter for Time-Varying Unknown System

时变未知系统自适应Volterra滤波器的统计力学分析

• 发表时间: 2021
• 作者: Koyo Kugiyama;Kimiko Motonaka;Yoshinobu Kajikawa;and Seiji Miyoshi,
• 通讯作者: and Seiji Miyoshi,

時変な未知システムに対する適応ボルテラフィルタの統計力学的解析

时变未知系统自适应 Volterra 滤波器的统计力学分析

• 发表时间: 2021
• 作者: Masashi Shiota;Koji Ishi;イヨンフン，尋木壮一郎，寺坂 仁志，森田 晴斗，池田卓矢，泉 政明;酒井 陽平，神原 征弥， 木村 共孝， 程 俊;高木 晋作;Tomoharu Konishi and Koichi Iiyama;Kyosuke Hori and Koji Ishii;久木山航洋，本仲君子，梶川嘉延，三好誠司
• 通讯作者: 久木山航洋，本仲君子，梶川嘉延，三好誠司

Application of maximum hands-off distributed control to a quadrotor group

最大不干涉分布式控制在四旋翼飞行器群中的应用

• 发表时间: 2021
• 作者: Kimiko Motonaka;Takuya Watanabe;Yufwan Kwon;Masaski Nagahara;and Seiji Miyoshi,
• 通讯作者: and Seiji Miyoshi,

周辺情報のみを用いたBVCによるクワッドロータの障害物回避

仅使用周围信息使用 BVC 在四旋翼飞行器中避障

• 发表时间: 2021
• 作者: 正木 信駿;室賀 翔;田中 元志;山岸 雅弥，木村 共孝，程 俊;本仲君子，三好誠司
• 通讯作者: 本仲君子，三好誠司

UAVのための3次元ボロノイ分割による衝突回避手法の検証

使用 3D Voronoi 分解验证无人机防撞方法

• 发表时间: 2022
• 作者: 本仲君子，三好誠司