Constraint Acquisition and Compositional Verification of Large and Complex Cyber-Physical Systems

大型复杂信息物理系统的约束获取和组成验证

• 批准号: 22K11969
• 负责人: 石井 大輔
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: Japan Advanced Institute of Science and Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2026-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K11969/
• 关键词: サイバーフィジカルシステム; 制約プログラミング; 制約獲得; 部品化検証

大規模複雑なサイバーフィジカルシステム（CPS）の制約獲得や部品化検証を可能にすることを目標に，3研究項目を実施した．（1）MATLAB/Simulinkモデルの網羅テスト手法について研究した．CPSモデリングツールであるSimulinkで記述したモデルに対し，入力信号を探索し，モデル中のテスト項目の達成網羅率を向上するための手法を設計・実装した．提案手法は，述語論理式ソルバーに基づく既存手法に基づくが，本研究項目では，部品化検証アプローチによりテスト生成処理の効率化に取り組んだ．Simulinkモデルのサブシステム構造を利用し，浅い階層だけを探索したり，一部を抽象化したりする処理を検討した．提案手法をMATLAB上に実装し，大規模複雑な例を用いて実験的に評価した．その結果，提案手法が正しく動作することと，既存ツールと比較して良好な性能が得られることがわかった．（2）ロボットアームの適合度テスト手法について研究した．ROSフレームワークを用いたロボットのモデルベース開発では，ロボットのモデルと実機の適合度が重要である．本研究項目では，ROSのモーションプランニング部品の出力と，実ロボットの動作結果との適合性の判定方法を検討し，複数の判定結果からモデルと実機の適合度を定量評価する方法を設計・実装した．提案手法は，ROSの機構を利用して軌道データを取得し，時間・空間方向の摂動を許容しながら適合性を評価する点を特徴とする．Niryo Nedロボットについて提案手法によるケーススタディを実施するとともに，提案手法の実例に対する有効性を確認した．（3）機械学習による運転者の状態推定手法について研究した．運転者支援系への利用を想定し，状態推定手法について調査・実験を行った．運転シミュレーターと脳波計を用い，眠気判定を示すデータを同定し，操舵の癖を機械学習する方法について検討した．

Large-scale reconstruction of the system (CPS) is subject to the restriction of obtaining the partial product certification, which is the target of the 3 research projects. (1) MATLAB/Simulink モデルの密ストtechnique について research した. CPS Manual Simulink Simulink description, input signal Exploration, the design and installation techniques of the モデル中のテスト project have achieved a high coverage rate. Proposal technique, statement theory formula, existing technique, this research projectでは, Parts Certification アプローチによりテスト production processing efficiency improvement にGET り集团んだ. Simulink's construction and utilization, shallow layer exploration, and abstraction processing. The proposal method is to install it on MATLAB and use it to reproduce the example on a large scale. As a result, the proposed method is correct, the action is correct, and the existing method is relatively good, and the performance is good, and the performance is good. (2) Research on the suitability of ロボットアームのテストtechnique and について． ROS フレームワークを开いたロボットのモデルベース発では, ロボットのモデルと実机のcompatibility is important. This research project is about the output of ROS components and the suitability of the operation results of ROS. Judgment method を検 Discussion し, plural のjudgment result からモデルと実机のfitness をQuantitative evaluation価するmethod をDesign・実装した. The proposal technique is, the mechanism of ROS is obtained by utilizing the orbit, and the movement of time and space direction is allowed and the suitability is evaluated. Niryo Ned ロボットについて proposal technique によるケーススタディを実Apply the method and confirm the effectiveness of the proposed method. (3) Mechanical learning and the study of state estimation techniques for athletes. The athlete support system is based on the utilization of scenarios, and the status estimation technique is based on investigation and execution. The operation method is the same as the wave calculation method, the sleep judgment method is the same as the determination method, and the steering method is the same as the mechanical learning method.

项目成果

Coverage Testing of Industrial Simulink Models using Monte-Carlo and SMT-Based Methods

• DOI: 10.1109/qrs57517.2022.00050
• 发表时间: 2022-12
• 期刊: 2022 IEEE 22nd International Conference on Software Quality, Reliability and Security (QRS)
• 作者: Daisuke Ishii;Takashi Tomita;Toshiaki Aoki;T. Ngo;Thi Bich Ngoc Do;Hideaki Takai

Experiments on the conformance testing of a ROS-based robot arm

基于ROS的机械臂一致性测试实验

• 发表时间: 2023
• 作者: Luwei Chen;Daisuke Ishii
• 通讯作者: Daisuke Ishii

PTIT/VNU, Hanoi(ベトナム)

PTIT/VNU，河内（越南）