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k-hasegw

April 24, 2023
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  1. MASUZAWA LABORATORY – ALGORITHM DESIGN LABORATORY (http://www-masu.ist.osaka-u.ac.jp)
    Department of Computer Science, Graduate School of Information Science and Technology, Osaka University.
    視野に欠損のある
    モバイルロボット群の
    アルゴリズム
    増澤研究室 M1
    長谷川 和輝

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  2. 1
    モバイルロボット
    人に代わって仕事をするロボット
    掃除ができるルンバ
    配膳ができるBellaBot
    複数台ロボットの分散制御
    個々が同時並行でプログラムを自律的に実行
    互いをセンサで観測して協調動作
    ロボットによる倉庫整理
    ドローンアート

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  3. 2
    従来のモバイルロボット群モデル
    他の全ロボットを観測できることを前提
    視野が限定された研究が少ない
    実機では全ロボットの観測は困難
    観測用センサーの実装コストの高さ
    障害物による観測の妨害
    故障時に完全に停止してしまうリスク

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  4. 3
    研究概要
    目的
    視野の欠損したロボット群を制御する
    アルゴリズムの考案
    研究計画
    1次元モデルを考える
    ロボット均一配置問題
    1次元モデルを2次元へ拡張
    最近接の1体のみ見えるケース
    最遠隔の1体のみ見えないケース
    k体のロボットが見える,見えないケースに拡張

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  5. ロボット均一配置問題

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  6. 11
    ロボット均一配置問題
    直線グラフ上,任意の位置にロボットがいる
    最終的に等間隔にロボットを並べる
    最大空間と最小空間の差を1以下にする
    初期状態
    最終状態 2 2 2 3

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  7. 12
    視野が無制限時の戦略
    全ロボットが観測できるため以下が取得可能
    壁と壁の距離からグラフの長さ
    ロボットの台数
    ロボットの適切な間隔
    (グラフの長さ - ロボット数)÷(ロボット数+1)
    直線上のため隣のロボットのみ観測可能
    2
    2
    2 3

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  8. 13
    視野制限下でのナイーブな戦略
    アイデア
    左右間隔が等しいことが理想
    最大空間と最小空間の差が1の場合も許容
    左右の差が2以上であれば差を縮めたい
    LCMサイクル
    1. 左右をLook
    2. 左右の差により移動先をCompute
    差が2以上:大きい方の間隔を1縮める
    差が1以下:動かない
    3. Computeに応じてMove

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  9. 14
    視野制限下での戦略の欠点
    意図しない状態での停止
    左右の差が1であるが等間隔でない
    解決への糸口
    差が2になるロボットをうまく作り出したい
    2
    1 3 3
    2
    1 3 3

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  10. 15
    ロボットに機能を追加
    追加する機能
    自身にとっての左右を識別する
    メリット
    左右の差が1の場合に追加で条件を指定できる
    例 左:奇数,左:偶数
    2 3 2
    3

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  11. 16
    機能追加による改善
    意図しない状態での停止を改善
    2
    1 3 3
    2
    1 3 3
    2 3
    2
    2

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  12. 17
    提案するアルゴリズム
    最終状態: 左右の距離が同じ,または
    差が1で左が奇数,右が偶数
    LCMサイクル
    1. 左右をLook
    2. 左右の差により移動先をCompute
    差が2以上:大きい方の間隔を1縮める
    差が1以下で左が偶数,右が奇数:左を奇数,右を偶数にする
    上記以外:動かない
    3. Computeに応じてMove

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