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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
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
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
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
5. ロボット均一配置問題
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
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
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
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
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
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
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