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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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