通信範囲制約を考慮するネットワーク群ロボットシステムの分散制御手法

摘要

本研究では，通信範囲制約を有するネットワーク群ロボットシステムの分散制御手法を提案する．一般に無線通信には有効通信範囲が存在するため，ロボットの移動を考える際には，通信範囲を考慮し，時にはネットワークトポロジーそのものを制御する必要がある．そのため本研究では群ロボットシステムを各ロボットの位置とネットワークトポロジーを共に制御できるハイブリッドダイナミカルシステムとして定式化し，その制御手法について議論する．ハイブリッドダイナミカルシステムの制御手法の一つとしてReceding Horizon制御があげられるが，本研究が対象とするシステムは柾散変数が多く，計算時間が課題となる．したがって本研究では，制約集合を解析し分散制御手法を提案することにより離散変数を削減する．また，計算機シミュレーションにより計算時間が大幅に削減されることを示す．　%In this research, we propose a distributed control method for a multi-vehicle system. Due to the communication range between vehicles, we need to consider the range when vehicles move toward objective positions, and moreover we need to control the network topology. We formulate a multi-vehicle system as a hybrid dynamical system in which we can control both vehicle positions and the network topology. The system can be controled by receding horizon method, but the method may require a long time because there are many discrete variables. Then, we analyze the constraint space and propose a distributed control method with reduced discrete variables. We show the advantage and computatinanal time of our method by a computer simulation.