半自律型分散協調農場モニタリング制御システムの構築と検証

半自主分布式合作农场监控系统构建与验证

• 批准号: 21K04104
• 负责人: 畑中 健志
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: Tokyo Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K04104/
• 关键词: 農場モニタリング; ドローンネットワーク; 半自律制御; 分散協調制御

本年度はイタリアCNRのDabbene博士らと国際共同研究を実施し、農場3次元モデル作成に適した画像を効率的に取得する新たな分散協調ドローン制御手法を提案し、Robot Zoo Skyにて検証実験を行った。結果として、提案法がモデル精度の向上に大きく寄与することが示された。以上の成果は国際会議2022 ACCおよびIEEE CCTA 2022にて発表するとともに、IEEE Control Systems Letterに学術論文として採択された。また、IEEE CCTAでは、イタリアの共同研究者とともにワークショップ「Control Systems and Robotics in the framework of Agriculture 4.0」をオーガナイズし、上記の成果を発表した。本年度からは、上記研究の発展として、Priority Mapとよばれる樹木の存在箇所を事前知識として利用する手法についてトリノ大学農学部Gay教授と異分野融合国際共同研究を実施し、実際のリンゴ園を模したシミュレーションにおいて効率を2倍程度向上させることを示した。この成果は国際会議IFAC AgriControl 2022に採録され、発表を行った。これらの成果と前年までの半自律制御を統合するアイデアについても既に着想済みである。課題２としてあげた「人の特性学習と自律性決定機構の設計」については、前年度のVR技術の人間特性への影響に関する成果が国際会議IFAC Cyber-Physical-Human Systemsに採録され、発表を行った。現在、本成果は国際誌に学術論文として投稿準備中である。課題3「検証実験の実施」については、東京都稲城市にある実際のブドウ園にてマルチドローン屋外実験を実施し、前述の画像取得手法が確かに効果的に機能することを実証した。

今年，我们与意大利CNR的Dabbene博士和同事进行了国际联合研究，提出了一种新的分布式协作无人机控制方法，可以有效地获取适合创建3D农场模型的图像，并在Robot Zoo Sky go上进行了验证实验。结果表明，该方法对提高模型精度做出了巨大贡献。上述成果在International Conference 2022 ACC和IEEE CCTA 2022上发表，并被IEEE Con​​trol Systems Letter接收为学术论文。此外，在IEEE CCTA上，我们与意大利合作者一起组织了题为“农业4.0框架下的控制系统和机器人”的研讨会，并展示了上述成果。从今年开始，作为上述研究的进一步发展，我们将与都灵大学农学院的盖伊教授进行跨学科的国际联合研究，研究一种称为优先级地图的方法，该方法使用树木的位置作为先验知识。仿真表明效率可提高2倍左右。该结果已被接受并在 IFAC AgriControl 2022 国际会议上公布。我们已经提出了一个想法，将这些结果与前一年的半自主控制相结合。关于主题2“学习人类特征并设计自主决定机制”，去年关于VR技术对人类特征的影响的结果在IFAC网络物理人类系统国际会议上被接受，我们将呈现他们去了。该结果目前正在准备作为学术论文提交到国际期刊上。关于第3期“进行验证实验”，我们在东京稻城市的一个实际葡萄园进行了户外多无人机实验，并证明了上述图像采集方法确实有效。

项目成果

Experimental Study on Angle-aware Coverage Control with Application to 3-D Visual Map Reconstruction

• DOI: 10.1109/ccta49430.2022.9966065
• 发表时间: 2022-08
• 期刊: 2022 IEEE Conference on Control Technology and Applications (CCTA)
• 作者: Masaya Suenaga;Takumi Shimizu;Takeshi Hatanaka;K. Uto;Martina Mammarella;F. Dabbene

人・ロボット群協調制御系におけるVR技術の影響解析

VR技术对人机群协同控制系统的影响分析

• 发表时间: 2022
• 作者: S. Yabukami;M. Sakamoto;A. Mashiko;Y. Watanabe;K. Sakuma;K. Okita;上野将樹，八田羽謙一，足立修一;望月 嵩広
• 通讯作者: 望月 嵩広

Angle-Aware Coverage Control for 3-D Map Reconstruction With Drone Networks

利用无人机网络进行 3D 地图重建的角度感知覆盖控制

• DOI: 10.1109/lcsys.2021.3135466
• 发表时间: 2022
• 期刊: IEEE Control Systems Letters
• 影响因子: 3
• 作者: Shimizu Takumi;Yamashita Shunya;Hatanaka Takeshi;Uto Kuniaki;Mammarella Martina;Dabbene Fabrizio
• 通讯作者: Dabbene Fabrizio

3D Map Reconstruction of An Orchard Using An Angle-aware Covering Control Strategy

使用角度感知覆盖控制策略重建果园的 3D 地图

• 发表时间: 2022
• 作者: 川口大貴;中村僚兵;葉玉寿弥;野中潤;Martina Mammarella
• 通讯作者: Martina Mammarella

安全性確保に向けたバリア保証付き許容集合の乱択学習

随机学习具有屏障保证的允许集以确保安全

• 发表时间: 2022
• 作者: 上田 哲史;渡辺 佳是,益子 朝日,坂本 雅也,佐久間 勝美,沖田 和彦,薮上 信;青山千仁，川口貴弘，鈴木 敦，下田直樹，足立修一;岡田 優也
• 通讯作者: 岡田 優也