Robust Cooperative Algorithm Design for Robotic Sensor Networks and Experimental Verification

机器人传感器网络鲁棒协作算法设计及实验验证

• 批准号: 21560457
• 负责人: FUJITA Masayuki
• 金额: $ 3万
• 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: 2009
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2009 至 2011
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-21560457/
• 关键词: 制御理論; 制御工学; センサネットワーク; ロボティックネットワーク; 協調制御; 耐故障性

This project aimed at(1) Visual Observer-Based Cooperative Control,(2) Cooperative Task Switching Algorithm Design,(3) Robust Cooperative Control Algorithm Design,(4) Establishment of a Robotic Sensor Network System. On Topic(1): We succeeded in deriving theoretical results on conditions for achieving successful cooperation. The result was accepted for presentation at premier conferences, where it received a high evaluation as the first paper providing a nonlinear observer-based cooperative control scheme with theoretical guarantees. The result was also published in a domestic journal. We also extended the result from a pin-hole type camera model to a panoramic camera model so as to overcome the view angle issue which is an essential problem when we use a vision sensor. The result was also published in an international conference and a domestic journal. On Topic(2): We have succeeded in presenting a task switching law based on a so-called consensus protocol. The paper received a best presentation award at a premier conference. Moreover, we presented another distributed task switching algorithm based on evolutionary game theory, which was published in an international journal. On Topic(3): We thought of an idea that robust cooperation is met by integrating game theory with cooperative control. As a preliminary, we first addressed the problem in(i) via game theoretic approach, which was successfully accepted for an international conference and a domestic journal. Moreover, we presented a learning algorithm leading agents to the optimal actions even without any prior knowledge on environment. A series of the results will be presented at a conference and, recently, the journal version was accepted for publication. On Topic(iv): We succeeded in establishing a robotic sensor network system and most of the papers mentioned above include experimental verification using the system.

本项目旨在（1）基于视觉观察器的协同控制，（2）协同任务切换算法设计，（3）鲁棒协同控制算法设计，（4）机器人传感器网络系统的建立。主题（1）：我们成功地得出了成功合作的条件的理论结果。该成果被接受在重要会议上发表，并作为第一篇提供具有理论保证的基于非线性观测器的协作控制方案的论文而受到高度评价。该成果也发表在国内期刊上。我们还将结果从针孔型相机模型扩展到全景相机模型，以克服视角问题，这是我们使用视觉传感器时的一个基本问题。该成果同时发表在国际会议和国内期刊上。关于主题（2）：我们成功地提出了一种基于所谓共识协议的任务切换法。该论文在一次重要会议上获得了最佳演讲奖。此外，我们还提出了另一种基于进化博弈论的分布式任务切换算法，该算法发表在国际期刊上。关于主题（3）：我们想到了一个想法，即通过将博弈论与协作控制相结合来实现鲁棒合作。作为初步，我们首先通过博弈论方法解决了(i)中的问题，该方法已成功被国际会议和国内期刊接收。此外，我们提出了一种学习算法，即使没有任何关于环境的先验知识，也能引导智能体采取最佳行动。一系列结果将在一次会议上公布，最近，期刊版本已被接受出版。主题（iv）：我们成功建立了机器人传感器网络系统，上面提到的大多数论文都包含使用该系统的实验验证。

项目成果

Passivity-based Visual Motion Observer with Panoramic Camera for Pose Control

基于被动式的视觉运动观察器，带有用于姿态控制的全景相机

• DOI: 10.1007/s10846-011-9557-5
• 发表时间: 2011
• 期刊: Journal of Intelligent and Robotic Systems
• 影响因子: 3.3
• 作者: H.Kawai;T.Murao;M.Fujita
• 通讯作者: M.Fujita

予測制御を用いた電池を含むパワーネットワークの動的最適潮流計算

使用预测控制对包括电池在内的电网进行动态最优潮流计算

• 发表时间: 2010
• 作者: W.M.Haddad;T.Hayakawa;T.Yucelen;畑中健志
• 通讯作者: 畑中健志

Equilibrium Configurations for A Territorial Model

地域模型的平衡配置

• 发表时间: 2009
• 期刊: SIAM Journal on Applied Dynamical Systems 8
• 作者: R.Votal;D.A.W.Barton;T.Goto;T.Hatanaka;M.Fujita;J.Moehlis
• 通讯作者: J.Moehlis

Electronics and Communications in Japan

日本的电子和通信

• 发表时间: 2010
• 作者: Kohei Arai;Kenro Yajima
• 通讯作者: Kenro Yajima

パノラマ型カメラモデルに対する視覚フィードバック型位置・姿勢協調制御

全景相机模型的视觉反馈式位姿协调控制

• 发表时间: 2012
• 期刊: システム制御情報学会論文誌
• 作者: Takehito Azuma;Mayumi Ito;Shuichi Adachi;菊永 和也;井熊 佳祐，和田 篤，田中 哲，高橋 信明;宋，小菅，松波;伊吹竜也,畑中健志,藤田政之
• 通讯作者: 伊吹竜也,畑中健志,藤田政之