Formation Control of a Networked Multi-Robot System Considering Limitation of Communication Range

近年,複数台のロボットを協調的に動かすことで一つのタス クを達成させる,群ロボットの研究が広く行われている [1].こ れは,計算機技術や通信技術の発達により,ロボット間で無線 通信を行うことができるようになったことが理由の一つとして あげられる. 群ロボットの制御に関する研究では,様々な目的に対して多 様なアプローチが考えられている [2].なかでもフォーメーショ ン制御については Faxらの研究 [3]をはじめ数々の研究があり, 最近では制約を陽に扱える Receding Horizon 制御の分散化な どが行われている [4] [5].また,ネットワーク構造が時間変化す る場合のコンセンサス問題に対する分散 Receding Horizon制 御手法も考えられている [6].これらの研究はロボット間の通信 ネットワーク構造を固定として考えているか,あらかじめ与え られた時間変化をさせる場合を考えている. しかし一般に,電波などを用いた無線通信には有効範囲が存 在する.通信範囲が限られている場合,ネットワークの連結性な どを確保するために,ロボットは移動を行いながらネットワー ク構造を自律的に変化させていく必要があると考えられる.セ

[1]  John Lygeros,et al.  Distributed collision avoidance for interacting vehicles: a command governor approach , 2010 .

[2]  David Q. Mayne,et al.  Constrained model predictive control: Stability and optimality , 2000, Autom..

[3]  George J. Pappas,et al.  Distributed Connectivity Control of Mobile Networks , 2008, IEEE Trans. Robotics.

[4]  Antonios Tsourdos,et al.  Guest Editorial Introduction to the Special Issue on Multivehicle Systems Cooperative Control With Application , 2007 .

[5]  Karl Henrik Johansson,et al.  Distributed Model Predictive Consensus , 2006 .

[6]  Riccardo Scattolini,et al.  Model Predictive Control Schemes for Consensus in Multi-Agent Systems with Single- and Double-Integrator Dynamics , 2009, IEEE Transactions on Automatic Control.

[7]  Gordon F. Royle,et al.  Algebraic Graph Theory , 2001, Graduate texts in mathematics.

[8]  George J. Pappas,et al.  Potential Fields for Maintaining Connectivity of Mobile Networks , 2007, IEEE Transactions on Robotics.

[9]  Richard M. Murray,et al.  Recent Research in Cooperative Control of Multivehicle Systems , 2007 .

[10]  William B. Dunbar,et al.  Distributed receding horizon control for multi-vehicle formation stabilization , 2006, Autom..

[11]  Alberto Bemporad,et al.  Control of systems integrating logic, dynamics, and constraints , 1999, Autom..

[12]  Stephen P. Boyd,et al.  Receding Horizon Control , 2011, IEEE Control Systems.

[13]  Stephen P. Boyd,et al.  AUTOMATIC GENERATION OF HIGH-SPEED SOLVERS , 2011 .

[14]  George J. Pappas,et al.  Distributed connectivity control of mobile networks , 2007, 2007 46th IEEE Conference on Decision and Control.

[15]  Julio R. Banga,et al.  Extended ant colony optimization for non-convex mixed integer nonlinear programming , 2009, Comput. Oper. Res..