JP2018181166A - 移動体の制御方法および移動体制御システム - Google Patents
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Abstract
Description
図1乃至図3は、移動体の制御方法および移動体制御システムの第1実施形態として、本発明を、移動体としての水中移動体に適用した例を示すものである。また本実施形態では、移動体に働く外乱は、水中移動体に働く潮流とした例を示すものである。本実施形態では、水平方向の2次元座標の空間内で、水中移動体に障害物回避を行わせる場合について説明する。
ただし、xiは水中移動体の状態量、uiは制御量(移動装置4の制御出力)、iは離散時間
Diは、iステップ目の水中移動体1の位置と障害物7の中心位置o1との間の距離である。iステップ目の水中移動体1の位置の座標を(Xi,Yi)とし、障害物7の中心位置o1の座標を(Xo,Yo)とすると、Diは、以下の式で記述される。
図4は、第1実施形態の変形例として、移動体制御システムの別の構成を示す概要図である。
前記第1実施形態では、障害物7は位置が固定されているものとして説明した。
前記第1実施形態では、水中移動体1の状態遷移方程式として、水中移動体の状態量であるxiと、制御量であるuiとを変数とする前記(1)式を示した。また、潮流の影響は、前記(6)式に、潮流に関するプロセスノイズNfを導入することで考慮するものとした。
前記第1実施形態では、図2(a)に示したように、iステップ目の水中移動体1の位置pi(i=0…Np)は、水中移動体1の状態量の不確かさと潮流に関するプロセスノイズを考慮した移動範囲9の楕円の中心を通るように設定されるものとした。
前記第1実施形態とその変形例および応用例では、本発明の移動体の制御方法および移動体制御システムを、潮流が存在する環境下で移動する水中移動体に適用した例を示した。
Claims (3)
- 状態量検出部と、障害物検知部と、移動装置とを備えた移動体の制御を行う移動体の制御方法であって、
前記状態量検出部が前記移動体の現在の状態量を検出する処理と、
前記障害物検知部が障害物を検知する処理と、を行い、
更に、計算部は、
前記障害物検知部で検知された前記障害物の位置の情報に基づいて、前記移動体が前記障害物に衝突しない条件として障害物回避制約関数を算出する処理と、
前記移動体の状態遷移方程式に対する前記移動体の状態量の不確かさと、前記移動体に働く外乱を基にマージン関数を算出する処理と、
前記マージン関数を前記障害物回避制約関数に加えた関数を制約として、モデル予測制御を行って、前記移動装置の最適制御量を求める処理と、
前記求められた最適制御量を、前記移動装置へ、該移動装置の制御量の目標値として与える処理と、を行うこと
を特徴とする移動体の制御方法。 - 前記移動体は、水中移動体とし、前記水中移動体に働く外乱は潮流とする
請求項1記載の移動体の制御方法。 - 移動体に設けられた状態量検出部、障害物検知部および移動装置と、
計算部とを有し、
前記計算部は、
前記状態量検出部が検出した前記移動体の現在の状態量と、前記障害物検知部が検知した障害物の情報を受け取る機能と、
前記障害物検知部で検知された前記障害物の位置の情報に基づいて、前記移動体が前記障害物に衝突しない条件として障害物回避制約関数を算出する機能と、
前記移動体の状態遷移方程式に対する前記移動体の状態量の不確かさと、前記移動体に働く外乱を基にマージン関数を算出する機能と、
前記マージン関数を前記障害物回避制約関数に加えた関数を制約として、モデル予測制御を行って、前記移動装置の最適制御量を求める機能と、
前記求められた最適制御量を、前記移動装置へ、該移動装置の制御量の目標値として与える機能と、を備えること
を特徴とする移動体制御システム。
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