JP7366410B2 - 移動体、無線通信システム、移動体の制御方法、および制御プログラム - Google Patents
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- Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)
Description
本発明の一実施形態に係る無線通信システムの概要を図2に基づいて説明する。図2は、無線通信システム5の概要を示す図である。図2に示す無線通信システム5には、自律移動する移動体1a~1fが含まれている。図2には、これらの移動体1a~1fにより探索対象であるイベントEV1~EV3の探索を行う例を示している。なお、移動体1a~1fを区別する必要がないときには、単に移動体1と記載する。イベントEV1~EV3についても同様である。
移動体1の構成を図1に基づいて説明する。図1は、移動体1の要部構成の一例を示すブロック図である。図示のように、移動体1は、移動体1の各部を統括して制御する制御部10、移動体1が使用する各種データを記憶する記憶部20を備えている。また、移動体1は、移動体1が他の移動体1と通信するための通信部30、探索対象であるイベントが発する物理情報を検知する検知部40、および移動体1を駆動する駆動部50を備えている。
自機情報201と他機情報202は、例えば図3に示すような情報であってもよい。図3は、自機情報201と他機情報202の例を示す図である。自機情報201には、位置情報と、PB評価値と、自己評価値とが含まれている。上述のように、位置情報は位置算出部106が算出し、PB評価値はPB評価値算出部102が算出し、自己評価値は自己評価値算出部110が算出する。これらの情報の算出は所定時間毎に行われ、最新の情報が自機情報201として記憶される。そして、自機情報通知部112は、自機情報201をブロードキャスト送信する。
移動制御部104は、例えば下記の数式(1)を用いて移動体1の移動ベクトルを算出してもよい。この場合、当該移動ベクトルに従って移動した後の移動体1の位置は下記の数式(2)で表される。
上述のように、数式(1)におけるLBパラメータの値を0とすることにより、移動体iを群リーダーとすることができ、PBパラメータの値を0とすることにより、移動体iをフォロワーとすることができる。
LB評価値算出部108は、他の移動体1のうち探索対象であるイベントに最も近い局所最良移動体と自機の間の領域に位置する他の移動体1の数の多さに応じて当該局所最良移動体の位置の評価を劣化させたLB評価値を算出してもよい。
反発ベクトル算出部105は、例えば下記の数式(11)により反発ベクトルを算出してもよい。数式(11)は、時刻tにおける移動体iの反発ベクトルの算出式である。
上述のように、移動体1は、イベントの探索を行う探索フェーズにてイベントを検出した場合、捕捉フェーズに移行して捕捉作業を行ってもよい。例えば、移動体1は、At秒前の座標と現在位置との距離が閾値Ad(m)を下回った場合に、自機がイベント付近に停滞していると判断し、捕捉フェーズへ移行して捕捉作業を行ってもよい。
移動体1が実行する処理の流れ(移動体1の制御方法)を図5に基づいて説明する。図5は、移動体1が探索中に繰り返し実行する処理の一例を示すフローチャートである。なお、この処理の前提として、記憶部20には自機情報201が記憶されていると共に、他機情報202が記憶されているものとする。
上述のように、LBパラメータの値を決定する数式(5)と、PBパラメータの値を決定する数式(6)に追加条件を含めることにより、1つの移動体群を複数に分離させて効率的な探索を行うことが可能になる。このような移動体群の分離方式は、例えば、移動体群が移動している方向に沿って、その移動体群の近傍に複数のイベントがある場合に有効である。
移動体1が突然変異する場合の処理の流れ(移動体1の制御方法)を図8に基づいて説明する。図8は、移動体1が実行する、突然変異に関する処理の一例を示すフローチャートである。なお、この処理の前提として、記憶部20には自機情報201が記憶されていると共に、他機情報202が記憶されているものとする。また、他機情報202には、移動体1が変異移動体であるか否かを示す情報が含まれているものとする。
無線通信システム5のシミュレータを構築し、無線通信システム5の性能の確認を行った結果を図9~図11に基づいて説明する。図9は、シミュレーションの条件を示す図である。また、図10は、移動体1の数と突然変異体の上限数とを変えて測定した最終捕捉時間の測定結果を示す図であり、図11は、探索対象とするフィールドの広さを変えて測定した最終捕捉時間の測定結果を示す図である。なお、最終捕捉時間とは、全てのイベントの捕捉が終了するまでの所要時間である。
移動体1の制御ブロック(特に制御部10に含まれる各部)は、集積回路(ICチップ)等に形成された論理回路(ハードウェア)によって実現してもよいし、ソフトウェアによって実現してもよい。
移動体1は、突然変異による広域への群分離メカニズムと、追加条件による狭域での群分離メカニズムの少なくとも何れかを備えていれば、相互に識別できない複数の探索対象を効率的に探索することが可能になる。したがって、突然変異による広域への群分離メカニズムと、追加条件による狭域での群分離メカニズムの少なくとも何れかを備えた移動体1も本発明の範疇に含まれる。
102 PB評価値算出部(第1評価値算出部)
103 移動方針決定部
104 移動制御部
105 反発ベクトル算出部
108 LB評価値算出部(第2評価値算出部)
111 変異制御部
5 無線通信システム
Claims (11)
- 複数の対象のそれぞれが発する物理情報を検知して当該対象を探索する動作を、自機の通信範囲内に存在する他の移動体と共に実行する移動体であって、
自機による上記物理情報の検知結果に基づいて、自機の位置を上記対象との近さにより評価した第1評価値を算出する第1評価値算出部と、
上記他の移動体による上記物理情報の検知結果に基づいて、当該他の移動体の位置を上記対象との近さにより評価した第2評価値を算出する第2評価値算出部と、
上記第1評価値と上記第2評価値との比較結果に基づき、上記複数の対象のうちの一つの探索を行うか、上記他の移動体に追従して探索を行うかを決定する移動方針決定部と、を備える移動体。 - 上記第2評価値算出部は、上記他の移動体のうち上記対象に最も近い局所最良移動体と自機との間の領域に位置する上記他の移動体の数の多さに応じて当該局所最良移動体の位置の評価を劣化させて上記第2評価値を算出する、請求項1に記載の移動体。
- 自機を、上記他の移動体に追従しない変異移動体に遷移させるか否かを所定の周期で判定する変異制御部を備え、
上記移動方針決定部は、上記変異制御部が変異移動体に遷移させると判定した場合、当該判定から所定期間継続して、上記複数の対象のうちの一つの探索を行うことを決定する、請求項1または2に記載の移動体。 - 上記移動方針決定部の決定に基づいて上記移動体を移動させるための移動ベクトルを算出する移動制御部と、
上記移動体と上記他の移動体との接触を避けるために上記移動ベクトルに加算される、当該他の移動体から離れる方向のベクトルである反発ベクトルを算出する反発ベクトル算出部と、を備え、
上記反発ベクトル算出部は、上記所定期間の少なくとも前半には、上記反発ベクトルを他の期間よりも増大させる、請求項3に記載の移動体。 - 上記変異制御部は、変異移動体に遷移している上記他の移動体の数が上限以下である場合に上記判定を行う、請求項3または4に記載の移動体。
- 複数の対象のそれぞれが発する物理情報を検知して当該対象を探索する動作を、自機の通信範囲内に存在する他の移動体と共に実行する移動体であって、
自機による上記物理情報の検知結果と、上記他の移動体による上記物理情報の検知結果とに基づいて、上記複数の対象のうちの一つの探索を行うか、上記他の移動体に追従して探索を行うかを周期的に決定する移動方針決定部と、
自機を、上記他の移動体に追従しない変異移動体に遷移させるか否かを所定の周期で判定する変異制御部と、を備え、
上記移動方針決定部は、上記変異制御部が変異移動体に遷移させると判定した場合、当該判定から所定期間継続して、上記複数の対象のうちの一つの探索を行うことを決定する、移動体。 - 請求項1から6の何れか1項に記載の移動体を複数含み、当該複数の移動体により上記対象を探索する無線通信システム。
- 複数の対象のそれぞれが発する物理情報を検知して当該対象を探索する動作を、自機の通信範囲内に存在する他の移動体と共に実行する移動体の制御方法であって、
当該移動体による上記物理情報の検知結果に基づいて、当該移動体の位置を上記対象との近さにより評価した第1評価値を算出する第1評価値算出ステップと、
上記他の移動体による上記物理情報の検知結果に基づいて、当該他の移動体の位置を上記対象との近さにより評価した第2評価値を算出する第2評価値算出ステップと、
上記第1評価値と上記第2評価値との比較結果に基づき、上記複数の対象のうちの一つの探索を行うか、上記他の移動体に追従して探索を行うかを決定する移動方針決定ステップと、を含む、移動体の制御方法。 - 複数の対象のそれぞれが発する物理情報を検知して当該対象を探索する動作を、自機の通信範囲内に存在する他の移動体と共に実行する移動体の制御方法であって、
上記移動体は、当該移動体による上記物理情報の検知結果と、上記他の移動体による上記物理情報の検知結果とに基づいて、上記複数の対象のうちの一つの探索を行うか、上記他の移動体に追従して探索を行うかを決定する処理を周期的に行うものであり、
上記移動体の制御方法は、
上記移動体を、上記他の移動体に追従しない変異移動体に遷移させるか否かを判定する変異制御ステップと、
上記変異制御ステップで遷移させると判定された場合、当該判定から所定期間継続して、上記複数の対象のうちの一つの探索を行う変異探索ステップと、を含む、移動体の制御方法。 - 請求項1に記載の移動体を動作させるための制御プログラムであって、上記第1評価値算出部、上記第2評価値算出部、および上記移動方針決定部としてコンピュータを機能させるための制御プログラム。
- 請求項6に記載の移動体を動作させるための制御プログラムであって、上記移動方針決定部および上記移動方針決定部としてコンピュータを機能させるための制御プログラム。
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