自律分散型ロボット間通信のための適応型メディアアクセス制御プロトコルの性能評価

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タイトル別名
  • ジリツ ブンサンガタ ロボット カン ツウシン ノ タメ ノ テキオウガタ メディアアクセス セイギョ プロトコル ノ セイノウ ヒョウカ
  • Performance Evaluation of an Adaptive Medium Access Control Protocol for Robot Communication in Autonomous Distributed Systems
  • ネットワークプロトコル

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抄録

自律分散型ロボットシステムは複数台で協調動作を行うことにより，単独型ロボットでは困難な高度で複雑なタスクを実行することが可能となる．協調動作を実行するためにはロボット間通信が不可欠となる．本論文では，複数台の自律移動ロボットによる協調搬送作業を想定し，実時間性・適応性を考慮したメディアアクセス制御プロトコルAR-TDMA（Adaptive Reservation-Time Division Multiple Access）方式を提案する．提案方式は予約機構を持たせることにより送信頻度にばらつきがある通信環境で従来方式より小さな遅延を示す．また，動的なタイムスロット割当て方式によりロボット数の変化に柔軟に適応する．さらにロボットのバッテリ残量を指標にしたタイムスロット割当て方式により，パケットの衝突を従来方式より軽減する．シミュレーションによる性能評価の結果，本方式は従来方式に比べ通信遅延特性，スケーラビリティ特性，運搬時間特性に優れていることを確認した．

In autonomous distributed robot systems, many robots cooperate together to carry out many difficult tasks that single robot can not realize. But, in order to cooperate together the robots should communicate with each other. Therefore, the communication among robots is very important problem to be solved. In this paper, we propose an Adaptive Reservation-Time Division Multiple Access (AR-TDMA) medium access control protocol which show small delay time than a conventional method in a heterogeneous environment of robot intercommunication by using a reservation mechanism. Also, by using an adaptive time slot allocation method, the protocol has a flexible behavior and can deal with the changes of number of robots. Furthermore, the proposed protocol can reduce the packet collision probability. We carried out computer simulation to evaluate the performance of proposed method. The simulation results show that the proposed method has better transmission characteristics, scalability characteristics and object transportation time characteristics compared with a conventional method.

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