時空間モデルを考慮したロボティックセンサノード機構の実現

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  • ジクウカン モデル オ コウリョ シタ ロボティックセンサノード キコウ ノ ジツゲン
  • A Robotic Sensor Node with Spatiotemporal Model
  • フレームワーク技術

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抄録

センサをモータやロボット等のアクチュエータに装着したロボティックセンサノード機構を実現するために，Spinning Sensors ツールキットと呼ぶプログラミングツールキットを提案する．ロボティックセンサノードを実現するには，センサとアクチュエータの協調処理を実現するだけでなく，協調動作によるセンシング範囲変化を計算する必要がある．これらの問題を即興的協調実現問題と検知範囲把握問題として提示する．本論文では，ロボティックセンサノードのセンシングにおける時空間モデルを定義する．そしてロボティックセンサノード機構構築のためのプログラミングツールキットを提案する．時空間モデルにおいては，センサノードとオブジェクトが動くことを想定し，センシング空間やセンシング時間とセンサノードの動作の関係についてモデリングした．また，ロボティックセンサノード構築に必要な協調処理，データ処理，検知範囲解析処理を実現したツールキットを用いて，2 つのプロトタイプアプリケーションを実装した．さらに評価実験を行い，ロボティックセンサノードの有効性を示した．Spinning Sensors ツールキットを用いてロボティックセンサノード機構を構築することにより，即興的協調実現問題と検知範囲把握問題を解決し，既存のセンサとアクチュエータを用いてより検知範囲が広く精度の高いセンサシステムを構築可能になる．

This paper proposes a Spinning Sensors programming toolkit which realizes a robotic sensor node mechanism comprised of a sensor node and a robotic actuator node such as a motor or a mobile robot. To realize a robotic sensor node, we need to realize not only the collaborative utilization of arbitrary sensors and actuators but also analysis of sensing area and time. We stated these problems as spontaneous coordination realization problem and sensing area analysis problem. The Spinning Sensors toolkit provides the mechanism of device coordination, data processing, and management of tempo-spatial model of robotic sensor nodes. By using this toolkit, the programmers are able to create application software using the robotic sensor nodes. In this paper, we discuss a robotic sensor node model and design and implementation of the toolkit. We introduce two kinds of applications using the toolkit: environment monitoring and sensor controlled robot. The experiments using the robotic sensor node and the toolkit are conducted to evaluate and measure the possibility, performance, and practicality of a robotic sensor node mechanism. The Spinning Sensors toolkit overcomes both spontaneous coordination realization problem and sensing area analysis problem and increases sensing space and accuracy of a sensor node.

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