論文の概要: Model-Based Systems Engineering Framework for SysML-Driven Design of Autonomous UAVs
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2608.09547v1
- Date: Mon, 10 Aug 2026 12:46:52 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-08-11 19:16:37.266729
- Title: Model-Based Systems Engineering Framework for SysML-Driven Design of Autonomous UAVs
- Title（参考訳）: 自律型UAVのSysML駆動設計のためのモデルベースシステムエンジニアリングフレームワーク
- Abstract要約: 本稿では,自律型UAVのためのモデルベースシステム工学(MBSE)設計フレームワークを提案する。
このフレームワークは、システムモデリング言語(SysML)をフォーマルな設計バックボーンとして使用し、4つの接続されたレイヤでUAV開発を構築する。
結果として得られたモデルは、要求割り当て、インターフェース定義、サブシステムへの責任割り当て、シミュレーションや物理的なデプロイの前に検証計画をサポートする。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.3324986723090369
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Autonomous Unmanned Aerial Vehicles (UAVs) are complex cyber-physical systems that require the coordinated integration of flight control, navigation, perception, communication, power management, and mission-level decision-making under safety, timing, and reliability constraints. However, many autonomous UAV development workflows still rely on document-centric requirements, separated architectural descriptions, and software implementation artifacts, which can lead to ambiguity, interface inconsistencies, and weak traceability during early design. This paper presents a Model-Based Systems Engineering (MBSE) design framework for the SysML-driven development of autonomous UAVs. The proposed framework uses the Systems Modeling Language (SysML) as a formal design backbone to structure UAV development across four connected layers: stakeholder requirements, functional decomposition, logical architecture, and physical/software allocation. SysML requirement diagrams, activity diagrams, block definition diagrams, internal block diagrams, state machine diagrams, and parametric diagrams are used to capture the functional, structural, behavioral, interface, and performance aspects of the UAV system. The logical architecture is then systematically mapped to a Robot Operating System 2 (ROS 2) software architecture by relating SysML blocks to ROS 2 nodes, flow ports and connectors to topics, request-response interactions to services, and goal-oriented behaviors to actions. The framework is illustrated at the design level using representative autonomous UAV mission scenarios, including autonomous take-off, waypoint navigation, hover stabilization, obstacle avoidance, return-to-home, and emergency handling. The resulting model supports requirement allocation, interface definition, subsystem responsibility assignment, and verification planning before simulation or physical deployment.
- Abstract（参考訳）: 無人航空機 (Autonomous Unmanned Aerial Vehicles, UAV) は、飛行制御、ナビゲーション、認識、通信、電力管理、安全、タイミング、信頼性の制約の下でのミッションレベルの意思決定の協調的な統合を必要とする複雑なサイバー物理システムである。
しかし、多くの自律型UAV開発ワークフローは、まだ文書中心の要件、アーキテクチャ記述の分離、ソフトウェア実装の成果物に依存しており、曖昧さ、インターフェースの不整合、初期設計時のトレーサビリティの弱さにつながる可能性がある。
本稿では,SysMLによる自律型UAV開発のためのモデルベースシステム工学(MBSE)設計フレームワークを提案する。
提案したフレームワークは、システムモデリング言語(SysML)を正式な設計バックボーンとして使用し、ステークホルダー要求、機能的分解、論理アーキテクチャ、物理/ソフトウェアアロケーションという4つの接続されたレイヤにわたるUAV開発を構築する。
SysML要求図、アクティビティ図、ブロック定義図、内部ブロック図、状態マシン図、パラメトリック図は、UAVシステムの機能的、構造的、行動的、インターフェース、パフォーマンス的側面を捉えるために使用される。
次に論理アーキテクチャは、SysMLブロックをROS 2ノードに関連付け、トピックへのフローポートとコネクタ、サービスに対する要求-応答相互作用、アクションに対するゴール指向の振る舞いによって、ロボットオペレーティングシステム2(ROS2)ソフトウェアアーキテクチャに体系的にマッピングされる。
このフレームワークは、自律離陸、ウェイポイントナビゲーション、ホバリング安定化、障害物回避、自宅への帰還、緊急対応など、無人無人UAVミッションの一般的なシナリオを用いて設計レベルで説明されている。
結果として得られたモデルは、要求割り当て、インターフェース定義、サブシステムへの責任割り当て、シミュレーションや物理的なデプロイの前に検証計画をサポートする。
関連論文リスト
- The Agent Operating System (AOS): A Reference Operating Architecture for Distributed Agentic Systems [0.04756202129182093]
本稿では,分散エージェントシステムのためのベンダニュートラル参照オペレーティングシステムであるエージェントオペレーティングシステム(AOS)を提案する。
AOSは既存のフレームワークやインフラの代替としてではなく、異種コンポーネントを管理可能な信頼性、可観測性、相互運用可能なエージェントシステムに構成できる運用アーキテクチャとして提案されている。
論文 参考訳（メタデータ） (2026-08-04T06:50:49Z) - The Three Dimensions of ROS 2 Middleware [17.21119597148951]
ROS 2は現代のロボットソフトウェア開発のデファクトスタンダードとして登場した。
アーキテクチャの柔軟性にもかかわらず、これらのシステムは動的かつリソースに制約のある無線環境下での構造的制約を示す。
本稿では,分散ロボットシステムに必要な3つの構造的次元を通して,その構造的限界を検証するための概念的枠組みを提案する。
論文 参考訳（メタデータ） (2026-07-01T15:35:10Z) - Advancing Omnimodal Embodied Agents from Isolated Skills to Everyday Physical Autonomy [79.09714980186278]
非構造化環境で永続的なエンボディエージェントを構築するには、異種ツールの統一的なオーケストレーションが必要である。
我々は,多モーダルなセマンティックプランナを統合したフレームワークであるOmniActを紹介した。
すべての複雑性レベルにわたって、エンドツーエンドの成功において一貫した改善が達成されます。
論文 参考訳（メタデータ） (2026-06-25T16:36:35Z) - Design-OS: A Specification-Driven Framework for Engineering System Design with a Control-Systems Design Case [0.0]
Design-OSは5段階のエンジニアリングシステム設計のための仕様駆動ワークフローである。
各ステージは、トレーサビリティを維持し、エージェント拡張実行をサポートする構造化アーティファクトを生成する。
ブランクテンプレートとフルデザインケースのアーティファクトはパブリックリポジトリで共有され、サポートと再利用が行われる。
論文 参考訳（メタデータ） (2026-03-20T17:26:44Z) - Loosely-Structured Software: Engineering Context, Structure, and Evolution Entropy in Runtime-Rewired Multi-Agent Systems [9.34019956999278]
堅牢なマルチエージェントシステムの構築には、不確実性の下で複雑性を管理するアーキテクチャに重点を置くエンジニアリングの規律が必要である。
本稿では,決定論的論理の構成から実行時エントロピーの管理へと,工学的焦点を移すソフトウェアシステムであるemphLoosely-Structured Software (LSS)を紹介する。
論文 参考訳（メタデータ） (2026-03-16T02:07:34Z) - A Unified Experimental Architecture for Informative Path Planning: from Simulation to Deployment with GuadalPlanner [69.43049144653882]
本稿では,車種別制御から高レベルの意思決定を分離する統一アーキテクチャを提案する。
提案アーキテクチャは、計画、センシング、車両実行の標準化されたインターフェースを定義するGuaralPlannerを通じて実現されている。
論文 参考訳（メタデータ） (2026-02-11T10:02:31Z) - Assemble Your Crew: Automatic Multi-agent Communication Topology Design via Autoregressive Graph Generation [91.17994756436259]
大規模言語モデル(LLM)に基づくマルチエージェントシステム(MAS)は、多様な領域にわたる複雑な問題を扱うための強力なソリューションとして登場した。
既存のアプローチは、事前に定義されたエージェントセットとハードコードされた相互作用構造を持つテンプレートグラフ修正パラダイムに依存しているため、基本的に制限されている。
協調グラフをスクラッチから構築することで、このパラダイムを運用する新しい自己回帰モデルであるARG-Designerを提案する。
論文 参考訳（メタデータ） (2025-07-24T09:17:41Z) - An LLM-enabled Multi-Agent Autonomous Mechatronics Design Framework [49.633199780510864]
本研究は, 機械設計, 最適化, エレクトロニクス, ソフトウェア工学の専門知識を統合した多エージェント自律メカトロニクス設計フレームワークを提案する。
このフレームワークは、言語駆動のワークフローを通じて運用され、構造化された人間のフィードバックを組み込んで、現実世界の制約下での堅牢なパフォーマンスを保証する。
完全に機能する自律型容器は、最適化された推進、コスト効率の高い電子機器、高度な制御を備えていた。
論文 参考訳（メタデータ） (2025-04-20T16:57:45Z) - General-Purpose Aerial Intelligent Agents Empowered by Large Language Models [9.603293922137965]
本稿では,オープンワールドタスク実行が可能な,初の航空知的エージェントを提案する。
私たちのハードウェアとソフトウェアの共同設計システムは、2つの基本的な制限に対処します。
本システムは,コミュニケーション制約のある環境におけるタスク計画とシーン理解の信頼性を示す。
論文 参考訳（メタデータ） (2025-03-11T11:13:58Z) - Enhancing Architecture Frameworks by Including Modern Stakeholders and their Views/Viewpoints [48.87872564630711]
データサイエンスと機械学習に関連する関心事、例えばデータサイエンティストやデータエンジニアの利害関係者は、まだ既存のアーキテクチャフレームワークには含まれていない。
10か国25以上の組織から61名の被験者を対象に調査を行った。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-08-09T21:54:34Z) - Towards an Interface Description Template for AI-enabled Systems [77.34726150561087]
再利用(Reuse)は、システムアーキテクチャを既存のコンポーネントでインスタンス化しようとする、一般的なシステムアーキテクチャのアプローチである。
現在、コンポーネントが当初目的としていたものと異なるシステムで運用する可搬性を評価するために必要な情報の選択をガイドするフレームワークは存在しない。
我々は、AI対応コンポーネントの主情報をキャプチャするインターフェイス記述テンプレートの確立に向けて、現在進行中の作業について述べる。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-07-13T20:30:26Z)
関連論文リストは本サイト内にある論文のタイトル・アブストラクトから自動的に作成しています。
指定された論文の情報です。
本サイトの運営者は本サイト（すべての情報・翻訳含む）の品質を保証せず、本サイト（すべての情報・翻訳含む）を使用して発生したあらゆる結果について一切の責任を負いません。