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Elucidation of driver's visual perception characteristics for autonomous driving optimized for individuals

Research Project

Project/Area Number 20K14996
Research Category

Grant-in-Aid for Early-Career Scientists

Allocation TypeMulti-year Fund
Review Section Basic Section 25020:Safety engineering-related
Research InstitutionRitsumeikan University

Principal Investigator

Okafuji Yuki  立命館大学, 総合科学技術研究機構, 准教授 (50843950)

Project Period (FY) 2020-04-01 – 2023-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2022)
Budget Amount *help
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2020: ¥2,210,000 (Direct Cost: ¥1,700,000、Indirect Cost: ¥510,000)
Keywords知覚認知特性 / 運転行動 / 視覚認知情報 / 個人特性 / 運転支援 / 操舵行動 / 操舵/加減速行動
Outline of Research at the Start

自動車の自動運転システムでは,より一層人間の理解に基づく自動運転の構築が喫緊の課題とされている.本研究では,個々のドライバの視覚認知特性を理解することで,運転における人間らしさを解釈し,新たな自動運転設計の指針を得ることを目的とする.本研究では,個々のドライバの視覚認知特性を解明するために,次の課題を解決する.深層学習による視覚認知特性の解析手段を提案し,妥当性の検証を行う.また,提案手法を用いて,様々なドライバの視覚認知特性の差異を解明し,運転の快適性等の知見を得る.一貫した運転特性の基盤的知見が得られることで,自動運転設計に応用できるだけでなく,人間の行動解析全般への展開が期待される.

Outline of Final Research Achievements

It is an urgent task to build automatic driving of automobiles based on deep human understanding. Therefore, the purpose of this study is to understand the visual perception characteristics of individual drivers and interpret the human-similarity in driving using a machine learning method, and establish new guidelines for the design of automatic driving. In this study, we proposed a deep learning model that takes into account the physical characteristics of the driver and a gaze estimation model considering the road environment. We analyzed them using driving data obtained from psychological experiments. Several experimental results show that the proposed methods can express the perceptual cognitive characteristics of individual drivers.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

国内外で自動車の自動運転技術が次々と開発されており、交通事故の減少や、交通弱者に交通手段を与える等、様々な利点をもたらすとされる。その中でもLevel 3の自動運転車では、人間とシステムによる運転が行き来するため、ヒューマンエラーを起こす可能性のある人間の運転へと切り替わってしまい、交通社会全体としての安全が阻害される懸念がある。そのため、ドライバに安心感を与え、納得して自動運転技術を使用してもらうためには、人間らしさを感じさせる自動運転システムが重要である。そのため、本研究を遂行することにより、人間の運転特性の理解が得られるという学術的意義だけでなく、交通社会全体としての安全にも貢献できる。

Report

(4 results)
  • 2022 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2021 Research-status Report
  • 2020 Research-status Report
  • Research Products

    (18 results)

All 2023 2022 2021 2020

All Journal Article (7 results) (of which Peer Reviewed: 7 results,  Open Access: 7 results) Presentation (11 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results)

  • [Journal Article] More Persuasive Explanation Method for End-to-End Driving Models2023

    • Author(s)
      Zhang Chenkai、Deguchi Daisuke、Okafuji Yuki、Murase Hiroshi
    • Journal Title

      IEEE Access

      Volume: 11 Pages: 4270-4282

    • DOI

      10.1109/access.2023.3235739

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Estimation of Drivers' Gaze Behavior by Potential Attention when using Human-Machine Interface2022

    • Author(s)
      Yu Yamaguchi, Yuki Okafuji, Takahiro Wada, Kazuomi Murakami, Hiroyuki Ishida
    • Journal Title

      IEEE Access

      Volume: vol.11 Pages: 16723-16734

    • DOI

      10.1109/access.2022.3192859

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Analyzing Driver’s Gaze Behavior Influenced by Road Projection Lamp2021

    • Author(s)
      山口 遊、岡藤 勇希、和田 隆広、村上 一臣、石田 裕之
    • Journal Title

      Transactions of Society of Automotive Engineers of Japan

      Volume: 52 Issue: 5 Pages: 1137-1142

    • DOI

      10.11351/jsaeronbun.52.1137

    • NAID

      130008101905

    • ISSN
      0287-8321, 1883-0811
    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] A Machine Learning-Based Approach to Analyze Information Used for Steering Control2021

    • Author(s)
      Okafuji Yuki、Sugiura Toshihito、Osugi Ryusei、Zhang Chenkai、Wada Takahiro
    • Journal Title

      IEEE Access

      Volume: 9 Pages: 94239-94250

    • DOI

      10.1109/access.2021.3093337

    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Analysis of Driver's Cognitive Characteristics for Speed Control Using Deep Learning2021

    • Author(s)
      尾杉 竜正、岡藤 勇希、和田 隆広
    • Journal Title

      Transactions of Society of Automotive Engineers of Japan

      Volume: 52 Issue: 2 Pages: 355-362

    • DOI

      10.11351/jsaeronbun.52.355

    • NAID

      130007988152

    • ISSN
      0287-8321, 1883-0811
    • Related Report
      2020 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Theoretical interpretation of drivers’ gaze strategy influenced by optical flow2021

    • Author(s)
      Okafuji Yuki、Fukao Takanori
    • Journal Title

      Scientific Reports

      Volume: 11 Issue: 1 Pages: 1-14

    • DOI

      10.1038/s41598-021-82062-1

    • Related Report
      2020 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Reliability Evaluation of Visualization Performance of Convolutional Neural Network Models for Automated Driving2021

    • Author(s)
      Zhang Chenkai、Okafuji Yuki、Wada Takahiro
    • Journal Title

      International Journal of Automotive Engineering

      Volume: 12 Issue: 2 Pages: 41-47

    • DOI

      10.20485/jsaeijae.12.2_41

    • NAID

      130008024251

    • ISSN
      2185-0984, 2185-0992
    • Related Report
      2020 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] 指導する情報量が初心者のスポーツ走行学習に与える影響の評価2022

    • Author(s)
      福西誠樹, 岡藤勇希, 松村耕平
    • Organizer
      自動車技術会秋季大会学生ポスターセッション
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] インタラクションゲームを用いた自動運転中におけるドライバの周辺環境の注意力の向上2022

    • Author(s)
      藤本遼太,岡藤勇希,松村耕平
    • Organizer
      第196回 ヒューマンコンピュータインタラクション研究会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] Potential Attentionを用いたHMI使用時のドライバの注視推定2021

    • Author(s)
      岡藤勇希,山口遊,和田隆広,村上一臣,石田裕之
    • Organizer
      自動車技術会秋季大会学術講演会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] 主成分分析を用いたドライバの注視位置推定2021

    • Author(s)
      伊藤智樹,岡藤勇希,和田隆広
    • Organizer
      自動車技術会秋季大会学術講演会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] 路面描画に影響されるドライバの注視特性の検証2021

    • Author(s)
      山口遊,岡藤勇希,和田隆広,村上一臣,石田裕之
    • Organizer
      自動車技術会春季大会学術講演会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] Evaluation of Visualization Performance of CNN Models using Driver Model2021

    • Author(s)
      C. Zhang, Y. Okafuji, T. Wada
    • Organizer
      IEEE/SICE International Symposium on System Integration
    • Related Report
      2020 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Preliminary Investigation of Visual Information Influencing Driver’s Steering Control based on CNN2020

    • Author(s)
      Y. Okafuji, T. Sugiura, T. Wada
    • Organizer
      IEEE International Conference on Systems, Man, and Cybernetics
    • Related Report
      2020 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Drivers' Gaze Behaviors are Influenced by Vehicle Position2020

    • Author(s)
      Y. Okafuji, T. Wada, T. Sugiura, K. Murakami, H. Ishida
    • Organizer
      64th Annual Meeting of Human Factors and Ergonomics Society, Virtual Conference
    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Presentation] 予測-車線維持を考慮したポテンシャルによるドライバの注視行動の理解2020

    • Author(s)
      岡藤勇希,和田隆広,村上一臣
    • Organizer
      自動車技術会秋季大会学術講演会
    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Presentation] 深層学習を用いた車両の速度制御に関するドライバの認知特性の解析2020

    • Author(s)
      尾杉竜正,岡藤勇希,和田隆広
    • Organizer
      自動車技術会秋季大会学術講演会
    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Presentation] Convolutional Neural Networkを用いたドライバ操舵に影響する視覚情報の理解2020

    • Author(s)
      杉浦敏仁,岡藤勇希,和田隆広
    • Organizer
      自動車技術会春季大会学術講演会
    • Related Report
      2020 Research-status Report

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Published: 2020-04-28   Modified: 2024-01-30  

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