| Project/Area Number |
22K12945
|
|---|
| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
|
| Allocation Type | Multi-year Fund |
|---|
| Section | 一般 |
|---|
| Review Section |
Basic Section 90150:Medical assistive technology-related
|
|---|
| Research Institution | Tohoku Gakuin University |
|---|
Principal Investigator |
梶川 伸哉 東北学院大学, 工学部, 教授 (80290691)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2025-03-31
|
| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
|
| Budget Amount *help |
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2024: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
|
|---|
| Keywords | 頭部回旋 / 歩行誘導 / 視覚障害者 / 視覚障害 |
|---|
| Outline of Research at the Start |
頭部回旋装置を用いた視覚障碍者向け歩行誘導システムを開発する。対象とする頭部運動はYawとRoll運動である。これの運動に連動して体幹姿勢が変化し、結果として歩行方向が変わるという知見に基づくものである。それぞれの運動を生成させる頭部装着型の装置を開発し、歩行への影響と効果的な姿勢制御アルゴリズムを構築する。
一方で、歩行環境をセンシングするシステムの開発も行う。こちらは深度カメラから得られる距離情報を用いて、安全な歩行経路を探索する機能を開発する。
最終的には、頭部回旋装置と環境センシング機能を一体化し、ウエアラブルな歩行誘導システムを構築する。
|
| Outline of Annual Research Achievements |
前年度、頭部強制回方向に歩行方向を安定させるためには、回旋後、装着者自身のタイミングで頭部の自由回転により体幹の正面に頭部を戻すことが重要であることが確認された。そこで、本年度は頭部の自由回転を可能とする機能を追加した。装置と耳背部が接触するように圧力センサパッドを取り付け、左右の耳との接触圧の差を計測することで、頭部の自由回転の意思を検出する。この接触圧の差に比例する速度制御を頭部回旋装置に適用し、頭部運動に追従させることとした。
次に、深度カメラの情報を基に歩行可能スペースの検出機能を追加した。これは、まず、カメラ画像の下部（床面高さに一致）に設けた左から右へ連続する９つの小領域に対して、内部の距離平均値を求める。この距離値が3.0mを下回る領域は、その内部に（床面上の）障害物があると判定する。一方、3.0m以上を有する領域については、同様の距離値を有する領域を接続していく。最終的には、最大領域の中心方向を障害物のない歩行通過方向とする。深度カメラから得られた歩行可能方向に頭部が向くよう回旋装置を制御し、障害物回避実験を行った。障害物は4.0ｍ前方に配置した。深度カメラによる情報を基に、頭部を回避方向へ強制回旋とその後の自由な頭部運動を組み合わせることで、障害物を回避する歩行誘導が実現できた。
一方で、障害物回避軌道が大回りになる傾向が確認され、これをより効率的なものにしていくために、深度カメラ搭載のIMUを利用した歩行者の自己位置情報を利用したアルゴリズムの改良が次の課題である。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
前年度の課題であった歩行軌道の不安定化を防ぐための頭部の自由運動への対応を実現し、実験によりその有効性を確認できた。また、深度カメラとの統合を図り、自律誘導システムの試作を終えたことから、おおむね順調に進展していると判断した。
|
| Strategy for Future Research Activity |
深度カメラに内蔵されているIMU（慣性計測ユニット）による自己位置推定機能と目標経路設定を合わせて、目標位置までの歩行誘導機能を実現する。
|
