2015 Fiscal Year Research-status Report
障害物情報を配信する電子マップと連動した視覚障害者の歩行を支援する超音波白杖
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15K01492
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| Research Institution | Maizuru National College of Technology |
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Principal Investigator |
丹下 裕 舞鶴工業高等専門学校, その他部局等, 准教授 (50435434)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
片山 英昭 舞鶴工業高等専門学校, その他部局等, 教授 (30280407)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 視覚障害者 / 電子マップ / 超音波白杖 / 障害物検出 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では，固定障害物を検出する超音波白杖にドップラーセンサを導入することで，移動障害物の検知を可能とするシステムを構築する．加えて，携帯情報端末に搭載されているカメラを用いることで，歩き慣れた通路における障害物情報を断続的に画像として収集し，画像解析を行うことで固定障害物と歩道情報の特定を行う．そして得られた情報は，電子マップ上に付加し，初めて通路を歩行する利用者がアナウンスをもとに空間情報を把握できるような情報共有システムを構築することを目指す．平成27年度は次の課題を実施した．1．超音波白杖の改良 携帯情報端末の情報処理量の軽減を図るために，スマートフォンと超音波距離センサを分離した．その結果，白杖の長さを利用することで高さ情報を不要とする静止障害物の検出方法の考案と超音波距離センサの小型化，軽量化が実現した．少人数の視覚障害者に関わる方々に提案するシステムを利用していただき，使用感等をインタビューした．2．電子マップ配信用サーバの構築 障害物情報を手動で入力したマップを用いて，携帯情報端末の位置情報に連動した障害物情報を，視覚障害者に事前通知する電子マップ配信用サーバを構築した．3．HOG特徴量とSIFTによる障害物の検出 歩行者用信号機の認識は，発光部の縦横比を用いることで日中についてはほぼすべて認識できるようになった．一方，夜間については，発光部の情報が使用できないため，機械学習により認識できるようになった．交通標識については，HOG特徴量とSIFTのみでは，交通標識に木の葉などが映り込んだ場合に認識できないことが判明したため，交通標識の形状特徴をHough変換により抽出後に機械学習により認識を行う方式とした．また歩行者用道路上の障害物検出の補助として，局所特徴量を用いて点字ブロックの検出を行い，点字ブロックと歩道が同系色でない場合は検出できることを確認した．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
電子マップ配信用サーバを構築することに時間がかかり，視覚障害者団体の協力のもとに運用試験が実施できていない．早急に，情報を通知するタイミングや手段について，ユーザーアンケートをもとに決定する．
昨年度実施するべき移動障害物と固定障害物の選別については，ロバストな固定障害物の認識を図ったため，固定障害物以外を移動障害物と選別することが可能であると考える．現状では遅れが生じているが，取り戻すことは可能である．
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| Strategy for Future Research Activity |
平成28年度は次の課題を実施する．1．移動障害物を検出するドップラーセンサの導入 前年度までに，ドップラーセンサにより移動障害物が検出されることが分かっており，現在実装中である．今年度中に，ドップラーセンサの実装を完了する．2．1台のカメラ画像からの障害物の検出 HOG特徴量やSIFTおよび機械学習により，交通標識や歩行者用信号機などの固定障害物が検出できているため，それ以外の固定障害物の検出を行う．まずリアルタイム演算可能なSURFにより，各画像中の特徴点を抽出する．その後，2画像間での特徴量の対応付けをRANSACにより行う．そして，位置情報からカメラの移動距離を算出し，2点間のステレオ画像とみなし，立体復元を行う．立体復元ができた物体は，障害物として認識する．立体復元できなかった特徴点はこれ以降に撮影された画像において，検査対象から除外する．また点字ブロック上にある障害物については，点字ブロック列の消失点の情報をもとにして障害物の高さと幅を求める．これらの手法により検出できなかった障害物は移動障害物もしくは歩行に影響を与えない障害物とする．一方，今回検出された固定障害物は，撮影時点以降に消失する可能性があるため，これ以降も検出対象とする．3．検出した障害物情報と電子マップの連動 移動障害物がない環境下において，固定障害物や歩道情報を携帯情報端末のカメラで取得し，本研究で提案するプログラムを実装した画像解析用サーバに送信する．画像解析による障害物検出の後，画像に付加された位置情報を参照し，電子マップ配信用サーバに障害物情報を送信し，電子マップへの反映を確認する．不具合を取り除くことで，サーバの運用試験を実施する．
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| Causes of Carryover |
物品費では，当初購入を検討していた電子マップ配信用サーバは，研究を進める上で再検討し外部レンタルしたため予算が余った．研究分担者の旅費については，当初学会発表予定であったが，研究の進捗状況の都合により翌年度実施となったため予算が余った．
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
旅費については積極的な学会や研究会発表をして，研究成果を公表する．平成27年度に購入を検討していたNASについては，予算が不足していたため購入に至らなかった．平成28年度予算と合わせて研究に耐えうる容量を持つNASを購入する．これにより，より研究に資するものと考えられる．
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