2019 Fiscal Year Research-status Report
Two-wheel vehicle ITS: Cooperative active safety system using LiDAR-IoT in narrow road environments
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18K04062
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| Research Institution | Doshisha University |
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Principal Investigator |
橋本 雅文 同志社大学, 理工学部, 教授 (10145815)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
佐藤 健哉 同志社大学, 理工学部, 教授 (20388044)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | ITS / 二輪車 / LiDAR / レーザスキャナ / 協調環境センシング / 環境地図生成・統合 / 移動物体認識 / 予防安全 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
利便性や渋滞緩和のための交通移動手段として，二輪車が積極的に利用される中，見通しの悪い狭隘道路環境での二輪車と自動車，二輪車と交通弱者に関する交通事故が深刻な問題となっている．本研究では車載LiDARによる環境認識技術とIoT技術に基づく高度な予防安全を実現することを目的としており，令和元年度は以下の成果を得た．
1. 環境地図生成システム：これまで開発してきた四輪車車載のLiDARからの情報をもとに非GNSS動的環境下においても3次元点群環境地図（部分環境地図）を生成する手法を基礎として，二輪車車載のLiDAR情報をもとに部分環境地図を生成する方法を検討した．また，部分環境地図生成の基礎となるNDTスキャンマッチング法に関して計算時間を低減する方法を検討した．さらに，昨年度開発した複数の部分環境地図をGraph SLAMにより統合する方法に関して，そのロバスト性を向上させる方法を検討した．
2.移動物体認識システム：非GNSS環境において複数の車載LiDAR情報を共有して移動物体を追跡する協調型移動物体追跡に関して，その実現に不可欠なLiDAR相互の相対姿勢推定法として，Lidar観測点群から周辺環境特徴を抽出し重ね合わせる協調スキャンマッチング法を検討した．また，移動物体対象を人物に限定した協調追跡に関して，サーバへのLiDAR情報集約を不要とする分散型追跡法を検討した．
3.実験プラットフォームの構築： LiDARと小型慣性航法装置，GNSSシステム，無線ネットワークシステムを搭載した二輪車実験プラットフォームを構築した．また，それと現有する四輪車実験プラットフォームを用いて環境地図生成，移動物体認識の基礎実験を行った．さらに，移動物体認識結果や危険予測結果をスマートフォンなどの情報端末へ送信し，危険状況を警告するシステムを検討した．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
環境地図生成システムに関して，二輪車車載LiDARからのスキャンデータによる環境地図（部分地図）生成については性能を評価したものの，部分地図統合に関する性能評価は不十分である．また，地図更新手法については構想段階に留まっている．
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| Strategy for Future Research Activity |
本研究課題の最終年度である令和2年度は以下を実施する．
１．環境地図生成システム：動的環境下において二輪車車載LiDARからの情報と周辺車両のLiDARをもとに生成した複数の部分環境地図を統合するとともに，統合された部分環境地図を更新する方法を検討する．
２．移動物体認識システム：複数LiDAR相互の相対姿勢を推定する協調スキャンマッチング法に関して，複数Lidarの共通視野が少ない場合でも相対姿勢を正確に推定して移動物体追跡性能の向上させる手法を検討する．
３．実験プラットフォームによるセンサデータ収集と評価：前年度に制作した二輪車実験プラットフォーム，現有する小型電気自動車実験プラットフォームの2台を様々な走行環境で走行させ，走行中に車載LiDAR等のセンシングデータを収集する．そして，そのデータセットをもとに環境地図生成手法，移動物体認識手法の性能を評価する．
４．協調予防安全システムの評価：狭隘道路環境走行時の車載LiDARセンシングデータを仮想環境上で生成する．そして，そのデータをもとに移動物体認識を行い，結果を自車や周辺車両・歩行者が保持する情報端末へ送信して危険状況を警告する協調予防安全システムを構築し，評価する．また，このシステムの入力を上記３で収集した実環境センサデータとした場合についてもシステム評価を行う．そして，本申請研究の総括を行う．
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| Causes of Carryover |
二輪車実験プラットフォーム構築に関連して令和元年度に購入予定であった小型慣性航法装置等の機器を現有装置で代用できたことから残が生じた．最終年度である次年度は，①国内外の学会での成果発表旅費と学会参加費，②評価実験やプログラム開発補助のための謝金，③実験プラットフォーム維持，改良に必要な電子部品や通信機器の購入費，④仮想環境での車載LiDARセンシングデータを生成するのに必要な3次元地図データの購入に主として用いる．
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