2020 Fiscal Year Research-status Report
Optimum route derivation for the wheelchair sightseeing utilizing sensor data and deep learning
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18K11890
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| Research Institution | Tomakomai National College of Technology |
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Principal Investigator |
大橋 智志 苫小牧工業高等専門学校, 創造工学科, 准教授 (40509923)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
塩野谷 明 長岡技術科学大学, 工学研究科, 教授 (50187332)
原田 恵雨 苫小牧工業高等専門学校, 創造工学科, 助教 (70634905)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 車いす / バリアフリー / 路面 / 観光経路 / 振動特性 / 最適経路導出 / 位置情報 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
高齢や障がい等の有無に関係なく気軽に国内の観光地へ旅行することを実現するため，政府は2020年東京オリンピック・パラリンピック競技大会（2021年度開催に変更）の開催をふまえ，公共交通機関や首都圏を中心とする都市地域，そして外国人観光客を想定した観光地域において，より高い水準のユニバーサルデザイン化とこころのバリアフリーを推進している．
本研究の目的は，車いすに設置した各種センサによる計測データを解析し，車いすを必要とする国内外の高齢者や障がい者に対する最適な観光経路を導く方法を確立させることにある．
研究課題に関するこれまでの実施状況により，観光地の歩道路面を想定したアスファルト舗装およびインターロッキング舗装を車いすが走行した際のセンサ情報を収集，解析し，アスファルト舗装およびインターロッキング舗装の同定が可能なことを確認した．目的とする観光地までの最適経路を評価するためには，走行路面の違いやその境界を通過する際の段差や勾配を検出し，走行時にどの程度影響があるかを把握する必要がある．そのため，北海道小樽市内の観光経路にて実証実験を実施し，路面状況の変化が生じる歩道と車道との境界における段差と勾配の評価では，歩道から車道への下り勾配での振動特性が平坦路走行時に比べて2倍以上となった．また，高精度な測位が可能となる1周波RTK-GPS(Real Time Kinematic-Global Positioning System)による位置情報精度では，小樽運河を有する観光経路2.4kmにおいて約3.5mの平均誤差となった．高い建物や街路樹等の遮蔽物のない小樽運河沿いの経路においては，1m未満の誤差であったことから，小樽市における主要な観光経路での位置情報も歩道幅の範囲内で収まる良好な結果であった．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
本研究課題は，実証実験によって得られた車いす走行時のセンサデータから深層学習アルゴリズムを適用した観光経路の舗装状況分析と車いす走行に適した最適経路導出に取り組むことである．これまでの研究成果では，歩道と車道の境界における勾配および段差状況をセンサデータから解析し，車いす走行時における搭乗者の身体的な負荷状況を測定するため，筋電位計測による負荷評価にも取り組む．
今年度は，北海道小樽市内での車いす観光を想定した実証実験に取り組んだ．実施場所は小樽市が提案する約2.4kmの観光経路とし，車いすに設置したセンサデータの計測および1周波RTK-GPSによる位置情報の測位を実施した．実験結果では，Googleマップを使用した走行経路の基準と測位結果との誤差を10m毎に240ヶ所比較し，その平均誤差が約3.5mとなった．しかしながら，高い建物や街路樹等の遮蔽物のない小樽運河沿いの経路においては，1m未満の誤差となったことから，主要な観光ポイントでの位置情報は歩道幅の範囲内で収まる良好な結果となった．次に，観光経路の走行路面を振動データからの判別処理をおこない，ジャイロセンサでは運河沿いの石畳，運河手前のインターロッキング舗装，アスファルト舗装の順に変化の割合が大きくなった．加速度センサデータを高速フーリエ解析した結果では，スペクトル強度が0.25以上となる割合が路面毎に約10%の差が生じる結果となった．以上より，小樽運河沿いの観光経路の路面は，走行時のセンサデータから明確な判別が可能なことを明らかにした．
なお，新型コロナウイルス感染拡大の影響により，実証実験の実施に制限が生じたため，当初予定していた計画よりもやや遅れている．
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| Strategy for Future Research Activity |
今年度は，新型コロナウイルス感染拡大の影響により，実証実験を予定通り実施することができなくなり大きな支障をきたす状況となった．そのため，次年度まで研究実施期間を延長することとした．
今後は，実証実験にて収集したセンサデータに対し，最適経路を導出する深層学習アルゴリズムの検討および最適経路の導出に取り組む予定である．観光経路の路面状況および歩道と車道との境界における勾配と段差の分析結果と1周波RTK-GPSにより高精度測位情報に基づき，車いす観光に最適な経路を導出する学習モデルの構築と，深層学習を利用した車いす観光に適した最適経路導出アルゴリズムを導出する．
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| Causes of Carryover |
新型コロナウイルス感染拡大の影響により，予定していた研究計画を実施できなかったため，研究実施期間を1年延長した．
そのため，次年度に研究成果の発表および論文投稿費が必要となる．
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