2020 Fiscal Year Research-status Report
A Comprehensive Method of the Inspection and Diagnosis for Walkway Surfaces based on the Ride Quality of Electric Mobility Scooters
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19K04634
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| Research Institution | Kitami Institute of Technology |
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Principal Investigator |
富山 和也 北見工業大学, 工学部, 准教授 (70589580)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | ハンドル型電動車いす / 歩道路面 / 歩行空間 / 路面性状 / 地上型レーザースキャナー / GNSS / シニアカー |
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| Outline of Annual Research Achievements |
近年，「高齢者，障害者等の移動等の円滑化の促進に関する法律(通称，バリアフリー法)」の改正に代表されるように，誰もが安心して快適に利用できる歩行空間の整備がますます重要となっている．一方，目視や利用者からの通報による主観的な手法を除くと，歩道を含めた歩行空間では，一般に車道で用いられている路面性状自動測定装置の適用が困難なため，効果的かつ効率的な路面調査技術が必要となっている．以上の背景から，本研究では，主としてハンドル型電動車いすを対象に，路面凹凸を測定し把握する「点検」と点検結果に対する「診断」を一体化した歩道路面評価システムの開発を目的としている．
今年度は，歩道など自動車の進入が困難な箇所における新たな路面調査手法の開発を目指し，ハンドル型電動車いすと，地上型レーザースキャナー（TLS: Terrestrial Laser Scanner）および全球測位衛星システム（GNSS: Global Navigation Satellite System）を組み合わせた，道路の三次元計測手法について検討を行った．特に，本研究では，TLSとGNSSを組み合わせることで，従来，レジストレーションと呼ばれる異なる地点から計測された点群データの合成に必要なターゲットを省略した方法を提案し，歩行空間でも安全かつ効果的に面的な路面凹凸を計測可能な三次元計測手法について検証を行なった．
以上の結果，本手法は，従来手法と比較し同等の精度かつ短時間でワンマン計測が可能であり，またGNSSより得られた位置情報を活用することで，効率的にレジストレーションが可能であることを明らかにした．本研究成果は，歩道のような幅員が狭い道路や，ターゲットの設置が困難な場所および人通りが多く短時間で計測の実施が必要な空間における面的な路面調査の効率化に寄与するものと期待できる．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
今年度は，昨年度明らかにしたハンドル型電動車椅子の乗り心地に影響する路面特性について，体感走行試験を実施し利用者評価との関係性を検証する計画であったが，新型コロナウイルス感染症拡大のため，人を対象とした体感試験の実施を見送り計画の変更を行なった．変更後の計画として，次年度計画していた，路面凹凸を測定し把握する「点検」のための，ハンドル型電動車いすを利用した路面計測システムの開発に取り組み，歩行空間におけるシステムの有効性を示すことができた．
以上の結果として，ハンドル型電動車いすを対象とした研究に必要な路面特性を効率的に得ることが可能となったことで，体感走行試験に必要な路面データを得るための調査を開始している．同時に，得られた調査データを活用し，安全かつ効率的に体感走行試験を実施するために，北見工業大学所有のドライビングシミュレータ（KITDS）とヘッドマウントディスプレイ(HMD)を活用したバーチャルリアリティ（VR）による試験環境構築に向けた準備を進めており，新型コロナウイルス感染症の拡大による計画変更はあったものの，予定通り研究を遂行できる見込みとなっている．
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| Strategy for Future Research Activity |
今年度は，ハンドル型電動車いす利用者の視点に基づく，歩道路面評価システムの開発に向けた路面点検手法の構築に取り組んだ．次年度は，VRを活用した体感走行試験を実施することで，ハンドル型電動車いすの乗り心地を利用者の生理心理的情報に基づき定量化することを目指す．さらに，路面凹凸に起因する電動車いすの振動特性について，利用者の体感乗り心地および人体の全身振動曝露基準を考慮し，制御理論に基づく入出力間の関係に着目し同定することでモデル化を試みる．
以上の結果から，ハンドル型電動車いすの乗り心地振動モデルを構築し，ハンドル型電動車椅子の振動特性を考慮した歩行空間における路面評価指標の開発を目指す．ハンドル型電動車いすのモデル化については，今年度の当初計画と同様に，車道の代表的な路面凹凸指標である国際ラフネス指数（IRI）と同様の2自由度クォーターカーモデルに着目し，実測された振動加速度データとの相関関係からバネ定数および減衰係数を同定することで構築する計画である．
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| Causes of Carryover |
新型コロナウイルス感染症の拡大に伴う体感走行試験の延期ならび研究計画の変更により，今年度予定していたハンドル型電動車いすの導入を見合わせることとなったため，体感走行試験に係る経費と合わせて研究費の繰越しが発生した．繰越した研究費については，次年度，体感走行試験に係る経費とする予定である．
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