2020 Fiscal Year Research-status Report
Development of Wheelchair Robot which can Estimate Users' Intention from Their Gaze Information
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19K12172
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| Research Institution | Hiroshima City University |
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Principal Investigator |
李 仕剛 広島市立大学, 情報科学研究科, 教授 (50252630)
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2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 注視点計測 / 車椅子ロボット / 意図推定 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は、車椅子ロボットのユーザの走行環境に対する注視(Gaze)情報から、ユーザの意図(Intention)を推定し、推定された意図情報を車椅子ロボットの走行に利用する手法を開発することである。それにより、ユーザと車椅子ロボットに「人馬一体」の感覚が生じ、車椅子ロボットがユーザの意図がわかるようになり、ユーザが無意識のうちに動き、ユーザの体の一部のようになる。そのため、本研究では、車椅子ロボットを中心としたユーザの注視(Gaze)情報の獲得、走行環境における注視情報からユーザの意図(Intention)の推定、ユーザの意図に従う車椅子ロボットの制御に関する技術開発を行う。
前年度（令和元年度）には、購入した電動車椅子の背後に全天周カメラを1台、ユーザの前方の両サイドにユーザの頭部を観測するウエブカメラをそれぞれ1台取り付けた車椅子ロボットシステムを構築したこと、と、車椅子ロボットの背後に取り付けられた全天周カメラの傾き推定や全天周画像から周りの人物などを検出することで車椅子ロボットの走行のための環境理解を行ったことが研究実績として挙げられた。
今年度（令和2年度）は前年度の成果を踏まえて、以下の研究実績をあげた。（１）CNN-LSTMネットワークを用いて車椅子ロボットユーザの左右の動画像列からユーザの注視点を推定する手法を開発した。従来手法と比べて、注視点推定の精度を改善した。（２）車椅子に取り付けられている環境を観測する全天周カメラで撮像された全天周画像で車椅子ロボットの位置決めの手法を提案し、その有効性を検証した。（３）ユーザの視線情報を利用して、車椅子ロボットの走行を試みた。しかし、視線情報を利用した車椅子ロボットの滑らかな移動の実現と障害物の回避が課題として上がってきた。高レベルの意図と低レベルの車椅子ロボットの移動の間にあるギャップをどうやって埋めるのは今後の課題になっている。
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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
本研究の当初の計画は、第２年目(令和２年度)に、「ユーザの注視情報から走行に関する意図を推定する新たなアルゴリズムの考案」とした。令和２年度には、CNN-LSTMネットワークを用いて車椅子ロボットユーザの左右の動画像列からユーザの注視点を推定する手法を開発し、ユーザの視線情報を利用して車椅子ロボットの走行を試みた。
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| Strategy for Future Research Activity |
本研究課題の今後の推進方策について、現在のところ、予定の通りに以下のことに取り組む予定である。
（令和3年度)ユーザの意図を察知して移動を行う「人馬一体」型の車椅子ロボットの試作:上述した今までの研究成果を利用して、ユーザが車椅子ロボッ トに乗り実験環境で走行するデータ(ユーザの視線情報、環境画像、車椅子ロボットの運動情報)を収集し、システムの学習を行い、実環境において提案手法の有効性を検証し、問題点を見つけ改善を図る。
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| Causes of Carryover |
コロナウイルス禍で、国際学会の参加のための海外出張ができなく、旅費が余った。次年度に使う予定である。
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Research Products
(3 results)
