2014 Fiscal Year Annual Research Report
ドライバの状態監視を行うハプティック・ステアリング・ガイダンス制御
| Project/Area Number |
25289049
|
|---|
| Research Institution | The University of Tokyo |
|---|
Principal Investigator |
中野 公彦 東京大学, 大学院 情報学環, 准教授 (90325241)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
中村 弘毅 神奈川大学, 工学部, 助手 (50710141)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2017-03-31
|
| Keywords | 機械力学・制御 / 力覚支援 / 状態推定 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
平成26年度においては、ハンドルの把持力とドライバの腕のやわらかさ（アドミッタンス）の関係を求めた。ドライビングシミュレータにおいて、実験協力者に一定の把持力でハンドルを握らせ、外乱トルクを与えて、その応答を測定した。データにはばらつきがあるものの，把持力が強いほど、ハンドルを握る腕の等価的な剛性は高くなることがわかった。また，運転中にPASATなどの計算タスクを与えた際にはアドミッタンスは低下する傾向があり，眠気を感じている時は上昇する傾向があることがわかった．ステアリングが発生するトルクに対する応答から、ドライバの状態を推定できることを示すデータが得られた。
また、前方注視点の位置と軌道の差からハプティックガイダンストルクを決めることができる新しい制御器を設計した．今までは車両重心位置と軌道の差をフィードバックする手法であったが、これにより、実際のドライバが操舵を行う感覚に近いハプティックガイダンストルクを発生することができるようになる。ドライビングシミュレータ実験を通じて、様々なゲインを設定して、ドライバの感覚に合い、自動車の挙動も向上する制御器を探索した。ヨー回転角とヨーレートのフィードバックゲインを大きくしすぎると，かえって操舵特性を悪化させることなどがわかった（MOVIC2015にて発表予定）．人間の感覚は複雑であり、最適なゲインを見つけるには至っておらず、2015年度以降の研究の課題である。また，ハプティックガイダンスを車線移動支援に用いることを提案し，その際の軌道育成（Path planning）法も含めて，システム設計法を検討した．ハプティックガイダンスの性能向上と、それによるドライバの状態推定に関する研究を進めており、対外発表も順調に行っている。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
26年度は、ハプティックステアリングガイダンスによるドライバの状態推定の方法を検討することを目的としていた。PASAT と呼ばれる音声負荷を与えて、アシストトルクに対するドライバの応答（腕のアドミッタンス）の変化を観測することと、長い時間コースを走行させることによって疲労した状態等を再現し、その中でのアドミッタンスの変化を見ることを予定していた。上記の件については、ドライビングシミュレータを用いた実験を通じて実行した。運転中にPASATなどの計算タスクを与えた際にはアドミッタンスは低下する傾向があり、眠気を感じている時は上昇する傾向があることがわかるなどの一定の成果を得た。一方、ハプティックステアリングガイダンスのフィードバック制御の手法に新しいものを用いることによって、操舵支援性能向上の検討も行った。最適な制御手法を見いだすことは今後の課題であるが、ヨー角のフィードバックがドライバに与える影響など、今まで知られていなかった知見も得られている。状態推定法として信頼性の検討、またハプティックステアリングガイダンスの最適な制御手法を見いだすことなどは今後の課題であるが、計画書記載の事柄は順調に達成されている。
|
| Strategy for Future Research Activity |
ハプティックステアリングガイダンスによるドライバの状態推定については、既にドライビングシミュレータを用いた実験を行っており、当初の計画に近い結果が得られている。ただし、人間の要素が入るため、データにばらつきが大きく、個人差もあるので、より多くの実験協力者による実験を行い、信頼性のある結果を出す必要があると考えている。さらに、ハプティックステアリングガイダンスによって、ドライバの覚醒、集中力を回復させること、もしくは、持続させる方法を考える。これにより、状態監視で得られた結果を、実際のドライバにフィードバックすることが可能になり、実用性の高いシステムを提案できると考えている。
また、ハプティックステアリングガイダンスの操舵性能向上の検討も引き続き行う予定である。最適なフィードバックゲインの探索を行い、速度等によってそれが変化する傾向を見つけ、最終的には状況の変化に適応できるハプティックステアリングガイダンスを提案し、その効果を示していく予定である。
実験はドライビングシミュレータを中心に行う予定であるが、実車両を用いた実験も引き続き検討する。
|
| Causes of Carryover |
実車実験の準備を行う予定であったが、ドライビングシミュレータでの実験を優先させたため、予定通り予算を消化することはできなかった。また、既存の装置を流用することができたことも理由である。ただし、成果は順調に出ており、平成２７年度に準備を行えば、当初の予定通り研究を進めることができる。また、最終年度に向けて、実験を行う際に予定以上の費用が必要になる可能性もあるため、基金を残すことを選択した。
|
| Expenditure Plan for Carryover Budget |
予定しているドライビングシミュレータ実験の経費以外に、車上で利用可能な実時間制御装置およびステアリング用モータの購入など、実車実験の準備に使う予定である。なお、ドライビングシミュレータおよび車両の改造費とのバランスも考え、実時間制御装置は申請時よりも廉価（50万円）にする予定である。また、積極的に対外発表を行う予定で、英文校正、発表旅費、掲載料等にも使用する。
|
| Remarks |
webページは毎年更新されるため、随時、URLが更新される、もしくは公開をやめる可能性がある。
|
