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身体動作に着目したドライバ状態の推定と安全運転支援への応用

研究課題

研究課題/領域番号 19K14924
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分20010:機械力学およびメカトロニクス関連
研究機関豊橋技術科学大学

研究代表者

秋月 拓磨  豊橋技術科学大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (40632922)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2021年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2020年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2019年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
キーワード漫然運転 / 注意散漫 / 不安全運転行動 / 加速度センサ / ウェアラブルセンサ / 手の動き / 行動推定 / 行動特徴 / 認知負荷 / 手首加速度 / 周波数スペクトル / 注意力 / 覚醒度 / 不安全行動 / 副次動作 / 運転支援 / 体動 / ドライバ状態
研究開始時の研究の概要

本研究では,運転中のドライバの注意力や覚醒度の低下を早期に,精度よく検知することを目的とし,従来の心拍などの生理指標に加えて,ドライバの身体の動きに着目したドライバ状態の推定手法を提案する.このうち,本研究課題ではその基礎検証として,ドライバの注意力低下が生理指標および四肢の動きに及ぼす影響を調査し,またその変化を検出するための基本アルゴリズムを検討する.このことによって,ドライバの注意力低下を早期に,精度よく検知するための定量指標の確立をめざす.

研究成果の概要

ドライバの安全運転支援を目的とし、手の動きに基づいて運転中のドライバの注意力低下を評価する指標と、その検出アルゴリズムの構築に取り組んだ。提案手法では、手首部に装着した慣性センサを用いてドライバの手の動きを手先加速度として検出する。検出した手先加速度から、眠気やわき見、ナビ操作などのドライバの注意を逸らす行動・動作・心的状態の発生を機械学習の方法を用いて捉えられることを示した。その結果、本研究で目標とした注意力低下指標の提案とそのドライバ状態推定への応用についての成果を得ることができた。

研究成果の学術的意義や社会的意義

ドライバの注意力低下が手の動きに及ぼす影響を調査し、その変化を検出するためのアルゴリズムを検討した。無意識的な手の動きの変化を指標化し、注意力低下のような人の内的状態の変化を予測できる可能性を示した。また、提案手法はステレオカメラや車載センサを用いることなく、小型・安価な設備で実現可能である。このことから、本研究をさらに展開することで、ドライバの心身状態を低コスト・低負荷に計測する技術として、安全運転支援やバス・トラック等の交通・物流における安全運行への活用を期待できる。

報告書

(4件)
  • 2021 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 研究成果

    (28件)

すべて 2022 2021 2020 2019 その他

すべて 雑誌論文 (11件) (うち国際共著 1件、 査読あり 11件、 オープンアクセス 10件) 学会発表 (15件) (うち国際学会 2件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] 装着型加速度センサを用いた運転中の行動推定2022

    • 著者名/発表者名
      茅嶋伸一郎, 秋月拓磨, 荒川俊也, 高橋弘毅
    • 雑誌名

      知能と情報

      巻: 34 号: 2 ページ: 544-549

    • DOI

      10.3156/jsoft.34.2_544

    • ISSN
      1347-7986, 1881-7203
    • 年月日
      2022-05-15
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Inattentive Driving Detection Using Body-Worn Sensors: Feasibility Study2022

    • 著者名/発表者名
      Takuma Akiduki, Jun Nagasawa, Zhong Zhang, Yuto Omae, Toshiya Arakawa, Hirotaka Takahashi
    • 雑誌名

      Sensors

      巻: 22 号: 1 ページ: 1-15

    • DOI

      10.3390/s22010352

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 個人認証を念頭に置いた表面筋電位を用いた ジェスチャ識別2021

    • 著者名/発表者名
      芝田龍正, 三上剛, 秋月拓磨, 大前佑斗, 高橋弘毅
    • 雑誌名

      知能と情報

      巻: 33 号: 1 ページ: 549-554

    • DOI

      10.3156/jsoft.33.1_549

    • NAID

      130007986487

    • ISSN
      1347-7986, 1881-7203
    • 年月日
      2021-02-15
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] A Study of Effects of Driver's Sleepiness on Driver's Subsidiary Behaviors2021

    • 著者名/発表者名
      Kan Tsubowa, Takuma Akiduki, Zhong Zhang, Hirotaka Takahashi, Yuto Omae
    • 雑誌名

      革新的コンピューティング・情報・制御に関する国際誌

      巻: 17 号: 05 ページ: 1791

    • DOI

      10.24507/ijicic.17.05.1791

    • ISSN
      1349-4198
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 単一慣性センサを用いた競泳指導サポートシステム:プロトタイプ構築とその評価2020

    • 著者名/発表者名
      高橋弘毅, 小林幹京, 大前佑斗, 酒井一樹, 秋月拓磨, 塩野谷明
    • 雑誌名

      知能と情報

      巻: 32 号: 1 ページ: 544-549

    • DOI

      10.3156/jsoft.32.1_544

    • NAID

      130007798549

    • ISSN
      1347-7986, 1881-7203
    • 年月日
      2020-02-15
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Classification of Human Gait Acceleration Data Using Convolutional Neural Networks2020

    • 著者名/発表者名
      Daniel Kreuter, Hirotaka Takahashi, Yuto Omae, Takuma Akiduki, Zhang, Zhong
    • 雑誌名

      革新的コンピューティング・情報・制御に関する国際誌

      巻: 16 号: 02 ページ: 609

    • DOI

      10.24507/ijicic.16.02.609

    • ISSN
      1349-4198
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Detection of Driver Workload Using Wrist-Worn Wearable Sensors: A Feasibility Study2020

    • 著者名/発表者名
      Ryoto Tanaka, Takuma Akiduki, Hirotaka Takahashi
    • 雑誌名

      Proceedings of the 2020 IEEE International Conference on Systems, Man and Cybernetics

      巻: - ページ: 1723-1730

    • DOI

      10.1109/smc42975.2020.9282860

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 単一慣性センサを用いた競泳指導サポートシステム(スポーツテック:招待論文)2020

    • 著者名/発表者名
      高橋弘毅, 大前佑斗, 酒井一樹, 秋月拓磨, 塩野谷明
    • 雑誌名

      情報処理

      巻: 61 ページ: 1-27

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Detection of Swimming Stroke Start Timing by Deep Learning from an Inertial Sensor2020

    • 著者名/発表者名
      Yuto Omae, Masahiro Kobayashi, Kazuki Sakai, Takuma Akiduki, Akira Shionoya, Hirotaka Takahashi
    • 雑誌名

      革新的コンピューティング・情報・制御に関する速報 - B:応用

      巻: 11 号: 03 ページ: 245

    • DOI

      10.24507/icicelb.11.03.245

    • NAID

      40022249321

    • ISSN
      2185-2766
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] A New Risk Estimation Model of Bayesian Network for Adapting to Driving Environment Changing2019

    • 著者名/発表者名
      Zhong Zhang, Taira Furuichi, Takuma Ueda, Takuma Akiduki and Tomoaki Mashimo
    • 雑誌名

      革新的コンピューティング・情報・制御に関する速報 - B:応用

      巻: 10 号: 06 ページ: 515

    • DOI

      10.24507/icicelb.10.06.515

    • NAID

      40021897270

    • ISSN
      2185-2766
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Feature Extraction for Gait Identification by Using Trajectory Attractors2019

    • 著者名/発表者名
      Takuma Akiduki, Zhong Zhang and Hirotaka Takahashi
    • 雑誌名

      革新的コンピューティング・情報・制御に関する速報

      巻: 13 号: 06 ページ: 529

    • DOI

      10.24507/icicel.13.06.529

    • ISSN
      1881-803X
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 単一慣性センサを用いたドライバの手先位置の推定2021

    • 著者名/発表者名
      畠山泰幸, 秋月拓磨, 荒川俊也, 高橋 弘毅
    • 学会等名
      ロボティクス・メカトロニクス講演会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 装着型センサを用いた運転行動推定の精度評価2021

    • 著者名/発表者名
      茅嶋伸一郎, 秋月拓磨, 荒川俊也, 高橋弘毅
    • 学会等名
      第37回ファジィシステムシンポジウム
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 手首装着型センサを用いた運転負担推定手法の検討2021

    • 著者名/発表者名
      田中隆登, 秋月拓磨, 高橋弘毅
    • 学会等名
      第64回自動制御連合講演会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Detection of Driver Workload Using Wrist-Worn Wearable Sensors: A Feasibility Study2020

    • 著者名/発表者名
      Ryoto Tanaka, Takuma Akiduki, Hirotaka Takahashi
    • 学会等名
      2020 IEEE International Conference on Systems, Man and Cybernetics
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 行動特徴に基づくドライバの覚醒度低下の検知に関する基礎検討2020

    • 著者名/発表者名
      坂東駿, 秋月拓磨, 章忠, 高橋弘毅, 荒川俊也
    • 学会等名
      第36回ファジィシステムシンポジウム
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 個人認証を念頭に置いた表面筋電位を用いたSVMによるジェスチャ判別2020

    • 著者名/発表者名
      芝田龍正, 三上剛, 秋月拓磨, 高橋弘毅
    • 学会等名
      第36回ファジィシステムシンポジウム
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 運転中の脳波を用いた注意力低下指標に関する研究2020

    • 著者名/発表者名
      松丸剛,章忠,秋月拓磨
    • 学会等名
      日本機械学会東海支部第69期総会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] A Study of Effects of Driver’s Sleepiness on Driver’s Subsidiary Behaviors2019

    • 著者名/発表者名
      Kan Tsubowa, Takuma Akiduki, Zhong Zhang, Hirotaka Takahashi and Yuto Omae
    • 学会等名
      14th International Conference on Innovative Computing, Information and Control
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 慣性センサデータを用いた個人特徴抽出とその応用2019

    • 著者名/発表者名
      高橋弘毅, 秋月拓磨, 章忠, 大前佑斗
    • 学会等名
      第10回横幹連合コンファレンス
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 運転操作情報を用いた注意散漫状態の推定2019

    • 著者名/発表者名
      大高将悟, 秋月拓磨, 章忠
    • 学会等名
      計測自動制御学会 システム・情報部門学術講演会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 体動変化を用いた運転中の注意力低下検知に関する検討2019

    • 著者名/発表者名
      諏訪航司, 秋月拓磨, 章忠, 高橋弘毅, 大前佑斗
    • 学会等名
      第62回自動制御連合講演会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 小型圧電素子を用いた生体計測用センサの検討2019

    • 著者名/発表者名
      板東龍矢, 秋月拓磨, 真下智昭, 章忠
    • 学会等名
      第37回日本ロボット学会学術講演会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 装着型センサを用いたドライバ状態検知システムの検討2019

    • 著者名/発表者名
      秋月拓磨, 諏訪航司, 坪和完, 松丸剛, 章忠, 高橋弘毅, 大前佑斗, 荒川俊也
    • 学会等名
      第35回ファジィシステムシンポジウム
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] ディープラーニングと単一慣性センサを用いた競泳指導サポートシステム: プロトタイプ構築2019

    • 著者名/発表者名
      大前佑斗, 小林幹京, 酒井一樹, 秋月拓磨, 塩野谷明, 高橋弘毅
    • 学会等名
      第35回ファジィシステムシンポジウム
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 運転動作に着目したドライバの個人性分析手法の検討2019

    • 著者名/発表者名
      秋月拓磨, 小林一夢, 章忠, 真下智昭, 高橋弘毅
    • 学会等名
      日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [備考] Takuma AKIDUKI's Website

    • URL

      http://www.is.me.tut.ac.jp/akiduki/

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [備考] Takuma Akiduki's Web page

    • URL

      http://www.is.me.tut.ac.jp/akiduki/

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2023-01-30  

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