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IoTセンサ群を利用した次世代広域道路状況情報プラットフォームに関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 20K11773
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分60060:情報ネットワーク関連
研究機関岩手県立大学

研究代表者

柴田 義孝  岩手県立大学, その他部局等, 特命教授 (80129791)

研究分担者 内田 法彦  福岡工業大学, 情報工学部, 教授 (10610298)
櫻庭 彬  岩手県立大学, 公私立大学の部局等, 研究員 (20650766)
研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2025-03-31
研究課題ステータス 交付 (2023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)
2022年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2021年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2020年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
キーワード環境センサ / 路面センシング / 自動運転 / 車路間通信 / ビッグデータ / コネクテッドカー / IoT / V2X / コグニティブ無線 / 路面状況 / ITS / 路面判定 / V2V / センサネットワーク / 道路状況GIS
研究開始時の研究の概要

車両に最新の多様なIoTセンサを搭載し、これらのセンサデータを周期的に車載サーバに取込み、AI技術により道路状況を迅速かつ的確に判断し、その結果を異種規格の無線多重による先進的な車車間や車路間通信方法によって相互に交換・伝達することにより、道路状況の危険個所を事前に把握して車両間で共有し、リアルタイムに注意喚起を可能とする.さらにこれら道路状況情報に加え、広域の気象メッシュデータをクラウドに集積しビッグデータとして解析し、現時刻から先の道路状況を広域に予測できる道路状況ビッグデータGISシステムの開発に挑戦し、公共交通機関との連携による社会実験を通して有用性をあきらかにする

研究実績の概要

2023年度は、昨年度まで開発した道路状況情報プラットフォームを実際に、積雪凍結地域である秋田県上小阿仁村で実施している自動運転事業に適用し、実際に社会実験を行い、積雪状態での走行を行い、その際、定性評価として路面の判定精度(凍結、積雪、シャーベット、雨路、湿路、乾燥路)を評価した。また定量評価としは、路面状態のラフネス、摩擦係数を測定した。その結果、路面の判定精度としては、実際の人間により道路状況の判断結果と同様、ほぼ100%に近い判定精度を得ることが可能となった。また摩擦係数やラフネスの評価においても、道路の危険個所のみの部分領域においては、人間の判断と同等の判定が可能であることを可能とした。しかしながら、正確な定量評価が出来なかったので、今後は、公的なテストコースにおいて評価をすることとした。
一方、車路間通信(V2X)においても。上小阿仁村の自動運転に。新たに遠隔監視室を構築し、遠隔監視室と自動運転車両の間で、SIMボンディングによる車路間通信環境を構築し、実際に車両周囲の自動運転状況をリアルタイムで送信し、監視室モニター上に表示させるシステムを実現した。その結果遠隔監視室よりリアルタイムでの遠隔監視が可能であることを実証できた。これらの成果は、国際会議AINA2024に2編の論文が採択され、発表した結果、自動運転の実証実験として高い評価を得た。研究の主な成果は以下の通りである。
1.Y. Sibata, et. al.,"IoT Based Road State Sensing System Toward Autonomous Driving in Snow Country", AINA-2024, April 2024 Accepted.
2. Y. Sibata, et. al., "Performance Evaluation of V2X Communication based on Channel Bonding Wireless Link Method for Autonomous Driving", AINA-2024, April, 2024 Accepted.

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

路面状況情報プラットフォームおよび車路間通信技術の双方において、実際の自動運転車に搭載し、その機能および性能の面で実証することができ、成果を達成できたことから、おおむね順当に研究を進展させることが出来た

今後の研究の推進方策

路面状況情報プラットフォームにおいては、本センシングデータに加えて、公的機関の気象データ(気象庁、農研機構等)によりビッグデータ化し、クラウドにビッグデータ化し、子AI技術により時空間予測システムを開発し、これらの予測結果と実際の道路状況を比較検討により時空間予測システムの予測精度を評価する。さらにこれらのリアルタイムデータと予測データを一般公開して、積雪・凍結地域の安全・安心運転に寄与する。さらに、本プラットフォームの予測データを先読みデータとして自動運転の運転制御に利用可能なシステムの開発および評価を行う予定である。

報告書

(4件)
  • 2023 実施状況報告書
  • 2022 実施状況報告書
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 研究成果

    (39件)

すべて 2023 2022 2021 2020 その他

すべて 雑誌論文 (14件) (うち国際共著 7件、 査読あり 14件、 オープンアクセス 14件) 学会発表 (21件) (うち国際学会 14件、 招待講演 1件) 図書 (1件) 備考 (1件) 産業財産権 (2件)

  • [雑誌論文] A Road State Decision Method based on Roughness by Crowd Sensing Technology2023

    • 著者名/発表者名
      Yoshitaka Shibata, Yasushi Bansho
    • 雑誌名

      Springer Lecture Notes The 11th International Conference on Emerging Internet, Data & Web Technologies (EIDWT-2023)

      巻: 2023 ページ: 324-330

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Realtime Visualization System of Various Road State Sensing Data in Winter Season2023

    • 著者名/発表者名
      Yoshitaka Shibata, Akira Sakuraba, Yasushi Bansho
    • 雑誌名

      Springer Lecture Notes in The 37th International Conference on Advanced Information Networking and Applications (AINA-2023)

      巻: 2023 ページ: 149-156

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Services and Operati ons of Electric Vehicles System by Virtual Power Plant in Rural Area2023

    • 著者名/発表者名
      Yoshitaka Shibata, Masahiro Ueda, Akiko Ogawa
    • 雑誌名

      Springer Lecture Notes in The 37th International Conference on Advanced Information Networking and Applications (AINA-2023)

      巻: 2022 ページ: 370-375

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Improved Road State Sensing System and Its Data Analysis for Snow Country2022

    • 著者名/発表者名
      Yoshitaka Shibata, Akira Sakuraba, Yoshikazu Arai, Yoshiya Saito,
    • 雑誌名

      Springer Lecture Notes in The 36-th International Conference on Advanced Information Networking and Applications

      巻: 2022 ページ: 321-329

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] An Implementation of V2R Data Delivery Method Based on MQTT for Road Safety Application2022

    • 著者名/発表者名
      Akira Sakuraba, Yoshitaka Shibata2, and Mamoru Ohara
    • 雑誌名

      Springer Lecture Notes in The 36-th International Conference on Advanced Information Networking and Applications

      巻: 2022 ページ: 399-410

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Performance Evaluation of V2X Communication based on 2-Wavelength Wireless Link Method2022

    • 著者名/発表者名
      Yoshitaka Shibata、Akira Sakuraba
    • 雑誌名

      Springer Lecture Notes in The 25th International Conference on Network-Based Information Systems (NBiS-2022)

      巻: 2022 ページ: 48-57

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Comparative Road State Decision Making Results by Various Environmental Sensors on Public Winter Road, The 14th International Conference on Intelligent Networking and Collaborative Systems, (INCoS2022)2022

    • 著者名/発表者名
      Yoshistaka Shibata, Akira Sakuraba
    • 雑誌名

      Springer Lecture Notes in The 14th International Conference on Intelligent Networking and Collaborative Systems, (INCoS2022)

      巻: 2022 ページ: 35-44

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Social Experiment of Realtime Road State Sensing and Analysis for Autonomous EV Driving in Snow Country2022

    • 著者名/発表者名
      Yositaka Shibata, Akira Sakuraba, Yoshikazu Arai, Yoshiya Saito & Noriki Uchida
    • 雑誌名

      Lecture Notes on Data Engineering and Communications Technologies, Springer

      巻: 118 ページ: 291-300

    • DOI

      10.1007/978-3-030-95903-6_31

    • ISBN
      9783030959029, 9783030959036
    • 関連する報告書
      2021 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] An Implementation of V2R Data Delivery Method Based on MQTT for Road Safety Application2022

    • 著者名/発表者名
      Akira Sakuraba, Yoshitaka Shibata & Mamoru Ohara
    • 雑誌名

      Lecture Notes in Networks and Systems, Spriger

      巻: 451 ページ: 399-410

    • DOI

      10.1007/978-3-030-99619-2_38

    • ISBN
      9783030996185, 9783030996192
    • 関連する報告書
      2021 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] Improved Road State Sensing System and Its Data Analysis for Snow Country2022

    • 著者名/発表者名
      Yositaka Shibata, Akira Sakuraba, Yoshikazu Arai & Yoshiya Saito
    • 雑誌名

      Lecture Notes in Networks and Systems, Springer

      巻: 449 ページ: 321-329

    • DOI

      10.1007/978-3-030-99584-3_28

    • ISBN
      9783030995836, 9783030995843
    • 関連する報告書
      2021 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] Performance Evaluation of V2X Communication for Road State Information Platform Based on 5G and HighSpeed LAN2021

    • 著者名/発表者名
      Yoshitaka Shibata & Akira Sakuraba
    • 雑誌名

      Lecture Notes in Networks and Systems, Spriger

      巻: 346 ページ: 46-56

    • DOI

      10.1007/978-3-030-90072-4_5

    • ISBN
      9783030900717, 9783030900724
    • 関連する報告書
      2021 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] Proposal of Vehicular Real-Time Sensing Method for Amount of Snow Accumulation on the Road2021

    • 著者名/発表者名
      Akira Sakuraba, Yoshitaka Shibata & Mamoru Ohara
    • 雑誌名

      Lecture Notes in Networks and Systems, Spriger

      巻: 346 ページ: 242-250

    • DOI

      10.1007/978-3-030-90072-4_26

    • ISBN
      9783030900717, 9783030900724
    • 関連する報告書
      2021 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] Performance Evaluation of 2-wavelength Cognitive Wireless Network for V2X Communication2020

    • 著者名/発表者名
      Akira Sakuraba, Goshi Sato, Noriki Uchida, Yoshitaka Shibata
    • 雑誌名

      International Journal of Mobile Computing and Multimedia Communications

      巻: Vol. 11 ページ: 84-101

    • 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] A New Road State Information Platform based on Crowed Sensing on Challenged Network Environment2020

    • 著者名/発表者名
      Goshi Sato, Akira Sakuraba, Yoshikazu Arai, Yoshiya Saito, Jun Hakura, Yoshitaka Shibata
    • 雑誌名

      Internet of Things, Elsevier

      巻: on-line ページ: 100214-100214

    • DOI

      10.1016/j.iot.2020.100214

    • 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
  • [学会発表] IoT Based Road State Sensing System Toward Autonomous Driving in Snow Country2023

    • 著者名/発表者名
      Yoshitaka Sibata, Yasushi Bansho, Shoichi Noguchi
    • 学会等名
      AINA-2024
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Performance Evaluation of V2X Communication based on Channel Bonding Wireless Link Method for Autonomous Driving2023

    • 著者名/発表者名
      Yoshitaka Sibata, Yasushi Bansho, Shoichi Noguchi
    • 学会等名
      AINA-2024
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 車両群との協調に基づく仮想信号機を用いた交通整理2022

    • 著者名/発表者名
      新井義和,齊藤義仰,柴田義孝
    • 学会等名
      2022 年電子情報通信学会総合大会講演論文集
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 没入型車内観光システムのための MR デバイスを用いた360度動画の画質調査2022

    • 著者名/発表者名
      齊藤義仰,増田悠太郎,新井義和,柴田義孝
    • 学会等名
      情報処理学会第84回全国大会講演予稿集
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] Mobile Sensing Data Analysis for Roa State Decision in Snow Country2021

    • 著者名/発表者名
      Yoshitaka Shibata, Akira Sakuraba, Yoshikazu Arai, Yoshiya Saito2, Jun Hakura
    • 学会等名
      The 35-th International Conference on Advanced Information Networking and Applications
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Social Experimental Evaluation of Road State Information System in Snow Country2021

    • 著者名/発表者名
      Akira Sakuraba, Yoshitaka Shibata, Noriki Uchida, Goshi Sato
    • 学会等名
      The 34-th International Conference on Advanced Information Networking and Applications
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Prediction of Wode Area Road State Using Measured Sensor Data and Meteorological Mesh Data2021

    • 著者名/発表者名
      Yoshitaka Shibata and Akira Sakuraba
    • 学会等名
      The 15th International Conference on Complex, Intelligent and Software Intensive System
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 緊急度の高いメッセージにおけるQoS制御を考慮した拡張MQTT法に関する評価2021

    • 著者名/発表者名
      遠藤繁之、柴田義孝、・内田法彦
    • 学会等名
      第20回情報科学技術フォーラム
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] Performance Evaluation of Improved V2X Wireless Communication Based on Gigabit WLAN2021

    • 著者名/発表者名
      Akira Sakuraba, Goshi Sato, Noriki Uchida, Yoshitaka Shibata
    • 学会等名
      The 15th International Conference on Broadband and Wireless Computing and Applications
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Decision Analysis of Winter Road Conditions by Crowd sensing Platform2021

    • 著者名/発表者名
      Yoshitaka Shibata, Akira Sakuraba, Yoshikazu Arai, Yoshiya Saito, Jun Hakura
    • 学会等名
      The 9th International Conference on Emerging Internet, data & Web Technologies
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Analysis for Real-time Contactless Road Roughness Estimation System with Onboard Dynamics Sensor2021

    • 著者名/発表者名
      Akira Sakuraba, Yoshiya Saito, Jun Hakura, Yoshikazu Arai, Yoshitaka Shibata
    • 学会等名
      The 9th International Conference on Emerging Internet, data & Web Technologies
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 非接触センサによる積雪量を対象とした走行間路面状況センシングシステムの検討2021

    • 著者名/発表者名
      櫻庭 彬,佐藤剛至,内田法彦,柴田義孝
    • 学会等名
      2020年度電気関係学会 東北支部連合大会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 車載環境センサによる路面状況センシングデータの解析2021

    • 著者名/発表者名
      櫻庭彬、齋藤義仰、羽倉淳、新井義和、柴田義孝
    • 学会等名
      2021年電子情報通信学会総合大会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 北国の観光業活性化のための観光客の移動障壁の分析手法2021

    • 著者名/発表者名
      新井義和,齊藤義仰,羽倉 淳,柴田義孝
    • 学会等名
      2021年電子情報通信学会総合大会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] Road State Information Platform for Automotive EV in Snow Country2020

    • 著者名/発表者名
      Yoshitaka Shibata, Akira Sakuraba, Yoshikazu, Arai, Yoshiya Saito and Jun Hakura
    • 学会等名
      The 34-th International Conference on Advanced Information Networking and Applications
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Social Experimental Evaluation of Road State Information System in Snow Country2020

    • 著者名/発表者名
      Akira Sakuraba, Yoshitaka Shibata, Noriki Uchida, Goshi Sato
    • 学会等名
      The 34-th International Conference on Advanced Information Networking and Applications
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] A Prototype System of Social Experiment for Actual Road State Information Platform based on Sensors and V2X Communication2020

    • 著者名/発表者名
      Yoshitaka Shibata, Akira Sakuraba, Goshi Sato, Noriki Uchida
    • 学会等名
      The 14-th International Conference on Complex, Intelligent, and Software Intensive Systems
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Predicted Viewer System of Road State based on Crowd IoT Sensing toward Autonomous EV Driving2020

    • 著者名/発表者名
      Yoshitaka Shibata, Akira Sakuraba, Yoshikazu Arai, Goshi Sato, Noriki Uchida
    • 学会等名
      The 23rd International Conference on Network-Based Information Systems
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Field Experiment on Cognitive Wireless V2X Communication over High-speed WLAN2020

    • 著者名/発表者名
      Akira Sakuraba, Goshi Sato, Noriki Uchida, Yoshitaka Shibata
    • 学会等名
      The 23rd International Conference on Network-Based Information Systems
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Basic Consideration of Video Applications System for Tourists based on Autonomous Driving Road Information Platform in Snow Country2020

    • 著者名/発表者名
      Yoshitaka Shibata, Akira Sakuraba, Yoshiya Sato, Yoshikazu Arai, Jun Hakura
    • 学会等名
      The 15th International Conference on P2P, Parallel, Grid, Cloud and Internet Computing
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ICTによる地域振興と産学官連携2020

    • 著者名/発表者名
      柴田義孝
    • 学会等名
      2020年度電気関係学会 東北支部連合大会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [図書] 自動運転のための高精度センシング技術2020

    • 著者名/発表者名
      柴田義孝、櫻庭彬
    • 総ページ数
      238
    • 出版者
      エヌ・ティー・エス出版
    • ISBN
      9784860436940
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [備考]

    • URL

      https://www.shibalab.jp

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [産業財産権] 道路状況情報提供システム2021

    • 発明者名
      柴田義孝、櫻庭彬
    • 権利者名
      柴田義孝、櫻庭彬
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2021
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [産業財産権] 道路状況情報提供システム2020

    • 発明者名
      )柴田義孝,櫻庭 彬
    • 権利者名
      )柴田義孝,櫻庭 彬
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2020
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2020-04-28   更新日: 2024-12-25  

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