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協調型自動運転を包括的に支援するサイバーフィジカルシステム基盤

研究課題

研究課題/領域番号 21H03423
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 小区分60060:情報ネットワーク関連
研究機関東京大学

研究代表者

塚田 学  東京大学, 大学院情報理工学系研究科, 准教授 (90724352)

研究分担者 田村 康将  東京工業大学, 情報理工学院, 助教 (50773701)
DEFAGO Xavier  東京工業大学, 情報理工学院, 教授 (70333557)
研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
17,290千円 (直接経費: 13,300千円、間接経費: 3,990千円)
2023年度: 5,460千円 (直接経費: 4,200千円、間接経費: 1,260千円)
2022年度: 5,330千円 (直接経費: 4,100千円、間接経費: 1,230千円)
2021年度: 6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円)
キーワード協調型ITS / 情報ネットワーク / 自動運転 / V2X / 協調型自動運転 / ネットワーク / 協調計画 / Multi-Agent Path Finding / ITS標準技術 / サイバーフィジカルシステム
研究開始時の研究の概要

協調型自動運転では、V2X通信で広範の物理空間を正確に反映するLocal Dynamic Mapを利用することで、人間の運転の模倣では不可能であったレベルの安全性と効率性の両立が期待されている。しかし、LDMは協調認知、協調予測、協調計画は、各段階で課題を抱えている。本研究では、これらの課題を解決する協調型自動運転を包括的に支援するサイバーフィジカルシステム基盤を構築することを目的とする。V2Xによって自動運転を支援するLDMを、協調認知のためのプラットフォームから協調認知・協調予測・協調計画のためのプラットフォームへと抜本的に転換させ、国際標準技術と連携できる参照実装として提供する。

研究成果の概要

本研究では、協調型自動運転を支援するサイバーフィジカルシステム基盤の構築に取り組んだ。ゼロ知識証明を用いた車両識別プロトコル、適応型ポテンシャル場とクロソイド曲線を組み合わせた緊急停止経路計画手法、V2X通信と路側知覚ユニットの統合、ブロックチェーンとフェデレーテッド・ラーニングを用いたデータ共有手法、決定論的かつプライバシー保護型の相互検証メカニズムを開発した。これらの技術は、協調型自動運転の実現に向けた重要な基盤となることが期待される。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究は、協調型自動運転の実現に向けたサイバーフィジカルシステムの基盤技術を提供する点で学術的意義が高い。ゼロ知識証明やブロックチェーンを用いたデータ共有手法は、情報セキュリティとプライバシー保護の観点からも重要である。社会的には、これらの技術が導入されることで、自動運転車の安全性と効率性が向上し、交通事故の減少や交通渋滞の緩和が期待される。また、効率的な交通システムの構築により、環境負荷の低減にも寄与する。

報告書

(4件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実績報告書
  • 2021 実績報告書
  • 研究成果

    (31件)

すべて 2024 2023 2022 2021

すべて 雑誌論文 (12件) (うち国際共著 4件、 査読あり 12件、 オープンアクセス 7件) 学会発表 (18件) (うち国際学会 11件、 招待講演 5件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] Clothoid Curve-based Emergency-Stopping Path Planning with Adaptive Potential Field for Autonomous Vehicles2024

    • 著者名/発表者名
      Lin Pengfei、Javanmardi Ehsan、Tsukada Manabu
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Vehicular Technology

      巻: 1 号: 7 ページ: 1-16

    • DOI

      10.1109/tvt.2024.3380745

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Zero-Knowledge Proof of Traffic: A Deterministic and Privacy-Preserving Cross Verification Mechanism for Cooperative Perception Data2023

    • 著者名/発表者名
      Tao Ye、Javanmardi Ehsan、Lin Pengfei、Nakazato Jin、Jiang Yuze、Tsukada Manabu、Esaki Hiroshi
    • 雑誌名

      IEEE Access

      巻: 11 ページ: 142846-142861

    • DOI

      10.1109/access.2023.3343405

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Feature-Based Vehicle Identification Framework for Optimization of Collective Perception Messages in Vehicular Networks2023

    • 著者名/発表者名
      Masuda Hidetaka、Marai Oussama El、Tsukada Manabu、Taleb Tarik、Esaki Hiroshi
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Vehicular Technology

      巻: 72 号: 2 ページ: 2120-2129

    • DOI

      10.1109/tvt.2022.3211852

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Safety Tunnel-Based Model Predictive Path-Planning Controller With Potential Functions for Emergency Navigation2023

    • 著者名/発表者名
      Lin Pengfei、Quan Ying Shuai、Yang Jin Ho、Chung Chung Choo、Tsukada Manabu
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Intelligent Transportation Systems

      巻: 24 号: 4 ページ: 3974-3985

    • DOI

      10.1109/tits.2022.3229699

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] zk-PoT: Zero-Knowledge Proof of Traffic for Privacy Enabled Cooperative Perception2023

    • 著者名/発表者名
      Tao Ye、Jiang Yuze、Lin Pengfei、Tsukada Manabu、Esaki Hiroshi
    • 雑誌名

      2023 IEEE 20th Annual Consumer Communications & Networking Conference (CCNC)

      巻: 1 ページ: 1-8

    • DOI

      10.1109/ccnc51644.2023.10059601

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Model Predictive Path-Planning Controller With Potential Function for Emergency Collision Avoidance on Highway Driving2022

    • 著者名/発表者名
      Lin Pengfei、Tsukada Manabu
    • 雑誌名

      IEEE Robotics and Automation Letters

      巻: 7 号: 2 ページ: 4662-4669

    • DOI

      10.1109/lra.2022.3152693

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Adaptive Potential Field with Collision Avoidance for Connected Autonomous Vehicles2022

    • 著者名/発表者名
      Lin Pengfei、Tsukada Manabu
    • 雑誌名

      13th Asian Control Conference (ASCC)

      巻: 1 ページ: 1-6

    • DOI

      10.23919/ascc56756.2022.9828160

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Cooperative Path Planning Using Responsibility-Sensitive Safety (RSS)-based Potential Field with Sigmoid Curve2022

    • 著者名/発表者名
      Lin Pengfei、Tsukada Manabu
    • 雑誌名

      The 2022 IEEE 95th Vehicular Technology Conference (VTC2022-Spring)

      巻: 1 ページ: 1-7

    • DOI

      10.1109/vtc2022-spring54318.2022.9860508

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Priority inheritance with backtracking for iterative multi-agent path finding2022

    • 著者名/発表者名
      Okumura Keisuke、Machida Manao、Defago Xavier、Tamura Yasumasa
    • 雑誌名

      Artificial Intelligence

      巻: 310 ページ: 103752-103752

    • DOI

      10.1016/j.artint.2022.103752

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Misbehavior Detection Using Collective Perception under Privacy Considerations2022

    • 著者名/発表者名
      Tsukada Manabu、Arii Shimpei、Ochiai Hideya、Esaki Hiroshi
    • 雑誌名

      IEEE 19th Annual Consumer Communications & Networking Conference (CCNC

      巻: 1 ページ: 1-7

    • DOI

      10.1109/ccnc49033.2022.9700564

    • 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] Roadside-Assisted Cooperative Planning using Future Path Sharing for Autonomous Driving2021

    • 著者名/発表者名
      Hirata Mai、Tsukada Manabu、Okumura Keisuke、Tamura Yasumasa、Ochiai Hideya、Defago Xavier
    • 雑誌名

      IEEE 94th Vehicular Technology Conference (VTC2021-Fall)

      巻: 1 ページ: 1-7

    • DOI

      10.1109/vtc2021-fall52928.2021.9625324

    • 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] AutoMCM: Maneuver Coordination Service with Abstracted Functions for Autonomous Driving2021

    • 著者名/発表者名
      Mizutani Masaya、Tsukada Manabu、Esaki Hiroshi
    • 雑誌名

      24th IEEE International Conference on Intelligent Transportation (ITSC)

      巻: 1 ページ: 1-8

    • DOI

      10.1109/itsc48978.2021.9564556

    • 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
  • [学会発表] Zero-Knowledge Proof of Distinct Identity: a Standard-compatible Sybil-resistant Pseudonym Extension for C-ITS2024

    • 著者名/発表者名
      Ye Tao and Hongyi Wu and Ehsan Javanmardi and Manabu Tsukada and Hiroshi Esaki
    • 学会等名
      35th IEEE Intelligent Vehicles Symposium (IV2024)
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Manabu Tsukada2024

    • 著者名/発表者名
      V2X and Beyond: Integrating Roadside Units for Next-Level Cooperative Automated Driving
    • 学会等名
      6th International Workshop on Pervasive Computing for Vehicular Systems (PerVehicle) 2024
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Roadside LiDAR Assisted Cooperative Localization for Connected Autonomous Vehicles2024

    • 著者名/発表者名
      Yuze Jiang and Ehsan Javanmard and Jin Nakazato and Manabu Tsukada and Hiroshi Esaki
    • 学会等名
      ACM Intelligent Computing and its Emerging Applications (ICEA 2023)
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ToST: Tokyo SUMO traffic scenario2024

    • 著者名/発表者名
      Yuji Yamazaki and Yasumasa Tamura and Xavier Defago and Ehsan Javanmardi and Manabu Tsukada
    • 学会等名
      The 26th edition of the IEEE International Conference on Intelligent Transportation Systems (ITSC 2023)
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Flowsim: A Modular Simulation Platform for Microscopic Behavior Analysis of City-Scale Connected Autonomous Vehicles2024

    • 著者名/発表者名
      Ye Tao and Ehsan Javanmardi and Jin Nakazato and Manabu Tsukada and Hiroshi Esaki
    • 学会等名
      The 26th edition of the IEEE International Conference on Intelligent Transportation Systems (ITSC 2023)
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Mixed-traffic Intersection Management using Traffic-load-responsive Reservation and V2X-enabled Speed Coordination2024

    • 著者名/発表者名
      Nicholaus Danispadmanaba Yosodipuro and Ehsan Javanmardi and Jin Nakazato and Yasumasa Tamura and Xavier Defago and Manabu Tsukada
    • 学会等名
      The 26th edition of the IEEE International Conference on Intelligent Transportation Systems (ITSC 2023)
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] AutowareV2X:自動運転におけるV2X通信と協調認知の実現2023

    • 著者名/発表者名
      浅部佑, エッサン ジャワーンマーディ, 中里仁, 塚田学, 江崎浩
    • 学会等名
      電子情報通信学会 ITS研究会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 協調型自動運転のための地理的特性を考慮したネットワーク補間2023

    • 著者名/発表者名
      神原滉一, Ehsan Javanmardi, 中里仁, 山田俊也, 渡辺陽介, 高田広章, 佐藤健哉, 塚田学
    • 学会等名
      電子情報通信学会 ITS研究会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 協調型自動運転に向けたV2X通信技術とその展望2023

    • 著者名/発表者名
      塚田学
    • 学会等名
      無線通信システム研究会(RCS)
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 協調型自動運転における遠隔操作・支援のための5Gフィールドにおける計測評価2023

    • 著者名/発表者名
      中里 仁, 塚田 学
    • 学会等名
      無線通信システム研究会(RCS)
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] AutowareV2X: Enabling V2X Communication and Collective Perception for Autonomous Driving2022

    • 著者名/発表者名
      Yu Asabe, Ehsan Javanmardi, Jin Nakazato, Manabu Tsukada, Hiroshi Esaki
    • 学会等名
      Asian Internet Engineering Conference (AINTEC) 2022 Poster
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Towards Cooperative Automated Driving: Geographic-Aware Network Analysis and Visualization tool2022

    • 著者名/発表者名
      Koichi Kambara, Ehsan Javanmardi, Jin Nakazato, Yousuke Watanabe, Kenya Sato, Hiroaki Takada, Manabu Tsukada
    • 学会等名
      Asian Internet Engineering Conference (AINTEC) 2022 Poster
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Offline Time-Independent Multi-agent Path Planning2022

    • 著者名/発表者名
      Keisuke Okumura, Francois Bonnet, Yasumasa Tamura, Xavier Defago
    • 学会等名
      The 31st International Conference on Artificial Intelligence
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Solving Simultaneous Target Assignment and Path Planning Efficiently with TIme-Independent Execution2022

    • 著者名/発表者名
      Keisuke Okumura, Xavier Defago
    • 学会等名
      International Conference on Automated Planning and Scheduling
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] V2Xを用いた協調型自動運転の展望2021

    • 著者名/発表者名
      塚田学
    • 学会等名
      電子情報通信学会コミュニケーションシステム研究会(CS)
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Cooperative Automated Driving Using Vehicle-to-Everything (V2X)2021

    • 著者名/発表者名
      Manabu Tsukada
    • 学会等名
      16th Asian Internet Engineering Conference (AINTEC), Virtual Conference
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 協調型ITSの仮名ID使用環境下における認知情報共有を用いた不正行為検出2021

    • 著者名/発表者名
      有井慎平, 塚田学, 落合秀也, 江崎浩
    • 学会等名
      マルチメディア,分散,協調とモバイル(DICOMO2021)シンポジウ
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 自動運転を支援する時空間予測を用いた路側の協調経路計画システム2021

    • 著者名/発表者名
      辻尾康平, 平田真唯, 奥村圭祐, 田村康将, 塚田学, デファゴ クサヴィエ,
    • 学会等名
      マルチメディア,分散,協調とモバイル(DICOMO2021)シンポジウ
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [図書] 自動運転車に向けた電子機器・部品の開発と制御技術2022

    • 著者名/発表者名
      執筆者:54名、技術情報協会
    • 総ページ数
      582
    • 出版者
      技術情報協会
    • ISBN
      9784861048845
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書

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公開日: 2021-04-28   更新日: 2025-01-30  

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