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2015 年度 実施状況報告書

乗員の生体情報に基づく超小型車両の乗り心地評価手法の開発と制御への応用

研究課題

研究課題/領域番号 15K18008
研究機関東海大学

研究代表者

加藤 英晃  東海大学, 工学部, 助教 (90734476)

研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2017-03-31
キーワード超小型モビリティ / アクティブシートサスペンション / 乗り心地 / アクティブ制御 / 心拍変動 / 脳波 / 呼吸 / 筋電位
研究実績の概要

1.発話などによる心電図の乱れを呼吸から評価
車両に搭載したアクティブシートサスペンション(ASS)を利用し加振実験を行った。発話による心拍変動の変化は、その長さとタイミングを変化させることにより把握した。呼吸に対する心拍変動の変化量を定義し、振動状態の切り替えシステムを構築した。
上記システムを実走行実験に関して検証を行った。実験協力者は20名とした。10分の走行において制御を行い、ハンズフリーのトランシーバにて発話を要求した。

2.脳波・心電図による振動制御システムの構築
砂利路を走行した際、入力される振動周波数の3Hzを低減させつつ、乗り心地感覚の異なる10Hzを入力する振動状態の切り替えを行い、一定の振動周波数が入力された場合と振動周波数を切り替えた場合の心理状態の変化を脳波データから分析し、心電図と脳波を併用した制御システムの有効性を検証した。なお振動以外の運転環境から生じる心理状態の変化についても ①パイロンを用いた走行条件、②急ブレーキをかけるようにトランシーバにより教示した。振動制御にて振動以外により生じた心理的ストレスの緩和と瞬間的に発生する生体情報の反応を含めた制御システムの基礎的な構築を行った。

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

心理状態推定に用いる生体情報にはそれぞれ特徴があり、外乱が入力された際の状態に対する適切な生体情報を取得する必要であった。しかし、計画では比較的簡易的な検討から開始し、生体情報を効果的に使用できるように検討を進めていくことができ、制御の構築まで行うことができた。よって、当初の計画はおおむね順調に進展している。

今後の研究の推進方策

【筋電位による長時間運転時の肉体的疲労評価とシステムへの適用】
前年度の結果を踏まえ、振動が乗員に与える影響を心理だけでなく肉体的な面について筋電位を測定し、評価する。

次年度使用額が生じた理由

当初予定していた脳波計測装置の購入を見送り、現有のセンサ類および購入した部品により当該計測装置を代用作製し、走行実験を行ったため。

次年度使用額の使用計画

次年度の実験においては上記の代用計測装置では、長時間の走行実験には不向きであるため、当初予定していた装置の購入を行う予定である。

  • 研究成果

    (18件)

すべて 2016 2015 その他

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (14件) (うち国際学会 3件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] 乗員の心理状態推定による乗り心地制御システムの提案2015

    • 著者名/発表者名
      加藤英晃,石田勝樹,増野将大,成田正敬
    • 雑誌名

      日本機械学会論文集

      巻: Vol. 81, No. 832 ページ: p. 15-00356

    • DOI

      http://doi.org/10.1299/transjsme.15-00356

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] A Study on Ride Comfort Control Method Using Heart Rate Variability in Consideration of the Physiological State2015

    • 著者名/発表者名
      Masahiro MASHINO, Takayoshi NARITA, Hideaki KATO
    • 雑誌名

      Proceedings of the School of Engineering of Tokai University, Series E

      巻: Vol. XXXX ページ: 83-88

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 超小型車両用ステアバイワイヤシステムの制御(三角筋前部の筋活動に関する実験的考察)2016

    • 著者名/発表者名
      梅本貴史,成田正敬,加藤英晃,森山裕幸
    • 学会等名
      日本機械学会関東支部第22期総会講演会
    • 発表場所
      東京工業大学 大岡山キャンパス
    • 年月日
      2016-03-10 – 2016-03-11
  • [学会発表] 超小型電気自動車のステアバイワイヤシステム(筋電位を用いた操作システムに関する基礎検討)2016

    • 著者名/発表者名
      劉暁俊,加藤英晃
    • 学会等名
      関東学生会第55回学生員卒業研究発表講演会
    • 発表場所
      東京工業大学 大岡山キャンパス
    • 年月日
      2016-03-10 – 2016-03-10
  • [学会発表] 超小型車両用シートのアクティブシートサスペンション(段差降下時の視野の安定性向上に関する基礎的検討)2016

    • 著者名/発表者名
      遠藤文人,増野将大,成田正敬,加藤英晃
    • 学会等名
      公益社団法人 自動車技術会 関東支部 2015年度 学術研究講演会 2015-2016 JSAE KANTO International Conference of Automotive Technology for Young Engineers (ICATYE)
    • 発表場所
      東京都市大学 世田谷キャンパス
    • 年月日
      2016-03-09 – 2016-03-09
  • [学会発表] 超磁歪アクチュエータを用いた超小型車両のアクティブノイズコントロール(乗員の脳波測定による快適性に関する実験的検討)2016

    • 著者名/発表者名
      石塚公平,加藤太朗,成田正敬,加藤英晃
    • 学会等名
      公益社団法人 自動車技術会 関東支部 2015年度 学術研究講演会 2015-2016 JSAE KANTO International Conference of Automotive Technology for Young Engineers (ICATYE)
    • 発表場所
      東京都市大学 世田谷キャンパス
    • 年月日
      2016-03-09 – 2016-03-09
  • [学会発表] 超小型電気自動車のステアバイワイヤシステム(運転者の筋活動検出による制御に関する基礎的考察)2016

    • 著者名/発表者名
      梅本貴史,劉暁俊,加藤英晃,成田正敬
    • 学会等名
      公益社団法人 自動車技術会 関東支部 2015年度 学術研究講演会 2015-2016 JSAE KANTO International Conference of Automotive Technology for Young Engineers (ICATYE)
    • 発表場所
      東京都市大学 世田谷キャンパス
    • 年月日
      2016-03-09 – 2016-03-09
  • [学会発表] アクティブシートサスペンションによる視野の安定性向上に関する研究2015

    • 著者名/発表者名
      増野将大,成田正敬,加藤英晃
    • 学会等名
      第24回MAGDAコンファレンス
    • 発表場所
      東北大学 電気通信研究所および流体科学研究所
    • 年月日
      2015-11-12 – 2015-11-14
  • [学会発表] 生体信号を用いたステアリングホイール操作時の負担評価に関する研究 ―操舵角に対する上腕部の筋電位に関する基礎的検討―2015

    • 著者名/発表者名
      梅本貴史,劉暁俊,成田正敬,加藤英晃,森山裕幸
    • 学会等名
      第24回MAGDAコンファレンス
    • 発表場所
      東北大学 電気通信研究所および流体科学研究所
    • 年月日
      2015-11-12 – 2015-11-14
  • [学会発表] 超磁歪アクチュエータを用いたアクティブノイズコントロール ―脳波測定による快適性評価に関する基礎的検討―2015

    • 著者名/発表者名
      加藤太朗,成田正敬,加藤英晃
    • 学会等名
      第24回MAGDAコンファレンス
    • 発表場所
      東北大学 電気通信研究所および流体科学研究所
    • 年月日
      2015-11-12 – 2015-11-14
  • [学会発表] Basic Study on Active Noise Control for Considering Characteristics of Vibration of Plate by a Giant Magnetostrictive Actuator2015

    • 著者名/発表者名
      Taro Kato, Ryosuke Suzuki, Takayoshi Narita, Hideaki Kato, Yoshio Yamamoto
    • 学会等名
      The 17th International Symposium on Applied Electromagnetics and Mechanics (ISEM2015)
    • 発表場所
      Awaji Yumebutai International Conference Center
    • 年月日
      2015-09-15 – 2015-09-18
    • 国際学会
  • [学会発表] Active Seat Suspension for Ultra-Compact Electric Vehicle (Fundamental Consideration on Electrooculogram When Fall from the Bump)2015

    • 著者名/発表者名
      Masahiro Mashino, Masaki Ishida, Takayoshi Narita, Hideaki Kato, Yoshio Yamamoto
    • 学会等名
      The 17th International Symposium on Applied Electromagnetics and Mechanics (ISEM2015)
    • 発表場所
      Awaji Yumebutai International Conference Center
    • 年月日
      2015-09-15 – 2015-09-18
    • 国際学会
  • [学会発表] Active Control of an Ultra-Compact Vehicle Seat (Experimental Consideration on Switching Control of Vibration Frequency by Using Heart Rate Variability)2015

    • 著者名/発表者名
      Hideaki Kato, Masahiro Mashino, Masaki Ishida, Takayoshi Narita
    • 学会等名
      The 17th International Symposium on Applied Electromagnetics and Mechanics (ISEM2015)
    • 発表場所
      Awaji Yumebutai International Conference Center
    • 年月日
      2015-09-15 – 2015-09-18
    • 国際学会
  • [学会発表] 超小型車両用アクティブシートサスペンション(上下振動切り替え制御に関する基礎的検討)2015

    • 著者名/発表者名
      増野将大,石田勝樹,加藤英晃,成田正敬,山本佳男
    • 学会等名
      第27回「電磁力関連のダイナミクス」シンポジウム
    • 発表場所
      ハウステンボス
    • 年月日
      2015-05-14 – 2015-05-15
  • [学会発表] 超小型車両用アクティブシートサスペンション(段差降下時の眼球運動に関する検討)2015

    • 著者名/発表者名
      加藤英晃,増野将大,石田勝樹,成田正敬
    • 学会等名
      第27回「電磁力関連のダイナミクス」シンポジウム
    • 発表場所
      ハウステンボス
    • 年月日
      2015-05-14 – 2015-05-15
  • [学会発表] 超小型電気自動車のステアバイワイヤシステム(運転者の筋活動による操作性に関する基礎的検討)2015

    • 著者名/発表者名
      梅本貴史,加藤英晃,成田正敬,森山裕幸
    • 学会等名
      第27回「電磁力関連のダイナミクス」シンポジウム
    • 発表場所
      ハウステンボス
    • 年月日
      2015-05-14 – 2015-05-15
  • [備考] 東海大学 加藤英晃研究室

    • URL

      http://www.ed.u-tokai.ac.jp/kato/

  • [備考] 東海大学 工学部動力機械工学科 加藤英晃

    • URL

      http://www.ed.u-tokai.ac.jp/laboratory/katou/index.html

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公開日: 2017-01-06  

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