| 研究課題/領域番号 |
16K12967
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| 研究機関 | 東京工業高等専門学校 |
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研究代表者 |
松林 勝志 東京工業高等専門学校, 情報工学科, 教授 (80239061)
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| 研究分担者 |
山下 晃弘 東京工業高等専門学校, 情報工学科, 准教授 (80589838)
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| 研究期間 (年度) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| キーワード | 視覚障がい者 / ナビゲーション / RFID / ディープラーニング / SLAM / ホロレンズ |
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| 研究実績の概要 |
UHF帯RFIDを用いて，視覚障害者が職場で安心・安全に働くことができ，視覚障害者が他の障害者や健常者と，気軽にコミュニケーションを取ることができ，安全に職場内を移動できるシステムの構築を行っている。
盲学校の希望のデザインにより，教室・体育館・食堂・職員室・トイレ等，すべての部屋について，15cm角の点字標識を取り付けた。点字標識の裏にはRFIDが貼り付けてある。平成29年度はこの実験環境を用い，懐中電灯サイズにまで小型化したシステムを用いて，現在地から目的の部屋までナビゲーションを行う実証実験を行い，良好な結果を得ることができた。しかし，周辺環境に強い影響を受ける場合があることも判明した。すなわち，廊下のように鉄筋や鉄骨が狭い範囲に存在する場合，反射波の影響で，遠方のRFIDを強く読み取ってしまい，逆に足下のRFIDが読み取れない場合が時々あり，ナビゲーションがうまくいかない場合があった。逆に広い教室内で仮のコースを設定し，床にRFIDを貼り付けた場合はほぼ間違いのないナビゲーションを実現できた。
Deep Learningによる点字ブロックの学習・認識については撮影した画像を細かく分割し，点字ブロックの有無の2値分類を行ったが，直線的な模様を誤認識してしまう結果となった。そこで画像全体を入力として点字ブロックのパターンだけを教師信号として学習する手法について検討を続けている。
v-SLAMによる障害物検知については，マイクロソフトのホロレンズを使い，障害物検知とそれをよけるルート作成及びナビゲーションについて検討を行った。その結果，健常者がアイマスクを付け，廊下にある障害物を避けて，移動する実証実験を成功させることができた。しかしホロレンズ搭載コンピュータの計算速度の関係で，ゆっくりと歩かないと案内やリルートが現状では間に合わない。
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| 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
都立八王子盲学校に構築した実験環境を利用して，実際にナビゲーションの実証実験を行うことができた。廊下の場所によっては反射波等の影響を受け，うまくいかない場合があるが，RFIDタグを増やすことで対応が可能と考えられる。Deep Learningによる点字ブロックの認識は，実証実験を行うほど，高い正答率で点字ブロックを認識することはできなかった。しかしながら，v-SLAMによる障害物検知では，ホロレンズを使用し，ルート作成と障害物検知，及びナビゲーションについて，処理速度に問題があるものの一通りの機能を実装でき，実証実験も良好な結果を得ることができた。
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| 今後の研究の推進方策 |
これまで電源不要のRFIDタグにこだわって開発研究を進めてきた。これはバッテリー駆動のタグでは電池の交換や電源工事が必要になるからである。しかしながらH30年度に入り，薄暗い光でも動作可能な太陽電池駆動BLE（Bluetooth Low Energy）ビーコンが開発され，サンプル出荷が始まったので，その利用を検討する。このビーコンは薄暗い光でも動作するため，電源レスで動作できる。また現在普及しているスマートフォンの大半がBLE通信が可能であるため，このビーコンを使用すれば，システム（スマートフォン，RFIDリーダ，バッテリー，制御回路）を，スマートフォン単体で実現できることになる。これまで盲学校や福祉機器展等で，実際にシステムを使用してもらっているが，やはり懐中電灯サイズで重量もそれなりにあることは，使い勝手が悪いとの意見を頂いている。視覚障がい者にも普及しているスマートフォンだけに置き換えることができれば，利便性の格段の向上が期待できる。
また，Deep Learningによる画像認識技術を使った，文房具の認識を試みる。視覚障がい者がデスクワークをする場合に，使いたい物がある場所を知ることができるようになることを目標とする。
なお新しい測位方式である，RTK GPS（Real Time Kinematic GPS）が研究用に安価に入手できるようになった。これは地上基準局（緯度，軽度，高度，搬送波の位相をインターネット上に放送する）が必要になるものの，基準局の半径10km以内で1cm，300kmでも約30cmという超高精度な位置決めが可能である。本研究は屋内でのナビゲーションを目的としているが，点字ブロックがない歩道であっても点字ブロックが敷設されている場合と同等の誘導が可能になることから，RTK-GPSを使ったナビゲーションについても基礎実験を行う。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
RFIDタグを民間企業から一部実物の寄付を受けたこと。また薄明かりでも動作するBLEビーコンが入手可能になる情報を得たため，システムの小型化をストップさせたことが，使用額が少なくなった理由である。
BLEビーコンを使用することで，スマートフォン以外の装置は不要にすることができ，システムの使い勝手も極めて良くなる。繰り越し分は次年度BLEビーコンを購入するための予算とする。
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