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2020 年度 実施状況報告書

地磁気フィンガープリントと点字ブロックマップを融合した歩行支援システムの開発

研究課題

研究課題/領域番号 19K12886
研究機関弓削商船高等専門学校

研究代表者

葛目 幸一  弓削商船高等専門学校, 情報工学科, 教授 (80225151)

研究分担者 桝田 温子  弓削商船高等専門学校, 情報工学科, 准教授 (30321508)
益崎 智成  弓削商船高等専門学校, 情報工学科, 助教 (30779905)
研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
キーワード視覚障碍者 / 点字ブロック / 歩行支援 / 地磁気マップ / インドアナビゲーション / 機械学習
研究実績の概要

近年、新たなインフラを必要としない地磁気を利用したインドアナビゲーション技術が進歩し、注目されている.しかし、このナビゲーション技術は、フロア全体の地磁気マップや詳細な幾何学マップの作成に多大な労力が必要で、一部の限定された場所でしか使用されていない.研究では、視覚障碍者が歩行時に使用する点字ブロックに着目し、点字ブロックの周辺に限定した地磁気マップを利用した、視覚障碍者のための屋内歩行支援システムの開発を進めている.本年度の研究では、リアルタイムナビゲーションを実現するために、①地磁気マップから自己位置を推定するためのDTW(Dynamic Time Warping)の処理時間の短縮 ②地磁気に加えユーザの歩行特性を活用した、屋内歩行支援システムの検討・開発 ③足圧センサを用いた点字ブロック種別の推論プロセッサの開発に取り組んだ.本システムの開発にあたり、加速度センサを用いて人間の歩行特性を計測し、計測データから歩数を正確に検出する技術を確立した.次に地磁気マップから最も高精度で位置推定が可能な地磁気ランドマークを定義し、ランドマークとユーザの歩行情報を複合的に利用した自己位置推定の精度評価実験を行った.実験の結果、本研究で提案した自己位置推定法は、実用上十分な精度を有することを確認した.更に、足圧センサを用いた点字ブロックの種別をAIにより推論するプロセッサをRaspberryPiにより実現し、その基本動作を確認した.

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

コロナ禍の影響で、実務的な研究補助者である学生がリモートでの授業になり、登校できない状況が6か月近くにわたり続いた。その結果、機器の開発が遅れてしまったことにより研究の遅延を招いてしまった。

今後の研究の推進方策

本年度が、研究の最終年度に当たるため、卒業研究学生5名と専攻科学生2名、指導教員3名の体制で研究を進めることにした。研究テーマを3つに分割し、3グループに分かれてプロジェクト形式で研究を遂行する。
テーマ1:地磁気・点字ブロックマップのクラウドデータベースの構築
テーマ2:ナビゲーションシステムの開発
テーマ3:AIと多チャンネル足圧センサアレイを用いた点字ブロックの自動識別装置のマイコンへの実装

次年度使用額が生じた理由

研究成果を海外で開催される国際会議で発表するために2回の海外出張(米国と欧州)を計画していたが、コロナ禍の影響により海外渡航が不可能になり、本年度は、日本国内で開催された国際会議で研究発表を行ったため、旅費に大幅な残高が生じた。また、研究遂行にあたり、屋外での実証実験を行うために必要な高性能ノートパソコンを購入した。次年度は、コロナ禍が明ければ、年度末までに2回の国際会議と国内での学会発表を計画している。

  • 研究成果

    (3件)

すべて 2021 2020

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (2件)

  • [雑誌論文] Automatic Identification of Braille Blocks by Neural Network Using Multi-Channel Pressure Sensor Array2020

    • 著者名/発表者名
      Kuzume Koichi、Masuda Haruko、Murakami Yudai
    • 雑誌名

      Proceeding of The Third International Conference on Computational Intelligence and Intelligent Systems (CIIS 2020)

      巻: 1 ページ: 93 99

    • DOI

      10.1145/3440840.3440858

    • 査読あり
  • [学会発表] マイクロコンピュータを用いた点字ブロックの自動識別のための推論システムの開発2021

    • 著者名/発表者名
      渡部嘉司 村上雄大 葛目幸一
    • 学会等名
      電子情報通信学会 総合大会 2021
  • [学会発表] 点字ブロック地磁気マップと歩行特性を利用した歩行支援システムの開発2021

    • 著者名/発表者名
      新田涼輔 宮丸尚士 葛目幸一
    • 学会等名
      電子情報通信学会 総合大会 2021

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公開日: 2021-12-27  

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