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2021 年度 実施状況報告書

車両通信を用いた協調センシングのための情報圧縮・融合技術に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 21K21300
研究機関国立情報学研究所

研究代表者

青木 俊介  国立情報学研究所, アーキテクチャ科学研究系, 助教 (20910475)

研究期間 (年度) 2021-08-30 – 2023-03-31
キーワード協調センシング / 自動運転 / 車両通信 / 情報圧縮 / 連合学習
研究実績の概要

本研究では、自動運転車・コネクテッドカーとスマートシティを支えるIoT基盤の間でセンサ情報を分散的に共有・活用する協調センシング(Cooperative Perception)を実現するための情報圧縮・融合技術の設計・開発に取り組んでいる。自動運転車・移動ロボット等を実社会で安全に活用するためには、カメラやLiDARをはじめとしたセンサの死角空間からの情報取得が非常に重要である。協調センシングでは、複数の移動ノードのセンサ情報をリアルタイムに共有することで、安全性の向上を実現する。一方、限られた通信資源・計算資源が大きな技術的制約となるため、潜在的な受信ノードが「どの情報を」「どのタイミングで」必要とするかを送信ノード側で推定する手法の開発に取り組んでいる。本年度は特に移動体の安全性担保に必要な死角からの情報粒度・種類の定義を行った。この中で、「情報の洪水」や「嘘情報の流布」を防ぐデータ共有機構を設計・開発し、オープンソースのCARLA上に実装して評価・実験を行った。また連合学習を用いた協調センシングにおける通信・計算資源最適化にも取り組んでいる。この研究手法はCARLAに加えてネットワークシミュレータSUMOを用いて評価実験を行っている。
まず、本研究では移動体の速度・加速度・物理的制約に基づいた安全性担保の理論化を行った。これは冗長な情報を協調センシングで扱わないためにも必要不可欠である。今後は協調センシングにおける連合学習に必要な計算資源・計算時間の評価実験を行い、物理世界での実装を進める上での課題を抽出する。

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

本研究で得られた実験結果・知見をもとに国際会議で発表を行ったほか、国際ワークショップの招待講演の中でもすでに対外発表を行っている。このため本研究プロジェクトの進捗は概ね順調に進展しているといえる。

今後の研究の推進方策

今後は協調センシングの最適設計に取り組むと共に、連合学習を用いた協調センシングにおける通信・計算資源最適化に取り組む計画である。特に連合学習の学習プロセスでは多大な計算資源・計算時間を用いるため、最適化が非常に重要となる。

次年度使用額が生じた理由

コロナの影響で申請時に想定した旅費・人件費などを使う局面が少なかったため。

  • 研究成果

    (6件)

すべて 2022 2021

すべて 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 1件、 査読あり 3件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (3件) (うち国際学会 3件)

  • [雑誌論文] <i>RobotNEST:</i> Toward a Viable Testbed for IoT-Enabled Environments and Connected and Autonomous Robots2022

    • 著者名/発表者名
      Aoki Shunsuke、Yonezawa Takuro、Kawaguchi Nobuo
    • 雑誌名

      IEEE Sensors Letters

      巻: 6 ページ: 1~4

    • DOI

      10.1109/lsens.2021.3139624

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Deep Learning for Ballroom Dance Recognition: A Temporal and Trajectory-Aware Classification Model With Three-Dimensional Pose Estimation and Wearable Sensing2021

    • 著者名/発表者名
      Matsuyama Hitoshi、Aoki Shunsuke、Yonezawa Takuro、Hiroi Kei、Kaji Katsuhiko、Kawaguchi Nobuo
    • 雑誌名

      IEEE Sensors Journal

      巻: 21 ページ: 25437~25448

    • DOI

      10.1109/jsen.2021.3098744

    • 査読あり
  • [雑誌論文] BusBeat: Early Event Detection with Real-Time Bus GPS Trajectories2021

    • 著者名/発表者名
      Aoki Shunsuke、Sezaki Kaoru、Yuan Nicholas Jing、Xie Xing
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Big Data

      巻: 7 ページ: 371~382

    • DOI

      10.1109/TBDATA.2018.2872532

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] A Run-time Dynamic Computation Offloading Strategy in Vehicular Edge Computing2021

    • 著者名/発表者名
      Hong Duc Nguyen , Shunsuke Aoki , Yuuki Nishiyama , Kaoru Sezaki
    • 学会等名
      IEEE 94th Vehicular Technology Conference (VTC2021-Fall)
    • 国際学会
  • [学会発表] MultiCruise: Eco-Lane Selection Strategy with Eco-Cruise Control for Connected and Automated Vehicles2021

    • 著者名/発表者名
      Shunsuke Aoki , Lung En Jan , Junfeng Zhao , Anand Bhat , Chen-Fang Chang , Ragunathan Raj Rajkumar
    • 学会等名
      IEEE Intelligent Vehicles Symposium (IV)
    • 国際学会
  • [学会発表] MiMoSense: An Open Crowdsensing Platform for Micro-Mobility2021

    • 著者名/発表者名
      Zengyi Han , Hong Duc Nguyen , Shunsuke Aoki , Yuuki Nishiyama , Kaoru Sezaki
    • 学会等名
      IEEE International Intelligent Transportation Systems Conference(ITSC)
    • 国際学会

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公開日: 2022-12-28  

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