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2011 年度 実績報告書

ハイブリッドシステム論に基づく行動支援制御系の設計

研究課題

研究課題/領域番号 22360170
研究機関名古屋大学

研究代表者

鈴木 達也  名古屋大学, 大学院・工学研究科, 教授 (50235967)

研究分担者 稲垣 伸吉  名古屋大学, 大学院・工学研究科, 講師 (80362276)
田崎 勇一  名古屋大学, 大学院・工学研究科, 助教 (10547433)
キーワードハイブリッドシステム / 行動支援 / 運転行動 / モデル予測制御 / 行動支援
研究概要

運転行動は一般に、「認知」「判断」「操作(動作)」の各過程を経て発現すると考えられている。これまでこれらの機能を個別に解析・モデル化した例は多いが、統一的な数理的枠組みの下で解析した例はほとんどない。ドライバのミスが原因で発生する事故を予防するためには、「認知」「判断」「操作(動作)」の統合的な理解が不可欠である。昨年度の研究では、人間の判断・操作特性を(連続/離散)ハイブリッドシステムモデルとして表現し、これに基づいてアシストを最適化することで、適切な操作アシストが実行されることをシミュレータ上で確認した。今年度はまず、一人乗りの電気自動車を用いて実車でその有用性を検証した。さらには、運転時における散漫状態の推定等にも取り組み、提案する運転行動モデルの有用性を多岐にわたって立証することをめざした。具体的にはまず,昨年度の研究においてドライビングシミュレータ上で検証を行った運転支援システムを小型電気自動車に搭載し,屋外の走行実験を通じてより現実の走行環境に近い状況で検証を行った.実験の結果,普通自動車と小型電気自動車の運転モデルを比較すると,その速度域や加速性能の違いが運転行動モデルのパラメータの違いとなって現れることが明らかとなった.また,適切なタイミングで加減速支援が作動することを確認し,実車環境においても開発した運転支援システムの有効性がある程度確認された.次に,車内機器操作などの二次的タスクが運転行動に及ぼす影響を定量的に評価するため,運転者の判断に含まれるあいまいさを運転モデルから抽出する手法の開発を行った.具体的には,運転操作の切り替わりを確率的に表現するPrARXモデルを用いて運転行動のモデリングを行い,モデルのパラメータを元に算出されるエントロピの値によって,運転操作の切り替え判断にどの程度のあいまいさが含まれるかを測る方法を示した.実験の結果,機器操作時は通常走行時と比較してエントロピの値が増加することが明らかとなった.

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

実験を通して理論の有用性を検証できたことは、研究経費の適切な執行という点から見ても高く評価できる。また、提案モデルを活用した散漫状態検出の糸口を見つけたことで、今後の新たな展開につながると期待できる。

今後の研究の推進方策

現実の車両制御系に実装するためには、より高速な計算手法の開発が不可欠であり、この問題に優先的に取り組む。本研究で提案する行動モデルは微分可能な区分的モデルとみなせるため、その特徴を活かした高速化を検討する。さらには、できるだけ被験者の数を増やし、データや結果の信頼性向上を目指す。

  • 研究成果

    (7件)

すべて 2012 2011

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件) 学会発表 (3件)

  • [雑誌論文] Fatigue Recognition Using EMG Signals and Stochastic Switched ARX Model2012

    • 著者名/発表者名
      H.Okuda, S.Inagaki, T.Suzuki
    • 雑誌名

      IEEJ Trans.on Electrical and Electronic Engineering

      巻: Vol.7(印刷中)(in press)

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Multilayer Modeling of Driver Behavior Based on Hierarchical Mode Segmentation2012

    • 著者名/発表者名
      H.Okuda, A.Nakano, T.Suzuki, S.Hayakawa, S.Inagaki
    • 雑誌名

      Digital Signal Processing for In-Vehicle Systems and Safety

      ページ: 57-72

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 筋電位を用いた離散的/連続的意図推定に基づく協調持ち上げシステムの実現2011

    • 著者名/発表者名
      勝, 高橋, 奥田, 鈴木
    • 雑誌名

      日本機械学会論文集C編

      巻: Vol.77 ページ: 1454-1464

    • DOI

      10.1299/kikaic.77.1454

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Online Signature Verification System for Kaisyo Script Based on Structured Learning and Segmentation of HMM2011

    • 著者名/発表者名
      D.Zhang, S.Inagaki, T.Suzuki, N.Kanada
    • 雑誌名

      SICE J.of Control, Measurement, and System Integration

      巻: Vol.4 ページ: 401-409

    • 査読あり
  • [学会発表] Online Parameter Estimation of Driving Behavior Using Probability-Weighted ARX Models2011

    • 著者名/発表者名
      N.Ikami, H.Okuda, Y.Tazaki, T.Suzuki, K.Takeda
    • 学会等名
      14th International IEEE Annual Conference on Intelligent Transportation Systems
    • 発表場所
      Washington DC, USA
    • 年月日
      2011-10-06
  • [学会発表] Obstacle Avoidance Assisting System Based on Personalized Potential Field2011

    • 著者名/発表者名
      N.Noto, H.Okuda, Y.Tazaki, S.Inagaki, T Suzuki
    • 学会等名
      SICE Annual Conference 2011
    • 発表場所
      Tokyo, Japan
    • 年月日
      2011-09-18
  • [学会発表] A Unified Assisting System for Longitudinal Driving Behavior Based on Model Predictive Control2011

    • 著者名/発表者名
      H.Okuda, K.Mikami, Y.Tazaki, T.Suzuki, N.Tsuru, K.Isaji
    • 学会等名
      2011 IEEE Int'l Conf.on Vehicular Electronics and Safety
    • 発表場所
      Beijing, China
    • 年月日
      2011-07-11

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公開日: 2013-06-26   更新日: 2014-08-13  

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