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2023 年度 実施状況報告書

避難誘導装置と防災センサの知能化と分散協調処理による動的避難誘導システムの構築

研究課題

研究課題/領域番号 22K04639
研究機関国士舘大学

研究代表者

堀井 宏祐  国士舘大学, 理工学部, 教授 (00447715)

研究分担者 辻内 伸好  同志社大学, 理工学部, 教授 (60257798)
伊藤 彰人  同志社大学, 理工学部, 教授 (60516946)
倉島 優一  国立研究開発法人産業技術総合研究所, エレクトロニクス・製造領域, 研究グループ長 (70408730)
廣川 雄一  足利大学, 工学部, 准教授 (30419147)
研究期間 (年度) 2022-04-01 – 2025-03-31
キーワード防災システム / 人工知能 / スマートシティ
研究実績の概要

本研究課題は「避難誘導装置の開発」と「大規模避難シミュレータの開発」を連携して遂行している。
2023年度は「避難誘導装置の開発」においては、実環境下での非反復走査型LiDARとRGBカメラを組み合わせたデータ収集をおこない、動的背景モデルの構築と前景抽出、深度マップの充填により、群集動態の正確な識別と分析ができることを確認した。RGB画像に基づいたバイラテラルフィルタ適用とフィルタリングパラメータ最適化によって、深度マップ充填の精度と再現性の向上をはかり、実験を通じてガウスフィルタやパラメータ最適化前のバイラテラルフィルタと比較して、顕著な改善を示すことを確認した。これによって動的環境下での群集行動の認識能力と避難誘導に対する能力向上を実現することができた。
「大規模シミュレータの開発」においては、複数階層の避難シミュレータへの拡張と避難誘導アルゴリズムの開発が終了し、人流シミュレーションの計算アルゴリズムの改良による高速化に成功し、大規模避難シミュレーションを用いた避難誘導方案の検証の効率化をはることができた。

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

「避難誘導装置の開発」については、非反復走査型LiDARとRGBカメラを組み合わせ、パラメータ最適化を適用したバイラテラルフィルタによって、動的環境下での群集行動の認識能力と避難誘導に対する能力向上を実現することができた。
「大規模避難シミュレータの開発」については、複数階層の避難シミュレータへの拡張と避難誘導アルゴリズムの開発が終了し、人流シミュレーションの計算アルゴリズムの改良による高速化に成功し、大規模避難シミュレーションによる検証の効率化をはることができた。

今後の研究の推進方策

「避難誘導装置の開発」においては、P2P型の分散協調処理によって複数のエッジ端末間の連携を実現し、災害時のネットワーク障害等に対する頑健性の向上をはかる。また、複数のエッジ処理結果の総合による広域の群集動態が認識できることを実証実験により検証する。
「大規模避難シミュレータの開発」においては、シミュレータ上で避難誘導装置の動態認識性能を模擬するモデルを構築し、シミュレーションによる災害シナリオ検討を実現する。

次年度使用額が生じた理由

成果発表を検討していた国際学会が非開催となったため、次年度に延期した。また、2024年度により高性能なハードウェアを導入するために、2023年度は既存の環境で研究を行った。

  • 研究成果

    (2件)

すべて 2024

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (1件)

  • [雑誌論文] Fundamental Study on Evacuation Guidance Assistance Robots in Disasters: A Measurement Method for Evacuation Routes Using 3D-LiDAR2024

    • 著者名/発表者名
      Zhang Zixuan, Horii Hirosuke, Tsujiuchi Nobutaka, Ito Akihito
    • 雑誌名

      International Journal of Safety and Security Engineering

      巻: 14 ページ: 341-349

    • DOI

      10.18280/ijsse.140203

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 群集動態認識システムにおける前景の抽出と深度マップの充填2024

    • 著者名/発表者名
      張子セン, 辻内伸好, 伊藤彰人, 堀井宏祐
    • 学会等名
      ロボティクス・メカトロニクス講演会2024

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公開日: 2024-12-25  

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