2017 Fiscal Year Research-status Report
視覚障碍者のための屋内ナビゲーション装置の開発研究
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17K01557
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| Research Institution | Niigata University |
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Principal Investigator |
牧野 秀夫 新潟大学, 自然科学系, 教授 (80115071)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
前田 義信 新潟大学, 自然科学系, 教授 (90303114)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 可視光通信 / 屋内測位 / 視覚障碍者 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
研究計画は，以下の具体的な２テーマに分類した．
1)スマートフォン型可視光受信器開発，2)スマートフォン用応用ソフトウェア開発．
方法としては，初年度の平成29年度にはまず1)のスマートフォン型可視光受信機器の設計を重点的に行い，屋内における可視光通信を用いた自己位置特定方法，測位精度向上のための他のセンサとの融合，ならびに画角を等価的に拡大するための基本設計とそのシミュレーションを実施する．並行して，開発する受光器を用いた位置測位アルゴリズムの検討と実際に装置を設置した基礎計測実験を行う．ここで，可視光受信器については，測位誤差を低減しながら実時間で設定区間を繰り返し移動することのできるロボットの実現，ランドマークとなる照明器具位置の簡易計測方法および時刻同期によるBLE(低消費電力型Bluetooth発信機)の基礎実験を行いそれぞれ学会で発表する．また2)のスマートフォン用応用ソフトウェア開発については，申請者が主催する国際会議に，ユーザの視点からFAA(アメリカ連邦航空局)の専門家，アメリカ・メイン大学の視覚障碍者の教授，オランダのフィリップス社の担当者などをそれぞれ招聘する．これにより，よりユーザの視点からのソフトウェア開発指針を取りまとめることができる．以上の研究活動は，限られた開発資金と時間を必要な機能実現に集中するためであり，本可視光受信器の開発は，大学が複数の関連企業と連携することにより達成可能である．また可視光対応照明器具についても，一つの社会インフラとして定着させるよう実用化を目指す．主として，最初の２年間が受光部の実現ステージ，後半の１年がテスト・改良ステージである．次に，本研究の成果をより実用化に近づけるために，海外における関連学会の研究・調査を実施し，さらに国際会議（IPIN）における研究発表と関連ワークショップを開催する．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
平成29年度は,ハード面ではスマートフォン型可視光受信器設計に焦点を絞り研究を行った．具体的には，従来開発したLED照明型通信システムを基に視覚障碍者が地下街などの領域を歩行する場合を想定した実時間測位装置を開発した.基本構成としては，ジャイロ計測を併用し能動的に天井照明器具の可視光通信情報をリアルタイムで取り込み，受信範囲を改善し，単一のイメージセンサを利用しつつ天井を含む広域の画像取得とピンポイントの可視光情報の復号を実現した．学会発表項目は，①測位誤差を低減しながら実時間で設定区間を繰り返し移動することのできるロボットの実現，②ランドマークとなる照明器具位置の簡易計測方法，③スマートフォンの正面ならびに背面カメラの2つを利用した測位範囲の拡大，および④時刻同期によるBLE(低消費電力型Bluetooth発信機)の基礎実験である．さらに，平成29年9月には札幌において，第8回屋内測位・ナビゲーション国際会議を開催し(大会長・牧野秀夫)，40カ国から約400名の参加者があった．特にここでは，視覚障碍者支援のための屋内測位に関する特別セッションを設け，関連の研究者と装置開発に関する新たな技術ならびに音声案内時に特別に考慮する事項などについて活発な討議が行われた.また，先導的な研究者を海外から招聘することができた.従って,本来の計画に沿った装置開発を進めるとともに，国際会議開催により今後の視覚障害者用ナビシステムに関するソフトウェア開発の要求仕様をより現実に即した形で取りまとめることができた.一方，上記国際会議で講演ならびに装置デモを行ったフィリップス社の担当者との討議では，可視光通信に関する基本的な部分での本邦との仕様の違いが明らかとなった.この点は，平成30年度に開催されるIPIN2018（フランス，ナント市）にて再度装置改善のための討議を行う予定である.
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| Strategy for Future Research Activity |
今後の研究の推進方策は，1)屋内測位を中心とするハードウェア開発，2)スマートフォンによる音声案内ソフトウェア開発，3)国際会議における発表と新たな開発指針の提案である．具体的には，平成30年度：平成29年度に設計された計測システムをもとに，動作実験と装置改良を行う．特に，屋内案内用ソフトウェア開発を中心に，従来の屋内測位と組み合わせたシームレスな音声ナビのソフトウェア開発を行う.一方，海外との共同研究によるグローバルな装置開発あるいは基準の策定も重要である.そのため，研究代表者が組織委員を務める国際会議IPIN2018（Nantes, France）において，フランスを中心としたヨーロッパにおける視覚障碍者向け音声ナビゲーションに関する情報収集と，我々の進める可視光通信による測位方法の進捗状況を同会議にて発表する.特に，平成29年度の進捗状況で述べたオランダ・フィリップス社の進める可視光通信（基本周波数2kHz）と本邦の通信規格（JEITA規格CP1223，基本周波数10kHz）との仕様の違いについて,その利点・欠点について調査検討する.
平成31年度：主として成果の整理・海外発信を強化し研究を総括する．具体的には，研究代表者が組織委員を務める国際会議IPIN2019(Pisa, Italy)においてこれまでの成果を発表し，その後英文誌へ投稿する．さらに，海外での視覚障碍者用屋内ナビゲーションに関する情報収集を行い，必要に応じて議論を進めるとともに日本国内での学会発表を通じてこれらの状況を報告する．さらに，今後，近隣アジア諸国との研究連携・研究支援を行うために，可視光通信を用いた視覚障碍者ナビゲーションに関する開発工程をまとめる.
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| Causes of Carryover |
1) 本研究に関する国際会議(IPIN2017)を，平成29年度に研究代表者が大会長となり日本で開催した．そのため，当初計画していた大学院生を含む国際会議参加費の旅費を節約することができ，さらに関連の研究打ち合わせや資料収集も,同会議開催中に海外からの研究者を招聘することにより実現できた.これらの招聘費用(約100万円）も，すべて会議の費用でまかなうことができたため，次年度使用額が生じた．
2) 次年度使用額については，平成30年度において，さらに関連の国際会議に参加し情報収集や討議を行う予定である.また，平成29年度において確認した新たな屋内測位手法について，追加の実験装置ならびにソフトウェア開発に使用する予定である.
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[Presentation] 視覚障碍者歩行案内のためのBLEビーコン動的制御に関する検討2017
Author(s)
中澤匠, 若月大輔, 小林真, 西森健太郎, 前田義信, 牧野秀夫
Organizer
信学技報, vol. 117, no. 337, WIT2017-61, pp. 121-126, 2017年12月
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