2020 Fiscal Year Annual Research Report
Inconvenient truth of autonomous driving--Automatic detection and prevention of driver's motion sickness
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20H04270
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
吉澤 誠 東北大学, サイバーサイエンスセンター, 教授 (60166931)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
杉田 典大 東北大学, 工学研究科, 准教授 (90396458)
八巻 俊輔 東北大学, サイバーサイエンスセンター, 助教 (10534076)
湯田 恵美 東北大学, データ駆動科学・AI教育研究センター, 助教 (50771763)
山家 智之 東北大学, 加齢医学研究所, 教授 (70241578)
田中 明 福島大学, 共生システム理工学類, 教授 (10323057)
山邉 茂之 東北大学, 未来科学技術共同研究センター, 准教授 (90533670)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | 自動運転 / 乗り物酔い / 交通事故 / モーションベース / 不完全自動運転 / 前庭感覚 / 臨場感 / HMD |
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| Outline of Annual Research Achievements |
不完全な自動運転は，運転者の乗り物酔いのリスクを高める可能性があるため，交通事故を誘発する恐れがある．そこで本研究では，不完全な自動運転中の運転者の乗り物酔いの発症条件の解明とそれに伴う交通事故との因果関係を明らかにするとともに，乗り物酔いを低減する自動車に具備すべき具体的手段を得るために，次を行う．1)不完全自動運転中における乗り物酔いの発症条件の実験的解明，2)乗り物酔いを発症した運転者の判断・操作能力の低下と交通事故間の因果関係の解明，3)乗り物酔いを客観的・定量的に判断する自動車用センシングシステムの構築，4)不完全自動運転中の乗り物酔いを低減させる手段の提案とその効果の実験的検証．
そこで本年度では，不完全自動運転中における乗り物酔いの発症条件の実験的解明に必要なドライブシミュレータの導入と運転中に運転者に加わる前庭感覚刺激の正確な再現方法に関する開発を行った．
まず，ドライブシミュレータとして6軸制御方式のモーションベース装置（WIZAPPLY製SIMVR）を購入し，基礎的な制御システムを構築した．次に，運転者が受ける加速度感覚をより手軽に提示できるようにするためのモーションベースを使用しない簡易的な前庭感覚刺激装置を新たに構築した．この装置は，着座した運転者の頭部を四方から張ったワイヤを使って，運転者が受ける加速度に応じた目標角度の通りに傾斜させるものである．制御方式としてPID制御方式を採用したことによって，先行研究と比較して本装置の角度制御精度が大幅に向上したことが確認できた．また，被験者実験において，加速度運動する運転環境の映像を頭部搭載型表示装置（HMD）に提示した状態で本装置の効果を確かめたところ，臨場感が向上しつつ気持ち悪さが低減することが確かめられた．
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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
完全自動運転に至る前の不完全自動運転の問題点は，自動運転中に乗り物酔い（動揺病）を発症し，その後手動運転に切り替わった場合に交通事故のリスクが高くなる可能性があるということである．これまでは，動揺病の原因として，運転者が加速度感覚を受けるときの視覚と前庭感覚との間の矛盾にあるという感覚不一致説が有力であったが，自動車内の運転者と同乗者では，両者がほぼ同一の加速度感覚を受けているはずにもかかわらず，同乗者のほうが酔いやすいという事実がある．
そこで本研究では，感覚不一致だけが動揺病の原因ではなく，運転者と同乗者との間にある，前者は運転環境に対して能動的対処をしているが，後者は受動的であるという，能動性と受動性の間の相違も，動揺病の原因の一つであるという立場に立ち，モーションベースを使用しない簡易的な前庭感覚刺激装置を新たに構築して被験者実験を行った．
その結果，加速度運動する運転環境を再現した状態で本装置の効果を確かめたところ，実際に臨場感が向上し，かつ，気持ち悪さが低減することが確かめられた．この結果がもたらされたのは，先行研究と比較して，本装置による運転環境における加速度感覚を再現するための頭部傾斜角度制御の精度が大幅に向上したところにあり，このため，研究が概ね順調に進展していると判断される．
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| Strategy for Future Research Activity |
今年度は，主として，不完全自動運転中における乗り物酔いの発症条件の実験的解明に必要なドライブシミュレータの導入と運転中に運転者に加わる前庭感覚刺激の正確な再現方法に関する開発を行った．
次年度では，まず，6軸制御方式のモーションベース装置においても，モーションベースを使用しない簡易的前庭感覚刺激装置で得られた実験結果と同様な結果が得られるかどうかを確認する．もし，これが成立する場合には動揺病発症実験の効率よい進捗が期待される．
次に，乗り物酔いを発症した運転者の判断・操作能力の低下と交通事故を誘引する過誤との間の関係を定量化する実験を行い，これが，自動運転と手動運転の切り換えの頻度に依存するかどうかを明らかにすることによって，切り換え時の危険性を定量的に明らかにする．
また，以上の結果を踏まえて，乗り物酔いを客観的・定量的に判断するための自動車用センシングシステムの基礎的設計を行う．
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