Beyond safety: Toward comfortable use of mobility scooters through individual fitting based on the physical and cognitive models of drivers

超越安全：通过基于驾驶员的身体和认知模型的个性化适配，实现代步车的舒适使用

• 批准号: 22H03999
• 负责人: 硯川 潤
• 金额: $ 11.23万
• 依托单位: National Rehabilitation Center for Persons with Disabilities
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22H03999/
• 关键词: 筋骨格モデル; 認知的インタラクションデザイン; ハンドル形電動車椅子; 座位保持; 画像認識; 神経筋骨格モデル; 操作ログ; オプティカルフロー; 慣性センサ; ハンドル型電動車椅子

本年度は，シニアカー適合支援技術に向けた基盤的モデルとして，姿勢・操作性を評価するための神経筋骨格モデルと操作ログと画像認識による認知的インタラクションモデル構築のための基礎的検討を実施した．姿勢・操作性を評価するための神経筋骨格モデルとして，筋特性・関節受動抵抗を考慮した筋骨格モデルを構築した．さらに，同モデルの両目の中心位置に単眼の眼球モデルを設置し，目標点に対する視線ベクトルの水平方向・鉛直方向の成分を最小化するよう，遺伝的アルゴリズムにより最適化計算を行った．シミュレーション結果として，ハンドルの回旋にかける動作と目標点を視認するための動作に必要な関節トルクが増加していることが確認され，妥当性を検証できた．認知的インタラクションモデル構築のための基礎的検討として，単眼カメラによるオプティカルフローデータからのハンドル・アクセルレバー角度推定手法の開発と，画像認識による操作者の頭部方位推定手法の開発をそれぞれ実施した．単眼カメラによるオプティカルフローデータからのハンドル・アクセルレバー角度推定手法として，シニアカーの車体構造に着目した速度ベクトルからの操作角度変換式を新たに提案した．被験者実験による推定精度検証では操作把握に十分な精度を確認でき，実生活環境での設置・運用が極めて容易な操作ログ収集システムを構築できた．画像認識による操作者の頭部方位推定手法としては，既存の顔認識手法等を組み合わせ，シニアカーに搭載できリアルタイムに頭部方位を算出できるシステムを開発した．複数の走行コースで操作ログと頭部方位の同時計測を行ったところ，ハンドル旋回動作に先行して周辺確認のための頭部旋回動作が確認され，操作者の安全確認に関連した挙動を定量化できることを確認できた．

This year, we conducted a review of the foundation for the construction of Shineca equipment that is suitable for supporting the basic equipment of technology, the mental muscle and bone equipment for posture and operability evaluation, and the cognitive equipment for operation and portrait recognition. Posture, Operability, Evaluation of Muscle Structure, Muscle Characteristics, Joint Response Resistance, and Muscle Structure In addition, the eye angle of the eye at the center of the eye is set to minimize the horizontal and vertical components of the eye angle at the target point, and the optimal calculation of the eye angle is performed. The result of the test is to verify the appropriateness of the test. The development of angle estimation method for single eye recognition, the development of head orientation estimation method for operator recognition, and the development of head orientation estimation method for operator recognition. A new method for estimating the angle of the vehicle body structure is proposed. The estimated accuracy of the test is verified by the operator. The accuracy of the test is verified by the operator. The setting of the living environment is extremely easy to operate. The head orientation estimation method of the operator in the portrait recognition is combined with the existing face recognition method, and the head orientation calculation is carried out. The simultaneous measurement of head orientation by the operation of the plurality of walking wheels and the confirmation of head rotation by the operator's safety confirmation are performed.

项目成果

搭乗者の状態推定による電動車椅子安全走行支援システムの試作

通过估计乘客状况的电动轮椅安全驾驶支持系统原型

• 发表时间: 2022
• 作者: 劉毅;井上剛伸;硯川潤
• 通讯作者: 硯川潤