Transcript 移動体検出手法
2008 Graduation thesis mid presentation 視覚障害者の屋外歩行時における 安全性の向上に関する研究 徳田研究室 ACE所属 中津川紘太 親：鈴木 慧 本研究の概要 • ネットワークカメラを用いて自動車などの移動体の 動作を予測し，視覚障害者に危険を知らせることで 屋外歩行時の安全性の向上を図る 視覚障害者の屋外歩行時における安全性の向上に関する研究 2008 Graduation thesis mid presentation アウトライン • • • • • 視覚障害者を対象とした研究の考察 目的とアプローチ 視覚障害者のニーズに関する予備調査 シナリオ例 システムの機能要件 １．移動体検出 ２．移動体情報（位置、速度、進行方向、車種）推定 ３．交差点やT字路における移動体の挙動推定 ４．接近危険度推定 ５．ユーザと移動体の接近場所、時間推定 ６．接近危険度通知判断システム構成 • 評価方針 • スケジュール 視覚障害者の屋外歩行時における安全性の向上に関する研究 2008 Graduation thesis mid presentation 背景～接触事故に関して～ • 視覚障害者の歩行事故の被害実態 – 移動体との事故が多い – 8割が道路で危険を感じている 健常者より危険を認知・回避しづらい為 • 移動体と接触した場合に重大な事故に繋がる可能性が高い 視覚障害者の屋外歩行時における安全性の向上に関する研究 2008 Graduation thesis mid presentation 背景～危険検知の研究～ • 視覚障害者を対象とした研究の発展 – Robotic Communication Terminals • 環境システムと移動システムから構成 • ユーザの状態や意図, 障害物や動物体の 接近を検出 – 万歩計、地磁気センサを用いた歩行支援 システム • 誘導型歩行支援システム • 道がそれていると注意を促す • 歩行時間33％短縮 移動体を検知し、情報提供してから回避するまで時間的余裕がない 視覚障害者の屋外歩行時における安全性の向上に関する研究 2008 Graduation thesis mid presentation 関連研究に対する問題意識 • 移動体の接近を検知してから避けるまでの時間がない ため、事故が起こる – ユーザの周囲の情報のみに基づいて危険検知している • ユーザが装着しているセンサデータを用いるため、検知範囲が限 られる • ユーザの間近にあるカメラデータのみを用いるため、高速の移動 する自動車などは間に合わない 移動体が「来た」ことではなく「来る」ことを教える 視覚障害者の屋外歩行時における安全性の向上に関する研究 2008 Graduation thesis mid presentation 目的 • ユーザに危険を及ぼす可能性のある移動体情報を あらかじめ推定することで精神的余裕を持って危険 回避を可能にする 視覚障害者の屋外歩行時における安全性の向上に関する研究 2008 Graduation thesis mid presentation アプローチ • 移動体とユーザの移動情報から今後移動体が接近 する確率を算出し、ユーザに提供する 位置情報・進行方向・速度 移動体の移動情報取得 ユーザの移動情報取得 道路沿いに設置された ネットワークカメラを用いて検出 ユーザが携帯している GPSを用いて検出 視覚障害者の屋外歩行時における安全性の向上に関する研究 2008 Graduation thesis mid presentation 対象ユーザ • 視覚障害者 – 日常生活に支障をきたす障害を持つ人 – 視力を矯正しても新聞が読めない程度の弱視者 • • • • 推定100万人 視力低下 低コントラストの判別が困難 羞明 視覚障害者の屋外歩行時における安全性の向上に関する研究 2008 Graduation thesis mid presentation 予備調査 ～視覚障害者のニーズ～ • 横浜訓盲学院の長嶋教頭へのインタビュー （視覚障害者の移動に関して） – 危険なのは急に飛び出てくる人や自転車、自動車 – 少し先にある物、起こりうる事の情報を知りたい – 予測、見通しが大事 • 視覚障害者を対象とした調査研究 – （交差点前などにおける）精神的準備の重要性 – 急に横を通る自転車の危険性 視覚障害者の屋外歩行時における安全性の向上に関する研究 2008 Graduation thesis mid presentation シナリオ • 散歩で初めて歩く道路を歩行中のAさん・・・ 10秒後、10m先の交差点で 左から車がきます 車は来ていません 余裕を持って渡れます 視覚障害者の屋外歩行時における安全性の向上に関する研究 2008 Graduation thesis mid presentation 関連研究 ～移動体をスマートに～ • 画像認識技術の自動車応用とプラットフォーム開発 • 何のCMか忘れたんで今探しているんですが・・・ – ドライバーの視点から見て、ビルなどが透過して本来は 死角を走る自動車が見えるようになるCM（研究？）も載 せたいと思います – もしご存知でしたら教えて頂きたいです 視覚障害者の屋外歩行時における安全性の向上に関する研究 2008 Graduation thesis mid presentation 移動体側をスマートにした場合の問題点 • 車種の仕様や新旧によるシステムの差異が発生す る • 自転車をスマート化するのは想定しづらい – 自転車との接触事故も多く、かつ自転車は歩道を走って いるケースが多い 環境側をスマートにする 視覚障害者の屋外歩行時における安全性の向上に関する研究 2008 Graduation thesis mid presentation 本研究における言葉の定義 • 接近危険度 – 移動体がユーザに危険を及ぼす可能性があるほど接近 する確率 – ユーザに最も接近するまでの時間 • 移動体 – 自動車（四輪、二輪）および自転車 視覚障害者の屋外歩行時における安全性の向上に関する研究 2008 Graduation thesis mid presentation 想定環境 • 道路沿いに複数のネットワークカメラが設置されて おり、それぞれのカメラが計算処理できる環境 検知・処理・情報発信 視覚障害者の屋外歩行時における安全性の向上に関する研究 2008 Graduation thesis mid presentation 本システムの機能要件 １．移動体検出 ２．移動体情報（位置、速度、進行方向、車種）推定 ３．交差点やT字路における移動体の挙動推定 ネットワークカメラでの処理 ４．接近危険度推定 ５．ユーザと移動体の接近場所、時間推定 ６．接近危険度通知判断 ユーザ端末での処理 視覚障害者の屋外歩行時における安全性の向上に関する研究 2008 Graduation thesis mid presentation １．移動体検出手法 • フレーム間差分 – 時刻t と時刻t-i の画像の差分を取ることにより、移動体を 検出する – 環境の明度変化に対応可能 – 背景画像を必要としない 視覚障害者の屋外歩行時における安全性の向上に関する研究 2008 Graduation thesis mid presentation ２．移動体情報推定手法 • 撮影した画像をカルマンフィルタを用いて移動体の速 度、車種、進行方向を推定する 1. 移動体の重心の移動軌跡を微分し、移動体の速度を推定 2. 移動体の矩形の面積より大まかな車種を推定 3. 移動体の軌跡より進行方向を推定 視覚障害者の屋外歩行時における安全性の向上に関する研究 2008 Graduation thesis mid presentation ３．交差点やT字路における移動体の挙動推定 • 右左折があるため挙動推定が困難 – 交差点に設置されたネットワークカメラの情報からある交 差点ごとの交通量と右左折の確率を算出することでモデ ル化 – 算出したデータもユーザに提供 視覚障害者の屋外歩行時における安全性の向上に関する研究 2008 Graduation thesis mid presentation ４．接近危険度推定手法 1. GPSを用いてユーザの位置情報を取得 2. ユーザ周辺のネットワークカメラから移動体情報を 取得 3. 移動体が接近する確率を算出 視覚障害者の屋外歩行時における安全性の向上に関する研究 2008 Graduation thesis mid presentation ５．最接近場所、時間推定手法 • 移動体情報とユーザ情報から、地図データ上で移 動体が最も接近する場所と時間を推定 視覚障害者の屋外歩行時における安全性の向上に関する研究 2008 Graduation thesis mid presentation ６．接近危険度通知モデル • ユーザには最接近する時間、場所を提供 • 以下の条件の場合にユーザに通知 – ユーザと移動体の地図データ上で距離がゼロになるまで 近づく可能性がある場合 • 同じ道路上に移動体とユーザがおり、距離が近づいている • 移動体とユーザの導線がクロスする可能性がある – 危険はなくても、交差点やT字路などユーザが緊張を強 いられる場面 • 「自動車は来ていません」「左から自転車が来ています」 視覚障害者の屋外歩行時における安全性の向上に関する研究 2008 Graduation thesis mid presentation ユーザへの情報提供手法 • ユーザへ危険度情報を提供するタイミング – – – – – 移動体が接近する5秒前（仮：精神的準備に必要な時間） 交差点付近 視覚障害者の同伴者による「声かけ」を参考 横浜訓盲学院理療科に通う16歳の生徒に協力を仰ぐ タイミングは今後も実験、インタビューして決定したい • 提供する情報の取捨選択 – 危険度の高い情報を優先 – 緊急性の高い情報を優先 視覚障害者の屋外歩行時における安全性の向上に関する研究 2008 Graduation thesis mid presentation カメラ設置ポリシー • 実験しながら決めていきます – 直線道路 • 間隔 • 角度 – T字路 • 設置場所： – 交差点 • 設置場所： • 予備実験 – SFCの外周にカメラを設置、実験 視覚障害者の屋外歩行時における安全性の向上に関する研究 2008 Graduation thesis mid presentation ハードウェア構成 視覚障害者の屋外歩行時における安全性の向上に関する研究 2008 Graduation thesis mid presentation ソフトウェア構成 • システムがカチっと決まったら書き直します 視覚障害者の屋外歩行時における安全性の向上に関する研究 2008 Graduation thesis mid presentation 予備実験・予備調査 • ユーザの歩行と情報提供のタイミングに関する調査 – 8月26日より横浜訓盲学院にて週1回ボランティア – 知人に協力して頂き、調査 • 移動体の走行モデル化に関して 視覚障害者の屋外歩行時における安全性の向上に関する研究 2008 Graduation thesis mid presentation 評価方針 • システムの評価 – 接近危険度と実際の接近具合の比較 – 接近時間の誤差 – 移動体がユーザに最も接近すると予測したエリアと実際 に接近したエリアの比較 • アンケート – 恐怖軽減、精神的負担の軽減に関する評価 • 視覚障害者による評価 • 健常者による擬似視覚障害体験下での評価 視覚障害者の屋外歩行時における安全性の向上に関する研究 2008 Graduation thesis mid presentation スケジュール • • • • • 8月中：機能用件洗い出し 8月中：設計 9月～：実装 10月～：卒論執筆開始 11月～：評価（ORF中にも評価） 視覚障害者の屋外歩行時における安全性の向上に関する研究 2008 Graduation thesis mid presentation 以上です ありがとうございました 視覚障害者の屋外歩行時における安全性の向上に関する研究 2008 Graduation thesis mid presentation