ITS Group @Shigeno・Mori Lab.
ITS(Intelligent Transportation System) とは
ITSとは情報処理や通信を活用して安全で効率的な交通を実現するシステムのことです.身近な例ではカーナビやETCなどがあります,また近年では自動運転車両がITSにおいて重要視されています.
ITS班の研究内容
ITS班では,安全で効率的な交通を実現するアプリケーションの開発,及びアプリケーションを実現するための通信技術の提案,の2つを統合的に行っています.特に近年では自動運転車両に関する研究を積極的におこなっており,自動運転車両の実現を目的とした車両制御や無線通信に関する研究を行っています.
ITSアプリケーションは交通の安全性と効率の向上を目的としています.身近な例を挙げればカーナビの経路案内や渋滞回避機能があります.また自動運転を例にあげれば,前方の車両と隊列を形成して走行する隊列走行などがあります.
ITSアプリケーションはV2X通信(車両間の通信)を活用することで交通の安全性と効率をより向上させることが期待されています.一方でV2X通信を盗聴することで車両の位置情報を不正に入手することが可能であり,搭乗者の位置プライバシの保護も重要な課題となっています.
ITSアプリケーションがV2X通信をおこなうことで通信範囲内における情報収集や協調動作を行うことが可能になります.V2X通信には,V2V(車両と車両の通信),V2P(車両と人の通信),V2I(車両とインフラ機器の通信),V2N(車両とネットワークの通信),などがあります.
V2V通信によって車両同士が協調的に走行することが可能となり,交通の安全性と効率を向上させることが可能です.V2P通信によって車両が人の存在を検知することが可能となり,人と車両の事故を未然に防ぐことが可能になります.V2I通信によって車両が信号機等から情報を取得することが可能となり,車両が効率的な走行計画を立てることが可能となります.V2N通信によって遠方の高性能なサーバに計算負荷の高い処理を委任することが可能となり,ITSアプリケーションにおける処理遅延を改善することが可能になります.
ITS班の紹介(人数構成,研究生活)
■人数構成:
ITS班は現在下記のような人数構成となっています.
博士2年,1名
修士2年,1名
修士1年,2名
学士4年,1名
■研究生活:
研究の進捗を週1のミーティングにて共有し,進捗がまとまった段階で先生を含めたミーティングを行います.ミーティング以外の時間は各々が独立して研究しています.
研究で困ったことがあればSlackにて相談してもらって,必要であればWebExや研究室にてミーティングを行います.
研究紹介: V2X通信の輻輳制御下における協調環境認識
■研究の内容: 自動運転車両の安全な走行を実現するためには周辺環境の認識が不可欠です.しかし現在の車載センサを用いた環境認識ではセンサの死角に存在する環境を認識できません.協調環境認識では自動運転車両が車載センサによって認識した環境情報を無線通信によって他車両と共有することで車載センサが認識不可能な箇所の環境認識が可能となります.一方で,協調環境認識を実現するためには無線通信が多発すること(輻輳)による環境情報の損失を低減しなくてはなりません.特に,交通の安全性のために自動運転車両が多種類の情報を高頻度かつ低遅延に共有することが想定されており,一般的な輻輳制御手法による情報送信頻度の低減のみでは環境情報の高頻度かつ低遅延な共有が困難です.本研究は車両間通信にて使用される802.11pやLTE-V2Xという通信方式を対象に輻輳制御下における協調環境認識の精度向上を行います.
■動画の説明: 1つ目及び2つ目の動画はSUMO(車両の移動),CARLA(車載センサからの情報取得),Omnet++(無線通信)の3つのシミュレータを統合した評価環境の実行例です.協調環境認識を評価する環境が公開されていなかったためITS班にて作成しました.1つ目の動画では架空の街にて車両が協調認識しており,2つ目の動画では日吉の街にて車両が協調認識しています.
研究紹介: 歩車間通信を活用した協調環境認識
■研究の内容: 自動運転車両の安全な走行を実現するためには周辺環境の認識が不可欠です.しかし現在の車載センサを用いた環境認識ではセンサの死角に存在する環境を認識できません.特に車載センサの死角に存在する歩行者を認識できない場合,自動運転車両の安全な走行を実現することが困難となります.この問題を解決するために歩車間通信を活用した協調環境認識が検討されています.歩車間通信では歩行者が無線通信によって自分の位置を車両に伝え,車両は車載センサの死角にいる歩行者を認識することが可能になります.本研究は通信品質を劣化させる原因である遮蔽物による減衰や通信の輻輳を考慮した歩車間通信による歩行者認識の精度向上を目的としています.
■画像の説明: 画像は渋谷の道玄坂付近にて歩車間通信を適応した場合の歩行者の認識率を評価しています.車両および歩行者は大きい四角と小さい四角にて示されています.車両が認識できた歩行者を緑色で示しており,認識できなかった歩行者を青色にて示しています.画像から建物の間に存在する人の認識率が低くなっていることが分かります.歩車間通信によって送信した電波が建物によって遮られることで減衰するため,歩車間通信を適応していても車両は歩行者を認識することが困難となります.
研究紹介:手動運転車の混在を考慮した合流地点における自動運転車の制御手法
■研究の内容: 近年,センサによって取得した情報を車両通信によって共有することで自動運転車を協調制御することが期待されています.協調制御を用いることで車両の衝突回避や交通流の改善が可能であり,特に高速道路上の合流地点での活用が期待されています.しかし,センサや通信機能を持たない手動運転車が混在する場合,自動運転車は全ての手動運転車を検知することができません.そのため,混在環境では車両の衝突を協調制御によって防ぐことが困難でとなります.本研究では手動運転車の混在を考慮した合流地点における自動運転車の制御手法の提案を行っています.提案手法は自動運転車のセンサにて検知不可能な手動運転車が存在すると仮定し,手動運転車が他車両と同じ時刻に合流地点に進入しないように自動運転車を制御します.自動運転車の車速を制御することで検知不可能な車両が合流可能な機会を増加させます.結果,合流地点における車両同士の衝突を未然に防ぐことが可能となります.
■動画の説明: 動画は緑の自動運転車両と黄色の手動運転車両が混在する場合の合流を評価した映像です.手動運転車両の衝突を低減するように自動運転車両が合流するタイミングを調節しています.
進行中の研究: 市街地におけるドローンの飛行計画
■研究の内容: 近年ドローンの活用が注目されています.たとえば、ドローンに搭載したカメラにて建造物の点検をおこなったり、ドローンを活用して荷物の配送をおこなったりすることが期待されています.ドローンを活用するためには人の目視外における安全な飛行を実現する必要があります。本研究では市街地におけるドローンの飛行を想定し、安全で効率的なドローンの飛行計画をリアルタイムに実現する事を目的としています.
■動画の説明: 動画ではUnreal Engine に実際に存在する街の3Dデータを取り込み、建造物の上空にドローンを飛行させています.高い位置を飛ぶほど建物を迂回する必要がなくなりますが、一方で落下する可能性のある候補地点が増加してしまいます.今後の研究では、落下時の危険度を事前に予測することで安全で効率的な飛行経路を計算する研究を行っていきます.
アクセス,質問フォーム
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