Research_Study

『人』と『のりもの』の調和を追求する

　現在、種々な車両運動制御技術やドライバサポートシステムが導入され、自動車は高性能化されると共にドライバの操作負担は軽減されてきています。しかしながら交通環境の複雑化・煩雑化と交通機械の高速化・精密化につれて、操縦者には情報入手と認知判断および的確な応答操作とフィードバック性が課せられ、人間の精神的負荷が増大する場面も少なくありません。自動車性能・特性研究室では、これらの諸問題に対応し、人間工学、機械力学などの学問体系を柱に、快適で安全で人間に優しい乗り物をめざした研究を行っています。

研究分野（学問、キーワード）

自動車工学, 鉄道工学，人間工学, ITS, ヒュマンインタフェース, ドライバ支援, 車両運動制御,
次世代交通システム, 自動運転, 事故解析[乗用車，大型車（トラック，トレーラ，バス），横転事故，ジャックナイフ]

研究テーマ

人間-自動車システム	・官能評価指標としてのドライバの表情解析に関する研究・ドライビングシミュレータの現実感向上に関する研究・４輪アクティブ操舵車両を用いた車両特性変化に対するドライバの　感覚閾値と適応操作に関する研究・次世代車両のための新操作系の開発に関する研究・運転者の表情計測による情動・感情変化の推定に関する研究・高速道路合流部の運転支援システム構築
自動車の運動制御	・自律走行車両の運動制御アルゴリズムの開発・レーザー測距と画像フュージョンによる自律走行車両の環境認識・多重連結車両の運動解析モデル，制御用モデルの構築・運動力学モデルを用いたシミュレーションによる大型連結車両の横転事故の再現と解析手法
２輪車の運動制御	・ドライバの運転姿勢計測手法の開発・自転車の運動力学特性，操縦安定性に関する研究・ライディングシミュレータの現実感向上に関する研
鉄道車両・新交通システムの運動制御	・マルチボディダイナミクスを用いた鉄道車両の状態監視に関する研究・次世代交通システムの運動制御に関する研究

４輪アクティブ操舵車両を用いた車両特性変化に対するドライバの感覚閾値と適応操作に関する研究

　アクティブステアの適用により，次世代車両は操作系特性を走行環境や車両運動状態により常時変化させることによって運動性能や操作性の向上が期待できます．ドライバが車両特性の変化に対して，さらに適応していく様子は個々のドライバで異なり，操舵系の特性設計を行う際にはこのような特性を十分に考慮することによりオーダーメイド車両の考え方が成立します．

そこで本研究では，通常のドライバ行動の特徴や運転操作のデータから個々のドライバの運転操作と操作系の特性変動に対する弁別特性や適応特性を推定することで，操作系特性デザインに反映させることを目的としています．実験車両には実車同等の運転操作を要し，さらに環境にも良く，実車に比べ小規模な実験が可能な小型電気自動車を用いています．この車両をベースとしてステアバイワイヤ化などの改造を行っています．また電気的なシステムであるステアバイワイヤ車両を用いることで，従来の円ハンドルにとらわれることがなくなり，ジョイスティックやPC用マウス，ほかあらゆるデバイスでの運転が可能となり，円ハンドルに代わる次世代の操作系機構の開発，評価も行っています．

シミュレータシステムの現実感向上

　ドライビングシミュレータには「安全性が高い」，「実験環境設定が自在に出来る」，「実験でのデータ計測が容易である」，など様々な利点，有効性が挙げられます．そのため運転教習をはじめ，被験者への安全性の配慮からドライバの運転特性の調査や運転支援の研究・開発のため多岐にわたり使用されています．本研究室では自動車と人間との協調を目指し，様々な特性を持つ自動車や道路環境に対して，ドライバの運転特性や運転行動について研究を行っています．そこで研究ツールとしてのドライビングシミュレータの開発として，現在は実車運転時の再現性や臨場感の向上を目的として研究に取り組んでいます．

運動力学モデルを用いたシミュレーションによる連結車両の横転事故の再現手法

　交通事故が起きた際，原因の解明や立証のため，事故直後に現場検証を行いますが，得られる情報は限られており，事故原因の解明が容易ではありません．また，実際の現象は過渡的で複雑であるにもかかわらず，静的力の釣り合いやエネルギー保存則による説明のみの鑑定が多くみられ，事故原因の本質を説明できていないケースが少なくありません．本研究では，大型連結車両による，ある重大事故を取り上げ，詳細な事故現場の再現，および動力学的な非線形車両運動を用いたシミュレーションにおいて検証を行い，事故解析手法としての有効性を確認しています．

大型車両による自動隊列走行

　現在，自動車交通の諸問題解決を目的としてITS（Intelligent Transport System）計画のもとで様々な研究が国内外で行われています．国内ではCO2排出量削減の1つの対策として，新エネルギー・産業技術総合開発機構が中心となり，「エネルギーITS 推進事業」による自動運転・隊列走行に関する研究開発プロジェクトが推進されています．本研究室では，大型車両の自立走行実現のために車線変更時における制御目標となる目標走行軌跡を生成するアルゴリズムの開発を行っています．研究開発のプロセスとしては，まずアルゴリズムを生成し，図に示すようなシミュレーションによる検証を行います．さらに模型車両（ロボットカー）を用いた確認実験により制御アルゴリズムの検証を行います．そして最後に実車実験により最終的な検証を行っています．

次世代車両のための車両環境認識技術に関する研究

　本研究では，一般道・高速道路での一般車両との混合交通を念頭においた自律走行車両に必要な自車両周辺の環境認識システムをLIDARとカメラから得られる画像を中心に構築し，このシステムの有効性の検証を行っています．さらにアクティブセーフティー技術の向上と自律走行車両のための自車周辺環境認識アルゴリズムの構築を目指しています．