WASEDA UNIVERSITY , IPS
48自動運転システムは経路選 択部、白線認識部、位置認 識部などで構成される。
地図情報
実験場
自律走行・隊列走行実験
WASEDA UNIVERSITY , IPS 49
A
車 は 出 発 点 をStart
１ 、 目 的 地 をDestination 1
と指定する。 B
車 は 出 発 点 をStart
２ 、 目 的 地 をDestination
２と指定する。
走行速度を15cm/s
に設定する。 A
車を自律走行（白線認識と位置認 識）させ、B
車は隊列走行（追従走行、隊 列形成と分離、位置認識）を行なう。障害物回避
50
初期化
ステレオ画像 データの収集
安全判断
安全・走行可能 エリア計算
最適運転方向 計算
現在位置認識
後退
目的地到着
(
停止)
前進
ロボカーに搭載された ステレオカメラを使用し て、障害物までの距離デ ータを計測し、そのデー タを基づいて、障害物回 避を行う。
走行経路に安全エリア の判断は、車両の安全距 離の範囲を算出し、車両 の安全距離の範囲により、
車両の前進、後退、回避 を判断する。車両の周囲 安全距離範囲に障害物が ある場合、車両は障害物 の回避運動を行う。
WASEDA UNIVERSITY , IPS
４．超小型 EV 改造による自律走行研究
51
研究背景
高齢化社会が進むに伴い、交通事故の削減、
運転負荷の低減が求められている。
高齢化社会想定し、高齢者を支援するため、高 精度、低コストのセンサを使い、安全、安価な自 動運転システムの開発を検討する。
高齢者用エコ自律走行・運転支援電気自動車の開発
研究の概要
無線ットワーク
調光可能な 制御装置
● 高齢者用の運転支援・自律走行・隊列走
照明行・自動駐車を実現する安全電気自動車 の安価な周囲認識・自動走行制御システ ムについて研究開発し、大学周辺および東 田地区を自律走行して評価を行う。
●本研究成果を農林業における自律走行 作業車両に応用する。
52
高齢者用小型ＥＶによる自動運転・隊列走行
• 自動運転機能により、快適かつ安心に目的地への移動が可能となる小型EV
• 小型EVをかしこく使い回し、使わないＥＶは、駐車場や充電ステーションへ自動運転・隊列走行 にて移動し、エネルギーや自動車をシェアリング出来る社会システムを構築し、エコドライブの自動
化や最適な経路誘導による省エネ走行を実現
自動運転機能にて、
隊列走行を行う。
モバイル等の端末機で、
ＥＶを呼び出す。
目的地への到着後は、端末機等で パーキング等への移動を指示
小型電気自動車
54
型式 ZAD-EJ50C
タイプ 電動原動機付自転車 最大作業能力 kg 30
車体重量 kg 215 ［ルーフ付：235］
機械寸法 全長 mm 1950 全幅 mm 790
全高 mm 1100［ルーフ付：1755］
最低地上高 mm 120 座面高さ mm 450 タイヤ ホイールベース mm 1200
トレッド mm 前：620／後：670
タイヤ - 100/90-10
荷箱寸法 長さ mm 520 幅 mm 365 高さ mm 330 バッテリ - 12V32Ah×4 モータ定格出力 - 250W 性能 最高速度 km/
h
23
充電時間 約１０時間
１充電走行（平地走行） km 30 最小回転半径 mm 2200 登坂能力（空車時） 度 12°
小型電気自動車「おでかけです カー」は筑水キャニコムが開発し た１人乗り電気四輪自動車。
最高速度は時速20キロメートルで、
フル充電すると40キロメートル前
後の走行が可能。
高齢者用自律走行車両
⑤統括制御装置＋画像処理装置
（コントローラ）
⑦超音波センサ （距離センサ）
⑨（超音波センサ、
カメラ）
②ステアリング制御装置
④ブレーキ制御装置
③モータ速度制御装置
⑧（サイドカメラ）
①GPS、IMU、（カメラ）
⑥ステレオカメラ
障害物認識・周囲状況認識 道路・信号・標識認識
位置認識・方向認識
モデル予測走行制御
自律走行・隊列走行・自動駐車
車々間通信・遠隔監視
55
小型電気自動車の改造
56
電気回路の改造
自動運転モード・手動運転 モードの切り替えが可能
ステアリングの改造
電圧制御によるステアリング の角度制御が可能(1～4V、-30度～30度)
ステアリングの自動モード・手動モードの切り替えが可能
ブレーキの改造
電圧制御によるブレーキのオ ン・オフ制御が可能(0･5V、オフ･オン)
緊急停止ボタン
各センサの実装
ステレオカメラ、超音波セン サ、GPS、IMUなどステアリング 改造
ブレーキ 改造
小型電気自動車の制御ｼｽﾃﾑ構成
57
小型電気自動車制御部：制御用PC (WindowsXP)、ルータ、制御用コント ローラ (Linux) 、遠隔監視用PC (WindowsXP)で構成。
遠隔監視用PCと制御用PCのアクセス方式は無線LANを使用。
制御用PCへの操作は、制御用PC内のWindowsにログインして 操作。
コントローラ 監視用PC
制御用PC
ルータ
バッテリー
周囲環境認識
58
安価なステレオカメラ、超音波センサによる障害物などの 認識を行う。
ステレオカメラ
超音波センサ
No0
超音波センサ
No
１超音波センサ
No
２ ここで、ステレオカメラを遠距 離センサとして使う、超音波は近 距離センサとして使う。
環境認識センサの障害物認識結
果を用いて、回避走行制御を行う
システム概要
前方[カメラ（2台）]画角 水平56度 カメラ間距離 45cm
画像 800*600*24bit 60fps
(X,Y,Z)
x y
カメラ1
o o
(x2,y2)
カメラ2
(x1,y1)
• 前後左右６台のカメラを利用、夜間への対応
• 計測対象の左右画像への投影点を対応付け
• 三角測量により3次元位置を取得
59
距離計算結果
左カメラ 右カメラ
視差 画像
計測値 683cm
真値 (単位
cm)
計測 値 (単位
cm)
真値に 対する 割合(%)
300 295 98.3 400 389 97.3 500 490 98.0 600 581 96.8 700 683 97.6
約3%の誤差
福岡自動車ショー
ステレオカメラによる障害物認識
自律走行車両ベース
カメラによる距離認識
自律走行制御システムの機能構造
目標走行経 路生成
自己位置 計算
速度制御 装置
操舵制御 装置
ブレーキ 制御装置
Google Earth
＆GPS
障害物停止・
回避判断 隊列走行 ステレオ
カメラ処理 超音波 センサ処理
白線認識 処理
IMU
非線形モデル 予測制御・
IMC
制御＋
－
障害物・前方車両 位置
車体 位置
車体 角度
道路角度
制御用コントローラ
65
66
実車実験
66
小型電気自動車の速度制御系の効果評価実験は、研究科周辺で行った、小型 電気自動車の定常速度、加速度、減速度などを遠隔監視用PC端で設定する。
小型電気自動車はスタート地点から走らせる。遠隔監視用PC端で、小型電気 自動車のすべてのリアルタイム状態を監視し、予定地に到着したら、自動でブ レーキをかけ、停止する。
走行速度は6Km/h設定して、実験を行った。
小型電気自動車での自律走行実験
67
研究課題
68
①前方、後方、サイドの障害物認識 （鎌田研）
②走行道路および標識・信号の認識 （鎌田・立野研）
③カメラ画像による周囲状況認識 （大貝研）
④
GPS
、IMU
による車両位置認識補正 （大貝・立野研）⑤ロバストな自律走行制御（大貝研）
⑥車々間通信による車両情報交換・遠隔監視
（大貝・立野研）
⑦大学周辺、東田地区での自律走行
（大貝・鎌田・立野研） ⑧農業・林業における自律走行車両への応用 （大貝・鎌田・立野研）
九州工業大学
北九州 学研都市
支援機関：北九州市、
FAIS（カー・エレクトロニクスセンター）
生命体工学研究科
（仮）知能ロボット 教育研究センター
（仮）ものづくり 教育研究センター 北九州市立大学 国際環境工学研究科
（仮）自律走行 教育研究センター
早稲田大学 情報生産ｼｽﾃﾑ研究科
情報工学府
（飯塚）
工学府
（戸畑）
運営協議会
代表校
連携校 連携校
北九州高専 有明高専
事業運営委員会 協力企業群：自動車・ロボット関連企業
他高専 他大学
西日本工大 熊本大学 インターンシップ
協力校
連携大学院の実施体制
自動車・ロボットの高度化知能化に向けた専門人材育成連携大学院
【対象者及び定員】 修士課程４０～５０名、博士課程５名程度 高専・大学インターンシップ５～１０名
目的
北部九州の基幹産業である自動車産業からのニーズに加え、将 来の自動車の知能化・電動化の流れを先導し，今後大きく発展 が期待される知能ロボット技術をカバーする技術分野において，
次世代を担うリーダーとしての実践力を有する高度専門人材を 育成する．
◆国公私の連携により各大学院の優位性を活かした実習主体の教育
◆近隣高専・大学とのインターンシップ制度を利用した教育連携
◆産業界からの幅広い協力を得た実践的な教育プログラムの実施
◆3大学院・自治体・産業界による階層的教育評価システム
◆修士課程だけでなく，博士課程も含めた高度技術の教育・研究
◆地元自治体（北九州市）と密に連携した地域貢献に資する取組
◆履修者と企業との共同研究，研究インターンシップの推進
◆修了書の発行，自動車・ロボット関連企業への就職支援
特徴
年次計画
準備期間 教育体制
構築
「ｲﾝﾃﾘｼﾞｪﾝﾄｶｰ・ﾛﾎﾞﾃｨｸｽｺｰｽ」履修科目群
先端技術を用いた実習主体の実践的教育、総合講座でのコンテストによる評価 H28年度 H27年度
H26年度 H25年度
H24年度
新連携大学院
既存連携大学院
共同研究の場を活用した実践的な教育・研究
◆燃焼工学特論
◆システム工学特論
◆信号解析
◆移動通信
九州工業大学 ロボティクス 画像処理 車両制御
北九州市立大学 機械設計 センシング技術 無線通信 単
位互 換科 目
◆機械要素設計
◆制御モデリング
◆最適制御論
◆実車自動運転制御
修論 博論
◆ロボット組み立て実習
◆自己位置推定プログラミン グ演習
◆脳型（ロボット）制御システム
◆先端画像処理特論
◆車両制御特論
◆機械要素設計特論
◆適応信号処理
◆自動車工学
◆インテリジェントカー統合
早稲田大学 自動車 自律走行技術 LSI設計技術
機械・制御・電子・情報分野で教育 電子・情報系教育
背景
◆既存カーエレ連携大学院の不足部分（機械・制御等）カバーの要請
◆北部九州の自動車産業の隆盛（H20: 96万台→H24: 150万台超）
◆自動車の知能化，安全運転支援技術の開発と普及
◆介護・家庭用知能ロボットの開発と需要増（安心・安全社会への対応）
・実験車・ロボットを用いた総合的実習・演習科目
・学生自身が企画･設計･製作を行う実習科目