2026年度 研究テーマ

高齢者を対象とした特定小型原動機付自転車の安全運転支援システムに関する研究
PMV(電動車椅子)の速度・操舵制御+シミュレーション評価
歩行者と電動車椅子が親和する自動走行経路の設計
バスの遠隔操縦に関する研究
自動運転バスのモデルベースによる操舵制御系設計
自動運転バスの機能評価のためのシナリオベースシミュレーション環境の構築と設計
乗合バス車内における立位乗客の転倒事故削減に関する研究
路側カメラによる物体認識を用いた踏切保安システムの開発
濃霧環境下における自動運転車の安全速度評価に関する研究
機械学習モデリングを活用した強化学習の構築
機械学習モデリングとモデル予測制御によるアクティブ振動制御の構築
自動運転車両のためのデータ駆動型制御
機械学習モデリングを活用した自動運転車両の動特性解析と運動予測
アクティブセーフティ実現のための自動車の状態量推定
柔軟ロボットアームのモデリングと制御
航空機シミュレータの構築と制御器設計
ROS2を用いた自律移動ロボットの認識・走行制御と協調制御への展開
対自動車衝突における電動キックボード乗員の損傷に関する研究
転車乗員のためのAACNの構築に関する研究
逆Uボラードと自動車の衝突事故における鑑定手法の研究
転落時の姿勢による重症損傷発生頻度の差についての検討
1/5スケール模型による車両衝突実験の再現

高齢者を対象とした特定小型原動機付自転車の安全運転支援システムに関する研究

概 要
近年，特定小型原動機付自転車（電動キックボード等）は，新たな移動手段として普及が進んでいる．一方で，高齢者の利用においては，運転操作能力や周囲の状況認識能力の低下による事故リスクが課題となっている．本研究では，高齢者が特定小型原動機付自転車を安全に利用できるよう，運転特性の評価及び安全運転を支援するシステムの構築を目的とする．Unityを用いて走行環境及び車両モデルを構築し，ヘッドマウントディスプレイ（HMD），モーション台，操作入力装置などを組み合わせた運転シミュレータを開発する．さらに，アクセル及びブレーキ操作，車体のふらつき，体重移動などの運転挙動を再現し，高齢者の運転特性を評価するとともに，危険場面における認知や操作を支援する運転支援手法について検討する．

インターフェイス	シミュレータ

メンバー
都築(B4)

PMV(電動車椅子)の速度・操舵制御+シミュレーション評価

概 要
近年，高齢化社会の進展に伴い，電動車椅子をはじめとするパーソナルモビリティビークル(PMV)が，高齢者や歩行困難者の移動支援手段として注目されている．しかし，利用者の身体機能や走行環境の多様性により，安全かつ円滑な移動をいかに保証するかが課題である．この課題を解決するため，本研究ではPMVの「速度・操舵制御」に着目し，環境の変化や路面状況の変動に対しても安定して走行できる制御システムの構築を目指す．具体的には，MATLABやSimulinkなどのシミュレーションツールを用いて，提案する速度・操舵制御のアルゴリズムの安定性および実際の移動空間における社会的受容性についての理論的評価を行う．

実験風景

メンバー
B4(早川)

歩行者と電動車椅子が親和する自動走行経路の設計

概 要
近年，自動車業界は100年に一度の変革期を迎えている．自動運転技術の発展に伴い，道路空間の在り方にも変化が求められている. これを背景として，従来の通行機能に加え，歩行者が滞在し交流する「賑わい空間」としての道路空間の整備が検討されている. このような歩車共存空間では，自動走行車両には安全性だけでなく，歩行者に心理的な安心感を与える走行が求められる.本研究では，将来的な超小型モビリティの自動走行を見据え，実機として電動車椅子を用いて検証を行う. 歩行者の安全性と安心感の双方に着目し，周囲の歩行者と親和する自動走行経路の構築を目的とする. また，経路によって歩行者が受ける印象や感情の変化を評価し，賑わい空間に適した走行方法について検討する.

感性評価用シミュレーション映像

メンバー
天野(M2)     森友(M1)     戸嶋(B4)

バスの遠隔操縦に関する研究

概 要
近年，路線バスの運転手不足が全国的な問題となっており，その解決策の一つとして自動運転技術の導入が期待されている．自動運転システムは運行設計領域内で作動するため，その範囲外では車両に停止措置が求められる．このような場合のバックアップ手段として，遠隔操縦による運転介入が検討されている．一方，遠隔操縦では体感情報が欠如し，周辺情報の認知や運転操作が困難になることが考えられる．また，通信回線を介することで映像遅延が発生し，操縦に影響を及ぼすことが懸念される．そこで本研究では，遠隔操縦向けのHMI (Human Machine Interface) や運転支援を提案し、大型車のドライビングシミュレータを用いた評価実験を行うことでその有効性を評価する．

大型車ドライビングシミュレータ	遠隔操縦席

メンバー
古郡(M2)     松村(M1)     広瀬(B4)

自動運転バスのモデルベースによる操舵制御系設計

概 要
近年，乗合バス業界では，少子高齢化による利用者の減少やドライバの不足により，運行路線の廃止や減便といった課題が深刻化している．これらの課題に対する解決策の一つとして，自動運転バスの実用化が期待されている．一方で，自動運転バスを安全に運行するためには，道路曲率やカントといった道路形状に加え，横風などの外乱が車両挙動や操舵制御性能に与える影響を考慮する必要がある． そこで本研究では，道路形状および横風外乱を考慮した大型バスの車両運動モデルを構築する．特に，実車を用いたパラメータ同定実験により，タイヤ特性や操舵系特性などの車両パラメータを同定し，実車両の挙動をより高精度に再現可能な車両運動モデルの構築を目指す．さらに，同定したパラメータを反映した車両運動モデルに基づき，Path Following制御系を設計し，横風条件下における経路追従性能の向上を図る．また，実車実験結果とシミュレーション結果を比較することで，モデルの妥当性を検証し，より実挙動に近い走行シミュレーションの実現を目指す．

メンバー
蟻田 (M2)     橋本 (B4)

自動運転バスの機能評価のためのシナリオベースシミュレーション環境
の構築と設計

概 要
近年，地方公共交通では利用者数の減少や運転手不足が深刻化しており，自動運転バスの実用化が期待されている．一方で，社会実装に向けては，自動運転システムの安全性および機能性能を十分に評価することが不可欠である． 本研究では，自動運転バスを対象としたシナリオベースシミュレーション環境を構築し，交差点を走行する自動運転バスと，横断歩道を横断する歩行者および自転車が交錯する状況を対象としたロジカルシナリオを設計した．交通参加者の位置や速度などの条件を変化させ，多様な交通状況を再現した多数のシミュレーションを実施することで，自動運転バスと交通参加者との衝突リスクおよび衝突発生条件を分析する．これにより，多様な交通環境における自動運転システムの機能評価手法としての有効性を検証している．

使用しているSimulator CARLA	シミュレーション映像

メンバー
伊澤 (M2)     笠原 (B4)

乗合バス車内における立位乗客の転倒事故削減に関する研究

概 要
路線バス車内における立位乗客の転倒事故防止を目的とした研究を行っている．路線バスでは急ブレーキ時に車内事故が多く発生しているものの，乗客がどのような車両挙動によって姿勢を崩しやすくなるのかについては十分な知見が得られていない．そこで本研究では、減速度やジャーク（加速度の変化率）に着目し、被験者実験を通じて乗客の姿勢変化や筋活動を計測することで，姿勢安定性への影響を評価する．また，転倒リスクを定量的に評価できる指標の構築にも取り組んでいる．将来的には，自動運転技術の普及によって車両の加減速をより精密に制御できるようになることを見据え，安全性と快適性を両立した公共交通システムの実現に貢献することを目指している．

メンバー
相澤(M2)

路側カメラによる物体認識を用いた踏切保安システムの開発

概 要
日本に設置されている踏切のうち，警報機や遮断機などの保安設備が設置されていない第4種踏切において踏切100か所あたりの事故発生件数が最も多い．第4種踏切の多くは地方に設置されており，保安設備を設置しようにも多大なコストがかかることから地方ローカル線では第4種踏切への警報機や遮断機の設置が難しい状況にある．そこで本研究では低コストで導入できる踏切保安システムとして，踏切に設置したカメラで踏切内の障害物を検知して運転士に危険を知らせるシステムの開発を目的とする．また，踏切に侵入する歩行者の速度を計測し，踏切を渡り切る時刻を予測することで踏切事故を未然に防止することを目指す．

メンバー
秋葉 (M1)

濃霧環境下における自動運転車の安全速度評価に関する研究

概 要
近年，自動運転技術の実用化に向けた研究開発が進められている．しかし，濃霧や豪雨などの悪天候環境では視程距離が低下し，前方車両や障害物の発見が遅れることで事故の危険性が高まる．特に高速道路では追突事故の割合が高く，単純に速度を低下させるだけでは交通流の阻害や後続車との速度差による新たな危険を生じる可能性がある．また，視程距離が一定であっても，センサの認識距離にはばらつきが存在し，常に同じ距離で対象物を認識できるとは限らない．そこで本研究では，濃霧環境下において前走車が急停止する状況を想定し，認識距離のばらつきを考慮した安全速度の評価を行うことで，自動運転車の安全性向上に貢献することを目的とする．

メンバー
南雲 (B4)

機械学習モデリングを活用した強化学習の構築

概 要
近年，深層強化学習は複雑な制御対象に対して高度な性能を発揮し，相互作用する高度な制御方策の導出が期待されている．しかし，学習に多くの試行を要するうえ，得られる制御方策は解釈の難しいブラックボックスとなる課題がある．一方，観測データから支配方程式をスパース回帰により同定するSINDy（Sparse Identification of Nonlinear Dynamics）は，少数のデータからでも解釈可能なモデルを獲得できる手法である．本研究では，SINDyと強化学習を組み合わせることで、少ないデータから解釈可能性を有する強化学習手法の確立を目指す．MATLAB/SimulinkやPythonと呼ばれるソフトウェアを用いて研究を推進している．

SINDyと強化学習の図	強化学習のプロセス

メンバー
並川(M1)     戸森(B4)

機械学習モデリングとモデル予測制御によるアクティブ振動制御の構築

概 要
本研究では，データ駆動モデリングとモデル予測制御を活用したアクティブ振動制御手法の構築に取り組んでいる．データ駆動モデリングの1手法であるSINDy（Sparse Identification of Nonlinear Dynamics）を用いて物理的解釈性を有する車両振動系の支配方程式を抽出する．得られた非線形モデルをモデル予測制御へ適用することで，非線形性を考慮した制御設計を行う．さらに，実環境適用にて課題となるノイズが重畳したデータに対して，ロバストなモデリング手法の理論構築を検討している．本研究では，アルゴリズム実装や制御プログラムのコーディングに加え，実機実験を見据えた機構設計や製図（CAD）も行っており，モデリング・制御理論，プログラミング，設計技術など，幅広い工学的スキルを身につけることができる．

機械学習モデリングに基づくアクティブ振動制御

メンバー
並川(M1)     石本(B4)

自動運転車両のためのデータ駆動型制御

概 要
本研究では，自動運転における車両運動のデータ駆動型制御に取り組んでいる．従来の制御器設計では，運動方程式などの物理法則に基づくモデルベース制御が広く用いられてきたが，車両横運動のように非線形性が強い制御対象においては，厳密な数理モデルを同定することは容易ではない．近年，制御対象の詳細モデルに依存せず，取得した入出力データから直接制御器を同定するデータ駆動型制御手法が注目されている．本研究の目的は，実験で取得した入力操舵のデータと出力ヨーレートのデータを用いて制御器を最適化し，車両横運動制御の安定性と応答性向上を目指す．MATLAB/SimulinkやCarSimと呼ばれるソフトウェアを用いて研究を推進している．

車両シミュレーション	データ駆動制御器設計

メンバー
小柳(M1)     吉村(B4)

機械学習モデリングを活用した自動運転車両の動特性解析と運動予測

概 要
近年，自動運転技術の発展に伴い走行中の車両挙動を正確に把握し，予測する技術の重要性が高まっている．自動車の挙動は，車速，操舵角，タイヤ力などの条件によって変化する．これらの車両運動を適切に表すモデルを構築することは，車両の安定性向上や自動運転における運動予測技術の発展につながる．これまで深層学習によるモデリングが注目されているが，その解釈性に課題が残る．本研究では、計測した車両の走行データから，高精度かつ解釈可能な予測モデルの構築を目指す．MATLAB/SimulinkやCarSimと呼ばれるソフトウェアを用いて研究を推進している．

CarSIMシミュレーション	モデル要素

メンバー
小柳(M1)     並川(M1)     笹田(B4)

アクティブセーフティ実現のための自動車の状態量推定

概 要
本研究では，自動車の安全性を高めるアクティブセーフティ技術の実現に向け，走行中の車両状態量を推定する研究に取り組む．自動車は乾燥路や濡れた路面，滑りやすい路面などを走行し，路面摩擦係数の変化によって車両の応答は変化する．さらに，制動しながら旋回する場合や，加速しながら旋回する場合のような複合操作時には，車両挙動の把握がより難しくなる．そこで車両詳細シミュレーション(CarSim)を用いて異なる路面条件を再現し，走行データを解析することで，安全で安定した車両制御に必要な状態量推定手法を検討する．

自動車の状態推定法

メンバー
小柳(M1)     齊藤(B4)

柔軟ロボットアームのモデリングと制御

概 要
柔軟アームは，軽量で省スペースな機構としてロボットアームや搬送装置など応用が期待されている．一方で，柔軟性を有するため，動作時にたわみや振動が発生しやすく，高精度な位置決めや安定した動作を実現することは困難である．本研究では，機械学習アプローチにより，振動を抑制した高速かつ高精度な制御手法の確立を目指す．提案手法の有効性をシミュレーションおよび，ディジタルコントローラを用いた実機試験を行い，提案手法の制御性能を評価する．

Arduino→ディジタルコントローラへの実装

メンバー
並川(M1)    松永(B4)

航空機シミュレータの構築と制御器設計

概 要
近年，気候変動の影響により乱気流の発生頻度が増加し，乱気流による航空機事故が増加傾向にある．航空機は高速で飛行するため，大気の乱れによって機体の揺れや姿勢の変化が生じやすい．安全かつ快適な飛行を実現するためには，これらの外乱に対応できる制御技術が求められている．本研究では，MATLAB/Simulinkと呼ばれるシミュレーションソフトを用いて航空機の運動を再現し，姿勢や高度・速度を安定させるための制御系の基礎設計を行っている．特に，乱気流などの外的な影響を受けても安定した飛行を維持できる制御系の構築を目指す．

航空シミュレータ	シミュレーション結果

メンバー
斎藤(M1)

ROS2を用いた自律移動ロボットの認識・走行制御と協調制御への展開

概 要
近年，自律移動ロボットは搬送や見守り，点検など多様な分野での活用が期待されており，実環境において安定して動作する認識・制御技術が重要である．本研究では，自律移動ロボットの実用的な走行制御の実現を目的として，ロボットオペレーティングシステムであるROS2を用いた認識・制御システムの構築に取り組んでいる．PythonおよびC++を用いて，色検出，物体追跡，コントローラによる遠隔操作，自律走行制御を実装している．特に，追跡対象を見失った場合や画面端に移動した場合の不安定な挙動に着目し，停止処理や再探索動作の改善を進めている．今後は複数台ロボットによる協調制御へ発展させることを目指す．

ロボットカー	ROS2動作画面

メンバー
小柳(M1)     松本(B4)

対自動車衝突における電動キックボード乗員の損傷に関する研究

概 要
近年，電動キックボードの普及が進み，シェアリングサービス事業の拡大も進んでいる．一方で電動キックボード利用者による交通違反の件数も増加してきている.令和2年には4件だった事故件数が,令和3年には29件,令和4年には40件の事故と1件の死亡事故が発生してしまった.そのため,電動キックボードの安全対策は今後の日本の交通にとって重要なものとなる.しかし，まだまだ新しい技術であるため安全対策など研究が進んでいない部分が多い． 本研究ではキックボード乗員の初期姿勢から，ニューラルネットワークコンソールを用いた，機械学習による乗員傷害値の予測を行っている．

MADYMO衝突再現	ネットワーク構造

メンバー
新庄 (B4)

転車乗員のためのAACNの構築に関する研究

概 要
令和八年の状態別交通事故死傷者数の交通弱者の割合は約３分の2を占めている．よって，通弱者のための先進事故通報システム(以下，AACN)が実用された際の人命救助に関わる効果が期待される．既存のスマートフォンでは自動車事故による乗員を対象とした事故通報システムが搭載されているが，本研究では交通弱者を対象にし，スマートフォン内部に搭載されている加速度計を用いることで，自動車との衝突時の加速度などの情報からトリアージを行うことが出来るAACNアルゴリズムの構築を目的とする． 本年度はMADYMO解析ソフトを用いた実車衝突実験のCAE解析を品質工学等用いて再現性の向上を行い，傷害値などの観点から問題点を探求しAACNの実現化に役立てる．

実車衝突実験	シミュレーションモデル

メンバー
上 (M2)

逆Uボラードと自動車の衝突事故における鑑定手法の研究

概 要
交通事故後に実施される事故鑑定において，車両の衝突速度を推定することは事故状況を把握する際，重要な要素になる．加害者の悪質性や過失を立証するための基礎資料となるため，高い鑑定制度が求められる．ボラードと車両の衝突事故においては，衝突物である車両と被衝突物であるボラードの双方に変形が生じるため，車両だけではなくボラードの変形も加味する必要がある．車両自体の変形量に基づく吸収エネルギの研究は過去多くなされ，体系づけられているが，路上工作物を変形させた場合の吸収エネルギについての研究は少ない．そのためボラード単体での吸収エネルギの評価を行い，既存の事故鑑定に加味することで鑑定精度の向上を見込むことを目的とする．本年度はLS-DYNA解析ソフトを用いた側面衝突解析を実施し，再現性を評価した．

実車衝突実験(上)とシミュレーション(下)の比較

メンバー
加藤 (M2)     田口 (B4)

転落時の姿勢による重症損傷発生頻度の差についての検討

概 要
高齢者が高さ2.3m から転落，左側面を地面に強打し，高さが低いにも関わらず左肺損傷及び血胸で死亡する事例が発生した．平均2-3m の高さからの転落事例を検討したところ，予測死亡率を悪化させるのは，前面から落ちるより側面から落ちることとの結論が得られた．そこで，落下時の姿勢（体のどの面から転落するか）と重症損傷発生頻度についての関係を明らかにする．落下高さ2m と複数の床面材質を条件とし，落下時の姿勢を，足から落下，背面から落下，前面（胸腹部面）から落下，側面から落下，頭から落下に分け，それぞれ，頭部，胸部，下肢にAIS3以上の損傷を負う割合（リスク）を比較・検討する．

シミュレーション映像

メンバー
市川 (B4)

1/5スケール模型による車両衝突実験の再現

概 要
自動車乗車中の死亡者数，重傷者数の割合の高さなどから自動車衝突における安全性の向上，検討を行う必要性は高いと考える．しかし，実車衝突実験には広大な試験スペースの確保や高いコスト，多くの時間を要するといった課題がある. 一方，縮尺模型実験は省スペースかつ低コストで実施でき，短時間で多くの実験回数を確保できるという利点を有する. 本研究では，1/5スケールの車両模型を用いた車両衝突実験の再現を行い，歩行者を模擬した模型および車両前部モデルを製作することで，歩行者衝突時に発生する挙動や人体への影響の検討を目的とする.

模型による衝突実験

メンバー
萩原 (B4)     バトバヤル (B4)