An investigation of the relationship among acceleration stimuli, head and torso movements, and eye movements in motion sickness in self-driving vehicles

自动驾驶车辆晕动病中加速刺激、头部和躯干运动以及眼球运动之间关系的研究

• 批准号: 22K12106
• 负责人: 星野 聖
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: University of Tsukuba
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K12106/
• 关键词: 自動走行酔い; 眼球回旋運動; 眼球白目の血管像; テンプレートマッチング; 視線推定; 眼球のほぼ横に設置されたカメラ; ロボット台車; 前庭系; 加速度刺激; 眼球回旋運動計測; モーションキャプチャ

自動走行により運転から開放され，走行中の携帯端末操作，TV番組視聴，ゲーム等の機会が増えると，「自動走行酔い」の多発が予想される．ヒト前庭系への加速度入力，頭部と体躯の体性感覚，眼球運動による視覚情報のあいだの矛盾が原因であるが，それら3つの関連性を詳細に検討した研究はまだない．本研究の目的の第一は，乗り物酔いや気持ち悪さの指標となる「眼球回旋運動」と「視線」を，装着をほとんど感じさせずに計測できる機構を創出すること．第二は，加速度の向きや大きさを自由に変えられるロボット台車を用いて，酔いを感じた時の，前庭系入力，頭部や体躯の動き，眼球運動のあいだの関連性を定量化することである．同研究目的達成のため，当該年度は，とくに個人差と個人内差の影響を受けにくい眼球回旋運動計測機構の検討を行った．当該研究の研究グループでは，眼球白目に存在する血管像を追跡する手法を考案していたが，どういう性質を持つ可変パラメータが，眼球回旋運動推定の精度，速度，安定性などに，どのような影響を及ぼすかについての検討が不十分であった．そこで，「太くて，濃くて，特徴的な形状」の血管像をシステムが自動選択して，テンプレートマッチングを行うことで眼球回旋推定を行う画像処理において利用できそうな可変パラメータ4種類を選択した．そして，それらの全組み合わせでの類似度計算を行い，どのような可変パラメータ値が，眼球回旋推定の精度や安定性に，どのような影響を及ぼすかの検討を行った．

由于自动驾驶将人们从驾驶中解放出来，增加了驾驶时操作移动设备、看电视节目、玩游戏等的机会，预计“自动驾驶病”将会频繁发生。这是由于人类前庭系统的加速度输入、头部和身体的躯体感觉以及眼球运动的视觉信息之间的不一致造成的，但目前还没有研究详细检验这三者之间的关系。这项研究的第一个目的是创建一种可以测量“眼球旋转”和“凝视”的机制，这些是晕动病和不适的指标，而佩戴该设备几乎没有任何感觉。第二个项目使用可以自由改变加速度方向和大小的机器人小车来量化前庭系统输入、头部和身体运动以及感觉陶醉时眼睛运动之间的关系。为了实现相同的研究目标，今年我们研究了一种测量眼球旋转运动的机制，该机制特别能抵抗个体和个体内差异的影响。这项研究的研究小组设计了一种跟踪眼白中存在的血管图像的方法，但尚不清楚可变参数具有什么样的特征以及它们如何影响准确性、速度、稳定性等。对于眼球旋转运动估计是否会产生影响没有充分考虑。因此，系统自动选择“粗、暗且具有特征形状”的血管图像，并通过执行模板匹配，选择可用于图像处理的四种可变参数来估计眼球旋转。 ．．然后，我们计算了它们所有组合的相似度，并检查了可变参数值如何影响眼球旋转估计的准确性和稳定性。

项目成果

[keynote speech] Highly Accurate Estimation System of Eye Rotation and Gaze Regardless of the Position of a Small Camera to an Eyeball

【主题演讲】无论小型相机与眼球的位置如何，高精度的眼睛旋转和注视估计系统

• 发表时间: 2023
• 作者: 佐藤元;池田雄介;K. Hoshino
• 通讯作者: K. Hoshino

Optimal Parameter Values for Estimating Rotational Eye Movement by Using Vascular images in the White Part of the Eyeball

利用眼球白色部分的血管图像估计旋转眼球运动的最佳参数值

• DOI: 10.1145/3591156.3591165
• 发表时间: 2023
• 期刊: Proc. Intl. Conf. on Image, Video and Signal Processing
• 作者: 鬼澤諒介;松橋遼;津國和泉;池田雄介;X. Kuang and K. Hoshino
• 通讯作者: X. Kuang and K. Hoshino

[keynote speech] Method for estimating both eye rotation and gaze without blocking users field of vision

【主题演讲】不遮挡用户视野的同时估计眼球旋转和注视的方法

• 发表时间: 2023
• 作者: 内田彩芽;大川祐貴子;松橋遼;津國和泉;池田雄介;及川靖広;K. Hoshino
• 通讯作者: K. Hoshino