感性評価における熟練者の内省を支援するシステム
石見太 郎†伊藤英明†

齊 藤ゆ み†An introspection support system for a sensory-assessment expert
Taro IWAMI,† Hideaki ITO† and Yumi SAITO†

1. は じ め に

価点は，X,Y 軸で選択された２つのパラメタの調整に必要である．評価点の円内部の色は，熟練者が操舵し近年，車のハンドル操作 (以下，操舵) をアシストたときの評価値 (-2,-1,0,1,2) をあらわし，青→緑→黄するパワーステアリングは，車の軽量化や低燃費化→赤の順で評価が高くなる．また，評価点間の評価値を理由に油圧式から電動モータに置き換わりつつあ

は Akima の補間方法1) を用いて内挿補間した．

る．電動モータの制御コントローラ (ECU:ElectronicControl Unit) は，熟練者が操舵したときの感性評価

感覚の揺らぎを考慮したマップに基づいて，油圧式と同等の操舵感覚となるように調未評価エリア

感覚の揺らぎを考慮していないマップパラメタを選択
評価点整される．しかし，人の感覚は気分や状況によって変化するものであり，熟練者であっても感性評価の基準が揺れる場合がある．そのため，感性評価に基づいたパラメタの調整は簡単でない．そこで我々は，人の感評価値パラメタを選択

最悪

覚による評価の揺らぎを考慮したサポートマップ (以下，調整マップ) と，考慮していない調整マップを並-2 -1

図1

最良
0

12

インタフェースの調整マップ例

べて表示するインタフェースの開発を行った．これにより，熟練者に対して評価基準が大幅に揺らいでいる

調整マップ上をクリックする事で ECU にパラメタか否かの内省を支援しながら，ECU のパラメタの調が書き込まれ，熟練者は新しいパラメタの設定状態の整が行える．本稿では，本インタフェースを用いて電車を操舵し，感性評価値をインタフェースに入力する．

気自動車の電動パワーステアリングの調整を行った結右の調整マップには，入力された評価値がそのまま反果について述べる．

映される．左の調整マップは，人の感覚による評価は2. インタフェースの概要

正規分布的な誤差を持っていると仮定し，新しい評価値が入力されたときの事後評価値をベイズの定理を用

ECU のパラメタの調整を，図 1 に示す２次元の調いて推定する．このとき，新しい評価点からある閾値

整マップを用いて行う．左右の図は，それぞれ人の感以内に存在する評価点の評価値を更新する．この評価

覚による評価の揺らぎを考慮した調整マップと，考慮値の更新方法について，次の章で詳しく述べる．

していない調整マップをあらわす．図中の調整マップの X,Y 軸は ECU のパラメタを表し，この軸のパラ3. 評価値の更新方法

メタを切り替えることで，様々なパラメタの組み合わECU の n 個の制御パラメタを n 次元ベクトル p(評せで調整できる．調整マップ中の○は，実際に熟練者価点) とし，ある評価点に対する評価値を h とする．

が評価した点 (以下，評価点) を表し，大きな○の評

評価値の更新は n 次元空間にて行い，そのイメージ図を図 2 に示す．新しい評価点 pm (新評価点) から，あ† オムロン株式会社 センシング&コントロール研究所る閾値 (Lthr ) 以内 (図 2 の灰色の円内) の評価点 (例情報処理学会 インタラクション 2007として pi ) は，pm の影響を受けるとする．この時，評価点間の距離が離れるほど影響は小さくなると考え

4. ECU の調整実施例

られるので，評価点間の距離に反して小さくなる重み

電気自動車の電動パワーステアリングの調整実験にω を持つ式 (1) から，pm から見たとき pi の評価値て，本インタフェースを利用した．今回の実験で使用

hmi を求める．ただし，重みは距離 Lthr を 3σL としした電気自動車と，システム構成を図 3 に示す．本実たガウス関数 (式 (2)) とした．

験では，主に人の感覚による評価の揺らぎを考慮した

hmi = ω(hm − hi ) + hi2), 3σL = Lthr
ω = exp(−L2i /2σL

調整マップを用いて，熟練者の目指す操舵感覚へパラ(2)メタの調整を行った．その結果，熟練者が目指す操舵p3

Rn空間

感覚に ECU のパラメタを調整でき，本インタフェー
スを用いて調整を支援することができた．

pi更新閾値

Lip5

p4

新評価点

P6
評価点 [p]p = (p1,p2,・・・,pn)

thrpm

L

p2

(1)

評価値 [ h ]-2p1
図2-101

アシストモータ

2・パラメータの調整
・評価の入力

評価値の更新イメージ

電流UEC推定した hmi を，pi の新しい評価値とし，既存の評価値 hi に与える影響をベイズの定理2) より導出す
る．まず，人の感覚による評価は揺らぐとし，評価値hi の揺らぎを正規分布 N (µi , σ 2 ) に従うと仮定する．

パラメタの設定

図3

システム構成この時，µi が与えられた時の hmi の条件付確立密度関数 f (hmi |µi ) は式 (3) で表される．また，µi の事前分布を正規分布 N (hi , σi2 ) に従うと仮定とすると，µiの事前確率密度関数は式 (4) と表される．

(f (hmi |µi ) = √(hmi − µi )1exp −
2σ 22πσ()2(3))(µi − hi )2
1
exp −(4)2σi22πσihmi が与えられたときの µi の条件付確率密度関数をベイズの定理より式 (3)(4) を用いて導出した (式 (5))．

1π(µi |hmi ) ∝ exp − ′ (µi − h′i )22σih′i = σi′−2 (hmi σ −2 + µi σi−2 )σi′ = σ −2 + σi−2)(5)(6)(7)

式 (5) より新評価値 hi によって µi の分布は更新されて，N (h′i , σi′2 ) に従う事が証明された．よって式(6) の評価値 h′i は hi の更新であることが解る．ただし，評価値は (-2∼2) であるため人の感性評価値の揺れを ±1 とし，評価値の揺れを表す σ と σi の初期値を１とした．また hi の初期値は，評価点 pi が初めて評価されたときの評価値とした．

今回，人の感覚による評価の揺らぎを考慮した評価値の更新方法について提案した．実車による ECU のπ(µi ) = √(5. お わ り に調整実験に本インタフェースを利用して，熟練者の目指す操舵感覚へパラメタを調整できることが確認できた．今後，熟練者に内省を促す２つの調整マップの効果について，より詳細な実験を行う予定である．

参考文献1) Akima, H., A Method of Bivariate Interpolation and Smooth Surface Fitting for Irregularly Distributed Data Points, ACM Transactions on Mathematical Software, Vol.4, No.2,pp.148-159, 1978.
2) 山田昭男, 統計学のフロンティア 12 計算統計学 II, pp.153-163, 2005.