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低炭素パーソナルモビリティと移動情報ネットワークサービスの開発
PROJECT MEMBER〈代表者〉 大学院 理工学研究科

特任教授：古川 修〈構成員〉 システム理工学部 機械制御システム学科

教授：長谷川 浩志、伊東 敏夫

システム理工学部 生命科学科

准教授：渡邉 宣夫

工学部 共通学群

教授：山崎 敦子

さいたま市には、東西を結ぶ公共交通機関が不足し向上させ街の賑わい創出に貢献することができる。ており、またトップクラスの自転車保有率を誇りながら、市内は狭い道路が多いという問題がある。これらの問題を解決し、交通渋滞緩和と低炭素社会を実現させ

2 0 15 年 度 活 動 の 成 果るために、パーソナルモビリティの開発が進められており、さいたま市は「次世代自動車・スマートエネルギ特区」に国から認定されている。現在は、高齢化が進んでおり高齢者の移動手段が限られてしまっていることから、高齢者が安心して外に出て移動するための安全教育① 2 輪 車（電 動アシスト自転 車）におけるジャイロ効果を制御し用いた転倒防止システムのプロトタイプを学生グループに開なパーソナルモビリティの開発も必要とされている。

発させ、制御システムの設計や装置仕様の決定などを①さいたま市の「次世代自動車・スマートエネルギ特区」

通し機械系知識のみならず電気系知識、プログラムの推進の施策と連携して、2輪車を安心・安全に乗れ知識といった幅広い知識を身につけさせる教育指導をるようにするべく「 2輪車転倒防止システムの開発」

行った。これらの知識を踏まえ、学生に実機組立て・を学生グループプロジェクトの開発テーマとした。こ調整の製作作業も任せ、失敗と経験 を踏ませることれにより高齢社会・低炭素社会に適合した新たな交により、実践対応能力の向上が見られた。また、プロト

通移動手段を創造し、さいたま市の活性化へと貢献

タイプ制作のスケジュール調整・問題点の把握・実験することができる。

評価といったプロジェクトとしてのプロセスを実践さ②「シ ス テ ム 工 学 特 別 演 習」及 び「産 学・地 域 連 携せることで、システム工学を中心としたプロジェクトマ

PBL」の授業を通じて2輪車や自動車などといったネジメント能力を成長させ、社会の即戦力となる教育

交通インフラ同士の情報ネットワーク化を図る新た成果をあげることを試みた。

なシステムの開発を目指す。これらのシステムを自成果として、プロト1号機の組立て・調整、国際会議で転車に乗るだけで誰もが知らず知らずのうちに参加の技術・論文発表、プロジェクトマネージメントを通しできる簡単なシステムとすることで、これまで情報て、大学院修士1年生1名、学部4年生2名の実学教育ネットワークに参加できなかったユーザーに新たなを行い、コンピテンシーを向上させることができた。

繋がりを与えることが可能となる。これにより自転車

公益社団法人自動車技術会主催の『学生安全技術コの新たな価値を産みだし、さいたま市民の回遊性をンペティション』に前年度優勝したことから、6月にス41 中間成果報告書（2013 - 2015）

ウェーデン国ヨーテボリ市で開催されたESV国際シン走行安定性を目的とするジャイロ効果を用いた2 輪車ポジウムにおいて国際学生安全技術コンペティション

転倒防止システムの開発を行ってきた。2 輪車の転倒に参加し、学生達だけで開発中のシステムを展示説防止ジャイロ制御システムの基本仕様を走行・停止シ明をさせた。さらに9月に同じヨーテボリ市で開催さミュレーションを実施して確認し、初心者・女性・高れた予防安全技術に関する国際シンポジウムである齢者でも安全・安心して2 輪車に乗れるようになれる

FAST-zero'15に研究論文としてまとめさせ、学生に世界初の後付型転倒防止システムの基本機能を実証学術講演・質疑対応を行わせた。この２度の国際会するためのプロト1号機の組立てが終わり、あと少し議参加によって、学生達の国際対応能力を向上させるの調整によって実機実験が可能となる段階まで仕上ことができた。

げることができた。
②現在、さいたま市では都心間の連携強化、交通渋滞の緩和、放置自転車の減少などを目的として、自転車のレンタルを行うコミュニティサイクル事業が導入さESV国際シンポジれている。しかし、コミュニティサイクルの登録者数

ウムFAST-zero'15

は11,792名（H27.1月末まで）、また回転率は1回/台･における学生の発日となっており、他県と比べると回転率が低い状況と表風景なっている。回転率が少ないことは通勤通学ユーザー②「システム工学特別演習」及び「産学・地域連携PBL」の多いさいたま市コミュニティサイクルにおいては問の授業を通じて、学生プロジェクトチームに、さいた題視されていないものの、言い換えると多くの利用者

ま市コミュニティサイクルにおける移動情報ネットが通勤通学目的の利用に偏ってしまっている、というワークサービスなどの新たな価値を持つサービスのプことでもある。こういった現在のさいたま市コミュニロト開発を実践させた。これによりチームで協力し活ティサイクルにおける問題点を的確に把握し、解決す動する能力や文書・口頭・プレゼンテーションでの報るため「システム工学特別演習」及び「産学・地域連告能力などを身につけることができた。また、これら

携PBL」の授業を通じ、学生プロジェクトチームに新のプロジェクトをさいたま市職員と連携しながら進めたな価値を有する移動情報ネットワークサービスのシることや、実際に運営する企業・ユーザーに対しヒヤステムコンセプトを構想させ、そのプロトタイプの基リング等を行うことで幅広い視点での現状把握を行本仕様を策定させた。

う能力を身に付けることができるようになった。これらの現状に対し、問題の発見、要求分析、機能設計、評価、意思決定までを行うことで学生達の社会人基礎力を大幅に向上させることができた。

社会貢献① 2 輪車の転倒防止ジャイロ制御システムの実用化へ向け、川口市の優良中小企業「栄精機製作所」と連携してプロト1号機の製作を行い、さいたま市・川口市発の新産業創出イ①自転車やオートバイなどの2 輪車は自動ノベーションの芽を育てるための第一歩を踏み出すこ車と比べるとエネルギ消費量が小さく、とができた。また、さいたま市パーソナルモビリティ普大変有効な移動手段である。その一方及研究会に参加し活動状況を報告することでさいたで、2 輪車には旋回時の遠心力や始動時のふらつき等

ま市の掲げる暮らしやすく活力ある都市として継続的といった2 輪特有の運動特性があり、それに起因するに成長する環境未来都市に必要な新モビリティコンセ単独事故の多さから、2 輪車の敬遠に繋がっている事プトを提言できた。

研究が否めない。この様な背景の中、2 輪車の安全性を向③高齢者やネット弱者でも簡単に利用できる移動情報上させるためには、姿勢制御を行い、転倒の防止を行ネットワークサービスの構築へ向けたコンセプトの創う事が極めて重要であると考える。そこで、2 輪車の出を行った。

中間成果報告書（2013 - 2015） 42

主なトピックス

低炭素パーソナルモビリティ
2輪車転倒防止システムの基本コンセプト

2輪車転倒防止システムにおける研究概要

対象とする2輪車は、一般的な電動アシスト自転車とプロト1号機の製作を行い、下に示すように組立てがする。また、転倒防止システムを後輪荷台部へ後付可能完了した。今後は、システム単体機能の確認、アシストとすることで装置の使用を容易なものとし2輪車の安全自転車に搭載した際の転倒防止機能の実証を行うため性を効率的に向上させる。転倒防止システムには、自転の、制御系設計と装置へのインプリメントが残されている。

回転体としてフライホイール（以下、FW）を用い、第二制御系の設計プロセスとしては、2輪車シミュレーショ軸によって触れ回すことで2輪車のロール方向にモーメンンソフトウェア「BikeSim」と計測装置を搭載した自転車トを発生させる。

によって計測した実測データから制御系の最適化を行っ装置のξ軸周りに発生するジャイロモーメントを下にている。

示す。また、その時の算出式を示す。ただしIηηをFW

転倒防止システムにより転倒防止を実現させる為に、のη軸方向の慣性モーメント、IζζをFWのζ軸方向の慣FWの振れまわし角を制御し、最適なロール方向のモー性モーメント、ωηをFWの自転角速度、ωζをFWのζメントを発生させる。本制御方法ではライダーが傾けた軸方向の角速度、φを2輪車のロール角とする。

いと考えているロール角を目標値として算出し、その値に追従するよう制御を行う。この制御方法を用い装置を動作させることで、スリップ事故防止・悪路走行時の走行安定性向上・停車時の直立可能など様々な効果が挙げられることがシミュレーションで確認された。また、本装置によってハンドル操作によるロール角の応答性が上昇することで小回りの利く運転が可能になり不意に障害物が現れた際にも安全に回避が可能となる。
今後は、さらに人間の操縦特性とのマッチング、本装置付加による不安全事象の確認と対策も合わせたシステ
ムの最適化を行っていく予定である。

2輪車に対するジャイロ効果の影響

43 中間成果報告書（2013 - 2015）

2輪車転倒防止装置

移動情報ネットワークサービスの開発
移動情報ネットワークサービスの基本コンセプト

普段走行する人のデータを収集すること」が可能となる。

現在、さいたま市では交通渋滞の緩和、短距離移動提案システムでは、GPSを用い一般的な自転車ナビの利便性向上、地域活性化などを目的としてコミュニティゲーションシステムへと搭載されている機能の他に通勤・サイクル事業の導入を行っている。しかし、この事業は通学用自転車ナビゲーションシステム特有の下記機能を地域住民の利用頻度が少なく、さいたま市の導入意図に追加する。

沿った効果は上げていない。そこで、コミュニティサイク●いつもの走行ペースと現在の走行ペースの差ルに移動情報ネットワーク機能を付加して、新たな価値● 希望時間に着くために走行ペースを変化させる必要がを付加することにより、市民の使用頻度が増加するようあるか● 通常使用しているルートの時間短縮ルート提案に促し、街の賑わいを創出する。

先に述べた2項目は、通勤・通学の「毎日ほぼ同じルート今年度、移動情報ネットワークサービスにおける研究を通る」「毎日同じほぼ走行ペースで走行する」「毎日ほぼ概要同じ時間に利用する」という特徴を利用した機能である。

提案するシステムを導入することで得られる機能は、2また、最後に述べた項目は、さいたま市を普段走行するつある。

人のデータを収集するという提案システムの特徴を利用● 通勤・通学を便利にするアプリケーションの開発した機能である。

●さいたま市を普段走行する人のデータを収集・提供

提案システムでは、通勤・通学用自転車ナビゲーションシステムを制作する。これにより「通勤・通学目的による自転車の利用を便利にすること」が可能となる。ここで、通勤・通学目的の利用は普段からさいたま市内を毎日走行し、さいたま市の道に慣れ親しんだユーザーであるといえる。よって、このシステムを日常的に使用してもらうことが可能となれば、二つ目の目的である「さいたま市を利用画面イメージ
時間短縮ルート提案機能

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