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Research and development of cloud-based pedestrian positioning system

Research Project

Project/Area Number 19K11937
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 60060:Information network-related
Research InstitutionThe University of Electro-Communications

Principal Investigator

Tang Suhua  電気通信大学, 大学院情報理工学研究科, 准教授 (80395053)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 小花 貞夫  電気通信大学, 産学官連携センター, 特任教授 (60395043)
Project Period (FY) 2019-04-01 – 2022-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2021)
Budget Amount *help
¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Keywords歩行者測位 / チャネル状態情報 / 測距 / 電波到来角度 / マルチパス誤差 / 角度測定 / 空間相関性
Outline of Research at the Start

本研究課題は、歩車間通信システムに必要となる歩行者の位置情報を高精度に導出するために、自動運転時代高精度に測位できる車両をセンサ・測位基準点として歩行者の測位中併用する。(1)衛星からの測位信号により算出された歩行者と衛星の間の距離における誤差(以降、マルチパス誤差)の狭域相関性を調査し、(2)車両をセンサとして収集したマルチパス誤差情報を利用して歩行者におけるマルチパス誤差を推測する技術、(3)車両の移動による電波のDoppler効果を利用して歩車間の角度情報を計測する技術、(4)測位精度を向上させるために必要となる情報を効率的にクラウドに収集し、歩行者に配信する技術、を確立する。

Outline of Final Research Achievements

In urban canyons, pedestrian positioning precision may be significantly degraded by the obstruction and reflection of roadside buildings. In our work, this problem is solved from two aspects. (i) When the line-of-sight (LoS) wave from a satellite is not received, but a reflected wave is used instead for positioning, the multipath error occurs. By exploiting the temporal/spatial correlation of multipath errors, the multipath error at a pedestrian is estimated and corrected. (ii) When the number of satellites is insufficient for positioning, vehicles near a pedestrian are used as anchors, and the spatial and temporal variation of channel state information is used to construct a virtual 2D antenna array and used to accurately measure the pedestrian-vehicle angle, which helps to greatly improve the pedestrian positioning precision.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究では、マルチパス誤差の狭域相関性と時間変化特性を調査・利用し、歩行者周辺のマルチパス誤差から、歩行者でのマルチパス誤差を推測・補正することは、斬新な発想である。また、車両をアンカーとして測位に使用する際、歩行者で見た車両の角度は、複数のアンテナでの受信電波位相の空間的変化のみならず、歩行者のアンテナでパケットを受信する際、車両の移動により、異なるタイミングでの受信電波位相の時間的変化を利用して、角度を高精度に推測することが独創的な発想である。また、歩行者位置の高精度化と歩車間通信システムの普及により、歩行者の交通事故の低減が期待できる。

Report

(4 results)
  • 2021 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2020 Research-status Report
  • 2019 Research-status Report
  • Research Products

    (21 results)

All 2022 2021 2020 2019 Other

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results,  Open Access: 2 results) Presentation (13 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results,  Invited: 2 results) Book (1 results) Remarks (3 results) Patent(Industrial Property Rights) (1 results)

  • [Journal Article] Precise Angle Estimation by Jointly Using Spatial/Temporal Change of Channel State Information and Its Application in Pedestrian Positioning2021

    • Author(s)
      Komamiya Wataru、Tang Suhua、Obana Sadao
    • Journal Title

      IEEE Access

      Volume: 9 Pages: 59420-59431

    • DOI

      10.1109/access.2021.3073000

    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Radiation Angle Estimation and High-Precision Pedestrian Positioning by Tracking Change of Channel State Information2020

    • Author(s)
      Komamiya Wataru、Tang Suhua、Obana Sadao
    • Journal Title

      Sensors

      Volume: 20 Issue: 5 Pages: 1-19

    • DOI

      10.3390/s20051430

    • Related Report
      2019 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] 車両からの電波の長期計測による路側機の高精度測位方式の提案2019

    • Author(s)
      戸田 和宏,湯 素華,小花 貞夫
    • Journal Title

      情報処理学会論文誌

      Volume: 60 Pages: 1379-1389

    • NAID

      170000178847

    • Related Report
      2019 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] LSTM-based high precision pedestrian positioning2022

    • Author(s)
      Masaki Inoue, Suhua Tang, and Sadao Obana
    • Organizer
      IEEE CCNC’22,
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 角度情報を用いたBLE測位の高精度化に関する検討2022

    • Author(s)
      山見 悠人, 湯 素華
    • Organizer
      情報処理学会第84回全国大会, 6X-01, 3-93
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] OFDM信号の位相情報を用いた歩行者測位に関する検討2021

    • Author(s)
      湯 素華, 小花 貞夫
    • Organizer
      情報処理学会高度交通システムとスマートコミュニティ(ITS)研究会, Vol.2021-ITS-86, No.5
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] LSTMを用いた高精度歩行者測位方法に関する検討2021

    • Author(s)
      井上 真樹,湯 素華, 小花 貞夫
    • Organizer
      情報処理学会マルチメディア,分散,協調とモバイル (DICOMO2021) シンポジウム, 3D-1, pp. 547-554
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] 都市部における歩行者測位の取り組み2021

    • Author(s)
      湯 素華, 小花 貞夫
    • Organizer
      電気情報通信学会高信頼制御通信(RCC)研究会, vol. 121, no. 25, RCC2021-21, pp. 112-114
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] オンライン学習を用いた電波伝搬距離推定および高精度歩行者測位方式2021

    • Author(s)
      井上真樹, 湯 素華,小花 貞夫
    • Organizer
      情報処理学会第83回全国大会
    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Presentation] マルチパス誤差の空間・時間相関性を用いた歩行者測位精度向上に関する検討2021

    • Author(s)
      陳 子強,小花 貞夫, 湯 素華
    • Organizer
      情報処理学会第83回全国大会
    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Presentation] Dynamic control of transmission interval for efficient pedestrian-to-vehicle communication based on channel utilization rate2020

    • Author(s)
      Shun Ito, Suhua Tang, and Sadao Obana
    • Organizer
      IEEE VTC2020-Spring
    • Related Report
      2020 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 無線チャネル状態情報の空間・時間変化の併用による歩行者の角度推定及び高精度測位法の提案と評価2020

    • Author(s)
      駒宮 亘, 小花 貞夫, 湯 素華
    • Organizer
      情報処理学会高度交通システムとスマートコミュニティ(ITS)研究会
    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Presentation] 車両からの電波のチャネル状態情報を用いた歩行者測位2020

    • Author(s)
      湯 素華,小花 貞夫
    • Organizer
      電子情報通信学会ソサイエティ大会
    • Related Report
      2020 Research-status Report
    • Invited
  • [Presentation] Single antenna precise angle estimation by exploiting Doppler shift and its application in pedestrian positioning2019

    • Author(s)
      Wataru Komamiya, Sadao Obana, and Suhua Tang
    • Organizer
      IEEE ICVES’19
    • Related Report
      2019 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 歩車間通信における無線チャネル使用率に基づく動的送信頻度制御2019

    • Author(s)
      伊藤 舜,小花 貞夫,湯 素華
    • Organizer
      情報処理学会高度交通システムとスマートコミュニティ(ITS)研究会
    • Related Report
      2019 Research-status Report
  • [Presentation] 車両移動による無線チャネル状態情報の変化を利用した歩行者の角度推定及び高精度測位法の提案と評価2019

    • Author(s)
      駒宮 亘, 小花 貞夫, 湯 素華
    • Organizer
      情報処理学会マルチメディア,分散,協調とモバイル (DICOMO2019) シンポジウム
    • Related Report
      2019 Research-status Report
  • [Book] Precise pedestrian positioning by using vehicles as mobile anchors, in the Book "Cooperative Localization and Navigation: Theory, Research, and Practice"2019

    • Author(s)
      Suhua Tang and Sadao Obana
    • Total Pages
      19
    • Publisher
      CRC Press
    • Related Report
      2019 Research-status Report
  • [Remarks]

    • URL

      http://www.tang.cs.uec.ac.jp/research.html

    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Remarks]

    • URL

      http://www.tang.cs.uec.ac.jp/research.html

    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Remarks]

    • URL

      http://www.tang.cs.uec.ac.jp/research.html

    • Related Report
      2019 Research-status Report
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 測位システムおよび測位方法2021

    • Inventor(s)
      湯 素華,小花 貞夫
    • Industrial Property Rights Holder
      国立大学法人電気通信大学
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Filing Date
      2021
    • Related Report
      2021 Annual Research Report

URL: 

Published: 2019-04-18   Modified: 2023-01-30  

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