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人追尾を用いた汎用ステレオスピーカによる適応的スポット通信手法

Research Project

Project/Area Number 21K17797
Research Category

Grant-in-Aid for Early-Career Scientists

Allocation TypeMulti-year Fund
Review Section Basic Section 61030:Intelligent informatics-related
Research InstitutionHokkaido University

Principal Investigator

中村 将成  北海道大学, 情報科学研究院, 准教授 (80878306)

Project Period (FY) 2021-04-01 – 2025-03-31
Project Status Granted (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
Keywordsスポット通信 / 音響通信 / 非可聴音 / 追尾
Outline of Research at the Start

ステレオスピーカのみを用いるスポット通信手法では,送信センサ数が少ないという利点があるが所要時間が長く,スポット内を通過するユーザと通信する場合,通信が不安定化するという課題がある.本研究では,ステレオスピーカによるスポット通信手法を短時間化し,ユーザを追尾してスポットを適応的に指向することで,移動中のユーザとの安定した通信を可能とする妨害型スポット通信技術の確立を目指す.

Outline of Annual Research Achievements

本研究では、汎用のステレオスピーカのみを用いてビーム型のスポットを生成し、特定の位置に存在する移動体のみとアドホックな音響通信を行う手法の構築を目的としている。通信媒体として音響信号を用いることで、すでに広く普及しているモバイルデバイス群(例:スマートフォンやタブレット端末)の内蔵マイクロフォンでの受信が可能となる。また、内蔵マイクロフォンで扱える非可聴音を用いることで、ユーザーを煩わせることなく通信することができる。
汎用ステレオスピーカによる従来のスポット通信手法では、スポット外での受信信号の位相に対して妨害をかけてスポットを生成しているが、これに少なくとも1秒程度の時間を要するため、移動中のユーザーとの通信を行う場合、通信が不安定化するという課題がある。そこで本研究課題では、スポット生成に要する時間を短縮した上で、ユーザーの現在位置に対して適応的なスポットを生成することで、ユーザーとの通信を安定化することを目指している。
本年度は、移動に伴い生じる位相誤差の補正方法を検討した。次に、ユーザー移動時の受信波形を模擬するシミュレータを構築し、移動に応じた適応的なスポット生成時の評価を行った。また、実環境での正確な性能評価を行うために、正確な速度制御が可能な電動スライダとスマートフォンを用いた計測システムを構築した。これをもとにシミュレータと実測値の比較を行ったところ、想定以上の乖離があることが分かり、考えられる原因を整理した。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

実測値とシミュレーション値に想定以上の乖離があり、対策の検討が必要となったため。

Strategy for Future Research Activity

シミュレーション値と実測値の乖離について、考えられる原因を検証する基礎的なシミュレーション・実測実験を実施し、原因を特定する。そのうえで対策を検討し、性能の評価・改善に取り組む。

Report

(3 results)
  • 2023 Research-status Report
  • 2022 Research-status Report
  • 2021 Research-status Report
  • Research Products

    (12 results)

All 2023 2022 2021

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 4 results,  Open Access: 1 results) Presentation (8 results) (of which Int'l Joint Research: 4 results)

  • [Journal Article] Expanding the High-performance Positioning Area for Acoustic Localization Using Mobile Devices2023

    • Author(s)
      須崎 太久弥、中村 将成、村上 弘晃、渡邉 拓貴、橋爪 宏達、杉本 雅則
    • Journal Title

      情報処理学会論文誌

      Volume: 64 Issue: 11 Pages: 1525-1536

    • DOI

      10.20729/00229305

    • ISSN
      1882-7764
    • Year and Date
      2023-11-15
    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Pedestrian Dead Reckoning for Multiple Walking Styles Using Classifier-Based Step Detection2023

    • Author(s)
      Yoshida Ibuki, Suzaki Takumi, Murakami Hiroaki, Watanabe Hiroki, Nakamura Mananari, Hashizume Hiromichi, Sugimoto Masanori
    • Journal Title

      IEEE Journal of Indoor and Seamless Positioning and Navigation

      Volume: 1 Pages: 69-79

    • DOI

      10.1109/jispin.2023.3323937

    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Simultaneous Localization and Communication Method using Short-time and Narrow-band Dual-carrier Acoustic Signals2021

    • Author(s)
      Nakamura, M., Hashizume, H., Sugimoto, M.
    • Journal Title

      IEEE Sensors Journal

      Volume: 22 Issue: 6 Pages: 5163-5172

    • DOI

      10.1109/jsen.2021.3107849

    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Short-time Spot Communication using COTS Stereo Speaker2021

    • Author(s)
      Nakamura, M., Hashizume, H., Sugimoto, M.
    • Journal Title

      IEEE Sensors Journal

      Volume: 22 Issue: 6 Pages: 5001-5010

    • DOI

      10.1109/jsen.2021.3074979

    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Indoor 3D Positioning Method for a Microphone using a Single Speaker2023

    • Author(s)
      Nakamura Masanari, Funada Yuta, Murakami Hiroaki, Hashizume Hiromichi, Sugimoto Masanori
    • Organizer
      2023 International Conference on Indoor Positioning and Indoor Navigation
    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 位相偏移パルス列の同時送信による音響測位に関する基礎検討2023

    • Author(s)
      中村 将成、橋爪 宏達、杉本 雅則
    • Organizer
      電子情報通信学会 宇宙・航行エレクトロニクス研究会
    • Related Report
      2023 Research-status Report
  • [Presentation] 単一のスピーカーを用いた非可聴音源によるモノラルマイクロフォンの屋内測位手法2023

    • Author(s)
      北村 虹葵、中村 将成、村上 弘晃、渡邉 拓貴、橋爪 宏達、杉本 雅則
    • Organizer
      情報処理北海道シンポジウム2023
    • Related Report
      2023 Research-status Report
  • [Presentation] モバイルデバイスを用いた複数音声同時放送手法における音声品質改善2023

    • Author(s)
      川原 寛喜、中村 将成、田中 章
    • 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研究会
    • Related Report
      2023 Research-status Report
  • [Presentation] Short-Time Noise Suppression Method with Multiple Signals for Received Time Estimation2022

    • Author(s)
      Masanari Nakamura, Akira Tanaka, Hiromichi Hashizume, Masanori Sugimoto
    • Organizer
      2022 International Conference on Indoor Positioning and Indoor Navigation (IPIN)
    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] モバイルデバイスを用いた複数音声同時放送手法の基礎検討2022

    • Author(s)
      川原寛喜,中村将成,田中章
    • Organizer
      第37回信号処理シンポジウム
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] Short-Time and Adaptive Controllable Spot Communication Using COTS Speaker2021

    • Author(s)
      Masanari Nakamura、Shoma Yamasaki、Hiromichi Hashizume、Masanori Sugimoto
    • Organizer
      2021 International Conference on Indoor Positioning and Indoor Navigation (IPIN)
    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Indoor Localization Method For a Microphone Using a Single Speaker2021

    • Author(s)
      Masanari Nakamura、Kento Fujimoto、Hiroaki Murakami、Hiromichi Hashizume、Masanori Sugimoto
    • Organizer
      2021 International Conference on Indoor Positioning and Indoor Navigation (IPIN)
    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Int'l Joint Research

URL: 

Published: 2021-04-28   Modified: 2024-12-25  

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