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2017 Fiscal Year Annual Research Report

Research for image expansion method using fully polarimetric data and multiple scattering signals for ultra wideband radar

Research Project

Project/Area Number 15H04015
Research InstitutionThe University of Electro-Communications

Principal Investigator

桐本 哲郎  電気通信大学, 大学院情報理工学研究科, 教授 (10364142)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 木寺 正平  電気通信大学, 大学院情報理工学研究科, 准教授 (00549701)
Project Period (FY) 2015-04-01 – 2018-03-31
Keywords計測工学 / レーダ信号処理 / UWBレーダ
Outline of Annual Research Achievements

本研究では,超広帯域電磁波を用いた超分解能レーダ技術を開発する.室内計測等の開口面積が制限される状況では,十分な画像再現域を確保できず,目標認識が困難となる.本研究では多偏波及び多重散乱波を用いた従来の限界を超えるレーダ画像化法を確立し,上記問題を克服する.
平成29年度では,①超分解能ドップラー速度推定法の開発とRPM(Range Points Migration)法との融合,②多重散乱環境におけるドップラー速度を利用した多重散乱波識別法の構築、③実際の人体モデルにおける提案法の画像化性能の検証,④多偏波エリプソメトリを用いた誘電率推定 に関する課題を実施した.①では,ガウスカーネル密度推定を導入した全く新しいドップラー速度推定法を提案し,フーリエ変換法でのドップラー速度分解能を大幅に超え,かつ高い時間分解能でドップラ速度を推定する手法を提案した。また同手法をRPM法と融合することで,高い時間分解能での動きベクトル推定及び目標画像化を実現させた.②ではドップラ速度を利用することで多重散乱波を識別し,RPM法を統合することで,虚像を抑圧し,かつ画像化領域を拡大する方法を検討し,数値計算例によりその有効性を確認した。③では,RPM法を精緻な人体モデルとFDTD(Finite Difference Time Domain)法による高精度な3次元電磁界解析法で得られたデータに適用し,実際の人体モデルにおいてもRPM法が合成開口処理法等に比べて高い精度で、人体を画像化することを示した.④では,多偏波の反射係数比から非接触で誘電率を推定する方法をRPM法と統合し,画像化された各散乱点に対して誘電率を付与することで高次元のレーダ画像化を実現させた.

Research Progress Status

29年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

29年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (15 results)

All 2018 2017

All Journal Article (6 results) (of which Peer Reviewed: 6 results) Presentation (9 results) (of which Int'l Joint Research: 4 results)

  • [Journal Article] Range Points Migration Based Image Expansion Method Exploiting Fully Polarimetric Data for UWB Short Range Radar2018

    • Author(s)
      Ayumi Yamaryo, Tatsuo Takatori, Shouhei Kidera, and Tetsuo Kirimoto
    • Journal Title

      IEEE Trans. Geoscience & Remote Sensing

      Volume: 56 Pages: 2170-2182

    • DOI

      10.1109/TGRS.2017.2776274

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Super-Resolution Time of Arrival Estimation Using Random Resampling in Compressed Sensing2018

    • Author(s)
      Masanari Noto, Fang Shang, Shouhei Kidera and Tetsuo Kirimoto
    • Journal Title

      IEICE Trans. Commun

      Volume: 4 Pages: 1-8

    • DOI

      10.1587/transcom.2017EBP3324

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Acceleration of Range Points Migration Based Microwave Imaging for Non-destructive Testing2018

    • Author(s)
      Shuto Takahashi and Shouhei Kidera
    • Journal Title

      IEEE Antennas and Wireless Propagation Letters

      Volume: 4 Pages: 702 - 705

    • DOI

      10.1109/LAWP.2018.2812862

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Noise-robust Compressed Sensing Method for Super-resolution TOA Estimation2017

    • Author(s)
      Masanari Noto, Akira Moro, Fang Shang, Shouhei Kidera and Tetsuo Kirimoto
    • Journal Title

      IEICE Communication Express

      Volume: 5 Pages: 219-224

    • DOI

      10.1587/comex.2017XBL0015

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Surface Height Change Estimation Method Using Band-divided Coherence Functions with Fully Polarimetric SAR images2017

    • Author(s)
      Oyama Ryo, Shouhei Kidera, Tetsuo Kirimoto
    • Journal Title

      IEICE Trans. Commun.

      Volume: EB-100 Pages: 2087-2093

    • DOI

      10.1587/transcom.2017EBP3067

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Accurate 3-dimensional Imaging Method by Multi-static RPM with Range Point Clustering for Short Range UWB Radar2017

    • Author(s)
      Yuta Sasaki, Fang Shang, Shouhei Kidera and Tetsuo Kirimoto
    • Journal Title

      IEICE Trans. Commun

      Volume: EB-100 Pages: 1498-1506

    • DOI

      10.1587/transcom.2016EBP3327

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 超時間分解能ドップラー速度推定法とCSフィルタを統合したレーダ立体画像化法2018

    • Author(s)
      林 拓海,木寺 正平,
    • Organizer
      電子情報通信学会 総合大会
  • [Presentation] 壁透過UWBレーダのためのカーネルドップラ速度推定法による高時間分解能速度ベクトル推定法2018

    • Author(s)
      薛 雅文,木寺 正平,
    • Organizer
      電子情報通信学会 総合大会
  • [Presentation] UWB人体検出レーダのためのマルチスタティックRPM法の高精度化2018

    • Author(s)
      秋山 繕輝,木寺 正平
    • Organizer
      電子情報通信学会 総合大会
  • [Presentation] Acceleration for RPM-Based Three-Dimensional Imaging for 140GHz-Band Millimeter Wave Radar2017

    • Author(s)
      Yoshiki Akiyama and Shouhei Kidera,
    • Organizer
      2017 International Symposium on Antennas and Propagation (ISAP2017)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Permittivity Imaging Method by Incorporating Range Points Migration and Ellipsometry for UWB Short Range Radar2017

    • Author(s)
      Tatsuo Takatori and Shouhei Kidera,
    • Organizer
      2017 Progress in Electromagnetics Research Symposium (PIERS 2017),
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Super-resolution Doppler Velocity Estimation by Gaussian-kernel Based Range-Doppler Conversion for UWB Radar2017

    • Author(s)
      Masafumi Setsu and Shouhei Kidera,
    • Organizer
      2017 Progress in Electromagnetics Research Symposium (PIERS 2017),
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Accurate Boundary Extraction Method by Range Points Migration for Microwave Non-destructive Monitoring2017

    • Author(s)
      Shouhei Kidera and Shuto Takahashi
    • Organizer
      2017 Asia-Pacific Conference on Antennas and Propagation (APCAP2017)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] UWB壁透過レーダのためのガウスカーネル密度推定に基づく超分解能ドップラ速度推定法2017

    • Author(s)
      薛 雅文,木寺 正平
    • Organizer
      電子情報通信学会 ソサイエティ大会
  • [Presentation] UWB近距離レーダのためのRPM法とエリプソメトリ法の融合による非接触誘電率推定法2017

    • Author(s)
      鷹取龍緒,黄勇,工藤高裕,木寺正平
    • Organizer
      電子情報通信学会 ソサイエティ大会

URL: 

Published: 2018-12-17  

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