ベイズ推定による位相アンラッピングの高速高精度化と屋内測位への応用

2018 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 17K00358
• Research Institution: National Institute of Information and Communications Technology
• Principal Investigator: 梅原 広明 国立研究開発法人情報通信研究機構, 脳情報通信融合研究センター脳情報工学研究室, 研究マネージャー (60358942)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 成瀬 康 国立研究開発法人情報通信研究機構, 脳情報通信融合研究センター脳情報工学研究室, 室長 (00455453) ; 志賀 信泰 国立研究開発法人情報通信研究機構, 電磁波研究所時空標準研究室, 主任研究員 (50536050)
• Project Period (FY): 2017-04-01 – 2020-03-31
• Keywords: 逐次ベイズフィルタ / マルコフ場確率モデル / 角度統計 / 位相測距

Outline of Annual Research Achievements

移動物体の位置を電波を用いて高精度に推定するために，搬送波位相を用いた測距・測角で問題となる位相アンラップを高確度・高精度に推定する課題に取り組んでいる．2年目にあたる当年度では，無線双方向時刻比較装置2機間の搬送波位相時系列を記録するシステムを開発し，初年度に論文発表した位相角時系列アンラップの推定アルゴリズムを適用させ，波長にアンラップ推定した波数を乗じて位相値を足すことで2機間の距離を推定することを試みた．精度検証のためレーザー測距値と比べた結果，種々のシステム不具合を修正し尽くしたにもかかわらず推定確度が向上しなかったが，双方向位相値を平均してから半周期，すなわち，πでアンラップしていた手順から双方向位相値を２πでアンラップしてから平均する手順に変え，さらに，１時刻前との位置がほぼ不変という仮定から１時刻前の速度がほぼ不変という仮定に置き換えた結果，推定確度及び精度がともに向上した．

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

論文発表には至らなかったものの，無線双方向時刻比較技術の搬送波位相を活用した測距システム及び位相角推定アルゴリズムの作り込みが最終年度になる前に完了したため．

Strategy for Future Research Activity

位置がほぼ不変と仮定した推定モデルと，速度がほぼ不変と仮定する推定モデルに対してベイズ的モデル選択を行い，まず，人工データでモデルが適正に選択されることを確認した後，推定モデルの高速化を実現する近似式を導き精度の検証を行う．

Causes of Carryover

無線双方向時刻比較装置の不具合を修正する期間が予定より長くなったため，精度検証用トータルステーションの借用期間を短くしたことや発表旅費を使う機会を延期したため，これらの経費を次年度に見送る．