2019 Fiscal Year Research-status Report
マルチセンシング情報を用いる屋内位置推定法に関する研究
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18K11272
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| Research Institution | Tohoku Institute of Technology |
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Principal Investigator |
工藤 栄亮 東北工業大学, 工学部, 教授 (80344696)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 位置推定 / マルチセンシング情報 / IoT / ZigBEE |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では，屋内において，受信電力ばかりでなく，温度，湿度，照度等のマルチセンシング情報を用いる位置推定法を確立することを目的としている．本研究期間では，①位置推定アルゴリズムの高精度化，②マルチセンシング情報及び位置推定エリアの拡張を実施した．
①位置推定アルゴリズムの高精度化:我々はこれまでにデータベース作成と位置推定実施の時間差が無視できる範囲内で位置推定を行ってきた．しかしながら，温度，湿度，照度は時間変動する．本研究期間では，マルチセンシング情報を用いる位置推定の時間変動特性を屋内実験により求めた．具体的には，本学建物の廊下で実験を行い，温度，湿度，照度，受信電力からなるマルチセンシング情報を24時間取得し，最小誤差法(MMSE)法による位置推定を行った．その結果，明るい時間帯は全てのマルチセンシング情報を用い,暗い時間帯は照度以外のマルチセンシング情報を用いる位置推定を行うと,受信電力のみで位置推定を行うよりも高精度な位置推定を行うことができることを明らかにした.
②マルチセンシング情報および位置推定エリアの拡張:我々はこれまでに高度が等しいエリアにおける位置推定を行ってきた．本研究期間では，マルチセンシング情報に気圧も加え，高度が異なる空間に対して，MMSE法による屋内位置推定を行った．具体的には，本学建物内の高度が異なる空間において，マルチセンシング情報として気圧，温度，湿度，受信電力を用いてMMSE法による屋内位置推定を行った．その結果，受信電力のみで位置推定するのに比べ,マルチセンシング情報を用いるほうが，推定された位置と実際の位置との一致確率が上昇し,誤った階に推定する確率が軽減されることを示した.
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
マルチセンシング情報の拡張は，新たに気圧センサを利用することができ，予定通り拡張できた．
位置推定エリアの拡張については，これまでの高度が等しい平面エリアから，高度が異なるエリアに位置推定エリアを予定通り拡張できた．
位置推定アルゴリズムの高精度化については，時間変動特性について検討し，時間帯によって用いるマルチセンシング情報を適切に選択すれば高精度な位置推定を行える可能性があることを示すことができたものの，前年度検討していた機械学習を用いるアルゴリズムの高精度化については，予定した進捗は得られなかった．
以上，全体的に判断するとおおむね順調な進捗が得られていると考える．
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| Strategy for Future Research Activity |
今後も，①位置推定アルゴリズムの高精度化，②マルチセンシング情報の拡張，③位置推定エリアの拡張を目指して研究を行う．
①位置推定アルゴリズムの高精度化:昨年度は最小誤差(MMSE)法を主として検討したが，一昨年度，機械学習を用いれば，廊下のような１次元のエリアでは，MMSE法よりも高精度な位置推定を行える可能性があることを示した．そこで，機械学習を用いる位置推定法を中心に，より高精度化できるアルゴリズムについて検討する．
②マルチセンシング情報の拡張: 昨年度は，気圧センサも搭載したセンサ端末を作製した．今年度は，この有効性をさらに検証する．これまでは，１つの無線局からの受信電力とマルチセンシング情報を用いて位置推定を行ってきたが，複数の無線局からの信号を受信できるエリアも存在する．そこで，複数の無線局からの受信信号も用いる位置推定法についても検討する．
③位置推定エリアの拡張:これまでは，本学建物の小教室や廊下を中心に位置推定を行ってきた．今年度は，大教室や体育館等様々なエリアにおける位置推定法について検討する．
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| Causes of Carryover |
本実験系に適用しうる磁気センサが市販されていなかったため，差額が生じた．今後継続して代替物品を探索する．
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