2021 Fiscal Year Annual Research Report
Establishment and application of surface sensing technology by active acoustic sensing
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20H04228
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| Research Institution | Aoyama Gakuin University |
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Principal Investigator |
伊藤 雄一 青山学院大学, 理工学部, 教授 (40359857)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
高嶋 和毅 東北大学, 電気通信研究所, 准教授 (60533461)
杉浦 裕太 慶應義塾大学, 理工学部(矢上), 准教授 (40725967)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | ヒューマンインタフェース / アクティブ音響センシング / サーフェス |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では，物体表面に音響信号を伝搬させ，その変化を学習することによって物体表面上に置かれたモノの位置，種類や状態，モノに対するインタラクションを取得する，アクティブ音響センシングを用いた物体表面センサ化とその応用技術の確立を目指す．具体的には，これまで確立した平面板上におけるアクティブ音響センシングの基本技術に対し，ハードウェアのモジュール化や改良，音響信号の改良を施し，人そのものや人の身の回りに存在するモノの位置や状態，使用状況といった多元的な情報を短期的・長期的に収集・解析することで，人の状態や活動状況の認識とその変化を低コストで捉えることを可能とする技術を確立する．
本年度はアクティブ音響センシングの拡張について検討を実施した．従来手法では，サーフェスに対し，スピーカとマイクを配し，スピーカからサーフェス上に音響信号を流し，それをマイクによって受信し，解析を行うものであるが，アクティブマーカとして，物体そのものにマイクを追加し，サーフェス上の通常音響信号に加え，物体そのものが音響信号を出し，その位置の認識を試みるものである．さらに物体から発せられた音響信号はタッチなどのインタラクションによって影響を受けると考えられ，その影響をセンシングすることでインタラクションの取得も可能になると考えられる．
結果として従来手法（TdoA測位）を用いる手法では位置認識の平均誤差が3.79cmであったのに対し，複数周波数の減衰量を用いて位置を推測する提案手法では平均誤差が0.41cmであり，大幅な改善を実現できた．
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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
従来のアクティブ音響センシングに対してアクティブマーカを追加することでその位置認識精度を向上させる取り組みにおいて，従来手法に比較し，その平均誤差を90%改良することができたため．
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| Strategy for Future Research Activity |
単一のアクティブマーカによる位置認識のみでなく，複数マーカを同時に配置したときにその認識を実現する手法の実現と，アクティブマーカを貼付した物体に対するタッチを始めとする様々なインタラクションの取得の実現を試みる．
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