2024 Fiscal Year Annual Research Report
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22K17922
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| Research Institution | National Institute of Advanced Industrial Science and Technology |
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Principal Investigator |
小木曽 里樹 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 情報・人間工学領域, 研究員 (10821738)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| Keywords | 屋内測位 / 音響計測 / 環境音 / 人行動計測 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は「固有の場所から固有の音を発する環境音を使えば，携帯端末の位置座標を求められる のではないか?」という問いに対し、環境音の音色と音地図を用いることで，単一マイ クでも2次元位置を推定できる測位法の確立を目的とした。まず、環境音だけで屋内位置を推定する枠組みを構築した。提案法はまず事前サーベイで各位置の主要音源の周波数スペクトルを「音色テンプレート」として記録し、各音色テンプレートの出現強度分布を「音地図」として記録する。測位時には音のスペクトログラムに対し非負値行列因子分解で各音色テンプレートの振幅を推定し、音地図と照合して位置尤度を算出する。研究所１フロアを2 m格子141点で計測した結果、環境音のみで誤差中央値3.4 mで位置推定できることを示した。また歩行者相対測位と統合するシミュレーションでは、本手法の尤度関数を加えることで歩行者相対測位単独より誤差が減少する可能性を示した。次に、実環境での有用性を試すため、営業中の商業施設３フロアで実験を行った。冷蔵庫・空調など14音源を学習し、４名・44軌跡（各約３分）の環境音を取得して評価したところ、誤差中央値4.1 mでの測位ができることを示した。この際、環境音のみで測位を行う場合でも音量が閾値未満の観測を除外すると精度が悪化したため、音が鳴っていないという情報が測位に寄与することが示唆された。さらに、断続計測により会話内容を把握しにくくするプライバシー効果を示した。最終年度は本研究を通じて得られた知見を含めた解説論文にまとめるとともに、環境音に限らない屋内測位結果の利用において問題となる移動速度や移動距離の不正確さに後処理で対応するため、因子グラフ最適化によって移動速度や移動距離を補正する後処理方法を示した。本研究を通じて装置設置なしで絶対位置を取得できる情報源としての環境音の有用性を示した。
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