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2013 Fiscal Year Annual Research Report

最適空間サンプリングによる地雷検知用レーダイメージングの効率化

Research Project

Project/Area Number 23246076
Research InstitutionTohoku University

Principal Investigator

佐藤 源之  東北大学, 東北アジア研究センター, 教授 (40178778)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 園田 潤  仙台高等専門学校, 知能エレクトロニクス工学科, 准教授 (30290696)
高橋 一徳  東北大学, 東北アジア研究センター, 助教 (60431475)
Project Period (FY) 2011-04-01 – 2014-03-31
KeywordsGPR / 人道的地雷除去 / 圧縮センシング / GB-SAR
Research Abstract

本研究は地雷検知用センサとして世界で唯一画像化可能な地中レーダを利用したALISの開発とカンボジアにおける地雷除去実活動を通じた実践的経験に基づき、空間的なデータの効率的な取得法とそれを組み合わせたレーダ画像再構成アルゴリズムを開発し、3次元レーダ・イメージングの効率的な手法を確立することを目的とした。地雷のような孤立したターゲットの計測に、ナイキスト原理に拘束されるフーリエ変換に基づかない超解像度イメージング手法を取り入れる。こうした新しい手法は、粗いデータサンプリングから高精度な画像再構成を可能にするからデータ計測の高速化、低廉な装置によるシステムの実現などにつながる。研究の成果を以下にまとめる。
1 地雷検知GPRの効率化地雷検知用GPR装置ALISではランダムに手動で走査しながら取得したデータを使って、地雷のイメージングを行っている。ここにコンパクト・センシングの手法を導入することで、効率的なイメージングが可能な事を示した。
2 3DGPRの効率化高精度な位置情報と同時にレーダ信号を取得する3DGPR装置を利用し、データ取得密度の低減による、計測の高速化と、イメージの高精度化の両立をめざし、我が国でより一般的に利用されている、地下埋設物の検知において、GPR手法の効率化を行うための検討を行った。データ取得数と、これによるイメージングの精度に関して系統的な検討を行った。これにより、従来の経験則によるデータ取得数より、数分の1程度のデータでも、イメージ再構成が可能な場合のあることを示した。
3 人道的地雷除去への実践的な応用カンボジアで展開しているALISによる地雷除去活動に関して、本研究の成果を活用した活動の効率化を図った。また、装置開発やALISのより多くの地雷被災国における展開に関して、外務省、JICAまた現地機関との交渉を継続した。

Current Status of Research Progress
Reason

25年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

25年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (30 results)

All 2014 2013 Other

All Journal Article (5 results) (of which Peer Reviewed: 4 results) Presentation (23 results) (of which Invited: 1 results) Remarks (2 results)

  • [Journal Article] Adaptive model-based polarimetric decomposition using PolInSAR coherence2014

    • Author(s)
      Si-Wei Chen, Xue-Song Wang, Yong-Zhen Li and Motoyuki Sato
    • Journal Title

      IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing

      Volume: 52 Pages: 1705-1718

    • DOI

      10.1109/TGRS.2013.2253780

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] General polarimetric model-based decomposition for coherency matrix2014

    • Author(s)
      Si-Wei Chen, Xue-Song Wang, Shun-Ping Xiao and Motoyuki Sato
    • Journal Title

      IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing

      Volume: 52 Pages: 1843-1855

    • DOI

      10.1109/IGARSS.2012.6351627

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Measurement of Dielectric Permittivity and Thickness of Snow and Ice on a Brackish Lagoon Using GPR2014

    • Author(s)
      Hai Liu, Kazunori Takahashi and Motoyuki Sato
    • Journal Title

      IEEE Journal of Selected Topics in Appied Earth Observation and Remote Sensing

      Volume: 7 Pages: 820-827

    • DOI

      10.1109/JSTARS.2013.2266792

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 偏波GB-SARによるコンクリート壁内部損傷の非破壊センシングのための基礎実験2014

    • Author(s)
      高橋一徳, 岡村菜花, 佐藤源之
    • Journal Title

      電気学会論文誌A

      Volume: 134 Pages: 166-172

    • DOI

      10.1541/ieejfms.134.166

  • [Journal Article] Determination of the phase center position and delay of a Vivaldi antenna2013

    • Author(s)
      H.Liu, M.Sato
    • Journal Title

      IEICE Electronics Express

      Volume: Vol10, No.21 Pages: 1-7

    • DOI

      10.1587/elex.10.20130573

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] GPR/SARによる土壌水分計測2014

    • Author(s)
      佐藤 源之,クリスチャン コヤマ
    • Organizer
      土壌水分ワークショップ
    • Place of Presentation
      東京
    • Year and Date
      20140227-20140227
    • Invited
  • [Presentation] Measurement of the phase center of UWB antennas for calibration of ground penetrating radar systems2014

    • Author(s)
      H. Liu, J. Chen, and M. Sato
    • Organizer
      電子情報通信学会アンテナ・伝搬研究会技術報告
    • Place of Presentation
      京都
    • Year and Date
      20140123-20140123
  • [Presentation] Fundamental survey on the microwave soil moisture measurement2013

    • Author(s)
      Motoyuki SATO, Christian N. KOYAMA
    • Organizer
      2013 International Workshop on Terrestrial Change in Mongolia
    • Place of Presentation
      東京
    • Year and Date
      20131220-20131220
  • [Presentation] 震災復興を促進するアレイ型地中レーダによる遺跡計測2013

    • Author(s)
      高橋一徳, 劉海, 佐藤源之
    • Organizer
      電子情報通信学会宇宙航行エレクトロニクス研究会
    • Place of Presentation
      仙台
    • Year and Date
      20131123-20131123
  • [Presentation] Fundamental study of observation of landslide by GB-SAR observation; case study at Aratozawa2013

    • Author(s)
      Lilong Zou Kazunori Takahashi Motoyuki SATO
    • Organizer
      電子情報通信学会宇宙航行エレクトロニクス研究会
    • Place of Presentation
      仙台
    • Year and Date
      20131122-20131122
  • [Presentation] 電磁波を用いた建造物非破壊センシング技術の研究開発 ~ 25年度中間成果 ~2013

    • Author(s)
      佐藤源之・高橋一徳・劉 海・クリスチャン コヤマ
    • Organizer
      電子情報通信学会宇宙航行エレクトロニクス研究会
    • Place of Presentation
      仙台
    • Year and Date
      20131122-20131122
  • [Presentation] 20GHz帯GB-SARによる構造物内部計測の基礎実験2013

    • Author(s)
      高橋一徳・劉 海・クリスチャン小山・佐藤源之
    • Organizer
      電子情報通信学会宇宙航行エレクトロニクス研究会
    • Place of Presentation
      仙台
    • Year and Date
      20131122-20131122
  • [Presentation] Archaeological Survey of Dangoyama Kofun by 3DGPR2013

    • Author(s)
      Yi, L., Takahashi, K., and Sato, M
    • Organizer
      the 11th SEGJ International Symposium
    • Place of Presentation
      横浜
    • Year and Date
      20131118-20131118
  • [Presentation] Development of an Array GPR System for Large-scale Archeological Investigations2013

    • Author(s)
      H. Liu, J. Chen, L. Zou, K. Takahashi, and M. Sato
    • Organizer
      the 11th SEGJ International Symposium
    • Place of Presentation
      横浜
    • Year and Date
      20131118-20131118
  • [Presentation] Imaging of buried structures by a GPR combined with a self-tracking total station2013

    • Author(s)
      K. Takahashi and M. Sato
    • Organizer
      the 11th SEGJ International Symposium
    • Place of Presentation
      横浜
    • Year and Date
      20131118-20131118
  • [Presentation] Fundamental study on high-resolution inspection of damaged wooden building by synthetic aperture radar2013

    • Author(s)
      H. Liu, C. N. Koyama, K. Takahashi, and M. Sato
    • Organizer
      IEICE EMT
    • Place of Presentation
      青森
    • Year and Date
      20131114-20131114
  • [Presentation] Design of a GPR Antenna Array for Asphalt Pavement Inspection2013

    • Author(s)
      H. Liu and M. Sato
    • Organizer
      APSAR 2013
    • Place of Presentation
      つくば
    • Year and Date
      20130923-20130923
  • [Presentation] Monitoring of displacement on a landslide slope by GB-SAR interferometry2013

    • Author(s)
      K. Takahashi, M. Matsumoto, and M. Sato
    • Organizer
      2013 Asia-Pacific Conference on Synthetic Aperture Radar
    • Place of Presentation
      つくば
    • Year and Date
      20130923-20130923
  • [Presentation] 偏波GB-SARによるコンクリート壁内部損傷の非破壊センシングのための基礎実験2013

    • Author(s)
      高橋一徳, 岡村菜花, 佐藤源之
    • Organizer
      電気学会 基礎・材料・共通部門大会
    • Place of Presentation
      横浜
    • Year and Date
      20130912-20130912
  • [Presentation] 深度センサを用いた高速なFDTD実環境数値モデルの構築2013

    • Author(s)
      今野海航・園田潤,金澤靖,佐藤源之
    • Organizer
      電子情報通信学会エレクトロニクスシミュレーション研究会
    • Place of Presentation
      稚内
    • Year and Date
      20130719-20130719
  • [Presentation] ADVANCED GPR FOR ARCHAEOLOGICAL SURVEY2013

    • Author(s)
      Motoyuki Sato, Kyoji Doi and Kazunori Takahashi
    • Organizer
      IGARSS2013
    • Place of Presentation
      北京、中国
    • Year and Date
      20130718-20130718
  • [Presentation] 3D GPR survey of an ancient tomb using a self-tracking total station2013

    • Author(s)
      K. Takahashi, M. Sato
    • Organizer
      Near Surface Geophysics Asia Pacific Conf.
    • Place of Presentation
      北京、中国
    • Year and Date
      20130717-20130717
  • [Presentation] GPUクラスタを用いたFDTD法による3次元室内電波環境のリアルタイム可視化2013

    • Author(s)
      園田潤,小関勇気,金澤靖,佐藤源之
    • Organizer
      計算工学講演会
    • Place of Presentation
      東京
    • Year and Date
      20130619-20130619
  • [Presentation] OpenACCを用いたGPUによる各種FDTD法の高速化評価2013

    • Author(s)
      園田潤,小関勇気,佐藤源之
    • Organizer
      電子情報通信学会アンテナ・伝播研究会
    • Place of Presentation
      別府
    • Year and Date
      20130516-20130516
  • [Presentation] New Ground Penetrating Radar System for Quantitative Characterization of Snow and Sea Ice2013

    • Author(s)
      H. Liu, X. Xie, and M. Sato
    • Organizer
      IET International Radar Conference 2013
    • Place of Presentation
      西安、中国
    • Year and Date
      20130414-20130414
  • [Presentation] 墳丘の地中レーダによる遺跡調査2013

    • Author(s)
      佐藤源之・高橋一徳
    • Organizer
      電子情報通信学会宇宙航行エレクトロニクス研究会
    • Place of Presentation
      仙台
    • Year and Date
      2013-11-22
  • [Presentation] Investigation on 3D migration of non-gridded GPR data2013

    • Author(s)
      Yi, L., Takahashi, K., and Sato, M
    • Organizer
      電子情報通信学会宇宙航行エレクトロニクス研究会
    • Place of Presentation
      仙台
    • Year and Date
      2013-11-22
  • [Presentation] Compressive Sensing Applied for Handheld GPR Sensor System for Landmine Detection2013

    • Author(s)
      Riafeni Karlina, Motoyuki Sato
    • Organizer
      電気学会電磁界理論研究会
    • Place of Presentation
      東京
    • Year and Date
      2013-06-14
  • [Remarks] 佐藤 源之 研究室

    • URL

      http://magnet.cneas.tohoku.ac.jp/satolab/satolab-j.html

  • [Remarks] ALIS

    • URL

      http://magnet.cneas.tohoku.ac.jp/satolab/alis/

URL: 

Published: 2015-05-28  

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