2015 Fiscal Year Research-status Report
スマートフォンのための屋内音響測位インフラストラクチャの研究
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26280036
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| Research Institution | National Institute of Informatics |
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Principal Investigator |
橋爪 宏達 国立情報学研究所, アーキテクチャ科学研究系, 教授 (40172853)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 音響測位 / 室内測位 / スマートフォン / CMOSカメラ / 時刻同期 / 可視光通信 / デジタル信号処理 / ローリングシャッター |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の新しい展開として、LED光源の信号によりシステム側とスマートフォン間で同期をとり、測定精度を向上させる着想について、理論の深化と実験システムによる効果の確認を行った。計測手法は従来のTDoA法に加えToA法の使用が可能になり、その結果、従来100mmほどであった計測精度限界を数mmまで向上させることに成功した。
スマートフォンによれば、測位のための音響信号と同時に、動画カメラにより発音タイミングを示すLED発光を観測できる。しかしカメラは毎秒60フレーム程度の撮影しかできず、そのままでは1/60秒以上の時間分解能をもたず、従来は測位のための10万分の1秒程度の同期には使用できないと考えらえていた。われわれは、スマートフォン・カメラにはCMOS撮像素子が搭載されており、そのローリングシャッター効果を併用することで時間分解を1000倍程度向上可能であることに着想し、その技術を本研究の一環として 平成26年度に特許申請し、また音響測位研究もそれに基づくものに方針を修正した。平成28年度はその効果を実測したが、測位精度を 50倍程度に高める効果をもつことが立証され、ひきつづきこの路線でのスマートフォン測位システム構築を行うことの妥当性が証明された。
これらの成果は国際学会において発表した。また研究過程で得られた特許内容の追加事項を、国内優先権出願の形式で特許項目の追加として申請した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
実験開始当時に着想されていなかった、光同期を併用した音響測位技術開発し、それを研究に取り込めた。同技術により想定していた測位精度を大幅に高めることが可能となり、またシステム構成も簡略となることがわかった。光同期による手法は新発明であり、知的財産権の出願につながった。光技術を主体とした新しい研究展開も可能となった。
これら成果は当初案での研究成果想定を超えるものであり、計画以上の進展があったと判断している。
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| Strategy for Future Research Activity |
最終年度はそれまでに開発した技術をとりまとめ、屋内測位システムとして完結した動作をさせることを予定していた。その実施が可能な状況となっている。
研究計画どおり、音響測位システムを構築し、性能を確認したうえで、最終的な成果発表を行う予定である。
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| Causes of Carryover |
最終年度で実験的な測位システムの製作を想定していたが、研究の展開でより複合的な機能のシステムとしてそれを実現する必然性が高まった。設計に日時を要するとともに、製作費用も想定のものより多くなる見通しである。一方で研究資金は、研究計画段階より交付決定額は減額されている。
このような状況で最終年度の実験システム製作を有効に行うため、平成27年度後半から実験システム設計を前倒しで集中実施し、購入物品として 27年度研究費の一部を 28年度のものと合わせて執行することが、より多くの成果をもたらすものと考え、基金化された研究費制度を有効活用し、一部予算執行を次年度送りとした。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
平成29年5月段階で最終的な実験システムの設計は完了しており、上記予定に準じてすみやかに執行する。
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