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最適な多次元センサ融合で実現する超高精度移動体追尾

研究課題

研究課題/領域番号 16K16093
研究種目

若手研究(B)

配分区分基金
研究分野 知覚情報処理
研究機関富山県立大学 (2017-2019)
立命館大学 (2016)

研究代表者

佐保 賢志  富山県立大学, 工学部, 講師 (00732900)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2019年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2018年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2017年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2016年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
キーワード移動体追尾 / センサ融合 / ドップラーレーダ / カルマンフィルタ / 運動解析 / 追尾フィルタ / 動作解析 / 歩行計測 / 加速度観測 / H∞フィルタ / 最適設計 / 歩行者追跡 / 車両追跡 / 移動体追跡 / 加速度センサ / 超音波センサ
研究成果の概要

ロボットやヒトの運動の正確なモニタリングのための、超高精度移動体追尾法の開発・解析・応用を行った。計測システム及び計測対象が有するレーダ、カメラ、速度・加速度センサのデータが通信可能な場合を想定し、これらで観測される位置・速度・加速度からなる多次元の観測データを入力とする追尾フィルタの提案と理論解析を行った。位置・速度・加速度からなる多次元観測値を用いる追尾フィルタの最適構成を解明し、各種センサの特長を最大限に活かすための多次元入力データ融合法の開発した。さらに開発した追尾技術を人体の歩行や起立着座運動における胴体や脚など各部位の運動の詳細な解析に応用した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

レーダによる高分解能計測、及びIoTに基づくセンサ間通信は、いずれも近年開発されつつある技術である。本研究はこれらの技術を、複数種・多次元のセンサ融合による超高精度移動体追尾へと発展させた点に学術的意義を有する。また本研究成果により、複雑な移動体計測システムの設計が劇的に簡易化したのみならず、追尾フィルタの一般理論の発展へ貢献することができた。さらに、レーダやカメラ等の主に自動車や監視への応用に主眼が置かれている各種センサの応用範囲を、高齢者の見守りシステムなどにも応用可能な人体の正確な追尾に基づく運動解析へと広げることができ、本技術分野の新応用開拓に貢献した。

報告書

(5件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実施状況報告書
  • 2017 実施状況報告書
  • 2016 実施状況報告書
  • 研究成果

    (46件)

すべて 2020 2019 2018 2017 2016 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (14件) (うち国際共著 1件、 査読あり 14件、 オープンアクセス 9件、 謝辞記載あり 4件) 学会発表 (28件) (うち国際学会 11件、 招待講演 4件) 図書 (2件)

  • [国際共同研究] オレゴン大学(米国)

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [国際共同研究] オレゴン大学(米国)

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Person Identification Based on Micro-Doppler Signatures of Sit-to-Stand and Stand-to-Sit Movements Using a Convolutional Neural Network2020

    • 著者名/発表者名
      Kenshi Saho, Keisuke Inuzuka, and Keitaro Shioiri
    • 雑誌名

      IEEE Sensors Letters

      巻: 4 号: 3 ページ: 3500304-3500304

    • DOI

      10.1109/lsens.2020.2975219

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Evaluation of Higher-Level Instrumental Activities of Daily Living via Micro-Doppler Radar Sensing of Sit-to-Stand-to-Sit Movement2020

    • 著者名/発表者名
      Saho K, Uemura K, Fujimoto M, Matsumoto M
    • 雑誌名

      IEEE Journal of Translational Engineering in Health and Medicine

      巻: 8 ページ: 1-11

    • DOI

      10.1109/jtehm.2020.2964209

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Performance analysis of position tracking filter using only velocity measurement2020

    • 著者名/発表者名
      Takanori Shibata and Kenshi Saho
    • 雑誌名

      Proceedings of 6th IEEJ International Workshop on Sensing, Actuation, Motion Control, and Optimization (SAMCON2020)

      巻: 2020 ページ: 7008-7008

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Detection and Classification of Human Motion in Blind Area Using Micro-Doppler Radar2019

    • 著者名/発表者名
      Sora Hayashi, Kenshi Saho, Hiroaki Okinaka, Lin Meng, and Masao Masugi
    • 雑誌名

      Proceedings of International Conference on Advanced Mechatronic Systems (ICAMechS)

      巻: 2019 ページ: 224-228

    • DOI

      10.1109/icamechs.2019.8861524

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Correct Stability Condition and Fundamental Performance Analysis of the α-β-γ-δ Filter2018

    • 著者名/発表者名
      Shibata Takanori、Saho Kenshi
    • 雑誌名

      Applied Sciences

      巻: 8 号: 12 ページ: 2523-2523

    • DOI

      10.3390/app8122523

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Steady-State Performance Analysis of Tracking Filter Using LFM Waveforms and Range-Rate Measurement2018

    • 著者名/発表者名
      Saho Kenshi
    • 雑誌名

      Mathematical Problems in Engineering

      巻: 2018 ページ: 9487581-9487581

    • DOI

      10.1155/2018/9487581

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Optimal Steady-State Range Prediction Filter for Tracking with LFM Waveforms2018

    • 著者名/発表者名
      Kenshi Saho
    • 雑誌名

      Applied Sciences

      巻: 8 号: 1 ページ: 17-17

    • DOI

      10.3390/app8010017

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 単一のパルスドップラーレーダ干渉計のための拡張Nearest-Neighbor法による複数移動目標アソシエーション2017

    • 著者名/発表者名
      佐保賢志, 馬杉正男
    • 雑誌名

      電気学会論文誌C(電子・情報・システム部門誌)

      巻: 137 号: 4 ページ: 676-677

    • DOI

      10.1541/ieejeiss.137.676

    • NAID

      130005530127

    • ISSN
      0385-4221, 1348-8155
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書 2016 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Gait Classification of Young Adults, Elderly Non-Fallers and Elderly Fallers Using Micro-Doppler Radar Signals: A Simulation Study2017

    • 著者名/発表者名
      Kenshi Saho, Masahiro Fujimoto, Masao Masugi, and Li-Shan Chou
    • 雑誌名

      IEEE Sensors Journal

      巻: 17 号: 8 ページ: 2320-2321

    • DOI

      10.1109/jsen.2017.2678484

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書 2016 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] 距離/加速度センサの融合に基づく運動目標追尾用固定係数フィルタの特性解析2017

    • 著者名/発表者名
      佐保 賢志, 高橋 悠祐, 馬杉 正男
    • 雑誌名

      システム制御情報学会論文誌

      巻: 30 号: 4 ページ: 135-142

    • DOI

      10.5687/iscie.30.135

    • NAID

      130005773947

    • ISSN
      1342-5668, 2185-811X
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Performance Analysis and Design Strategy for a Second-Order, Fixed-Gain, Position-Velocity-Measured (α-β-η-θ) Tracking Filter2017

    • 著者名/発表者名
      Kenshi Saho, Masao Masugi
    • 雑誌名

      Applied Sciences

      巻: 7 号: 8 ページ: 758-758

    • DOI

      10.3390/app7080758

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Moving Object Tracker using Sensor Fusion of Ultrasonic Range Finder and Accelerometer2017

    • 著者名/発表者名
      Kenshi Saho, Yusuke Takahashi, and Masao Masugi
    • 雑誌名

      Journal of International Council on Electrical Engineering

      巻: 7 号: 1 ページ: 34-40

    • DOI

      10.1080/22348972.2016.1277447

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Three-dimensional Imaging Method Incorporating Range Points Migration and Doppler Velocity Estimation for UWB Millimeter-wave Radar2017

    • 著者名/発表者名
      Y. Sasaki, F. Shang, S. Kidera, T. Kirimoto, K. Saho and T. Sato
    • 雑誌名

      IEEE Geosci. Remote Sens. Lett.

      巻: 14 号: 1 ページ: 122-126

    • DOI

      10.1109/lgrs.2016.2628909

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] 距離/加速度センサの融合に基づく運動目標追尾用固定係数フィルタの特性解析2017

    • 著者名/発表者名
      佐保賢志, 高橋悠祐, 馬杉正男
    • 雑誌名

      システム制御情報学会論文誌

      巻: 30 ページ: 135-142

    • NAID

      130005773947

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [学会発表] 起立・着座動作のドップラーレーダ画像を用いた個人識別2019

    • 著者名/発表者名
      犬塚圭亮, 塩入 慶太郎 , 佐保 賢志
    • 学会等名
      電気学会情報システム研究会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] ドップラーレーダを用いた死角領域からの飛び出し予測のための実験的検討2019

    • 著者名/発表者名
      林 空良, 佐保 賢志, 馬杉正男
    • 学会等名
      電子情報通信学会ITS研究会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] マルチエージェント制御に基づく複数耕作機械の経路設計と相対位置・相対速度の推定の検討2019

    • 著者名/発表者名
      盛田 修, 林 真美, 小島 千昭, 大倉 裕貴, 佐保 賢志
    • 学会等名
      第29回インテリジェント・システム・シンポジウム(FAN2019)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 等角速度ターンモデルを用いた追尾フィルタの理論誤差解析2019

    • 著者名/発表者名
      柴田 孝則, 佐保 賢志
    • 学会等名
      第29回インテリジェント・システム・シンポジウム(FAN2019)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 小型レーダーによる無拘束な運動速度計測 ~身体・認知機能評価への適用~2019

    • 著者名/発表者名
      佐保 賢志
    • 学会等名
      2018 年度第 6 回ヒューマンロコモーション評価技術協議会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] it Classification of Healthy Young and Elderly Adults Using Micro-Doppler Radar Remote Sensing2018

    • 著者名/発表者名
      Hiroaki Okinaka, Kenshi Saho, Masahiro Fujimoto, Seiken Go, Masao Masugi, Kouki Sugano, Kazuki Uemura, Michito Matsumoto
    • 学会等名
      Joint 10th International Conference on Soft Computing and Intelligent Systems and 19th International Symposium on Advanced Intelligent Systems (SCIS-ISIS2018)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 等ジャークモデルを用いた移動体追尾フィルタの安定性と定常誤差解析2018

    • 著者名/発表者名
      柴田 孝則, 佐保 賢志
    • 学会等名
      計測自動制御学会 システム・情報部門 学術講演会(SSI 2018)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] マイクロドップラーレーダを用いた若年者と高齢者の歩容判別2018

    • 著者名/発表者名
      沖中 宏彰, 呉 政賢, 佐保 賢志, 菅野 功貴, 藤本 雅大, 馬杉 正男, 上村 一貴, 松本 三千人
    • 学会等名
      システム制御情報学会研究発表講演会(SCI'18),
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 4次追尾フィルタ(α-β-γ-δフィルタ)の定常特性解析2018

    • 著者名/発表者名
      柴田 孝則, 佐保 賢志
    • 学会等名
      システム制御情報学会研究発表講演会(SCI'18)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Steady-State Performance Analysis of Fourth-Order Moving-Object Tracker (alpha-beta-gamma-delta Filter)2018

    • 著者名/発表者名
      Takanori Shibata, Kenshi Saho
    • 学会等名
      Proceedings of The 2018 International Symposium on Advanced Technologies and Applications in the Internet of Things (ATAIT 2018)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Gait analysis using micro-Doppler radar for fall-risk assessment of elderly people2018

    • 著者名/発表者名
      Kenshi Saho
    • 学会等名
      The 2018 International Symposium on Advanced Technologies and Applications in the Internet of Things (ATAIT 2018)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] マイクロドップラーレーダを用いた歩行者運動検知2018

    • 著者名/発表者名
      呉 政賢, 沖中 宏彰, 佐保 賢志, 馬杉 正男, 藤本 雅大
    • 学会等名
      ASTER技術テーマ講演会×研究パネル発表会×公開技術セミナー
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Estimation of Gait Parameters Correlated with Cognitive Function Using Micro-Doppler Radar2018

    • 著者名/発表者名
      Kenshi Saho, Kouki Sugano, Kazuki Uemura, and Michito Matsumoto
    • 学会等名
      2018 RISP International Workshop on Nonlinear Circuits, Communications and Signal Processing (NCSP'18)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Optimal Second-Order Kalman Filter for Pulse Radar Tracking Using Acceleration Information2018

    • 著者名/発表者名
      Kenshi Saho
    • 学会等名
      The 5th Annual Conference on Engineering and Information Technology (ACEAIT2018)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] パルスドップラーレーダ干渉計のための視線方向速度情報を活用する複数目標追尾法2017

    • 著者名/発表者名
      佐保 賢志
    • 学会等名
      電気学会全国大会
    • 発表場所
      富山大学(富山県富山市)
    • 年月日
      2017-03-16
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 位置と速度を観測値としたH∞フィルタによる移動体追尾2017

    • 著者名/発表者名
      沖中 宏彰, 佐保 賢志, 馬杉 正男
    • 学会等名
      システム制御情報学会研究発表講演会(SCI'17)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Gait classification based on difference of balance ability using micro-Doppler radar for identification of elderly pedestrians with high-risk of falls2017

    • 著者名/発表者名
      Kenshi Saho
    • 学会等名
      APSCIT 2017 Annual Meeting
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 加速度センサを用いたジャーク(加加速度)逐次推定フィルタの特性解析及び最適化2017

    • 著者名/発表者名
      佐保 賢志, 柴田 孝則
    • 学会等名
      電子情報通信学会・情報処理学会・電気学会ITS研究会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] マイクロドップラーレーダを用いた若年者と高齢者の歩行計測及び歩容解析2017

    • 著者名/発表者名
      沖中 宏彰, 佐保 賢志, 菅野 功貴, 藤本 雅大, 馬杉 正男
    • 学会等名
      第38回バイオメカニズム学術講演会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Micro-Doppler Radar Signal Processing for Human Gait Recognition2016

    • 著者名/発表者名
      Kenshi Saho
    • 学会等名
      2016 International Conference for Top and Emerging Computer Scientists (IC-TECS2016)
    • 発表場所
      GIS TAIPEI TECH Convention Center, Taipei(Taiwan)
    • 年月日
      2016-12-23
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] マイクロドップラーレーダを用いたバランス能力の差異に基づく歩行者認識 ~ 若年者/高齢者/高齢転倒経験者の歩容分類 ~2016

    • 著者名/発表者名
      佐保賢志, 藤本雅大, 馬杉正男
    • 学会等名
      電子情報通信学会ITS研究会
    • 発表場所
      サンポートホール高松(香川県高松市)
    • 年月日
      2016-12-01
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] マイクロドップラーレーダを用いた歩行人体の遠隔計測及び歩容分類2016

    • 著者名/発表者名
      佐保賢志, 藤本雅大, 馬杉正男
    • 学会等名
      第37回バイオメカニズム学術講演会
    • 発表場所
      富山県立大学(富山県射水市)
    • 年月日
      2016-11-13
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] High-resolution Imaging and Identification of Multiple Pedestrians Using UWB Doppler Radar Interferometry and Adaptive Array Processing2016

    • 著者名/発表者名
      Motoshi Anabuki, Shigeaki Okumura, Takuya Sakamoto, Kenshi Saho, Toru Sato, Mototaka Yoshioka, Kenichi Inoue, Takeshi Fukuda, and Hiroyuki Sakai
    • 学会等名
      International Symposium on Antennas and Propagation (ISAP2016)
    • 発表場所
      Okinawa Convention Center (沖縄県宜野湾市)
    • 年月日
      2016-10-26
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Accuracy Enhanced RPM Method Using Doppler Based Range Points Clustering for 140GHz Band UWB Radar2016

    • 著者名/発表者名
      Shouhei Kidera, Yuta Sasaki, Shang Fang, Tetsuo Kirimoto, Kenshi Saho, and Toru Sato,
    • 学会等名
      International Symposium on Antennas and Propagation (ISAP2016)
    • 発表場所
      Okinawa Convention Center (沖縄県宜野湾市)
    • 年月日
      2016-10-26
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Moving Object Tracker using Sensor Fusion of Ultrasonic Range Finder and Accelerometer2016

    • 著者名/発表者名
      Kenshi Saho, Yusuke Takahashi, and Masao Masugi
    • 学会等名
      International Conference on Electrical Engineering (ICEE2016)
    • 発表場所
      沖縄県市町村自治会館(沖縄県那覇市)
    • 年月日
      2016-07-06
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 距離/加速度センサの融合による高精度移動体追跡の実験的検討2016

    • 著者名/発表者名
      佐保賢志, 高橋悠祐, 馬杉正男
    • 学会等名
      電子情報通信学会ITS研究会
    • 発表場所
      北海道大学(北海道札幌市)
    • 年月日
      2016-05-28
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 距離/加速度センサの融合に基づく運動目標追跡法の特性解析2016

    • 著者名/発表者名
      佐保賢志, 高橋悠祐, 馬杉正男
    • 学会等名
      システム制御情報学会研究発表講演会(SCI'16)
    • 発表場所
      京都テルサ(京都府京都市)
    • 年月日
      2016-05-27
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] Performance Analysis of Fixed-Gain Position-Velocity-Measured Tracking Filter2016

    • 著者名/発表者名
      Kenshi Saho and Masao Masugi
    • 学会等名
      The 2nd International Conference on Control, Automation and Robotics (ICCAR2016)
    • 発表場所
      The Cityview Hotel, Hong Kong (China)
    • 年月日
      2016-04-30
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [図書] Kalman Filters: Theory for Advanced Applications2018

    • 著者名/発表者名
      Ginalber Luiz Serra, Kenshi Saho, et al.
    • 総ページ数
      314
    • 出版者
      IntechOpen
    • ISBN
      9789535138273
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [図書] Digital Signal Processing (DSP): fundamentals, techniques and applications2016

    • 著者名/発表者名
      Juan Zhang, Michael J. Corinthios, Shuqun Zhang, Davis Montenegro, Javier Gonzalez, Weidong Chen, Kenshi Saho, Xiaowei Yang, Warsame H. Ali, Emmanuel S. Kolawole, Ivan S. Uroukov
    • 総ページ数
      189
    • 出版者
      Nova Science Publishers
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2022-02-21  

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