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ミリ波モーションセンシングMIMOレーダによる人物の動きの検出・同定に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 17H03261
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 通信・ネットワーク工学
研究機関新潟大学

研究代表者

山田 寛喜  新潟大学, 自然科学系, 教授 (20251788)

研究分担者 村松 正吾  新潟大学, 自然科学系, 教授 (30295472)
研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
16,250千円 (直接経費: 12,500千円、間接経費: 3,750千円)
2019年度: 3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円)
2018年度: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2017年度: 8,320千円 (直接経費: 6,400千円、間接経費: 1,920千円)
キーワードMIMOレーダ / モーションセンシング / 仮想アレー / ドップラ周波数推定 / ミリ波レーダ / スパース信号処理 / イメージングレーダ / マイクロドップラ / センシング / MIMO / レーダ / スマートセンサ情報システム
研究成果の概要

本研究は,ミリ波レーダによる人物等のモーション・センシングの実現を目指し,位置や動きの検出のみならず,動作の同定を通して,生活をより豊かにし,安全を確保するライフサポートシステムとして実用に資するセンサを開発することを目的とした.その実現のため,少ない素子数で飛躍的に空間分解能の改善が可能となる仮想アレー技術を開発し,試作レーダによる実験でその有効性を示した.さらにMIMO時に問題となる検出可能となるドップラ周波数の限界を拡張する推定手法を考案した.また,ターゲット認識のための特徴量としてドップラ周波数の時空間広がりに着目し,機械学習等との比較検討を行い,その有効性を示した.

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究では,MIMOレーダと呼ばれる少ない送受信アンテナ数で,より大規模なレーダ同等の性能を実現する信号処理処理法を,ある条件を満たす不等間隔アレーを用い,かつ人物のように動きのあるターゲットの検出を目的とした場合,飛躍的に向上できることを明らかにし
,実験によりその有効性を実証した.また,ターゲットの速度推定範囲を広げる信号処理法を考案し,提案レーダ方式の適用範囲を広げた.またターゲットのドップラ周波数の時空間分布を用いた動作や識別性能の向上が可能となることを,屋内人物動作実験(座る,立つ,転ぶなど)や交差点での歩行者,自転車,自動車の識別実験を通して実証した.

報告書

(4件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 研究成果

    (30件)

すべて 2020 2019 2018 2017

すべて 雑誌論文 (12件) (うち査読あり 4件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (18件) (うち国際学会 8件)

  • [雑誌論文] Evaluation of mode vector for near-field 2-D target imaging using Khatri-Rao product extended array processing2020

    • 著者名/発表者名
      羽澤帆乃佳,山田寛喜,森浩樹
    • 雑誌名

      IEICE Communications Express

      巻: 9 号: 6 ページ: 176-181

    • DOI

      10.1587/comex.2019SPL0024

    • NAID

      130007850868

    • ISSN
      2187-0136
    • 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] ミリ波FMCWレーダにおける複数パルスを用いた速度折り返し推定について2019

    • 著者名/発表者名
      堀内貴裕,山田寛喜,山口芳雄
    • 巻
      J102-B
    • 号
      11
    • ページ
      873-882
    • DOI

      10.14923/transcomj.2019APP0007

    • ISSN
      1344-4697
    • 年月日
      2019-11-01
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] ミリ波FM-CWレーダを用いた交通監視におけるターゲットの識別に関する検討2019

    • 著者名/発表者名
      西村和真,堀内貴裕,山田寛喜
    • 雑誌名

      信学技報

      巻: vol. 119, no. 203, AP2019-75 ページ: 31-36

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [雑誌論文] ミリ波最小冗長度MIMO仮想アレーレーダによる屋内人物検出に関する実験的検討2019

    • 著者名/発表者名
      堀内貴裕,山田寛喜
    • 雑誌名

      信学技報

      巻: vol. 119, no. 316, SANE2019-82 ページ: 61-67

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [雑誌論文] TDM-MIMOレーダによる移動ターゲットのDOA推定誤差解析2018

    • 著者名/発表者名
      大橋 卓,山田 寛喜,山口 芳雄
    • 巻
      J101-B
    • 号
      7
    • ページ
      528-538
    • DOI

      10.14923/transcomj.2017WFP0001

    • ISSN
      1344-4697
    • 年月日
      2018-07-01
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Optimum element arrangements in MIMO radar using Khatri-Rao product virtual array processing2018

    • 著者名/発表者名
      小西順平,山田寛喜,山口芳雄
    • 雑誌名

      IEICE Communications Express

      巻: 7 号: 11 ページ: 407-414

    • DOI

      10.1587/comex.2018XBL0104

    • ISSN
      2187-0136
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] ミリ波FM-CWレーダによる可視速度を超えた高速ターゲットのドップラ周波数推定について2018

    • 著者名/発表者名
      堀内貴裕,山田寛喜,山口芳雄
    • 雑誌名

      信学技報

      巻: 118, 239 ページ: 51055-51055

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [雑誌論文] 複素非分離冗長重複変換を用いた超解像の検討2018

    • 著者名/発表者名
      長山知司,村松正吾,山田寛喜
    • 雑誌名

      電子情報通信学会技術研究報告

      巻: vol. 117, no. 516 ページ: 297-298

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [雑誌論文] 複素非分離冗長重複変換を用いたレーダ画像ノイズ除去の検討2017

    • 著者名/発表者名
      長山知司,村松正吾,山田寛喜,杉山裕一
    • 雑誌名

      電子情報通信学会技術研究報告

      巻: vol. 116, no. 476 ページ: 87-91

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [雑誌論文] Khatri-Rao積仮想アレー処理を用いたMIMOレーダによる距離および角度分解能向上に関する検討2017

    • 著者名/発表者名
      小西順平,大橋 卓,山田寛喜,丸山貴司,平本美智代,山口芳雄
    • 雑誌名

      電子情報通信学会技術研究報告

      巻: vol. 117, no. 31 ページ: 37-42

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [雑誌論文] 繰り返し縮退に基づく複素非分離冗長重複変換を利用したレーダ画像ノイズ除去手法の提案2017

    • 著者名/発表者名
      長山知司,村松正吾,山田寛喜,杉山裕一
    • 雑誌名

      電子情報通信学会技術研究報告

      巻: vol. 117, no. 98 ページ: 7-12

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [雑誌論文] 交互送信MIMOレーダによる移動物体の角度推定誤差に関する理論的検討2017

    • 著者名/発表者名
      大橋 卓,山田寛喜,山口芳雄
    • 雑誌名

      電子情報通信学会技術研究報告

      巻: vol. 117, no. 109 ページ: 77-82

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] ミリ波最小冗長度MIMOレーダによる屋内人物の角度分離に関する検討2019

    • 著者名/発表者名
      堀内貴裕,山田寛喜,山口芳雄
    • 学会等名
      2019年度電子情報通信学会信越支部大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] ndoor Human Tracking with Millimeter-Wave Minimum Redundancy MIMO Radar2019

    • 著者名/発表者名
      Takahiro Horiuchi, Jumpei Konishi, Hiroyoshi Yamada, Shogo Muramatsu
    • 学会等名
      Proc. 2019 International Symposium on Antennas and Propagation (ISAP2019)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] arget Identification in Traffic Monitoring Using Millimeter-Wave FM-CW Radar2019

    • 著者名/発表者名
      Kazuma Nishimura, Takahiro Horiuchi, Hiroyoshi Yamada
    • 学会等名
      Proc. 2019 International Symposium on Antennas and Propagation (ISAP2019)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ミリ波FM-CWレーダを用いた交通監視対象ターゲットの識別における周波数帯域幅に関する検討2019

    • 著者名/発表者名
      西村 和真,堀内貴裕,山田寛喜
    • 学会等名
      2019年度電子情報通信学会信越支部大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] アップチャープFMCWレーダにおけるドップラ周波数の折り返し検出について2019

    • 著者名/発表者名
      堀内貴裕,山田寛喜,山口芳雄
    • 学会等名
      2019年電子情報通信学会総合大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] ミリ波FM-CWレーダを用いた交通監視システムにおけるターゲットの識別に関する実験的検討2019

    • 著者名/発表者名
      西村和真,堀内貴裕,山田寛喜,山口芳雄
    • 学会等名
      2019年電子情報通信学会総合大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] On Doppler Ambiguity Estimation for Millimeter FM-CW Radar by Using MUSIC Algorithm2018

    • 著者名/発表者名
      Takahiro Horiuchi, Hiroyoshi Yamada, Yoshio Yamaguchi, Michiyo Hiramoto
    • 学会等名
      Proc. 2018 International Symposium on Antennas and Propagation (ISAP2018)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] On Optimum Element Arrangements of MIMO Radar Based on the Khatri-Rao Product Virtual Array2018

    • 著者名/発表者名
      Jumpei Konishi, Hiroyoshi Yamada, and Yoshio Yamaguchi
    • 学会等名
      Proc. 2018 International Symposium on Antennas and Propagation (ISAP2018)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Single-image Super-resolution using Complex Nonseparable Oversampled Lapped Transforms2018

    • 著者名/発表者名
      Satoshi NAGAYAMA, Shogo MURAMATSU, Hiroyoshi YAMADA
    • 学会等名
      Proc. APSIPA-ASC 2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 等間隔リニアアレーアンテナにおける分離可能コヒーレント波数に関する一考察2018

    • 著者名/発表者名
      山田寛喜
    • 学会等名
      2018年電子情報通信学会ソサイエティ大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] hatri-Rao積仮想アレー処理を用いたミリ波MIMOレーダよる屋内ターゲット位置推定に関する基礎検討2018

    • 著者名/発表者名
      小西順平,山田寛喜,山口芳雄
    • 学会等名
      2018年電子情報通信学会信越支部大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] ミリ波FM-CWレーダによるMUSIC法を用いた高速移動体のドップラ周波数推定に関する検討2018

    • 著者名/発表者名
      堀内貴裕,山田寛喜,山口芳雄
    • 学会等名
      2018年電子情報通信学会信越支部大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Resolution Enhancement for MIMO Radar by Using Khatri-Rao Product Virtual Array Processing2017

    • 著者名/発表者名
      小西順平,大橋卓,山田寛喜,平本美千代,山口芳雄
    • 学会等名
      2017 International Symposium on Antennas and Propagation (ISAP2017)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Khatri-Rao積麻生アレー処理を適用したMIMOレーダにおける最適素子配置に関する基礎検討2017

    • 著者名/発表者名
      小西順平,山田寛喜,山口芳雄,平本美智代
    • 学会等名
      2017年電子情報通信学会ソサイエティ大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 時間領域においてKhatri-Rao積仮想アレー処理適用時に生じる歪みの抑圧手法に関する検討2017

    • 著者名/発表者名
      小西順平,山田寛喜,山口芳雄
    • 学会等名
      2017年電子情報通信学会信越支部大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 交互送信MIMOレーダによる移動ターゲットのDOA推定に関する検討2017

    • 著者名/発表者名
      大橋卓,山田寛喜,山口芳雄
    • 学会等名
      2017年電子情報通信学会信越支部大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Complex Nonseparable Oversampled Lapped Transform for Sparse Representation of Millimeter Wave Radar Image2017

    • 著者名/発表者名
      長山知司,村松正吾,山田寛喜,杉山裕一
    • 学会等名
      2017 IEEE International Conference on Image Processing (ICIP 2017)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Millimeter Wave Radar Image Denoising with Complex Nonseparable Oversampled Lapped Transform2017

    • 著者名/発表者名
      長山知司,村松正吾,山田寛喜,杉山裕一
    • 学会等名
      2017 Asia-Pasific Signal Information Processing Assosiation Annual Summit and Conference (APSIPA ASC 2017)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2021-02-19  

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