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ベイズ推定による位相アンラッピングの高速高精度化と屋内測位への応用

研究課題

研究課題/領域番号 17K00358
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 ソフトコンピューティング
研究機関国立研究開発法人情報通信研究機構

研究代表者

梅原 広明  国立研究開発法人情報通信研究機構, 脳情報通信融合研究センター脳情報工学研究室, 研究マネージャー (60358942)

研究分担者 成瀬 康  国立研究開発法人情報通信研究機構, 脳情報通信融合研究センター脳情報工学研究室, 室長 (00455453)
志賀 信泰  国立研究開発法人情報通信研究機構, 電磁波研究所時空標準研究室, 主任研究員 (50536050)
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
4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2019年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2018年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2017年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
キーワード逐次ベイズフィルタ / マルコフ場確率モデル / 角度統計 / 整数不確定性 / 搬送波位相測距 / マルコフ確率場モデル / 位相測距 / トレンドモデル / アルゴリズム
研究成果の概要

精密な測位では電波の(受信する際の振幅や到来時間ではなく)位相角情報を用いる.電波は振幅と位相角で表されるが,位相角は距離に換算する際の精密な目盛りに相当するからである.しかし,この目盛りは1波長の距離になるとゼロに戻り計測値が1波長までの値にくるまってしまうため,値を延ばし戻すアンラップの変換が必要となるが,計測値にノイズが含まれる場合等では,変換に1対多の関係があるためそのままでは一意に値を決めることが難しい.そこで,位置・速度・加速度のいずれかが連続して変化する,という事前情報を含めたベイズ推定モデルを導き,得られる確率分布を逐次近似することで,高精度かつ高速な推定を実現させた.

研究成果の学術的意義や社会的意義

位置情報の利活用が進む中,人工衛星を用いた広域的な測位 (GNSS) だけではなく,衛星電波が届かない屋内等で GNSS に頼らない精密測位技術の確立が望まれている.しかし,そこで必要となる位相角の高精度なアンラップが難しい.計測される位相角にはノイズが含まれているが,既存のアンラップ法はノイズが無いことを前提としている.また,屋内では,GNSS で行われているような衛星軌道情報を活用したアンラップ法を適用することができない.本研究ではこのような限られた現状でも打開することのできる推定方法を開発した.

報告書

(4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
  • 研究成果

    (3件)

すべて 2020 2018

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (1件)

  • [雑誌論文] 円周統計と長期的傾向変動を考慮した逐次ベイズフィルタによる位相アンラップ2020

    • 著者名/発表者名
      梅原広明,岡田真人,成瀬康
    • 雑誌名

      電子情報通信学会和文論文誌

      巻: -

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Sequential Bayesian Filters for Estimating Time Series of Wrapped and Unwrapped Angles with Hyperparameter Estimation2018

    • 著者名/発表者名
      Umehara Hiroaki、Okada Masato、Naruse Yasushi
    • 雑誌名

      Journal of the Physical Society of Japan

      巻: 87 号: 3 ページ: 034005-034005

    • DOI

      10.7566/jpsj.87.034005

    • NAID

      210000134731

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 高次マルコフ連鎖の逐次ベイズフィルタによる位相時系列アンラッピング2018

    • 著者名/発表者名
      梅原広明,岡田真人,成瀬康
    • 学会等名
      電子情報通信学会・複雑コミュニケーションサイエンス研究会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2021-02-19  

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