災害時情報収集のための合成開口レーダによる移動体検出の研究

• 研究課題/領域番号: 18K04672
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 審査区分: 小区分25030:防災工学関連
• 研究機関: 福岡工業大学
• 研究代表者: 近木 祐一郎 福岡工業大学, 工学部, 教授 (10398109)
• 研究分担者: 間瀬 淳 福岡工業大学, 付置研究所, 研究員 (00023325)
• 研究期間 (年度): 2018-04-01 – 2023-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2022年度)
• 配分額: 4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円); 2020年度: 520千円 (直接経費: 400千円、間接経費: 120千円); 2019年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円); 2018年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
• キーワード: 合成開口レーダ / 移動体検出 / スプリットビーム / スプリットビーム方式 / クラッタキャンセル / スプリットビームアンテナ / 災害時情報収集

研究成果の概要

本研究では、合成開口レーダで移動体検出を行うべく既存のレーダの改修および地上試験による検証実験を展開した。レーダの改修では異なる2方向の後方散乱波を受信できる2系統のスプリットビームアンテナを製作し、スプリットビーム状の放射パターンが実現できたことを確認した。また計画通りにスイッチングシステムを開発して前述のスプリットビームアンテナと組み合わせて、スプリットビームSARへの改修を達成した。地上試験における実機検証では2系統の画像を取得し、移動体物体像のシフト量から移動速度の推定ができたものの、画像強度がスイッチングシステムの損失により低下したため満足な移動体抽出が難しかった。

研究成果の学術的意義や社会的意義

スプリットビームSARによる移動体検出のために展開したアンテナ開発では1つのリフレクタに2系統の一次放射器を最適設計・配置しスプリットビームが実現できたことはアンテナ分野での学術的な成果であるといえる。
残念ながら移動体の抽出は今回の研究では完全には実現できず、災害時に役立てるという社会的に意義のある貢献は達成できていない。一方で、今回の高強度の反射体を用いた実証実験で得られた知見により、移動体検出をより最適に実現できる足がかりを得ることができた。その知見を基にレーダのさらなる改修方針を準備して実験提案をしていきたい。

研究成果

• [雑誌論文] Visualizing Small Objects Using Amplitude-Modulated Laser Light at Microwave Frequencies (2022)
  • 著者名/発表者名: Yuichiro Kogi, Narumi Kimura, Hiroyuki Ikezi, Masaaki Inutake and Atsushi Mase
  • 雑誌名: applied science 巻: 12(19) 号: 19 ページ: 9836-9836
  • DOI: 10.3390/app12199836
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Development of the calibration method for the multi-channel sea-tide measurement radar (2020)
  • 著者名/発表者名: I. Gondo, Y Kogi, A. Mase, H. Ikezi, M. Inutake
  • 雑誌名: 2020 6th International Conference on Engineering, Applied Sciences and Technology (ICEAST) 巻: 1 ページ: 1-4
  • DOI: 10.1109/iceast50382.2020.9165390
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Throughput improvement and evaluation of a laser radar with a high-speed sweep oscillator (2020)
  • 著者名/発表者名: N. Kimura, Y. Kogi, A. Mawse, H. Ikezi, M. Inutake
  • 雑誌名: 2020 6th International Conference on Engineering, Applied Sciences and Technology (ICEAST) 巻: 1 ページ: 1-4
  • DOI: 10.1109/iceast50382.2020.9165369
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Non-contact and real-time measurement of heart rate and heart rate variability using microwave reflectometry (2020)
  • 著者名/発表者名: A. Mase, Y. Kogi, T. Maruyama, T. Tokuzawa, F. Sakai, M. Kunugita, T. Koike, H. Hasegawa
  • 雑誌名: Review of Scientific Instruments 巻: 91 号: 1 ページ: 014704-014704
  • DOI: 10.1063/1.5128959
  • NAID: 120007180025
  • 査読あり
• [雑誌論文] Non-Contact and Non-Invasive Driver's Monitor Using Microwave Reflectometer (2020)
  • 著者名/発表者名: A. Mase, Y. Kogi, T. Maruyama, T. Tokuzawa, M. Kunugita, T. Koike, and H. Hasegawa
  • 雑誌名: Progress In Electromagnetics Research M 巻: 90 ページ: 81-88
  • DOI: 10.2528/pierm20010103
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Development and application of radar reflectometer using micro to infrared waves (2018)
  • 著者名/発表者名: A. Mase, Y. Kogi, D. Kuwahara, Y. Nagayama, N. Ito, T. Maruyama, H. Ikezi, X. Wang, M. Inutake, T. Tokuzawa, J. Kohagura, M. Yoshikawa, S. Shinohara, A. Suzuki, F. Sakai, M. Yamashika, B. J. Tobias, C. Muscatello, X. Ren, M. Chen, C. W. Domier & N. C. Luhmann Jr.
  • 雑誌名: Advanes in Physics: X 巻: 3 ページ: 634-676
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Development and Calibration of a Prototype Radar for Sea-Tide Level Measurement (2018)
  • 著者名/発表者名: Ryota Nakazono, Ryusei Noda, Daisuke Kaneko, Yasuhiro Takeuchi, and Yuichiro Kogi
  • 雑誌名: 2018 International Conference on Engineering, Applied Sciences, and Technology (ICEAST) 巻: -
  • DOI: 10.1109/iceast.2018.8434449
  • 査読あり / 国際共著
• [学会発表] 2チャンネル潮位測定レーダを用いた複数の移動散乱体からの反射波位相分布の調査 (2021)
  • 著者名/発表者名: 権藤偉央利、近木祐一郎、間瀬淳、池地弘行、犬竹正明
  • 学会等名: 電気・情報関係学会九州支部連合大会
• [学会発表] マイクロ波変調近赤外レーザSARの実験室内における原理的検証実験 (2021)
  • 著者名/発表者名: 木村成美、近木祐一郎、池地弘行、犬竹正明、間瀬淳
  • 学会等名: 電子情報通信学会九州支部学生会講演会
• [学会発表] マイクロ波強度変調近赤外線を用いたFMレーザレーダによる高精度三次元計測の実証と測定誤差の考察 (2021)
  • 著者名/発表者名: 木村成美、近木祐一郎、池地弘行、犬竹正明、間瀬 淳
  • 学会等名: 電子情報通信学会ソサエティ大会
• [学会発表] Development of the calibration method for the multi-channel sea-tide measurement radar (2020)
  • 著者名/発表者名: I. Gondo, Y Kogi, A. Mase, H. Ikezi, M. Inutake
  • 学会等名: 2020 6th International Conference on Engineering, Applied Sciences and Technology (ICEAST)
  • 国際学会
• [学会発表] Throughput improvement and evaluation of a laser radar with a high-speed sweep oscillator (2020)
  • 著者名/発表者名: N. Kimura, Y. Kogi, A. Mawse, H. Ikezi, M. Inutake
  • 学会等名: 2020 6th International Conference on Engineering, Applied Sciences and Technology (ICEAST)
  • 国際学会
• [学会発表] Development and Calibration of a Prototype Radar for Sea-Tide Level Measurement (2018)
  • 著者名/発表者名: Ryota Nakazono, Ryusei Noda, Daisuke Kaneko, Yasuhiro Takeuchi, and Yuichiro Kogi
  • 学会等名: ICEAST 2018
  • 国際学会
• [産業財産権] 潮位測定装置および潮位推定方法 (2018)
  • 発明者名: 近木祐一郎、金子大祐、間瀬淳、池地弘行、犬竹正明
  • 権利者名: 福岡工業大学
  • 産業財産権種類: 特許
  • 出願年月日: 2018
  • 取得年月日: 2021
• [学会・シンポジウム開催] New development of practical research on microwave and laserbased synthetic aperture radar (2020)