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クラウドに基づく歩行者測位システムの研究開発

研究課題

研究課題/領域番号 19K11937
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60060:情報ネットワーク関連
研究機関電気通信大学

研究代表者

湯 素華  電気通信大学, 大学院情報理工学研究科, 准教授 (80395053)

研究分担者 小花 貞夫  電気通信大学, 産学官連携センター, 特任教授 (60395043)
研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2021年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2020年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
2019年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
キーワード歩行者測位 / チャネル状態情報 / 測距 / 電波到来角度 / マルチパス誤差 / 角度測定 / 空間相関性
研究開始時の研究の概要

本研究課題は、歩車間通信システムに必要となる歩行者の位置情報を高精度に導出するために、自動運転時代高精度に測位できる車両をセンサ・測位基準点として歩行者の測位中併用する。(1)衛星からの測位信号により算出された歩行者と衛星の間の距離における誤差(以降、マルチパス誤差)の狭域相関性を調査し、(2)車両をセンサとして収集したマルチパス誤差情報を利用して歩行者におけるマルチパス誤差を推測する技術、(3)車両の移動による電波のDoppler効果を利用して歩車間の角度情報を計測する技術、(4)測位精度を向上させるために必要となる情報を効率的にクラウドに収集し、歩行者に配信する技術、を確立する。

研究成果の概要

都市部では、建物の遮蔽・反射の影響で、歩行者の測位精度が大幅に劣化しうる。本研究では、(1)衛星から直接波を受信できず、代わりに反射波を測位に使用する際、マルチパス誤差の時間・空間相関性を利用して、歩行者でのマルチパス誤差を推測・補正する。(2)衛星数不足の場合、周辺車両を測位アンカーとし、複数アンテナで、異なる受信時間の複数箇所から連続してCSIを取得して、空間軸・時間軸の二次元の要素を持つ擬似アンテナアレイを構成し、各CSIの位相差から歩車間の角度情報を推測し、2アンテナを利用したときの角度推定・測位誤差を、大きく削減できることを確認した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究では、マルチパス誤差の狭域相関性と時間変化特性を調査・利用し、歩行者周辺のマルチパス誤差から、歩行者でのマルチパス誤差を推測・補正することは、斬新な発想である。また、車両をアンカーとして測位に使用する際、歩行者で見た車両の角度は、複数のアンテナでの受信電波位相の空間的変化のみならず、歩行者のアンテナでパケットを受信する際、車両の移動により、異なるタイミングでの受信電波位相の時間的変化を利用して、角度を高精度に推測することが独創的な発想である。また、歩行者位置の高精度化と歩車間通信システムの普及により、歩行者の交通事故の低減が期待できる。

報告書

(4件)
  • 2021 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 研究成果

    (21件)

すべて 2022 2021 2020 2019 その他

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (13件) (うち国際学会 3件、 招待講演 2件) 図書 (1件) 備考 (3件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] Precise Angle Estimation by Jointly Using Spatial/Temporal Change of Channel State Information and Its Application in Pedestrian Positioning2021

    • 著者名/発表者名
      Komamiya Wataru、Tang Suhua、Obana Sadao
    • 雑誌名

      IEEE Access

      巻: 9 ページ: 59420-59431

    • DOI

      10.1109/access.2021.3073000

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Radiation Angle Estimation and High-Precision Pedestrian Positioning by Tracking Change of Channel State Information2020

    • 著者名/発表者名
      Komamiya Wataru、Tang Suhua、Obana Sadao
    • 雑誌名

      Sensors

      巻: 20 号: 5 ページ: 1-19

    • DOI

      10.3390/s20051430

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 車両からの電波の長期計測による路側機の高精度測位方式の提案2019

    • 著者名/発表者名
      戸田 和宏,湯 素華,小花 貞夫
    • 雑誌名

      情報処理学会論文誌

      巻: 60 ページ: 1379-1389

    • NAID

      170000178847

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] LSTM-based high precision pedestrian positioning2022

    • 著者名/発表者名
      Masaki Inoue, Suhua Tang, and Sadao Obana
    • 学会等名
      IEEE CCNC’22,
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 角度情報を用いたBLE測位の高精度化に関する検討2022

    • 著者名/発表者名
      山見 悠人, 湯 素華
    • 学会等名
      情報処理学会第84回全国大会, 6X-01, 3-93
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] OFDM信号の位相情報を用いた歩行者測位に関する検討2021

    • 著者名/発表者名
      湯 素華, 小花 貞夫
    • 学会等名
      情報処理学会高度交通システムとスマートコミュニティ(ITS)研究会, Vol.2021-ITS-86, No.5
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] LSTMを用いた高精度歩行者測位方法に関する検討2021

    • 著者名/発表者名
      井上 真樹,湯 素華, 小花 貞夫
    • 学会等名
      情報処理学会マルチメディア,分散,協調とモバイル (DICOMO2021) シンポジウム, 3D-1, pp. 547-554
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 都市部における歩行者測位の取り組み2021

    • 著者名/発表者名
      湯 素華, 小花 貞夫
    • 学会等名
      電気情報通信学会高信頼制御通信(RCC)研究会, vol. 121, no. 25, RCC2021-21, pp. 112-114
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] オンライン学習を用いた電波伝搬距離推定および高精度歩行者測位方式2021

    • 著者名/発表者名
      井上真樹, 湯 素華,小花 貞夫
    • 学会等名
      情報処理学会第83回全国大会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] マルチパス誤差の空間・時間相関性を用いた歩行者測位精度向上に関する検討2021

    • 著者名/発表者名
      陳 子強,小花 貞夫, 湯 素華
    • 学会等名
      情報処理学会第83回全国大会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] Dynamic control of transmission interval for efficient pedestrian-to-vehicle communication based on channel utilization rate2020

    • 著者名/発表者名
      Shun Ito, Suhua Tang, and Sadao Obana
    • 学会等名
      IEEE VTC2020-Spring
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 無線チャネル状態情報の空間・時間変化の併用による歩行者の角度推定及び高精度測位法の提案と評価2020

    • 著者名/発表者名
      駒宮 亘, 小花 貞夫, 湯 素華
    • 学会等名
      情報処理学会高度交通システムとスマートコミュニティ(ITS)研究会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 車両からの電波のチャネル状態情報を用いた歩行者測位2020

    • 著者名/発表者名
      湯 素華,小花 貞夫
    • 学会等名
      電子情報通信学会ソサイエティ大会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Single antenna precise angle estimation by exploiting Doppler shift and its application in pedestrian positioning2019

    • 著者名/発表者名
      Wataru Komamiya, Sadao Obana, and Suhua Tang
    • 学会等名
      IEEE ICVES’19
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 歩車間通信における無線チャネル使用率に基づく動的送信頻度制御2019

    • 著者名/発表者名
      伊藤 舜,小花 貞夫,湯 素華
    • 学会等名
      情報処理学会高度交通システムとスマートコミュニティ(ITS)研究会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 車両移動による無線チャネル状態情報の変化を利用した歩行者の角度推定及び高精度測位法の提案と評価2019

    • 著者名/発表者名
      駒宮 亘, 小花 貞夫, 湯 素華
    • 学会等名
      情報処理学会マルチメディア,分散,協調とモバイル (DICOMO2019) シンポジウム
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [図書] Precise pedestrian positioning by using vehicles as mobile anchors, in the Book "Cooperative Localization and Navigation: Theory, Research, and Practice"2019

    • 著者名/発表者名
      Suhua Tang and Sadao Obana
    • 総ページ数
      19
    • 出版者
      CRC Press
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [備考]

    • URL

      http://www.tang.cs.uec.ac.jp/research.html

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      http://www.tang.cs.uec.ac.jp/research.html

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [備考]

    • URL

      http://www.tang.cs.uec.ac.jp/research.html

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [産業財産権] 測位システムおよび測位方法2021

    • 発明者名
      湯 素華,小花 貞夫
    • 権利者名
      国立大学法人電気通信大学
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2021
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2023-01-30  

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