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受動型センシングによるメンテナンスフリーな状況認識技術の開発

研究課題

研究課題/領域番号 19K11941
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
研究機関大阪大学

研究代表者

内山 彰  大阪大学, 大学院情報科学研究科, 准教授 (70555234)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022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: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2020年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
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Wi-Fi CSI / バッテリレスセンシング / 状況認識 / 環境発電 / メンテナンスフリー / Wi-Fi / Compressed CSI / CSI
研究開始時の研究の概要

本研究では,人の行動などの状況認識を低コストに実現するため,電力の供給が不要なバッテリレスタグを用いた受動型センシングによるメンテナンスフリーな状況認識技術の開発に取り組む.受動型センシングでは,人の存在や動き,モノの移動などの状況変化によって生じるWi-Fi電波の変化を受信機で観測することで状況を認識する.このため,アンテナ設計をあらかじめ調整することで,タグごとの周波数特性に差異を作り出すといった工夫により,複数のタグによって同時に生じた電波の変化を分離することを試みる.実環境におけるデータ収集を行い,機械学習を用いることでバッテリレスタグによる状況認識の実現可能性を明らかにする.

研究成果の概要

本研究課題では,人の行動などの状況認識を低コストに実現するため,電力の供給が不要なバッテリレスタグや,環境発電による継続動作が可能な超低消費電力タグを用いた受動型センシングによるメンテナンスフリーな状況認識技術の開発に取り組んだ.また,銅箔テープなどの導電性素材を用いたバッテリレスタグを設計し,その反射パターンを利用して深層学習を用いたタグ識別手法を開発した.さらに,Wi-Fi CSIを用いた屋内人数推定手法や,超低消費電力なタグを用いたCSIによる状況認識手法を開発した.これらの成果は国際会議や国際論文誌などで発表を行った.

研究成果の学術的意義や社会的意義

Wi-Fi CSIを用いた状況認識技術は導入コストの低い手法として注目を集め,活発に研究が行われてきた.一方,これまでにWi-Fi CSIを用いた見守りや在室検知などいくつかのサービスが登場しているが,普及には至っていない.この原因として,対象が複数存在する場合にそれらの区別がつかない,明確な電波の変化が現れにくいため認識可能な行動が限られる,という課題が存在する.本研究成果は,これらの課題解決に資するものであり,Wi-Fi CSIを用いた状況認識技術の普及につながるいくつかのアプローチを確立できたと考えている.

報告書

(5件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 研究成果

    (19件)

すべて 2023 2022 2021 2020 2019

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (17件) (うち国際学会 6件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] <i>BAAS</i>: Backscatter as a Sensor for Ultra-Low-Power Context Recognition2022

    • 著者名/発表者名
      Yoshihiro Nakagawa, Toru Maeda, Akira Uchiyama, and Teruo Higashino
    • 雑誌名

      Journal of Information Processing

      巻: 30 号: 0 ページ: 130-139

    • DOI

      10.2197/ipsjjip.30.130

    • NAID

      130008159969

    • ISSN
      1882-6652
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Context Recognition by Wireless Sensing: A Comprehensive Survey2021

    • 著者名/発表者名
      Uchiyama Akira、Saruwatari Shunsuke、Maekawa Takuya、Ohara Kazuya、Higashino Teruo
    • 雑誌名

      Journal of Information Processing

      巻: 29 号: 0 ページ: 46-57

    • DOI

      10.2197/ipsjjip.29.46

    • NAID

      130007969004

    • ISSN
      1882-6652
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • オープンアクセス
  • [学会発表] Towards Environment-Independent Activity Recognition Using Wi-Fi CSI with an Encoder-Decoder Network2023

    • 著者名/発表者名
      Yu Sugimoto, Hamada Rizk, Akira Uchiyama, Hirozumi Yamaguchi
    • 学会等名
      Workshop on Body
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Towards Activity Recognition Using Wi-Fi CSI from Backscatter Tags2023

    • 著者名/発表者名
      Viktor Erdelyi, Kazuki Miyao, Akira Uchiyama, Tomoki Murakami
    • 学会等名
      The 21st International Conference on Pervasive Computing and Communications (PerCom 2023)
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Wi-Fiイメージングによる行動認識の検討2022

    • 著者名/発表者名
      大河原一輝、内山 彰、エルデーイ ヴィクトル、村上友規、アベセカラ ヒランタ、東野輝夫
    • 学会等名
      センサネットワークとモバイルインテリジェンス研究会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] A New Problem Setting for Mobile Robots Based on Backscatter-Based Communication and Sensing2021

    • 著者名/発表者名
      Teruo Higashino, Akira Uchiyama, Hirozumi Yamaguchi, Shunsuke Saruwatari, Takashi Watanabe, and Toshimitsu Masuzawa
    • 学会等名
      SSS 2021
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 時系列WiFiイメージを用いた深層学習によるタグ識別法の検討2021

    • 著者名/発表者名
      森田幸歩, 内山彰, 東野輝夫
    • 学会等名
      第29回 マルチメディア通信と分散処理ワークショップ (DPSWS2021)
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] Design and Evaluation of a Frequency Shift Backscatter Tag for Context Recognition2021

    • 著者名/発表者名
      Yoshihiro Nakagawa, Toru Maeda, Akira Uchiyama, and Teruo Higashino
    • 学会等名
      In Adjunct Proceedings of the 2021 International Conference on Distributed Computing and Networking (ICDCN '21)
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 対象識別に向けたWiFiイメージングのシミュレーションによる検討2021

    • 著者名/発表者名
      森田幸歩,中川善博,内山彰,東野輝夫
    • 学会等名
      センサネットワークとモバイルインテリジェンス研究会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] Wi-Fi CSIを用いたイメージングに関する基礎検討2021

    • 著者名/発表者名
      大河原一輝,内山彰,エルデーイヴィクトル,村上友規,アベセカラヒランタ,東野輝夫
    • 学会等名
      センサネットワークとモバイルインテリジェンス研究会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 状況認識のための周波数シフト型Backscatterタグの設計と評価2020

    • 著者名/発表者名
      中川善博, 前田透, 内山彰, 東野輝夫
    • 学会等名
      第28回マルチメディア通信と分散処理ワークショップ論文集
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] Wi-Fi電波を用いたイメージングによる対象識別法の検討2020

    • 著者名/発表者名
      森田幸歩, 前田透, 中川善博, 内山彰, 東野輝夫
    • 学会等名
      マルチメディア,分散協調とモバイルシンポジウム2020論文集
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] Towards People Counting Using Wi-Fi CSI of Mobile Devices2020

    • 著者名/発表者名
      Masahide Mizutani, Akira Uchiyama, Tomoki Murakami, Hirantha Abeysekera, Teruo Higashino
    • 学会等名
      in Proceedings of 2020 IEEE International Conference on Pervasive Computing and Communications Workshops (PerCom Workshops)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 行動認識のためのWi-Fi Backscatterセンサの設計と評価2020

    • 著者名/発表者名
      前田 透,内山 彰,東野 輝夫
    • 学会等名
      信学技報, vol. 119, no. 436, SeMI2019-134
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] モバイル端末のWi-Fiチャネル状態情報による人数推定手法の提案2020

    • 著者名/発表者名
      水谷 優秀,内山 彰,村上 友規,アベセカラ ヒランタ,東野 輝夫
    • 学会等名
      信学技報, vol. 119, no. 406, SeMI2019-102
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Context Recognition of Humans and Objects by Distributed Zero-Energy IoT Devices2019

    • 著者名/発表者名
      Teruo Higashino, Akira Uchiyama, Shunsuke Saruwatari, Hirozumi Yamaguchi, Takashi Watanabe
    • 学会等名
      in Proceedings of 39th IEEE International Conference on Distributed Computing Systems (ICDCS 2019)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] バッテリレス行動認識のためのWi-Fi Backscatterセンサの基本性能評価2019

    • 著者名/発表者名
      前田 透,内山 彰,東野 輝夫
    • 学会等名
      第27回マルチメディア通信と分散処理ワークショップ論文集
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Wi-Fi電波による行動認識に向けたバッテリフリータグの基礎検討2019

    • 著者名/発表者名
      中川 善博,前田 透,内山 彰,東野 輝夫
    • 学会等名
      情報処理学会研究報告,Vol.2019-MBL-93
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] モバイル端末のWi-Fiチャネル状態情報による混雑推定法の提案2019

    • 著者名/発表者名
      水谷 優秀,内山 彰,東野 輝夫,村上 友規,アベセカラ ヒランタ
    • 学会等名
      マルチメディア,分散,協調とモバイルシンポジウム2019論文集
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2024-01-30  

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