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Wi-Fiチャンネル状態情報に基づくコンテキスト認識のための転移学習技術

研究課題

研究課題/領域番号 21H03428
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
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

前川 卓也  大阪大学, 大学院情報科学研究科, 准教授 (50447025)

研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
17,160千円 (直接経費: 13,200千円、間接経費: 3,960千円)
2023年度: 4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2022年度: 6,760千円 (直接経費: 5,200千円、間接経費: 1,560千円)
2021年度: 6,110千円 (直接経費: 4,700千円、間接経費: 1,410千円)
キーワードWi-Fiセンシング / ユビキタスコンピューティング / コンテキスト推定 / Wi-Fiチャネル状態情報 / ワイヤレスセンシング / 行動認識 / WiFi電波 / Wi-Fi電波
研究開始時の研究の概要

本研究では、Wi-Fi電波を用いたコンテキスト認識のための基盤技術研究を行う。提案する手法を用いて、人間の活動により変化する環境内の電波の伝搬情報を用いて認識を行う。本研究では特に、Wi-Fi電波を用いたコンテキスト認識モデルの運用性を高める転移学習技術の研究開発を行うことで、各環境で必要だった学習データ取得コストを百分の一程度まで大幅に低減し、異なるタスク間(行動認識や転倒検知といったタスク)での転移学習や学習データに含まれない行動の認識をも実現する。

研究成果の概要

本研究では環境に依存しないWi-Fi電波情報を用いたコンテキスト認識基盤を研究した。具体的には、モバイル・ユビキタス環境において重要なコンテキストである以下を含むような認識・推定手法を研究した。(1) Wi-Fi電波の到来角(AoA;Angle of Arrival)情報:Wi-Fiアクセスポイントからの電波を受信する端末を想定したときの、受信電波の到来角を推定。(2) Wi-Fi端末間の距離情報:Wi-Fi機能をもつスマートフォンなどの端末間の物理的距離を、周辺のWi-Fiアクセスポイントからの受信電波情報を用いて推定。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究では、Wi-Fiセンシング研究において環境依存性の低い技術に注力を置いて研究開発を行った。環境に依存しないWi-Fi受信情報の成分を極力利用して、上述するような様々な屋内コンテキストを推定する手法を開発し、今後の様々なコンテキスト依存応用に繋がる基盤的な技術を築いた。本研究を通じて、IEEE Sensors JournalやElsevier Pervasive and Mobile Computingに論文が採録されるなどの顕著な成果が得られた。

報告書

(4件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実績報告書
  • 2021 実績報告書
  • 研究成果

    (12件)

すべて 2023 2022 2021

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (9件) (うち国際学会 5件、 招待講演 1件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] Automated construction of Wi-Fi-based indoor logical location predictor using crowd-sourced photos with Wi-Fi signal2023

    • 著者名/発表者名
      Teerawat Kumrai, Joseph Korpela, Yizhe Zhang, Kazuya Ohara, Tomoki Murakami, Hirantha Abeysekera, Takuya Maekawa
    • 雑誌名

      Elsevier Pervasive and Mobile Computing (PMC)

      巻: 89 ページ: 101742-101742

    • DOI

      10.1016/j.pmcj.2022.101742

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] IndoLabel: Predicting Indoor Location Class by Discovering Location-Specific Sensor Data Motifs2022

    • 著者名/発表者名
      Dissanayake Thilina、Maekawa Takuya、Hara Takahiro、Miyanishi Taiki、Kawanabe Motoaki
    • 雑誌名

      IEEE Sensors Journal

      巻: 22 号: 6 ページ: 5372-5385

    • DOI

      10.1109/jsen.2021.3102916

    • 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
  • [学会発表] IoT on Animals: Using On-device Activity Recognition Techniques to Unveil the Secrets of Animal Behavior2023

    • 著者名/発表者名
      Takuya Maekawa
    • 学会等名
      ACM MobiSys 2023, IoT Day
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Preliminary Investigation of Estimating Depth Images of Moving Objects from Wi-Fi Channel State Information2023

    • 著者名/発表者名
      Cao Guanyu, Maekawa Takuya, Ohara Kazuya, Kishino Yasue
    • 学会等名
      情報処理学会 第79回ユビキタスコンピューティングシステム研究会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] Preliminary Investigation of Estimating Distance between Devices via Wi-Fi Round Trip Time Using Positional Embedding of Access Points2022

    • 著者名/発表者名
      Yuqiao Wang, Takuya Maekawa, Kazuya Ohara, Yasue Kishino, Tomoki Murakami, and Hirantha Abeysekera
    • 学会等名
      情報処理学会 第77回ユビキタスコンピューティングシステム研究会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Preliminary Investigation of Distance Estimation between Devices via Wi-Fi Round Trip Time2022

    • 著者名/発表者名
      Yuqiao Wang, Takuya Maekawa
    • 学会等名
      情報処理学会 第76回ユビキタスコンピューティングシステム研究会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Acceleration-based Human Activity Recognition of Packaging Tasks Using Motif-guided Attention Networks2022

    • 著者名/発表者名
      Jaime Morales, Naoya Yoshimura, Qingxin Xia, Atsushi Wada, Yasuo Namioka, Takuya Maekawa
    • 学会等名
      IEEE Int'l Conf. on Pervasive Computing and Communications (PerCom 2022)
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Wi-Fi CSIを用いた行動認識のための強化学習を用いた環境非依存なサンプリングレート選択2022

    • 著者名/発表者名
      丹野 友華, 前川 卓也, 原 隆浩, 尾原 和也, 岸野 泰恵, 村上 友規, アベセカラ ヒランタ
    • 学会等名
      情報処理学会 第73回ユビキタスコンピューティングシステム研究会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Wi-Fi CSI-Based Activity Recognition with Adaptive Sampling Rate Selection, Proc. of 18th EAI International Conference on Mobile and Ubiquitous Systems2021

    • 著者名/発表者名
      Yuka Tanno, Takuya Maekawa, Takahiro Hara
    • 学会等名
      Computing, Networking and Services (MobiQuitous 2021)
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Comparative Analysis of High- and Low-Performing Factory Workers with Attention-Based Neural Networks2021

    • 著者名/発表者名
      Qingxin Xia, Atsushi Wada, Takanori Yoshii, Yasuo Namioka, Takuya Maekawa
    • 学会等名
      18th EAI International Conference on Mobile and Ubiquitous Systems: Computing, Networking and Services (MobiQuitous 2021)
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] WeakCounter: Acceleration-based Repetition Counting of Actions with Weakly Supervised Learning2021

    • 著者名/発表者名
      Yuuki Nishino, Takuya Maekawa, Takahiro Hara
    • 学会等名
      International Symposium on Wearable Computers (ISWC 2021)
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [産業財産権] 距離推定装置、距離推定方法及びプログラム2023

    • 発明者名
      前川卓也、尾原和也、岸野泰恵
    • 権利者名
      前川卓也、尾原和也、岸野泰恵
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2023
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書

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公開日: 2021-04-28   更新日: 2025-01-30  

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