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2017 年度 実績報告書

上空・地上の複合レーダと自律航法技術による大規模自然災害の効率的な捜索手法の開発

研究課題

研究課題/領域番号 15H02997
研究機関仙台高等専門学校

研究代表者

園田 潤  仙台高等専門学校, 総合工学科, 教授 (30290696)

研究分担者 渡邉 学  東京電機大学, 理工学部, 研究員 (10371147)
金澤 靖  豊橋技術科学大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (50214432)
米澤 千夏  東北大学, 農学研究科, 准教授 (60404844)
研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2018-03-31
キーワード地中レーダ / 航空機搭載レーダ / 大規模自然災害 / 工学的捜索手法 / FDTD法 / GPU / ディープラーニング / UAV
研究実績の概要

(1)東日本大震災の不明者捜索への適用:東日本大震災の津波で津波で甚大な被害を受けた宮城県名取市閖上で,本研究で開発した工学的捜索手法の実証実験を行った。この結果,お骨や衣類などの生活物品を含む50000個の地中物体を検出している。また,上空からの地中物体検出を評価として,Lバンド人工衛星・航空機搭載レーダによる地中物体検出を評価するために,JAXA航空機搭載レーダPi-SAR-L2と無人航空機UAV (Unmanned Aerial Vehicle) による3次元復元技術SfM (Structure from Motion)を用いた同期実験を実施し,埋設CRをPi-SAR-L2で上空から観測しUAV-SfMにより地表面を3次元復元した結果,地表面には大きな物体が存在しない箇所で比較的強い反射が確認された。
(2)人工知能技術による地中レーダ画像からの物体識別:多層のニューラルネットワークであるディープラーニングによる地中物体自動識別技術として,GPUを複数台使用するGPUクラスタを用いたFDTD法による数十万個規模の学習データ生成と,畳込ニューラルネットワークによるレーダ画像からの地中物体の誘電率や大きさの識別手法を開発した。
(3)自律走行地中レーダの開発:GNSS測位に基づく自律走行地中レーダのプロトタイプを開発し,指定した範囲をGNSS自律走行地中レーダにより昼夜問わず探査可能になる。
(4)火山災害への応用:阿蘇山火口付近で,地中レーダによる火山灰中の探査および火山灰の複素比誘電率の周波数特性を測定し,350/500 MHzの地中レーダで2016年に噴火した火山灰堆積を確認した。
(5)海底探査への応用:宮城県山元町沖で,地中レーダによる海底がれきの探査および海水の複素誘電率の周波数特性を測定し,350MHzの地中レーダで水深10mの海底がれきを探査できることを確認した。

現在までの達成度 (段落)

29年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

29年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (18件)

すべて 2018 2017

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (15件) (うち国際学会 1件、 招待講演 4件)

  • [雑誌論文] 屋内外シームレス電波環境解析のためのUAV-SfMによるFDTD実環境マルチスケール数値モデル構築2017

    • 著者名/発表者名
      園田潤,今野海航,橋本瑞樹,金澤靖,佐藤源之
    • 雑誌名

      電子情報通信学会論文誌B

      巻: J100-B ページ: 773-781

    • DOI

      DOI:10.14923/transcomj.2017APT0002

    • 査読あり
  • [雑誌論文] FDTD法による地中レーダを用いた鉄筋コンクリート下の空洞検出特性2017

    • 著者名/発表者名
      園田潤,昆太一,佐藤源之,阿部幸雄
    • 雑誌名

      電子情報通信学会論文誌C

      巻: J100-C ページ: 302-309

    • 査読あり
  • [雑誌論文] L-band SAR(PALSAR-2)を用いた、広域データからの土砂災害域検出2017

    • 著者名/発表者名
      渡邉学,米澤千夏,園田潤,島田政信
    • 雑誌名

      日本リモートセンシング学会誌

      巻: 37 ページ: 21-26

    • 査読あり
  • [学会発表] ディープラーニングによる地中レーダの物体識別におけるシミュレーション画像と転移学習による実験画像の識別2018

    • 著者名/発表者名
      園田潤,木本智幸
    • 学会等名
      2018年度人工知能学会全国大会(第32回)
  • [学会発表] 阿蘇山における地中レーダ探査と火山灰の複素比誘電率の周波数特性2018

    • 著者名/発表者名
      園田潤,木本智幸,橋本瑞樹,金澤 靖
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合2018年大会
  • [学会発表] 阿蘇山における地中レーダ探査と火山灰の複素比誘電率特性2018

    • 著者名/発表者名
      園田潤,木本智幸,橋本瑞樹,金澤 靖
    • 学会等名
      電子情報通信学会2018年総合大会
  • [学会発表] ディープラーニングを用いた地中レーダ画像識別におけるシミュレーション画像と実験画像による識別特性2018

    • 著者名/発表者名
      園田潤,木本智幸
    • 学会等名
      電子情報通信学会2018年総合大会
    • 招待講演
  • [学会発表] ディープラーニングによる地中レーダ画像の物体識別2018

    • 著者名/発表者名
      園田潤
    • 学会等名
      物理探査1dayセミナー
    • 招待講演
  • [学会発表] 地中レーダによる海底探査とFDTD法による海水中の電波伝搬解析2018

    • 著者名/発表者名
      園田潤
    • 学会等名
      電子情報通信学会宇宙・航行エレクトロニクス研究会
  • [学会発表] Object Identification from GPR Images by Deep Learning Using FDTD Simulation with GPU Cluster2018

    • 著者名/発表者名
      Jun Sonoda and Tomoyuki Kimoto
    • 学会等名
      The 40th PIERS Progress In Electromagnetics Research Symposium
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 海岸における行方不明者および遺留品捜索のためのGNSS受信機の精度評価2017

    • 著者名/発表者名
      古屋聡, 米澤千夏, 渡邉学, 園田潤, 金澤靖
    • 学会等名
      地理情報システム学会2017年度学術研究発表大会
  • [学会発表] VGG構造を一部に持つCNNによる地中レーダ画像からの物体識別2017

    • 著者名/発表者名
      園田潤,木本智幸
    • 学会等名
      電子情報通信学会パターン認識・メディア理解研究会
  • [学会発表] ディープラーニングによる地中レーダ画像からの物体の誘電率と大きさの識別2017

    • 著者名/発表者名
      園田潤,木本智幸
    • 学会等名
      伝送工学研究会
    • 招待講演
  • [学会発表] ディープラーニングを用いた地中レーダ画像の物体識別における多層化と高解像度化による識別特性2017

    • 著者名/発表者名
      園田潤,木本智幸
    • 学会等名
      電子情報通信学会ソサイエティ大会
  • [学会発表] 複合レーダ技術を用いた大規模自然災害における地中・水中捜索手法の開発2017

    • 著者名/発表者名
      園田潤,渡邉学,米澤千夏,金澤靖
    • 学会等名
      電子情報通信学会ソサイエティ大会
  • [学会発表] ドローン映像からの砂浜などの形状に対する高精度なリアルタイム3次元復元2017

    • 著者名/発表者名
      橋本瑞樹, 松永竜太郎, 金澤靖, 園田潤
    • 学会等名
      画像の認識・理解シンポジウム (MIRU2017)
  • [学会発表] ディープラーニングによる地中レーダ画像の物体識別特性2017

    • 著者名/発表者名
      園田潤,木本智幸
    • 学会等名
      電子情報通信学会エレクトロニクスシミュレーション研究会
  • [学会発表] 分割幅可変カントール多層平板におけるマイクロ波帯の透過特性2017

    • 著者名/発表者名
      園田潤,丹治紀彦,海野啓明,佐藤源之,小幡常啓,若原昭浩
    • 学会等名
      電子情報通信学会アンテナ・伝播研究会

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公開日: 2018-12-17  

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