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2008 年度 実績報告書

UWBレーダと可逆変換を用いた高速3次元イメージングシステムの開発

研究課題

研究課題/領域番号 17206044
研究機関京都大学

研究代表者

佐藤 亨  京都大学, 情報学研究科, 教授 (60162450)

研究分担者 阪本 卓也  京都大学, 情報学研究科, 助教 (30432412)
キーワードUWB / レーダ / 3次元イメージング / SEABED法 / 実時間処理
研究概要

本課題では、申請者らが考案し提唱している、可逆変換を用いたUWBレーダのための高速な物体像再構成アルゴリズムの原理を具体化し、現実の室内環境において利用可能な高精度3次元環境認識技術を確立することを目的とする。最終年度となる平成20年度にはイメージング手法の改良により、複雑な形状の目標にも適用可能な3次元イメージングシステムの開発を行った。形状が複雑な場合には、複数の散乱波が互いに干渉し、従来手法の適用が困難であった。
まず、受信信号のアンテナ位置-遅延時間の関係を複数の滑らかな曲線でモデル化し、最適化問題に帰着させた。ここで、可逆変換式の特徴を利用することでモデルの自由度を減らす手法を考案した。推定されたアンテナ位置-遅延時間の関係に対して可逆変換を適用することで形状推定が可能であることを明らかにした。この手法の開発のためには、複数の散乱波の干渉の仕方や散乱波形の歪みなどの特徴を詳細に調べる必要がある。このため、まず計算機シミュレーションにより電磁界散乱の物理的な性質を詳細に調べた。
次に、実験的検証のために平成19年度までに整備したUWBレーダ実験システムを用いた。複雑な形状の目標としては、研究室設備である複数の導体球により構成される実験用冶具を使用した。測定時間、イメージング処理時間、推定精度および分解能について、計算機シミュレーションと実験結果の双方を用いて詳しく調べ、可逆変換を用いた高速立体UWBレーダイメージングの実現可能性を明らかにした。

  • 研究成果

    (27件)

すべて 2009 2008 その他

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件) 学会発表 (22件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Code-Division Multiple Transmission for High-Speed UWB Radar Imaging with an Antenna Array2009

    • 著者名/発表者名
      Takuya Sakamoto
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing vol. 47, no. 4

      ページ: 1186-1179

    • 査読あり
  • [雑誌論文] A fast and high-resolution 3-D imaging algorithm with linear array antennas for UWB pulse radars2008

    • 著者名/発表者名
      Shouhei Kidera
    • 雑誌名

      IEICE Transactions on Communicat ions vol. E91-B, no. 8

      ページ: 2683-2691

    • 査読あり
  • [雑誌論文] high-resolution and real-time 3-D imaging algorithm with envelope of spheres for UWB radars2008

    • 著者名/発表者名
      Shouhei Kidera
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing vol. 47, no. 11

      ページ: 1186-1179

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 2-Dimensional luaging lor Human Bodies with UWB Radar using Approximately Uniforim Walking Mot ion along a Straight Line with the SEABED Algorithg2008

    • 著者名/発表者名
      Takuya Sakamoto
    • 雑誌名

      IEICE Transactions on Coimunications vol. E91-B, no. 11

      ページ: 3695-3703

    • 査読あり
  • [学会発表] Time-reversal UWB imaging with a single antenna in multi-path environments2009

    • 著者名/発表者名
      Takuya Sakamoto
    • 学会等名
      3rd European Conference on Antennas & Propagation (EuCAP) 2009
    • 発表場所
      Estrel Convent ion Center, Berlin, Germany
    • 年月日
      2009-03-25
  • [学会発表] 多重散乱環境での単一素子を用いた特異値分解による高分解能画像化技術2009

    • 著者名/発表者名
      阪本卓也
    • 学会等名
      2009年電子情報通信学会総合大会
    • 発表場所
      愛媛大学
    • 年月日
      2009-03-20
  • [学会発表] 適応平滑化処理を用いた超音波高解像度イメージングの実験的検討2009

    • 著者名/発表者名
      佐保賢志
    • 学会等名
      2009年電子情報通信学会総合大会
    • 発表場所
      愛媛大学
    • 年月日
      2009-03-19
  • [学会発表] 未知形状の室内における多重散乱波を利用した単一アンテナによるUWBレーダイメージング2009

    • 著者名/発表者名
      北村尭之
    • 学会等名
      2009年電子情報通信学会総合大会
    • 発表場所
      愛媛大学
    • 年月日
      2009-03-19
  • [学会発表] FDI法とSEABED法を用いたUWBレーダィメージング2009

    • 著者名/発表者名
      片岡祐介
    • 学会等名
      2009年電子情報通信学会総合大会
    • 発表場所
      愛媛大学
    • 年月日
      2009-03-19
  • [学会発表] 多重散乱開口合成に基づくUWBレーダ影領域立体イメージング手法2009

    • 著者名/発表者名
      木寺正平
    • 学会等名
      2009年電子情報通信学会総合大会
    • 発表場所
      愛媛大学
    • 年月日
      2009-03-19
  • [学会発表] 多点同時送信アレイを用いたスペクトル拡散UWBレーダによる高速立体形状イメージング2009

    • 著者名/発表者名
      可児佑介
    • 学会等名
      2009年電子情報通信学会総合大会
    • 発表場所
      愛媛大学
    • 年月日
      2009-03-17
  • [学会発表] UWBレーダを用. いた任意方向の直線運動を行う目標の2次元イメージング2009

    • 著者名/発表者名
      松木優治
    • 学会等名
      2009年電子情報通信学会総合大会
    • 発表場所
      愛媛大学
    • 年月日
      2009-03-17
  • [学会発表] UWBレーダのための多重散乱開口合成に基づく影領域ィメージング2009

    • 著者名/発表者名
      木寺正平
    • 学会等名
      電子情報通信学会電磁界理論研究会
    • 発表場所
      京都工芸繊維大学
    • 年月日
      2009-01-30
  • [学会発表] An Experimental study of High-Resolution 3-D Imaging Algorithm with Envelope of Modified Spheres for UWB Through-the-Wall Radars2008

    • 著者名/発表者名
      Shouhei Kidera
    • 学会等名
      International Symposium on Antennas and Propagation (ISAP2008)
    • 発表場所
      Taipei International Convention Center, Taipei, Taiwan
    • 年月日
      20081000
  • [学会発表] High-Speed UWB Radar Imaging Agorithm for Complex Target Boundary without Wave front Connections2008

    • 著者名/発表者名
      Shouhei Kidera
    • 学会等名
      The XXIX General Assembly of the International Union of Radio Science (URSI)
    • 発表場所
      Hyatt Regency Chicago Hotelin Chicago, Illinois, USA
    • 年月日
      20080800
  • [学会発表] UWBレーダシステム間の搬送波周波数揺らぎを考慮した疑似ランダム系列間の相互相関抑圧に関する検討2008

    • 著者名/発表者名
      可児佑介
    • 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
    • 発表場所
      日本工業大学
    • 年月日
      2008-12-19
  • [学会発表] 3-D fast imaging method for UWB radar in interference-rich environments with global optimization2008

    • 著者名/発表者名
      Takuya Sakamoto
    • 学会等名
      Workshop for Space, Aeronautical and Navigat ional Electronics 2008
    • 発表場所
      Ba-Da-Guan Hotel, Qingdao, P. R. China
    • 年月日
      2008-11-26
  • [学会発表] Experimental study of robust and high-resolution ultrasound imaging algorithm with adaptive smoothing techniaues2008

    • 著者名/発表者名
      Kenshi Saho
    • 学会等名
      Workshop for Space, Aeronautical and Naviga tional Electronics 2008
    • 発表場所
      Ba-Da-Guan Hotel, Qingdao, P. R. China
    • 年月日
      2008-11-26
  • [学会発表] 階層的最適化を導入した干渉環境下でのUWBレーダ画像化2008

    • 著者名/発表者名
      阪本卓也
    • 学会等名
      2008年電子情報通信学会ソサイエティ大会
    • 発表場所
      明治大学
    • 年月日
      2008-09-17
  • [学会発表] 複雑立体目標のためのファジィ推定を用いた高分解能UWBレーダ画像化手法2008

    • 著者名/発表者名
      木寺正平
    • 学会等名
      2008年電子情報通信学会ソサイエティ大会
    • 発表場所
      明治大学
    • 年月日
      2008-09-17
  • [学会発表] A study on Fast Imaging for Walking Human Bodies by UWB Radar with Realistic Motion Model2008

    • 著者名/発表者名
      Takuya Sakamoto
    • 学会等名
      2008 IEEE International Conference on Ultra-WideBand (ICUWB2008)
    • 発表場所
      Leibniz Universitat Hannover, Germany
    • 年月日
      2008-09-11
  • [学会発表] 壁透過レーダのための高解像度立体像推定法の実験的検討2008

    • 著者名/発表者名
      水寺正平
    • 学会等名
      電気学会基礎・材料・共通部門大会
    • 発表場所
      千葉工業大学
    • 年月日
      2008-08-21
  • [学会発表] 大域的最適化による複雑形状物体UWBレーダイメージング技術2008

    • 著者名/発表者名
      松本浩志
    • 学会等名
      電子情報通信学会アンテナ・伝播研究会(AP)
    • 発表場所
      北海道大学
    • 年月日
      2008-07-23
  • [学会発表] A high-resolution imaging algorithm for complex-shaped target shapes by optimizing quasi-wavefronts2008

    • 著者名/発表者名
      Takuya Sakamoto
    • 学会等名
      IEEE AP-S International Symposium 2008
    • 発表場所
      Manchester Grand Hyatt, San Diego, USA
    • 年月日
      2008-07-11
  • [学会発表] High-Resolution 3-D Imaging Algori thm without Derivative Operations for UWB Through-the-Wall Radars2008

    • 著者名/発表者名
      Shouhei Kidera
    • 学会等名
      IEEE AP-S International Symposium 2008
    • 発表場所
      Manchester Grand Hyatt, San Diego, USA
    • 年月日
      2008-07-08
  • [学会発表] 適応的周波数補正を用いた雑音耐性の高いUWBパルスレーダ高解像度立体像推定法2008

    • 著者名/発表者名
      佐保賢志
    • 学会等名
      電子情報通信学会アンテナ・伝播研究会(AP)
    • 発表場所
      佐世保業高等専門学校
    • 年月日
      2008-05-16
  • [備考]

    • URL

      http://www-lab26.kuee.kyoto-u.ac.jp/index.html

URL: 

公開日: 2010-06-11   更新日: 2016-04-21  

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