超音波による手ぶりインターフェースの開発

2011 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 21300046
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: メディア情報学・データベース
• 研究機関: 国立情報学研究所
• 研究代表者: 橋爪 宏達 国立情報学研究所, アーキテクチャ科学研究系, 教授 (40172853)
• 連携研究者: 杉本 雅則 東京大学, 基盤科学研究系, 准教授 (90280560)
• 研究期間 (年度): 2009 – 2011
• キーワード: ヒューマンインターフェース / 超音波設計 / パターン認識

研究概要

空中を伝搬する超音波により、対象の動きを画像化することにより、操作者の意図を検出して機器操作を行う、身振りインターフェース技術の開発を試みた。MEMS技術による低コストな検出アレイとFPGA信号処理機構を製作し、有効性を確認した。また動き検出アルゴリズムを新しく開発することにより、将来の多くのアプリケーション開発のための基礎を構築できた。

研究成果

• [雑誌論文] Evaluation of Acoustic Imaging System Using Correlation Multicarrier Signals Division in Synthetic Transmit Aperture with Multicarrier Signals (2011)
  • 著者名/発表者名: Toshio Ito, Masanori Sugimoto and Hiromichi Hashizume
  • 雑誌名: 電子情報通信学会論文誌(英文) 巻: Vol.E94-A, No.10 ページ: 1907-1919
  • 査読あり
• [雑誌論文] Design of Accurate Motion Capture System Using Ultrasonic Communications (2010)
  • 著者名/発表者名: Tomohiko Sato, Shigeki Nakamura, Kotaro Terabayashi, Masanori Sugimoto and Hiromichi Hashizume
  • 雑誌名: Japanese Journal of Applied Physics 巻: vol.31 ページ: 445-446
  • 査読あり
• [雑誌論文] 最適化したマルチキャリア信号と合成送信開口による高画質音響イメージング (2010)
  • 著者名/発表者名: 伊藤俊夫,杉本正則,橋爪宏達
  • 雑誌名: 電子情報通信学会 巻: VOL.J93(5) ページ: 341-352
  • 査読あり
• [雑誌論文] 超音波イメージングシステムの直感的な設計評価を可能にする線形モデル(基礎理論) (2009)
  • 著者名/発表者名: 伊藤俊夫,杉本雅則,橋爪宏達
  • 雑誌名: 電子情報通信学会論文誌A,基礎・境界 巻: 92(8) ページ: 559-570
  • 査読あり
• [雑誌論文] A Scalable Tracking System Using Ultrasonic Communication (2009)
  • 著者名/発表者名: Toshio ITO, Tesuya SATO, Kan TULATHIMUTTE, Masanori SUGIMOTO, and Hiromichi HASHIZUME
  • 雑誌名: 電子通信学会論文誌(英文) 巻: E92-A(6) ページ: 1408-1416
  • 査読あり
• [雑誌論文] 高精度超音波移動体測位のための位相一致法の拡張手法(超音波) (2009)
  • 著者名/発表者名: 佐藤哲也,杉本雅則,橋爪宏達
  • 雑誌名: 電子情報通信学会論文誌A,基礎・境界 巻: 92(12) ページ: 953-963
  • 査読あり
• [学会発表] 3D Reconstruction from Adaptive Matrix Microphone Array Signals using Back Projection Algorithm (2011)
  • 著者名/発表者名: Kyohei Mizutani, Masanori Sugimoto, Hiromichi Hashizume
  • 学会等名: International Ultrasonic Symposium 2011
  • 発表場所: Florida
  • 年月日: 20111018-21
• [学会発表] Synthetic Transmit Aperture 3D Image Reconstruction Using 2D Transmitter Array (2011)
  • 著者名/発表者名: Natsuda Laokulrat, Yasushige Maeda, Masanori Sugimoto, Hiromichi Hashizume
  • 学会等名: International Ultrasonic Symposium 2011
  • 発表場所: Florida
  • 年月日: 20111018-21
• [学会発表] Measuring Phase Characteristics of Ultrasonic Microphones for Accurate Ultrasonic Localization Systems (2011)
  • 著者名/発表者名: Shigeki Nakamura, Masanori Sugimoto, H iromichi Hashizume
  • 学会等名: International Ultrasonic Symposium 2011
  • 発表場所: Florida
  • 年月日: 20111018-21
• [学会発表] A Robust Doppler Ultrasonic 3D-imaging System with MEMS Microphone Array and Configurable Processor (2011)
  • 著者名/発表者名: Yasushige Maeda, Masanori Sugimoto, Hiromichi Hashizume
  • 学会等名: International Ultrasonic Symposium 2011
  • 発表場所: Florida
  • 年月日: 20111018-21
• [学会発表] Design and Implementation of a Robust and Real-time Ultrasonic Motion-capture System (2011)
  • 著者名/発表者名: Tomohiko Sato, Shigeki Nakamura, Kotaro Terabayashi, Masanori Sugimoto and Hiromichi Hashizume
  • 学会等名: Indoor Positioning and Indoor Navigation, IPIN(2011)
  • 発表場所: Poltgal
  • 年月日: 20110921-23
• [学会発表] An Accurate and Compact 3D Positioning System for a Moving Target by Integrating Extended Phase Accordance Method and Particle Filter (2011)
  • 著者名/発表者名: Shigeki Nakamura, Tomohiko Sato, Kotaro Terabayashi, Masanori Sugimoto and Hiromichi Hashizume
  • 学会等名: Indoor Positioning and Indoor Navigation, IPIN(2011)
  • 発表場所: Poltgal
  • 年月日: 20110921-23
• [学会発表] Acoustic Imaging Reconstruction from Adaptive Microphone Array Signals using Back Projection (2011)
  • 著者名/発表者名: Mizutani, K., Sugimoto, M., Hashizume, H.
  • 学会等名: Proc. of 31st International Acoustical Imaging Symposium(AI-31)
  • 発表場所: Warsaw, Poland
  • 年月日: 20110410-13
• [学会発表] MEMS Microphone Array and Signal Pocessor for Realtime Acoustic Object Detection (2011)
  • 著者名/発表者名: Maeda, Y., Sugimoto, M., Hashizume, H
  • 学会等名: Proc. of 31st International Acoustical Imaging Symposium(AI-31)
  • 発表場所: Warsaw, Poland
  • 年月日: 20110410-13
• [学会発表] Design and Implementation of Real-time Acoustic Imaging System Using Synthetic Transmit Aperture (2010)
  • 著者名/発表者名: Natsuda Laokulrat, Masanori Sugimoto and Hiromichi Hashizume
  • 学会等名: The 31st Symposium on UltraSonic Electronics(USE2010)
  • 発表場所: Tokyo Japan
  • 年月日: 20101206-08
• [学会発表] An Accurate Estimation of 3D Position and Velocity Using Extended Phase Accordance Method And Adaptive Filtering (2010)
  • 著者名/発表者名: Shigeki Nakamura, Tomohiko Sato, Masanori Sugimoto and Hiromichi Hashizume
  • 学会等名: The 31st Symposium on UltraSonic Electronics(USE2010)
  • 発表場所: Tokyo Japan
  • 年月日: 20101206-08
• [学会発表] Basic Investigation on Acoustic Imaging Technique using Temporal Capon Algorithm And Filtered Backprojection Algorithm (2010)
  • 著者名/発表者名: Kyohei Mizutani, Masanori Sugimoto and Hiromichi Hashizume
  • 学会等名: The 31st Symposium on UltraSonic Electronics(USE2010)
  • 発表場所: Tokyo Japan
  • 年月日: 20101206-08
• [学会発表] An Accurate Technique for Simultaneous Measurement of 3D Position And Velocity of a Moving Object Using a Single Ultrasonic Receiver Unit (2010)
  • 著者名/発表者名: Shigeki Nakamura, Tomohiko Sato, Masanori Sugimoto and Hiromichi Hashizume
  • 学会等名: 2010 International Conference on Indoor Positioning And Indoor Navigation(IPIN)
  • 発表場所: Zurich Switzerland
  • 年月日: 20100915-17
• [学会発表] Fast and Accurate Ultrasonic 3D Localization Using the TSaT-MUSIC Algorithm (2010)
  • 著者名/発表者名: Kyohei Mizutani, Toshio Ito, Masanori Sugimoto, Hiromichi Hashizume
  • 学会等名: 2010 International Conference on Indoor Positioning And Indoor Navigation(IPIN)
  • 発表場所: Zurich Switzerland
  • 年月日: 20100915-17
• [学会発表] A Realtime and Accurate Technique for Estimating Position and Velocity of Moving Node using Ultrasonic (2010)
  • 著者名/発表者名: T. Sato, S. Nakamura, M. Sugimoto, H. Hashizume
  • 学会等名: Communication, Proceedings of ICST 2010
  • 発表場所: Lecce, Italy
  • 年月日: 20100603-05
• [学会発表] MB-OFDM方式UWBを用いた屋内測距技術 (2010)
  • 著者名/発表者名: 寺田篤司、杉本雅則、橋爪宏達
  • 学会等名: 情報処理学会創立50周年記念全国大会
  • 発表場所: 東京大学
  • 年月日: 2010-03-09
• [学会発表] 超音波通信を用いた移動体位置および速度の実時間高精度推定 (2010)
  • 著者名/発表者名: 佐藤智彦,中村成希,杉本雅則,橋爪宏達
  • 学会等名: 電子情報通信学会超音波研究会(US)
  • 発表場所: 関西大学
  • 年月日: 2010-01-26
• [学会発表] 拡張位相一致法を用いた移動体の3次元位置速度同時計測 (2010)
  • 著者名/発表者名: 佐藤智彦,中村成希,杉本雅則,橋爪宏達
  • 学会等名: 電子情報通信学会超音波研究会(US)
  • 発表場所: 関西大学
  • 年月日: 2010-01-26
• [学会発表] 合成送信開口イメージングにおけるマルチキャリア信号とM系列信号の比較実験 (2009)
  • 著者名/発表者名: 伊藤俊夫,杉本雅則,橋爪宏達
  • 学会等名: 第4回超音波医学会基礎研究会(日本音響学会第4回アコースティックイメージング研究会)
  • 発表場所: 東北大学
  • 年月日: 2009-12-11
• [学会発表] TSaT-MUSIC法を用いた超音波イメージング (2009)
  • 著者名/発表者名: 水谷享平,伊藤俊夫,杉本雅則,橋爪宏達
  • 学会等名: 第4回超音波医学会基礎研究会(日本音響学会第4回アコースティックイメージング研究会
  • 発表場所: 東北大学
  • 年月日: 2009-12-11
• [学会発表] High-Resolution Acoustic Imaging Using Multi-Carrier Wave Forms Synthesized by Genetic Algorithm (2009)
  • 著者名/発表者名: Toshio Ito, Masanori Sugimoto, Hiromichi Hahizume
  • 学会等名: 2009 IEEE International Symposiu m(IUS)
  • 発表場所: Rome, Italy
  • 年月日: 2009-09-22
• [学会発表] 複数音源を用いた音響イメージングのための最適な送信波形の検討 (2009)
  • 著者名/発表者名: 伊藤俊,杉本雅則,橋爪宏達
  • 学会等名: 電子情報通信学会,超音波研究会(US)
  • 発表場所: 千葉大学
  • 年月日: 2009-06-26
• [図書] Acoustic Imaging Reconstruction from Adaptive Microphone Array Signals using Back Projection (2012)
  • 著者名/発表者名: Mizutani, K., Sugimoto, M., Hashizume, H
  • 総ページ数: 267-268
• [図書] A Simple Linear Model of Acoustic Imaging in Temporal (2012)
  • 著者名/発表者名: Toshio Ito, Masanori Sugimoto, and Hiromichi Hashizume
  • 総ページ数: 279-288
• [図書] MEMS Microphone Array and Signal Pocessor for Realtime Acoustic Object Detection (2012)
  • 著者名/発表者名: Maeda, Y., Sugimoto, M., Hashizume, H
  • 総ページ数: 371-382
• [図書] EURASIP Journal on Advances in Signal Processing、TSaT-MUSIC : A Novel Algorithm for Rapid and Accurate Ultrasonic 3D Localization (2011)
  • 著者名/発表者名: Kyohei Mizutani, Toshio Ito, Masanori Sugimoto, Hiromichi Hashizume
  • 総ページ数: 15
• [図書] Sensors & Transducers Extended Phase Accordance Method : A Real-time and Accurate Technique for Estimating Position and Velocity of Moving Objects using Ultrasonic Communication (2010)
  • 著者名/発表者名: Tomohiko SATO, Shigeki NAKAMURA, Masanori SUGIMOTO and Hiromichi HASHIZUME
  • 総ページ数: 15
• [図書] Humanistic Needs as Sees in Smart Clothing, Chapter 7, Smart Clothing Technology Applications(Human Facters and Ergonomics)(Editor : Gilsoo cho,) (2009)
  • 著者名/発表者名: Sebastien Duval, Christian Hoareau, Hiromichi Hashizume.
  • 総ページ数: 275
  • 出版者: CRC Press
• [図書] Recent Advances in Sensing Technology Lecture Notes in Electrical Engineering, A Scalable Ultrasonic-Based Localization System Using the Phase Accordance Method (2009)
  • 著者名/発表者名: Tulathimutte, Masanori Sugimoto and Hiromichi Hashizume
  • 総ページ数: 20
• [図書] Location and Context Awareness Lecture Notes in Computer Science, Volume5561/2009, An Ultrasoni, 3DPositioning System Using a Single Compact Receiver Unit (2009)
  • 著者名/発表者名: Masanori sugimoto, Kan Tulanthimutte, Toshio Ito Tesuya Sato and Hiromichi Hashizume
  • 総ページ数: 14
• [備考]
  • URL: http://www.itl.t.u-tokyo.ac.jp/
• [産業財産権] 距離測定方法及びレーダー装置 (2012)
  • 発明者名: 橋爪宏達、杉本雅則
  • 権利者名: 情報・システム研究機構
  • 産業財産権番号: 特許、特願2012-036383
  • 出願年月日: 2012-02-22
• [産業財産権] 速度・距離検出システム,速度距離検出装置および速度・距離検出方法 (2011)
  • 発明者名: 橋爪宏達,杉本雅則,佐藤智彦
  • 権利者名: 情報システム・研究機構, 他
  • 産業財産権番号: 特許、PCT/JP2011/050551
  • 出願年月日: 2011-01-14
  • 外国
• [産業財産権] 時刻基準点情報伝送システムおよび受信器 (2011)
  • 発明者名: 橋爪宏達,杉本雅則
  • 権利者名: 情報システム・研究機構
  • 産業財産権番号: 特許、7, 881, 669
  • 取得年月日: 2011-02-01
  • 外国
• [産業財産権] 時刻基準点情報伝送システムおよび受信器 (2011)
  • 発明者名: 橋爪宏達,杉本雅則
  • 権利者名: 情報システム・研究機構
  • 産業財産権番号: 特許、GB2441667
  • 取得年月日: 2011-01-12
  • 外国
• [産業財産権] ドップラーレーダーシステム・ドップラーレーダー送信装置及び送信波最適化方法 (2010)
  • 発明者名: 橋爪宏達,杉本雅則,伊藤俊夫
  • 権利者名: 情報システム・研究機構
  • 産業財産権番号: 特許、特願2010-288791
  • 出願年月日: 2010-12-24
• [産業財産権] 速度・距離検出システム,速度距離検出装置および速度・距離検出方法 (2010)
  • 発明者名: 橋爪宏達、杉本雅則、佐藤智彦
  • 権利者名: 情報・システム研究機構/東京大学
  • 産業財産権番号: 特許、特願2010-007492
  • 出願年月日: 2010-01-15
• [産業財産権] 時刻基準点情報伝送システムおよび受信器 (2010)
  • 発明者名: 橋爪宏達,杉本雅則
  • 権利者名: 情報システム・研究機構
  • 産業財産権番号: 特許、特許第4621924号
  • 取得年月日: 2010-11-12
• [産業財産権] 計測装置、計測システム、および計測方法 (2009)
  • 発明者名: 橋爪宏達、杉本雅則、佐藤哲也
  • 権利者名: 情報・システム研究機構/東京大学
  • 産業財産権番号: 特許、特願2009-272707
  • 出願年月日: 2009-11-30