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2012 年度 実績報告書

多重散乱環境を用いた衝突回避ロボットのための超波長分解能レーダ技術の研究

研究課題

研究課題/領域番号 22360161
研究機関電気通信大学

研究代表者

桐本 哲郎  電気通信大学, 情報理工学(系)研究科, 教授 (10364142)

研究分担者 木寺 正平  電気通信大学, 情報理工学(系)研究科, 助教 (00549701)
研究期間 (年度) 2010-04-01 – 2013-03-31
キーワードレーダ信号処理 / UWBセンサ / 超波長分解能 / 多重散乱環境 / 影領域イメージング
研究概要

本研究では,災害現場・資源探査等を想定した自律型ロボットの周囲環境計測(目標位置・形状認識等)のための,超広帯域画像レーダ技術を開発する.超波長分解能・精度を実現する高速レーダ画像化手法としてRPM(Range Points Migration)法が提案されている.同手法を移動目標計測に対応するため,マルチスタティック観測(一点送信,多点受信)モデルを用いた画像化手法を提案した.本手法では特に複数目標における干渉抑圧を実現するため,RPM法のイメージを用いて目標をクラスタリングし,また目標境界点と距離点が一対一対応することに着目して,異なるクラスタのイメージに対応する距離点を干渉ポイントから除去する方法を導入した.また,特に回転運動の推定精度を向上させるため,目標境界上の法線ベクトルを評価関数に導入した.これはRPM法の目標上の各点の法線ベクトルが空間差分等を用いることなく直接的に計算できるという特徴を生かしたものである.同拡張により,2次元及び3次元モデルにおいて任意の目標境界の任意の運動に対する高精度目標位置・形状推定法を完成させた.数値計算により,運動および形状位置の推定精度は約百分の一波長を保持すること示した.同手法は2件の国際会議で論文賞を受賞する等,当該分野での評価も高い.
また,前年度で確立した楕円体群補間法を多重散乱波モデルに拡張した.同手法では室内等の壁を模倣し,目標と壁の二回散乱波をイメージングに利用することで,直接散乱波では再現できなかった領域を画像化し,その結果,楕円体群補間の精度・ロバスト性を著しく向上させた.同手法は実際の室内計測で想定される多重散乱波を抑圧するのではなく,積極的に利用することによって,精度を改善する手法であり,新規性及び有効性が高い.今後,実験環境を構築し,各手法の評価・改良を実施し,実応用に適する手法へと完成度を更に高める.

現在までの達成度 (区分)
理由

24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

24年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (11件)

すべて 2013 2012

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件) 学会発表 (7件)

  • [雑誌論文] Accurate Imaging Method for Moving Target with Arbitrary Shape for Multi-static UWB Radar2013

    • 著者名/発表者名
      Ryo Yamaguchi, Shouhei Kidera and Tetsuo Kirimoto
    • 雑誌名

      IEICE Trans. Commun.

      巻: vol.6 (in press) ページ: E96-B

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Robust and Accurate Image Expansion Algorithm Based on Double Scattered Range Points Migration for UWB Imaging Radars2013

    • 著者名/発表者名
      Shouhei Kidera and Tetsuo Kirimoto
    • 雑誌名

      IEICE Trans. Commun.

      巻: Vol.E96-B,No.4,(in press)

    • DOI

      DOI:10.1587/transcom.E96.B.1061

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Efficient 3-Dimensional Imaging Method Based on Enhanced Range Points Migration for UWB Radars2013

    • 著者名/発表者名
      Shouhei Kidera and Tetsuo Kirimoto
    • 雑誌名

      IEEE Geoscience and Remote Sensing Letters

      巻: vol. 10 (in press)

    • DOI

      DOI:10.1109/LGRS.2012.2230611

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Accurate 3-dimensional Imaging Method Based on Extended RPM for Rotating Target Model2012

    • 著者名/発表者名
      Shouhei Kidera, Hiroyuki Yamada and Tetsuo Kirimoto
    • 雑誌名

      IEICE Trans. Commun.

      巻: vol.E95-B,no.10 ページ: 3279-3289

    • DOI

      DOI:10.1587/transcom.E95.B.3279

    • 査読あり
  • [学会発表] マルチスタティックUWBレーダのための移動目標立体像再構成法2013

    • 著者名/発表者名
      山口 亮,木寺 正平, 桐本 哲郎
    • 学会等名
      電子情報通信学会 総合大会
    • 発表場所
      岐阜市
    • 年月日
      20130319-20130322
  • [学会発表] NON-PARAMETRIC IMAGING METHOD FOR MULTIPLE MOVING TARGETS WITH MULTI-STATIC UWB RADAR2012

    • 著者名/発表者名
      Ryo Yamaguchi, Shouhei Kidera and Tetsuo Kirimoto
    • 学会等名
      International Conference on Space, Aeronautical and Navigation Electronics 2012
    • 発表場所
      韓国,ソウル
    • 年月日
      20121010-20121012
  • [学会発表] Efficient 3-Dimensional Imaging Algorithm Using PI Extraction Based RPM for Quasi-Far Field UWB Radars2012

    • 著者名/発表者名
      Shouhei Kidera and Tetsuo Kirimoto
    • 学会等名
      2012 IEEE International Conference on Ultra-Wideband ICUWB 2012
    • 発表場所
      アメリカ,ニューヨーク州
    • 年月日
      20120917-20120920
  • [学会発表] Nonparametric and Accurate Imaging Algorithm for a Target with Arbitrary Motion Using Multi-static UWB Radar2012

    • 著者名/発表者名
      Ryo Yamaguchi, Shouhei Kidera and Tetsuo Kirimoto
    • 学会等名
      2012 IEEE International Conference on Ultra-Wideband ICUWB 2012
    • 発表場所
      アメリカ,ニューヨーク州
    • 年月日
      20120917-20120920
  • [学会発表] 交点導出型RPM法によるUWBレーダ高速立体像推定法2012

    • 著者名/発表者名
      木寺 正平, 桐本 哲郎
    • 学会等名
      電子情報通信学会 ソサイエティ大会
    • 発表場所
      富山市
    • 年月日
      20120911-20120914
  • [学会発表] マルチスタティックUWBレーダを用いた複数移動目標イメージング法2012

    • 著者名/発表者名
      山口 亮,木寺 正平, 桐本 哲郎
    • 学会等名
      電子情報通信学会 ソサイエティ大会
    • 発表場所
      富山市
    • 年月日
      20120911-20120914
  • [学会発表] Experimental Study on Accurate 3-Dimensional Imaging Method Based on Extended RPM for Rotating Target2012

    • 著者名/発表者名
      Shouhei Kidera and Tetsuo Kirimoto
    • 学会等名
      2012 IEEE Geoscience and Remote Sensing Symposium, IGARSS 2012
    • 発表場所
      ドイツ,ミュンヘン
    • 年月日
      20120722-20120727

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公開日: 2014-07-24  

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