• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 課題ページに戻る

2021 年度 実績報告書

因果関係情報センシング基盤

研究課題

研究課題/領域番号 21H03427
配分区分補助金
研究機関芝浦工業大学

研究代表者

新熊 亮一  芝浦工業大学, 工学部, 教授 (70362580)

研究分担者 阪本 卓也  京都大学, 工学研究科, 准教授 (30432412)
塩見 準  大阪大学, 情報科学研究科, 准教授 (40809795)
研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2025-03-31
キーワードLIDARセンサ / エッジコンピューティング / 電波センシング / 人体計測 / ハードウェア実装 / 移動体検出 / 高効率実装 / 移動体検出
研究実績の概要

三次元センサであるLIDARを用いてネットワークを構成し、三次元空間のセンシングを行うシステムの研究開発を行った。屋内外の事故の原因となる空間領域を抽出するため、空間ごとの動的変化を定量化する方式を考案した。方式を評価するため、実機のLIDARを用いてデータを取得した。取得したデータを用いた評価を行い、提案方式が高精度に空間領域を抽出可能であることを示した。
また、電波センサを用いた屋内の非接触センシング信号処理法の開発を行い、複数人の同時計測システムを整備した上で、最大7人の被験者が参加する実験を通じて開発手法の性能を定量評価した。開発手法により、屋内の事故の防止に不可欠な情報である人体位置・運動・生体信号を単一センサのみでモニタリングすることが可能となり、因果情報センシングに不可欠な要素技術が完成したといえる。
また、屋外事故を予測する因果推論を例として、ハードウェア実装に適した高効率センシング技術のアルゴリズムを開発した。屋外において移動体を低コストかつ高精度に検出するアルゴリズムを開発し、実データセットを用いてアルゴリズムの検証を行った。ハードウェア実装を見据えた高効率因果センシング技術実現のための要素技術が完成したといえる。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

1: 当初の計画以上に進展している

理由

当初の計画のとおり、屋外事故を予測するため、因果推論、具体的には事故予測の精度が最大化されるように因果関係情報を取得できるよう、因果推論モデルに基づいて能動的にセンシングを制御する手法を研究した。特に、車両の高速移動に対応できるよう、空間の動的変化を特徴として抽出する手法を確立した。これにより因果推論のモデルに基づいて因果関係情報を含むデータを能動的にセンシングできるシステムを設計することができた。
また、研究計画どおり、屋内の非接触センシング技術を開発した。順調に開発が進んでいるといえる。
また、研究計画通り、ハードウェア実装に適したアルゴリズムを開発したため順調に進んでいるといえる。

今後の研究の推進方策

2021年度の研究により、因果関係に基づき因果推論に重要な空間のデータを優先して取得するシステムを実現した。しかしながら、因果推論をリアルタイムに行うためには、遅延を考慮する必要がある。
今後は、空間特徴を短期間に抽出する方式を検討する。また、システムの高速化に向けて、開発したアルゴリズムをハードウェア実装し、その性能を評価する。

  • 研究成果

    (35件)

すべて 2022 2021 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (19件) (うち国際共著 2件、 査読あり 19件、 オープンアクセス 10件) 学会発表 (15件) (うち国際学会 1件、 招待講演 1件)

  • [国際共同研究] Trinity College Dublin(アイルランド)

    • 国名
      アイルランド
    • 外国機関名
      Trinity College Dublin
  • [雑誌論文] Blind Signal Separation for Array Radar Measurement Using Mathematical Model of Pulse Wave Propagation2022

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

      IEICE Transactions on Communications

      巻: - ページ: -

    • DOI

      10.1587/transcom.2021EBP3167

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Unsupervised Domain Adaptation for Disguised-gait-based Person Identification on Micro-Doppler Signatures2022

    • 著者名/発表者名
      Y. Yang, X. Yang, T. Sakamoto, F. Fioranelli, B. Li and Y. Lang
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Circuits and Systems for Video Technology

      巻: - ページ: -

    • DOI

      10.1109/TCSVT.2022.3161515

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Noncontact Sensing of Heart Rate Variability from Facial Video Using the Topology Algorithm2022

    • 著者名/発表者名
      Takuya Sakamoto, Tsuyoshi Nakamura
    • 雑誌名

      IEICE Communications Express

      巻: - ページ: -

    • DOI

      10.1587/comex.2022XBL0004

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Comparison of Machine Learning and Non-machine Learning Methods for the Sleep Apnea Detection Using Millimeter-wave Radar2022

    • 著者名/発表者名
      Takato Koda, Takuya Sakamoto, Shuqiong Wu, Shigeaki Okumura,ツ?Hirofumi Taki,ツ?Satoshi Hamada,ツ?Susumu Sato,ツ?Kazuo Chin
    • 雑誌名

      IEICE Communications Express

      巻: - ページ: -

    • DOI

      10.1587/comex.2022XBL0050

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Spatial-importance based computation scheme for real-time object detection from 3D sensor data2022

    • 著者名/発表者名
      R. Otsu, R. Shinkuma, T. Sato, E. Oki, D. Hasegawa, and T. Furuya
    • 雑誌名

      IEEE Access

      巻: 10 ページ: 5672-5680

    • DOI

      10.1109/ACCESS.2022.3140332

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Data Importance Aware Periodic Machine Learning Model Update for Sparse Mobile Crowdsensing2022

    • 著者名/発表者名
      Y. Inagaki, R. Shinkuma, T. Sato, E. Oki
    • 雑誌名

      IEEE 19th Annual Consumer Communications & Networking Conference (CCNC 2022)

      巻: - ページ: -

    • DOI

      10.1109/CCNC49033.2022.9700511

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Noncontact Monitoring of Heartbeat and Movements during Sleep Using a Pair of Millimeter-Wave Ultra-Wideband Radar Systems2021

    • 著者名/発表者名
      Takuya SAKAMOTO, Sohei MITANI, Toru SATO
    • 雑誌名

      IEICE Transactions on Communications

      巻: E104.B ページ: 463-471

    • DOI

      10.1587/transcom.2020EBP3078

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Experimental Demonstration of Accurate Noncontact Measurement of Arterial Pulse Wave Displacements Using 79-GHz Array Radar2021

    • 著者名/発表者名
      Y. Oyamada, T. Koshisaka and T. Sakamoto
    • 雑誌名

      IEEE Sensors Journal

      巻: 21 ページ: 9128-9137

    • DOI

      10.1109/JSEN.2021.3052602

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Noncontact Respiratory Measurement for Multiple People at Arbitrary Locations Using Array Radar and Respiratory-Space Clustering2021

    • 著者名/発表者名
      T. Koda, T. Sakamoto, S. Okumura and H. Taki
    • 雑誌名

      IEEE Access

      巻: 9 ページ: 106895-106906

    • DOI

      10.1109/ACCESS.2021.3099821

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Multiradar Data Fusion for Respiratory Measurement of Multiple People2021

    • 著者名/発表者名
      S. Iwata, T. Koda and T. Sakamoto
    • 雑誌名

      IEEE Sensors Journal

      巻: 21 ページ: 25870-25879

    • DOI

      10.1109/JSEN.2021.3117707

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Generating a Super-resolution Radar Angular Spectrum Using Physiological Component Analysis2021

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

      IEICE Communications Express

      巻: - ページ: -

    • DOI

      10.1587/comex.2021XBL0137

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Smarter Base Station Sleeping for Greener Cellular Networks2021

    • 著者名/発表者名
      R. Shinkuma, N. Kishi, K. Ota, M. Dong, T. Sato, and E. Oki
    • 雑誌名

      IEEE Network Magazine

      巻: 35(6) ページ: 98-103

    • DOI

      10.1109/MNET.110.2100224

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Spatial feature-based prioritization for transmission of point cloud data in 3D-image sensor networks2021

    • 著者名/発表者名
      M. Oka, R. Shinkuma, T. Sato, E. Oki, T. Iwai, K. Nihei, E. Takahashi, D. Kanetomo, K. Satoda
    • 雑誌名

      IEEE Sensors Journal

      巻: 21(20) ページ: 23145-23161

    • DOI

      10.1109/JSEN.2021.3106963

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Real-time Data Selection and Merging for 3D-image Sensing Network with Multiple Sensors2021

    • 著者名/発表者名
      C. Li, R. Shinkuma, T. Sato, and E. Oki
    • 雑誌名

      IEEE Sensors Journal

      巻: 21(19) ページ: 22058-22076

    • DOI

      10.1109/JSEN.2021.3102749

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Data-importance-aware Bandwidth-allocation Scheme for Point-cloud Transmission in Multiple LIDAR Sensors2021

    • 著者名/発表者名
      R. Otsu, R. Shinkuma, T. Sato, and E. Oki
    • 雑誌名

      IEEE Access

      巻: 9 ページ: 65150-65161

    • DOI

      10.1109/ACCESS.2021.3075275

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Creation of Temporal Model for Prioritized Transmission in Predictive Spatial-Monitoring Using Machine Learning2021

    • 著者名/発表者名
      K. Sato, R. Shinkuma, T. Sato, E. Oki, T. Iwai, T. Onishi, T. Nobukiyo, D. Kanetomo, and K. Satoda
    • 雑誌名

      IEICE Trans. Commun.

      巻: E104-B(8) ページ: 951-960

    • DOI

      10.1587/transcom.2020EBP3175

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Multi-object tracking for road surveillance without using features of image data2021

    • 著者名/発表者名
      N. Kishi, R. Shinkuma, M. Oka, T. Sato, E. Oki
    • 雑誌名

      IEEE Global Communications Conference (GLOBECOM 2021)

      巻: - ページ: -

    • DOI

      10.1109/GLOBECOM46510.2021.9686010

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Analyse or Transmit: Utilising Correlation at the Edge with Deep Reinforcement Learning2021

    • 著者名/発表者名
      J. Hribar, R. Shinkuma, G. Iosifidis, and I. Dusparic
    • 雑誌名

      IEEE Global Communications Conference (GLOBECOM 2021)

      巻: - ページ: -

    • DOI

      10.1109/GLOBECOM46510.2021.9685166

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Two-Level Processing Scheme for 3D-Image Sensing Network2021

    • 著者名/発表者名
      C. Li, R. Shinkuma, T. Sato, and E. Oki
    • 雑誌名

      2021 IFIP Networking Conference (IFIP Networking)

      巻: - ページ: -

    • DOI

      10.23919/IFIPNetworking52078.2021.9472791

    • 査読あり
  • [学会発表] 信号の準周期性を利用した複数レーダ協調計測による複数人の呼吸同時計測2022

    • 著者名/発表者名
      岩田俊亮, 香田隆斗, 阪本卓也
    • 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] ミリ波アレーレーダによる人体イメージングと位相時系列の主成分分析を併用した非接触心拍計測2022

    • 著者名/発表者名
      岩田慈樹, 香田隆斗, 阪本卓也
    • 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] ミリ波2次元アレーレーダによる人体複数部位の非接触計測に関する検討2022

    • 著者名/発表者名
      阪本卓也, 田中佑弥
    • 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] ミリ波レーダ人体センシングを想定した物理光学近似による電磁界散乱解析の計算量削減法の距離特性評価2022

    • 著者名/発表者名
      越坂武仁, 阪本卓也
    • 学会等名
      電子情報通信学会 電磁界理論研究会
  • [学会発表] ミリ波レーダとEMアルゴリズムによる睡眠時無呼吸の非接触検出2022

    • 著者名/発表者名
      阪本卓也, 香田隆斗, 奥村成皓, 瀧 宏文, 濱田 哲, 佐藤 晋, 平井豊博, 陳 和夫
    • 学会等名
      第29回バイオフィジオロジー研究会
  • [学会発表] ミリ波レーダによるトポロジー法を用いた複数人非接触心拍計測2022

    • 著者名/発表者名
      岩田慈樹, 阪本卓也
    • 学会等名
      電子情報通信学会 総合大会
  • [学会発表] Schelkunoffの多項式法を利用した生体成分分析の高速化2022

    • 著者名/発表者名
      鈴口純也, 阪本卓也
    • 学会等名
      電子情報通信学会 総合大会
  • [学会発表] アレーレーダを用いた人体複数部位の変位計測による非接触血圧計測技術2022

    • 著者名/発表者名
      小山田祐志, 越坂武仁, 阪本卓也
    • 学会等名
      電子情報通信学会 総合大会
  • [学会発表] EMアルゴリズムを用いたミリ波レーダによる睡眠時無呼吸の非接触検出2022

    • 著者名/発表者名
      香田隆斗, 阪本卓也, 奥村成皓, 瀧 宏文, 濱田 哲, 佐藤 晋, 陳 和夫
    • 学会等名
      電子情報通信学会 総合大会
  • [学会発表] Adaptive array processing for radar measurements of pulse wave propagation2021

    • 著者名/発表者名
      Takehito Koshisaka, Takuya Sakamoto
    • 学会等名
      2021 International Symposium on Antennas and Propagation
    • 国際学会
  • [学会発表] レーダ人体センシング2021

    • 著者名/発表者名
      阪本卓也
    • 学会等名
      電子情報通信学会 電磁界理論研究会(依頼講演)
    • 招待講演
  • [学会発表] ミリ波レーダによる複数人の非接触呼吸センシング2021

    • 著者名/発表者名
      阪本卓也, 香田隆斗, 奥村成皓, 瀧 宏文
    • 学会等名
      電子情報通信学会 マイクロ波研究会
  • [学会発表] 3D image sensing for road safety from inside of window2021

    • 著者名/発表者名
      H. Ozawa and R. Shinkuma
    • 学会等名
      IEICE Society Conference
  • [学会発表] Selective point data transmission for real-time 3D sensing network with multiple sensors2021

    • 著者名/発表者名
      K. Azuma, R. Shinkuma, K. Nihei, E. Takahashi, T. Iwai
    • 学会等名
      IEICE Society Conference
  • [学会発表] Real-time data aggregation with multiple 3D-image sensors for indoor monitoring2021

    • 著者名/発表者名
      K. Akiyama and R. Shinkuma
    • 学会等名
      IEICE Society Conference

URL: 

公開日: 2022-12-28  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi