| 研究課題/領域番号 |
25289115
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 研究機関 | 大阪市立大学 |
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研究代表者 |
原 晋介 大阪市立大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (80228618)
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| 研究期間 (年度) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| キーワード | 位置推定 / 無人飛行体 / 遅延時間 / 遅延時間差 / 受信電力 / ワイヤレストモグラフィ / 圧縮センシング |
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| 研究概要 |
高層ビル等で災害が起こった場合，生存者を救出するために中に入るレスキュー隊員の位置を推定することは重要であるが，GPSやセンサネットワークを使った通常の位置推定法は使えない．無人飛行体(UAV; Unmanned Aerial Vehicle)をビル周辺に飛行させ，UAVの位置をGPSで推定し，そのUAVの位置情報を用いてターゲットの位置を推定する二階層の位置推定が唯一の手段となりうる．しかしながら，GPSの位置推定精度は30m程度あるため，何らかの方法でUAVの位置推定精度を向上させることが必要となる．
遅延時間(TOA; Time Of Arrival)によるターゲットの位置推定において，UAVとターゲットの時刻同期を確立させる方法を考察し，UAV間の測距情報と，位置が既知である基準点と各UAV間の測距情報を用いて，ターゲットの位置推定精度を向上させる方法を提案し，計算機シミュレーションによりその推定精度を評価した．
また，遅延時間差(TDOA; Time Difference Of Arrival)によるターゲットの位置推定において，UAVを移動させながらターゲットを測距することにより，仮想的にUAVの台数を増加させることができ，ターゲットの位置推定精度が向上することを理論と計算機シミュレーションにより確認した．
一方，受信信号電力(RSS; Received Signal Strength)を用いたターゲットの位置推定において，ワイヤレストモグラフィを用いて2次元減衰マップを作成することに圧縮センシングを適用することを考察し，計算機シミュレーションと実験により，減衰マップ推定精度を評価した．
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
平成25年度に掲げた研究目標は概ね達成している．TOA，TDOAによる位置推定では，精度を向上させる方法を検討し，計算機シミュレーションによりそれらの位置推定精度を評価できた．一方，RSSによる位置推定では，計算機シミュレーションによる評価に加え，電波暗室であるが，ワイワレストモグラフィによる減衰マップ作成の実験ができた．
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| 今後の研究の推進方策 |
TOAとTDOAによる位置推定では，3次元の推定問題を解くことになり，理論解析が難しいが，チャレンジしようと思っている．クラメルラオの下界式を用いて，位置推定誤差が最小となるUAVの3次元位置を理論的に明らかにしたい．2次元でのそれはわかっている．
RSSによる位置推定では，減衰マップを作成してから位置推定を行うのではなく，同時にそれを行う方法を考察する．それができれば，3次元に拡張できると考えている．
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| 次年度の研究費の使用計画 |
2次元ワイヤレストモグラフィに関し，装置を購入して実験を行う予定であったが，兼業先である機関に装置を貸して頂き，その機関の施設である電波暗室（関東）で実験できることになった．従って，装置を購入することを取りやめ，学生と共に数回その施設を訪れ実験を行った．その実験を実施することと結果をまとめることに時間がかかった．
また，購入予定の装置の性能が平成25年度に手に入るものでは満足いかなかったので，購入を見合わせることにした．
3次元ワイヤレストモグラフィに関しては，兼業先機関の装置では行えないので，次年度に繰り越した研究費を使って装置を購入しよう計画を立てている．ただし，実験する場所については電波暗室がベストなので，平成26年度も兼業先機関の電波暗室を貸して頂き，学生と共にその施設を訪れ実験を行う計画を立てている．2次元の場合に比較して，3次元ワイヤレストモグラフィの実験はさらに大掛かりになるので，実験には数日かかると予想している．
このように，平成26年度に繰り越した研究費は，実験のための装置購入と旅費に使う計画である．
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