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2018 年度 実績報告書

圧縮センシングと最適空間サンプリングによる地雷検知用レーダ・イメージングの効率化

研究課題

研究課題/領域番号 26249058
研究機関東北大学

研究代表者

佐藤 源之  東北大学, 東北アジア研究センター, 教授 (40178778)

研究分担者 園田 潤  仙台高等専門学校, 総合工学科, 教授 (30290696)
菊田 和孝  東北大学, 東北アジア研究センター, 助教 (70801249)
ZOU LILONG  東北大学, 東北アジア研究センター, 助教 (00795859)
研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2019-03-31
キーワードGPR / GB-SAR / CS / ALIS / 人道的地雷除去
研究実績の概要

熊本県南阿蘇村に設置したGB-SARを利用し、地滑りの長期的なモニタリングを行いつつ、学術的な研究にデータを利用してきた。本装置はフルポーラリメトリのデータを取得できることから、特徴を活かしたデータ処理として大気補正への利用を提案した。GB-SARで干渉SAR画像を構成する場合、大気中の湿度、温度、気圧の変化により電波伝搬速度が変化するため、対象物の変位と大気の影響による位相変化の区別がつかない。そのため、一次元の位相変化プロファイルの平均値を差し引き、局所的な位相変化のみを取り出す大気補正法が一般に利用されてきた。これに対して本研究ではフルポーラリメトリで取得されるHH、HV、VV偏波の相互には、大気の等方性から大気の影響による位相差は生じないとした仮定の下、観測される偏波相互間の変化が計測対象物の反射メカニズムの変化によるものであるとして検知したところ、従来手法と良い一致を見た。つまり、大気補正を行わずに対象物の変異を検知できる可能性を示した。
更に1次元ならびに2次元のMIM型GB-SAR装置を試作し、2次元ならびに3次元のイメージング実験を行った。MIMO型であるため、データ取得は1秒間に100回程度行え、SAR画像間の位相から干渉SAR画像を構成することができ、2次元的な振動の計測・画像化に成功した。また一部の画像化にCSを取り入れ、虚像の発生を抑えるアルゴリズムを開発した。
地雷除去センサALISに関しては加速度センサを利用したアンテナ位置追尾アルゴリズムを開発し、データ取得とイメージ再構成を高速で実行するソフトウエアを開発した。開発したソフトウエアを搭載したALIS2台は、2018年1月よりカンボジア地雷除去対策センタ(CMAC)によって、実地雷原での運用が開始された。

現在までの達成度 (段落)

平成30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

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (10件)

すべて 2019 2018 その他

すべて 雑誌論文 (8件) (うち国際共著 5件、 査読あり 8件、 オープンアクセス 8件) 図書 (1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] GB-SAR Interferometry Based on Dimension-Reduced Compressive Sensing and Multiple Measurement Vectors Model2019

    • 著者名/発表者名
      Weike Feng, Giovanni Nico and SATO Motoyuki
    • 雑誌名

      IEEE Geoscience and Remote Sensing Letters

      巻: 16 ページ: 70-74

    • DOI

      10.1109/LGRS.2018.2866600

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Passive radar imaging by filling gaps between ISDB digital TV channels2019

    • 著者名/発表者名
      Feng Weike, Jean-Michel Friedt, Motoyuki Sato
    • 雑誌名

      IEEE Journal of Selected Topics in Applied Earth Observations and Remote Sensing

      巻: - ページ: 1 - 14

    • DOI

      10.1109/JSTARS.2019.2891114

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Near Range Radar Imaging Based on Block Sparsity and Cross-Correlation Fusion Algorithm2018

    • 著者名/発表者名
      Feng, Weike; Yi, Li; Sato, Motoyuki
    • 雑誌名

      IEEE Journal of Selected Topics in Applied Earth Observation and Remote Senisng

      巻: 11 ページ: 2079-2089

    • DOI

      10.1109/JSTARS.2018.2797056

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Near Range Radar Image Reconstruction Algorithm by Weighted Envelopes Transformation2018

    • 著者名/発表者名
      Iakov Chernyak and Motoyuki Sato
    • 雑誌名

      IEEE Geoscience and Remote Sensing Letters

      巻: 15 ページ: 1515-1519

    • DOI

      10.1109/LGRS.2018.2846763

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Passive bistatic radar using digital video broadcasting-terrestrial receivers as general-purpose software-defined radio receivers2018

    • 著者名/発表者名
      Weike Feng, Jean-Michel Friedt, Grigory Cherniak, and Motoyuki Sato
    • 雑誌名

      Review of Scientific Instruments

      巻: 89 ページ: -

    • DOI

      10.1063/1.5048132

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Measurement of Pier Deformation Patterns by Ground-Based SAR Interferometry: Application to a Bollard Pull Trial2018

    • 著者名/発表者名
      Giovanni Nico, Giuseppe Cifarelli, Gianluca Miccoli, Filippo Soccodato,Weike Feng , Motoyuki Sato , Salvatore Miliziano, and Maurizio Marini
    • 雑誌名

      IEEE Journal of Oceanic Engineering

      巻: 43 ページ: 822-829

    • DOI

      10.1109/JOE.2018.2840399

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Passive Radar Delay and Angle of Arrival Measurements of Multiple Acoustic Delay Lines Used as Passive Sensors2018

    • 著者名/発表者名
      W. Feng, J-M. Friedt, and M. Sato
    • 雑誌名

      IEEE Sensors Journal

      巻: 19 ページ: 594-602

    • DOI

      10.1109/JSEN.2018.2872867

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Optimization of a sparse array antenna for 3D imaging in near range2018

    • 著者名/発表者名
      Andrey LYULYAKIN, Iakov CHERNYAK, Motoyuki SATO
    • 雑誌名

      IEICE Transactions on Electronics

      巻: E102-C ページ: 46-50

    • DOI

      https://doi.org/10.1587/transele.E102.C.46

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [図書] Target Scattering Mechanism in Polarimetric Synthetic Aperture Radar2018

    • 著者名/発表者名
      Chen, S.-W., Wang, X.-S., Xiao, S.-P., Sato, M.
    • 総ページ数
      225
    • 出版者
      Springer
    • ISBN
      978-981-10-7269-7
  • [備考] 佐藤研究室ホームページ

    • URL

      http://magnet.cneas.tohoku.ac.jp/satolab/satolab-j.html

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公開日: 2019-12-27  

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