ドローン聴覚による実時間被災者探査実現に向けた地表の三次元空間音響センシング

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初年度はドローン聴覚による地表の音響センシング実現に向けた，初期検討を行った．・音響センシングアルゴリズムの開発：ドローン搭載スピーカー・マイクロホンアレイを用いた地表の音響センシングのための基本となるアルゴリズムを開発した．本手法では，音源定位手法として用いられているMUSIC (multiple signal classification)法を応用した手法であり，ドローン搭載のスピーカーから照射された音響信号が地表の各所で反射し，その反射波の伝搬時間と方向を得ることによりセンシングを行う．・スピーカー・マイクロホンアレイシステムの開発：センシングのためのスピーカー・マイクロホンアレイセンサを構築した．高出力・軽量なスピーカーと，16ch同期収録可能な小型マイクロホンを用いた．また，高精度・広範囲の計測のための最適なパラメータについても検討を行った．・雑音耐性の強化，リアルタイム性の強化：上記のアルゴリズムについて，ドローン自身の大きな雑音が存在する状況であっても実時間でセンシングを行うことができるよう，処理コストの低い雑音除去手法の開発を行った．本手法では，統計情報を用い，得られる情報の中から雑音によるものと目的音によるものを区別し，目的音のみを抽出することで雑音の影響を除去し，SNR (signal-to-noise ratio)が低い状況でも高精度に反射波の伝搬時間・方向を得ることができる．上記を屋外実環境でドローンを飛行させ，評価を行った．その結果，高度5mでの飛行中に，約2m四方の範囲の地面を数十cmの精度でセンシングすることができた．また，SNRが低い状況であっても，実時間で雑音除去の処理を行うことができ，本手法の有用性を確認できた．