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電磁パルス波の散乱を利用した物体推定アルゴリズムの開発

开发利用电磁脉冲波散射的物体估计算法

基本信息

批准号：
09750515
负责人：
工藤孝人
金额：
$ 1.6万
依托单位：
Oita University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
财政年份：
1997
资助国家：
日本
起止时间：
1997 至 1998
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究の最終目的は,時間的および空間的に局在した波動である電磁パルス波の散乱現象を利用し,物体の媒質定数,形状,寸法などを精度良く推定する手法を開発することである.平成9年度においては,層状媒質の媒質定数分布を推定する手法を構築し,一定の成果を得た.平成10年度の研究実施計画は次のとおりであった.1. 均質媒質中に存在する2次元物体の内部構造を推定するアルゴリズムの構築2. 同アルゴリズムの有効性の検証および本研究の総括このうち計画1については,工業製品の非破壊検査を想定して,真空中に存在する誘電体角柱に電磁パルス波を入射させ,そのときの散乱応答(時系列データ)を利用して角柱内部の誘電率分布を反復的に推定するアルゴリズムを構築した.具体的には,角柱内部は区分的に均質な小領域に分割できるとする仮定のもと,真の誘電率分布に対して得られる散乱応答と推定した誘電率分布から得られる散乱応答についての誤差汎関数を定義し,これを適切な降下法を用いて最小化することで各小領域の誘電率を求める手法である.また計画2については,計算手法として時間領域差分(FDTD)法を用い,種々の角柱モデルに対して計算機シミュレーションを実行した結果,本手法が安定した有効な推定法であることが示された.なお,この成果については,いくつかの国際会議および専門研究会において既に公表済みである.以上のように,2年間の研究目標はほぼ達成された.現在,損失性2次元物体の媒質定数分布を推定する問題について解析を行っており,成果が得られ次第,国際会議等で順次公表する予定である.なお,本手法の問題点として,媒質定数を推定する小領域の数が多くなると計算時間が急激に増加することが示されている.今後は,非反復解法と組み合わせるなどして,計算時間を短縮することも重要な課題の一つである.

The ultimate goal of this study is to develop a method for estimating the number, shape, and size of objects using electromagnetic wave scattering phenomena in time and space. In 2009, the method of estimating the distribution of the constant number of stratified media was established, and certain results were obtained. Heisei 10th Annual Research Implementation Plan The internal structure of a 2-D object existing in a homogeneous medium is estimated. In the first part of this study, the non-destructive investigation of industrial products is considered. The electromagnetic wave incident on the dielectric prism exists in vacuum, and the scattered response (time series) of the dielectric prism is repeatedly estimated. Specifically, the prism interior is divided into homogeneous small areas, the distribution of true inductivity is obtained, the scattered response is estimated, the distribution of inductivity is obtained, the error coefficient is defined, and the appropriate reduction method is used to minimize the inductivity of each small area. The calculation method of FDTD method is used in this project. The prism method is used in the computer system. As a result, this method is stable and effective. International conferences and seminars are held in Beijing. The above research objectives were achieved within 2 years. At present, the estimation of the distribution of medium constant number of lossy two-dimensional objects is a problem of analysis and analysis, and the results are obtained in the order of international conferences. The problem of this method is that the number of small fields estimated by the medium constant number is too many, and the calculation time is too fast to increase. In the future, non-iterative solutions and combinations will be used to shorten the calculation time.