複雑な壁面構造を有する構造物内における音響送受波単一センサによる移動体の屋内測位

2021年度までに研究された音響送受波単一センサによる屋内測位技術では、送信機と受信機のサンプルタイミングが非同期の場合、音波の到来時間測定に誤差が発生し測位精度に影響を及ぼす問題があった。2022年度の前半ではこの問題を解決するために自己位置の推定と送受信のサンプルタイミングの遅延時間を同時に推定するシステムの研究に取り組んだ。その結果、送受信機のサンプルタイミングに遅延が生じた場合でも遅延時間を正しく推定し、自己位置の補正が可能であることを実証した。本成果は国際会議で発表し、優れた研究発表として表彰された。また、2021年度までの研究では複数の反射波の干渉が発生することによって、Time-of-flight (ToF) の検出性能が低下する問題があった。そこで、2022年度の後半では、ドップラー効果を用いた反射波の分離計測手法を提案した。ロボットが移動している場合において、測距に用いる反響信号には反射壁面毎に異なるドップラーシフトが発生するため、その特性を利用して反射波の分離を行った。この手法を無響室内において複数の壁面を設置した環境で測距実験を行い、検出精度について評価を行った。その結果、単一の送信機と受信機のみで複数の壁からの反射波を分離することが可能となった。さらにこの手法を利用することでドップラー効果を用いない従来手法と比べて検出感度が向上することが明らかとなった。本成果は国内会議で発表した。

2021年度までに研究された音響送受波単一センサによる屋内測位技術では、送信機と受信機のサンプルタイミングが非同期の場合、音波の到来時間測定に誤差が発生し測位精度に影響を及ぼす問題があった。2022年度の前半ではこの問題を解決するために自己位置の推定と送受信のサンプルタイミングの遅延時間を同時に推定するシステムの研究に取り組んだ。その結果、送受信機のサンプルタイミングに遅延が生じた場合でも遅延時間を正しく推定し、自己位置の補正が可能であることを実証した。本成果は国際会議で発表し、優れた研究発表として表彰された。また、2021年度までの研究では複数の反射波の干渉が発生することによって、Time-of-flight (ToF) の検出性能が低下する問題があった。そこで、2022年度の後半では、ドップラー効果を用いた反射波の分離計測手法を提案した。ロボットが移動している場合において、測距に用いる反響信号には反射壁面毎に異なるドップラーシフトが発生するため、その特性を利用して反射波の分離を行った。この手法を無響室内において複数の壁面を設置した環境で測距実験を行い、検出精度について評価を行った。その結果、単一の送信機と受信機のみで複数の壁からの反射波を分離することが可能となった。さらにこの手法を利用することでドップラー効果を用いない従来手法と比べて検出感度が向上することが明らかとなった。本成果は国内会議で発表した。