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音響ビーコンで自己位置を推定する屋内移動ロボットシステム

使用声学信标估计自身位置的室内移动机器人系统

基本信息

批准号：
16J03531
负责人：
小木曽里樹
金额：
$ 1.22万
依托单位：
University of Tsukuba
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2016
资助国家：
日本
起止时间：
2016-04-22 至 2019-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-16J03531/
关键词：
マイクロホンアレイ位置推定移動ロボット

项目摘要

本研究は音響ビーコンによる測位手法の確立を目的とた。本年度は(i)移動体を測位した際のドップラシフトによる影響評価の手法及び(ii)反射・回折が無視できない場合における測位手法を提案した。(i)本研究で対象とするマイクアレイ素子間の相関関数は、理想的には音波の到来角度に相当する時刻のみにピークが現れる。しかしながら、ドップラシフト等の影響が発生すると、上記時刻以外にも複数のピークが発生する。この変化を相関波形の振幅対平均電力比によって評価することを提案し、ドップラシフトによる影響が無視できず本来のピークよりも他のピークが大きくなる速度域を定量的に評価可能であることを示した[1]。(ii)また、反射等によってマイクアレイ素子間の相関波形に影響が出ることは避けられず、相関波形のピーク時刻のみを以て音波の到来角度の推定値とする従来の手法は反射等による到来角度の誤検出が課題であった。これを解決するため、到来角度から位置を推定する従来法に対し、新たに測位候補位置の尤度を相関波形の高さで評価し、尤度の高い候補位置を測位結果とする手法を提案した。以上により、反射等の影響によって相関波形のピークが本来の時刻以外に発生する条件でも、本来の時刻に相関があれば測位を可能とする手法を示した。[1]Ogiso et al.:"Evaluation of Time-Difference-of-Arrival Error of Acoustic Beacons Caused by Velocity of Microphone Array," Proceedings of Regional Conference on Acoustics and Vibrations 2017, RB1032 (6-pages) (28 November, 2017).

The purpose of this study is to determine the position of the target. This year, we propose (i) methods for evaluating the impact of mobile body positioning and (ii) methods for positioning in cases where reflection and reflection are ignored. (i)In this study, the correlation between the image and the sound element is determined by the ideal angle of arrival. The influence of the above mentioned time and place shall occur. The amplitude of the correlation waveform is evaluated in relation to the average power ratio. The influence of the amplitude on the average power ratio is ignored. The influence of the amplitude on the average power ratio is evaluated quantitatively in the velocity domain.[1] (ii)The influence of correlation waveform between sound waves, reflections, etc. on the estimation of arrival angle of sound waves, the problem of error detection of arrival angle of sound waves, etc. The method for estimating the position of the new position candidate is proposed by the method for estimating the position of the new position candidate. The above mentioned conditions for the occurrence of correlation waveforms other than the original time are indicated by the method of correlation measurements. [1]Ogiso et al.: "Evaluation of Time-Difference-of-Arrival Error of Acoustic Beacons Caused by Velocity of Microphone Array," Proceedings of Regional Conference on Acoustics and Vibrations 2017, RB1032 (6-pages) (28 November, 2017).