環境を計測し自律的に最適信号を選抜する音響モデムによる高精度屋内音響ＧＰＳの実現

使用声学调制解调器测量环境并自主选择最佳信号，实现高精度室内声学 GPS

基本信息

批准号：
21K19757
负责人：
海老原格
金额：
$ 4.08万
依托单位：
University of Tsukuba
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-07-09 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-21K19757/
关键词：
音響測位マルチパスドップラー

项目摘要

○通信環境の計測とパラメータ設計：移動体の測位を想定し，受信機が0.2～0.3 m/sで移動する動的環境下における通信路の遅延広がりとドップラー広がりを実験で計測した．そして，観測された通信路の遅延広がりとドップラー広がりを利用して，既存の放送機器やスマートフォンが有する周波数帯域を考慮に入れながら，前年度に構築した残響・ドップラー対応音響モデムにおける信号の最適パラメータ（搬送波周波数，帯域幅，ガードバンド等）を設計した．○残響・ドップラー対応音響モデムの性能評価：前記で設計したパラメータを用いて，残響・ドップラー対応モデムの性能を，シミュレーションおよび実験で評価した．周期的なM系列信号を送受信することで距離を推定する信号処理方式をベンチマークとして選定した．その結果，受信機が0.2～0.3 m/sで移動する環境において，提案した残響・ドップラー対応モデムは，受信信号の信号電力対雑音電力比（Signal-to-noise ratio; SNR）が低下しても，ベンチマークを上回る10mmオーダの精度で送受信機間の距離が推定できること，SNRが大きければ等化後のビット誤り率が0になることが明らかになった．提案手法は，測位用の信号しか送信できないベンチマークと異なり，測位用の信号とメッセージを同時送信する能力を有している点が特徴である．また，測位用の信号とメッセージを同時送信することは可視光を用いても行うことが可能であるが，現時点では音響測位の方が優れた精度を有している．従って，提案手法は，動的環境における屋内測位に適していることが示唆された．

○通信环境和参数设计的测量：根据移动车身定位的假设，我们测量了在动态环境中接收器移动在0.2-0.3 m/s之间的通信路径的延迟和多普勒传播。然后，考虑到回响/多普勒兼容的声学调制解调器中的信号的最佳参数（载波频率，带宽，后卫带等），考虑到上一年中构建的信号的最佳参数（载波频率，带宽，后卫带等），考虑到了上一年中构建的最佳参数（载波频率，带宽，后卫带等），考虑到了上一年中构建的信号的最佳参数（载波频率，带宽等），请考虑到上一年中构建的信号的最佳参数（载波频率（带宽等），考虑到上一年中构建的最佳参数（载波频率（带宽等）），考虑到了观察到的延迟和多普勒，考虑到上一年的最佳参数（载体频率）（考虑到上一年中现有现有广播设备和智能设备的现有频率频率）。 ○回响和多普勒兼容的声学调制解调器的性能评估：使用上面设计的参数，通过模拟和实验评估了混响和多普勒兼容调制解调器的性能。选择通过发送和接收周期性M序列信号来估计距离的信号处理方法被选为基准。结果，据透露，在接收器移动在0.2至0.3 m/s之间的环境中，提议的混响多普勒兼容的调制解调器可以估计收到的信号（即即使接收信号的信号率）的差异，并且y re频率很大，并且在范围内估计，即使接收信号的差异也很大，并且要降低了范围，即使率高得出的频率，也可以超过基准标准的距离。与仅能传输定位信号的基准分析不同，该方法的特征在于能够同时传输定位信号和消息的能力。此外，可以使用可见光执行定位信号和消息的同时传输，但是在这一点上，声学定位具有更好的精度。因此，建议该提出的方法适用于在动态环境中的室内定位。

项目成果

期刊论文数量（0）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Smartphone Camera-Based Indoor Positioning System Utilizing Optical Diffusion Filter

利用光学扩散滤光片的基于智能手机摄像头的室内定位系统

DOI：
10.34385/proc.72.s9-7
发表时间：
2022
期刊：
IEICE Proceeding Series
影响因子：
0
作者：
Reo Okawara;Tadashi Ebihara;Naoto Wakatsuki;Keiichi Zempo;and Koichi Mizutani
通讯作者：
and Koichi Mizutani

ディジタル音響通信と Basis expansion model を用いた移動体の測距

使用数字声学通信和基础扩展模型对移动物体进行测距

DOI：
发表时间：
2021
期刊：
第42回超音波エレクトロニクスの基礎と応用に関するシンポジウム講演論文集
影响因子：
0
作者：
Reo Okawara;Tadashi Ebihara;Naoto Wakatsuki;Keiichi Zempo;and Koichi Mizutani;和田康平，海老原格，若槻尚斗，善甫啓一，水谷孝一
通讯作者：
和田康平，海老原格，若槻尚斗，善甫啓一，水谷孝一