消防活動支援のための屋内人物検知方法の開発

开发室内人体检测方法以支持消防活动

基本信息

批准号：
21K04532
负责人：
梶原康博
金额：
$ 1.91万
依托单位：
Tokyo Metropolitan University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K04532/
关键词：
レーダ人物検知防災一次元レーダ

项目摘要

（１）周波数連続変調(FMCW)レーダにより壁背面人物を検知する方法を開発した．反射波電波強度の差分を特徴量とした．人は呼吸，重心動揺等によりレーダからの距離が変動する．そのため，受信波の位相も変動する．そこで，位相変動に伴う受信波電波強度の変動を差分処理により求め，特徴量とした．そして，交叉検証法により人の有無を判別するための推定モデルを選定する方法を開発した．この方法を無人搬送車に実装し，無人搬送車が部屋を出る直前に壁を透視して通路上の通行人の有無を確認できるようにした．壁を透視して通行人が検知された場合には，通行人がいなくなるまで無人搬送車が停止するように制御できることを確認した．この研究成果を2023年7月に開催される国際会議において口頭発表することを予定している．（２）パルスレーダにより壁背面人物を検知する方法を開発した．2.4GHz周波数のWi-Fi通信が広く用いられており，壁を透過して通信を行えることが知られている．そこで，信号発生器により2.4GHzのパルス波を発生させ，その反射波を解析することにより壁背面の人物を検知する方法を開発した．家具は静止しているために反射波電波強度は人に比べて強いが位相は変化しない．一方，人は呼吸および重心動揺に伴いレーダからの距離が周期的に数cm変動するために反射波の位相が変動する．そこで，受信波の電波強度および位相の変動を特徴量として壁背面のモノと人を判別するための推定モデルを求める方法を開発し，実験により提案方法の有効性を確認した．この研究成果を2023年度中に日本設備管理学会に投稿することを予定している．

(1) 我们开发了一种使用频率连续调制 (FMCW) 雷达检测墙后人员的方法。将反射波电波强度的差作为特征量。人与雷达的距离会因呼吸、重心波动等而发生变化。因此，接收波的相位也会波动。因此，通过差分处理确定由于相位波动而导致的接收波无线电场强度的波动，并将其用作特征量。然后，我们开发了一种方法来选择估计模型，以使用交叉验证方法确定人员的存在或不存在。我们在自动导引车上实现了这种方法，让自动导引车能够透过墙壁看到并在离开房间之前检查路径上的路人。我们确认，如果透过墙壁检测到路人，可以控制自动导引车停下来，直到路人消失。我们计划在 2023 年 7 月举行的国际会议上口头介绍这项研究结果。 (2) 我们开发了一种使用脉冲雷达检测墙后人员的方法。使用 2.4GHz 频率的 Wi-Fi 通信被广泛使用，并且众所周知能够穿墙传输。因此，我们开发了一种通过使用信号发生器生成 2.4GHz 脉冲波并分析反射波来检测墙后人员的方法。由于家具是静止的，反射的无线电波强度比人强，但相位不会改变。另一方面，对于人类来说，由于呼吸和重心波动，距雷达的距离会周期性地变化几厘米，从而导致反射波的相位波动。因此，我们开发了一种方法，以接收波的强度和相位的波动为特征，获得用于区分墙后物体和人的估计模型，并通过实验证实了该方法的有效性。我们计划于 2023 年向日本设施管理学会提交这项研究结果。