無線センシングにおける行動認識ブートストラッピング機構の開発

无线传感中行为识别引导机制的发展

• 批准号: 22H03583
• 负责人: 内山 彰
• 金额: $ 10.98万
• 依托单位: Osaka University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2026-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22H03583/
• 关键词: Wi-Fi CSI; 無線センシング; 行動認識; ミリ波レーダー

高齢者の見守りや未病の改善などにあたり、人々の行動を認識しフィードバックを行うことが重要である。プライバシの懸念が少なく、デバイスを身につける必要が無いことから、Wi-Fi CSI (Channel State Information)を用いて、人の行動を認識する手法が注目されている。しかし、電波は周辺の壁や物による反射の影響を受けるため、CSI による行動認識は環境が変わると利用できないという本質的な課題がある。本研究では、5Gで注目を集めるミリ波をレーダーとして利用し、見通し範囲に限られるが、取得した点群から人体姿勢を推定し、高精度に行動を認識する。同時に、Wi-Fi デバイス間でCSI を取得し、ミリ波レーダーによる行動認識結果を併用した深層学習によって環境に依存しない特徴量の抽出を試みる。これによって、行動認識モデルが自律的に構築されるブートストラップ機構の開発を目指す。初年度は、本研究の目的達成のため、研究項目(a) ミリ波行動認識技術の開発，および研究項目(b) 環境非依存な行動認識モデル構築法の開発に取り組む。初年度は手動でのラベル付けにより研究項目(b) のCSI からの環境非依存な特徴量抽出の検討を中心に研究を実施し、初期検討データの収集・解析および目的達成にあたっての課題整理を行った。特に、送受信機の位置関係を環境の違いとして定義し、見守りを想定した立つ、座る、寝るなどの6種類の行動の認識を対象に、初期検討データを用いた予備実験を行った結果、送受信機の位置関係の違いが行動認識性能に大きな影響を与えることが判明した。

在观察老年人并改善其前的预定时，认识并提供有关人们行为的反馈很重要。由于对隐私几乎没有关注，也无需佩戴设备，因此使用Wi-Fi CSI（频道状态信息）来认识到人们的行为正在引起人们的注意。但是，无线电波受到周围壁和物体的反射影响，因此，必不可少的挑战是，当环境变化时，CSI的行为识别不能使用。在这项研究中，在5G中吸引注意力的毫米波被用作雷达，尽管视觉范围有限，但人体姿势是从获得的点云中估算的，并且行为的精度高度识别。同时，在Wi-Fi设备之间获得了CSI，并尝试通过使用毫米波雷达进行行为识别结果来提取环境独立的特征。这旨在开发一种自主构建行为识别模型的引导机制。在第一年，为了实现这项研究的目标，我们将研究研究项目（a）：毫米波行为识别技术的发展，以及（b）：开发环境独立的行为识别模型构建方法。在第一年，研究主要是针对通过手动标记从研究项目中从CSI中提取环境独立特征提取的，对初始研究数据的收集和分析以及实现目标的任务的收集和分析。特别是，我们将收发器的位置关系定义为环境的差异，并使用初始检查数据进行了初步实验，以识别六种类型的行为，例如站立，坐姿和睡眠，以假设监测，并发现收pection剂的位置关系的差异对行为识别绩效具有重大影响。

项目成果

Towards Activity Recognition Using Wi-Fi CSI from Backscatter Tags

• DOI: 10.1109/percomworkshops56833.2023.10150323
• 发表时间: 2023-03
• 期刊: 2023 IEEE International Conference on Pervasive Computing and Communications Workshops and other Affiliated Events (PerCom Workshops)
• 作者: V. Erdélyi;Kazuki Miyao;Akira Uchiyama;T. Murakami

Towards Environment-Independent Activity Recognition Using Wi-Fi CSI with an Encoder-Decoder Network

• DOI: 10.1145/3597061.3597261
• 发表时间: 2023-06
• 期刊: Proceedings of the 8th Workshop on Body-Centric Computing Systems
• 作者: Yusuke Sugimoto;Hamada Rizk;Akira Uchiyama;Hirozumi Yamaguchi