複数アンテナによるUWB 信号を利用した屋内環境における歩行時人体位置推定に関する一検討

摘要

本稿では、屋内環境において複数のアンテナを用いてUWB レーダシステムを構成し、得られた応答特性から人体歩行時の人体検出及び位置推定を試みた結果を示す。ベクトルネットワークアナライザを使用して測定される周波数特性を時間領域に変換し、得られたインパルス応答から人体反射波を検出する。屋内環境においては床や壁等の障害物からの反射波が混在する中で人体の反射波のみを分離・抽出する必要がある。本研究では、無人状態における空間内の応答特性を事前に測定する事前推定情報を用いることなく、時間差分によって抽出をおこないその有効性を示す。5m ×5m の屋内環境にて、6つのアンテナを利用した各方向からの応答特性の合成により人体の位置推定を行い、二乗平均誤差20cm 以下の位置推定を行えることが検証できた。%This paper reported human body detection while walking in an indoor environment by constructing MIMO-UWB radar systems. Reflection of the human body is detected from the impulse response which was shown by Inverse Fourier-Transform of frequency characteristics between the antennas. In an indoor environment, the reflected wave of the human body should be separated and extracted with the other extra reflected waves. In this research, human body reflected wave is extracted by time difference of impulse response without using pre-measured response characteristics of electromagnetic waves. When assuming six antennas in a room 5 meters square, its position are detected whose RMSE is 20 centimeters or less.