時間領域音響計測における超解像手法の検討SCMアルゴリズムに基づく高分解能な空中音響計測システム

摘要

空中音響センシングでは，エコー信号のTime-of-Flightを処理することで対象物までの距離を計測し，またそれらを2次元にスキャンすることで画像化を行う．一般には送信信号のパルス幅が狭いほど空間分解能が高くなり，高精細な画像化が可能となる．したがって，搬送波の周波数としては，原理的には周波数が高ければ高いほど，高精細な計測が可能となる．しかし，一方で空中でのセンシングにおいては，周波数が高いと空気中での減衰が大きくなり，エコー信号が受信分解能以下となり，SN比が小さくなり測定できる距離が短くなるという可能性が指摘される．送信する音圧を上げることでSN比は向上するが，音圧を大きくしすぎるとスピーカが壊れやすくなり，また，画像化の対象によっては送信ピーク音圧が制限される場合があるため，一定値以上音圧を上げることができないこともある．そこで本論文では，空中音響センシングにおける距離分解能向上のための高分解能推定法として，可聴域音波とSCM法（MUSIC法）アルゴリズムを組み合わせた手法を提案し，その評価を行なった結果を報告する．