論文 - 山里　敬也

車両走行時における路車間可視光通信・測距統合システムのための測距法

大村明寛，山里敬也，岡田啓，藤井俊彰，圓道知博，荒井伸太郎，鎌倉浩嗣

電子情報通信学会技術研究報告   ( ITS2013-38 ) 頁： pp.49-54   2014年2月

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記述言語：日本語  

本論文では，車載高速度カメラと路上のLED 信号機を用いた路車間可視光通信システムにおいて，送受信機間距離を推定することを考える．これにより，通信と同時に測距を行うことができる．本論文では，受信機が受ける振動を考慮したLED パターンとサブピクセルレベルでの推定が可能な位相限定相関法を用いることで振動の影響を軽減することができる手法を提案する．実験を行い，60m までの距離において推定誤差が0.5m 未満となることを確認した．

Alamouti符号化を用いたイメージセンサ可視光通信 (ITS) 査読有り

天野 裕太, 鎌倉 浩嗣, 山里 敬也

電子情報通信学会技術研究報告 = IEICE technical report : 信学技報   113 巻 ( 433 ) 頁： 43 - 48   2014年2月

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掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：一般社団法人電子情報通信学会  

本稿では,発光ダイオード(LED)およびイメージセンサを用いた可視光通信(VLC)においてAlamouti時空間符号(STC)を用いることを提案する.送信機及び受信機が独立に制御されるシステムでは,送受信機関で完全なシンボル同期がとれないことから,一つのシンボルを二シンボル時間にわたって繰り返し送信する反復送信方式が用いられてきた.STC方式では,LEDアレイ内の隣接するLEDを組付けし,組付けしたペア単位で,二シンボル時間で一方のLEDから送信されるシンボルのみが強度反転するよう事前処理をして送信する.STC方式によれば,非シンボル同期が確立されない状況下でも,完全シンボル同期状況下と同程度の受信品質が得られることを実験により実証する.さらに,伝送距離が大きくなるにつれて,受信画素平面内でLEDアレイを捉えるピクセル数が小さくなり,隣接LEDを分離できない場合においても,誤りなしの伝送が可能であることを確認する.実証実験の結果,誤りなし伝送距離が,反復送信方式では26mであったのに対して,STC方式では48mにまで拡大できたことを示す.

Alamouti符号化を用いたイメージセンサ可視光通信 (画像工学) 査読有り

天野 裕太, 鎌倉 浩嗣, 山里 敬也

電子情報通信学会技術研究報告 = IEICE technical report : 信学技報   113 巻 ( 434 ) 頁： 43 - 48   2014年2月

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掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：一般社団法人電子情報通信学会  

本稿では,発光ダイオード(LED)およびイメージセンサを用いた可視光通信(VLC)においてAlamouti時空間符号(STC)を用いることを提案する.送信機及び受信機が独立に制御されるシステムでは,送受信機関で完全なシンボル同期がとれないことから,一つのシンボルを二シンボル時間にわたって繰り返し送信する反復送信方式が用いられてきた.STC方式では,LEDアレイ内の隣接するLEDを組付けし,組付けしたペア単位で,二シンボル時間で一方のLEDから送信されるシンボルのみが強度反転するよう事前処理をして送信する.STC方式によれば,非シンボル同期が確立されない状況下でも,完全シンボル同期状況下と同程度の受信品質が得られることを実験により実証する.さらに,伝送距離が大きくなるにつれて,受信画素平面内でLEDアレイを捉えるピクセル数が小さくなり,隣接LEDを分離できない場合においても,誤りなしの伝送が可能であることを確認する.実証実験の結果,誤りなし伝送距離が,反復送信方式では26mであったのに対して,STC方式では48mにまで拡大できたことを示す.

車両走行時における路車間可視光通信・測距統合システムのための測距法 (ITS) 査読有り

大村 明寛, 山里 敬也, 岡田 啓, 藤井 俊彰, 圓道 知博, 荒井 伸太郎, 鎌倉 浩嗣

電子情報通信学会技術研究報告 = IEICE technical report : 信学技報   113 巻 ( 433 ) 頁： 49 - 54   2014年2月

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掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：一般社団法人電子情報通信学会  

本論文では,車載高速度カメラと路上のLED信号機を用いた路車間可視光通信システムにおいて,送受信機間距離を推定することを考える.これにより,通信と同時に測距を行うことができる.本論文では,受信機が受ける振動を考慮したLEDパターンとサブピクセルレベルでの推定が可能な位相限定相関法を用いることで振動の影響を軽減することができる手法を提案する.実験を行い,60mまでの距離において推定誤差が0.5m未満となることを確認した.

高速度カメラを用いた路車間可視光通信における時間・空間勾配値を基にしたLEDアレイ捕捉手法 (画像工学) 査読有り

臼井 俊亮, 山里 敬也, 岡田 啓, 藤井 俊彰, 高橋 桂太, 荒井 伸太郎, 圓道 知博

電子情報通信学会技術研究報告 = IEICE technical report : 信学技報   113 巻 ( 434 ) 頁： 55 - 60   2014年2月

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掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：一般社団法人電子情報通信学会  

本稿では送信機としてLEDアレイを,受信機として高速度カメラを用いる路車間可視光通信に着目する.この通信において撮影された画像のどこに送信LEDアレイがあるのかを探索するLEDアレイ捕捉は非常に重要な役割を持つ.ロバストなLEDアレイ捕捉に対しては時空間画像が非常に有効となる.これにより撮影画像の時間方向と空間方向の勾配が捕捉の重要な特徴量となることが明らかになった.本稿では撮影画像の時間方向と空間方向の勾配に着目し,二つの勾配を散布図として画く.この散布図により,LEDアレイ捕捉を判別分析問題とみなすことが可能となる.本稿では上記の議論を基に,散布図中の判別直線よりも上の領域をLEDアレイとする捕捉手法を提案し,走行環境下での実験でその有効性を示す.

高速度カメラを用いた路車間可視光通信における時間・空間勾配値を基にしたLEDアレイ捕捉手法 (ITS) 査読有り

臼井 俊亮, 山里 敬也, 岡田 啓, 藤井 俊彰, 高橋 桂太, 荒井 伸太郎, 圓道 知博

電子情報通信学会技術研究報告 = IEICE technical report : 信学技報   113 巻 ( 433 ) 頁： 55 - 60   2014年2月

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掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：一般社団法人電子情報通信学会  

本稿では送信機としてLEDアレイを,受信機として高速度カメラを用いる路車間可視光通信に着目する.この通信において撮影された画像のどこに送信LEDアレイがあるのかを探索するLEDアレイ捕捉は非常に重要な役割を持つ.ロバストなLEDアレイ捕捉に対しては時空間画像が非常に有効となる.これにより撮影画像の時間方向と空間方向の勾配が捕捉の重要な特徴量となることが明らかになった.本稿では撮影画像の時間方向と空間方向の勾配に着目し,二つの勾配を散布図として画く.この散布図により,LEDアレイ捕捉を判別分析問題とみなすことが可能となる.本稿では上記の議論を基に,散布図中の判別直線よりも上の領域をLEDアレイとする捕捉手法を提案し,走行環境下での実験でその有効性を示す.

車両走行時における路車間可視光通信・測距統合システムのための測距法 (画像工学) 査読有り

大村 明寛, 山里 敬也, 岡田 啓, 藤井 俊彰, 圓道 知博, 荒井 伸太郎, 鎌倉 浩嗣

電子情報通信学会技術研究報告 = IEICE technical report : 信学技報   113 巻 ( 434 ) 頁： 49 - 54   2014年2月

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掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：一般社団法人電子情報通信学会  

本論文では,車載高速度カメラと路上のLED信号機を用いた路車間可視光通信システムにおいて,送受信機間距離を推定することを考える.これにより,通信と同時に測距を行うことができる.本論文では,受信機が受ける振動を考慮したLEDパターンとサブピクセルレベルでの推定が可能な位相限定相関法を用いることで振動の影響を軽減することができる手法を提案する.実験を行い,60mまでの距離において推定誤差が0.5m未満となることを確認した.

Preliminary Study on LED VLC with Simple SR Receiver Using Schmitt Trigger

H. Yokota, S. Arai, T. Yamazato and Y. Tadokoro

Proceedings of 2014 RISP International Workshop on Nonlinear Circuits, Communications and Signal Processing (NCSP'14)     頁： 61-64   2014年2月

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記述言語：英語  

The present paper focuses on an application of Stochastic Resonance (SR) for an LED visible light communication (LED-VLC) receiver. SR is well-known as a phenomenon, which enhances the response by additive noise. We consider that a weak optical signal, which is distorted due to an influence of ambient light noise, can be detected by using SR system. This study makes a simple SR circuit for LED VLC and performs its circuit experiment for exploring the possibility and availability of the LED-VLC receiver using SR system.

高速度カメラを用いた路車間可視光通信における時間・空間勾配値を基にしたLEDアレイ捕捉手法

臼井俊亮，山里敬也，岡田啓，藤井俊彰，高橋桂太，圓道知博，荒井伸太郎

電子情報通信学会技術研究報告   ITS2013-39 巻   頁： 55-60   2014年2月

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記述言語：日本語  

本稿では送信機としてLEDアレイを，受信機として高速度カメラを用いる 路車間可視光通信に着目する．この通信において 撮影された画像のどこに送信LEDアレイがあるのかを 探索するLEDアレイ捕捉は非常に重要な役割を持つ． ロバストなLEDアレイ捕捉に対しては時空間画像が非常に有効となる． これにより撮影画像の時間方向と空間方向の勾配が捕捉の重要な特徴量となる ことが明らかになった． 本稿では撮影画像の時間方向と空間方向の勾配に着目し，二つの勾配を 散布図として画く．この散布図により，LEDアレイ捕捉を判別分析問題と みなすことが可能となる．本稿では上記の議論を基に， 散布図中の判別直線よりも上の領域をLEDアレイとする 捕捉手法を提案し，走行環境下での実験でその有効性を示す．

特別招待講演 受信機に高速イメージセンサを用いたITS可視光通信 (光通信システム) 査読有り

山里 敬也

電子情報通信学会技術研究報告 = IEICE technical report : 信学技報   113 巻 ( 391 ) 頁： 17 - 23   2014年1月

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掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：一般社団法人電子情報通信学会  

本稿では、可視光通信によるインフラ協調型安全運転支援システムの実現を目的に、受信機に高速イメージセンサを用いた可視光通信について紹介する。イメージセンサは、白線認識によるレーンキーピング、障害物認識、測距などの画像・動画像処理による安全運転支援技術に利用されている。ここに新たに信号機やテールランプに可視光通信機能が加われば、運転者が視覚的に認識することができる信号機情報やテールランプの情報に加えて可視光通信により安全運転支援情報もイメージセンサで受信できるため、より広範な安全運転支援に寄与できるものと期待される。 We are conducting a study on viheicle-infrastractuctre cooperateive systems using visible light communications for driving safty applications. This paper introduces our studies on such VLC supported ITS systems using a high-speed image sensor as a VLC receiver equiped on a vehicle. The image sensors are now adopted for a lane keeping, an obstables recognition, a range estimation and many other applications. If we could add a VLC function to those safety applications, then a driver can recognize his environment visually and also he recognize his environment by signals transmitted through an LED traffic lights, LED tail lights, LED signage board, etc in a form of VLC signals. Together, it can contribute to more extensive safety driving.

特別招待講演 受信機に高速イメージセンサを用いたITS可視光通信 (通信方式) 査読有り

山里 敬也

電子情報通信学会技術研究報告 = IEICE technical report : 信学技報   113 巻 ( 390 ) 頁： 57 - 63   2014年1月

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掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：一般社団法人電子情報通信学会  

本稿では、可視光通信によるインフラ協調型安全運転支援システムの実現を目的に、受信機に高速イメージセンサを用いた可視光通信について紹介する。イメージセンサは、白線認識によるレーンキーピング、障害物認識、測距などの画像・動画像処理による安全運転支援技術に利用されている。ここに新たに信号機やテールランプに可視光通信機能が加われば、運転者が視覚的に認識することができる信号機情報やテールランプの情報に加えて可視光通信により安全運転支援情報もイメージセンサで受信できるため、より広範な安全運転支援に寄与できるものと期待される。

可視光通信の交通信号への適用 査読有り

山里敬也

照明学会誌   98 巻 ( no.1 ) 頁： pp.17-20   2014年1月

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記述言語：日本語  

LED（light-emitting diode）の普及が進んでいるのは周知のとおりで，そのこと自体に筆者は驚かない．しかしながら，実際に普及の度合いを数字として聞くとびっくりする．2013年9月に開催された照明学会全国大会シンポジウムでの天野浩・名大教授の講演によると，2015年には半分の照明がLEDに変わるとのことである(1)．2020年には世界人口（77.2億人）の40倍ものLEDが生産される（3,092億個）と予想されている． LED照明は半導体デバイスとしてのLEDパッケージが使われているが，その効率が Intel Pentium 4 に匹敵するというのである．　LEDは交通分野でも早くから利用されている．特にLED信号機は，従来の電球式信号機に比べてエネルギー効率が格段に高く，また寿命も8倍もあり，さらに，電球式で問題があった西日が当たった場合に点灯しているように見える「疑似点灯」が起こりにくい．既にシンガポールでは100% LED信号機に置き換わり，米国でもカリフォルニア州を中心に普及が進んでいる．国内においても，大規模交差点などでは，ほぼLED信号機に置き換わっている．　さて，このLED信号機だが，実際には点滅していることを御存じだろうか．見た目には全く分からないのだが，電源周波数の２倍で点滅しているのである．東日本では100Hz, 西日本では120Hzで点滅している．LED信号機が既に点滅しているのであれば，その点滅を制御することで情報を載せ，車両へ伝送することを考えるのは自然のことであろう(2)-(4)．　LEDを人の目には分からないほど高速に変調することでデータ伝送を行う通信のことを可視光通信（Visible Light Communications: VLC）という(5),(6)．　本稿では，可視光通信の交通信号への適用として，著者らが進めている路車間可視光通信について紹介する．この研究では，LED信号機に見立てたLEDアレイを高速に変調させることで，移動する車輌へ情報伝送を行う．LED信号機から情報伝送を行うことで，ドライバーが目で見て確認する信号情報に加えて，データ伝送も行うことができるため，交差点での安全運転支援などに有効である．

[特別招待講演］受信機に高速イメージセンサを用いたITS可視光通信 招待有り

山里敬也

電子情報通信学会技術研究報告   CS2013-94 巻   頁： 57-63   2014年1月

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担当区分：筆頭著者   記述言語：日本語  

本稿では、可視光通信によるインフラ協調型安全運転支援システムの実現を目的に、受信機に高速イメージセンサを用いた可視光通信について紹介する。イメージセンサは、白線認識によるレーンキーピング、障害物認識、 測距などの画像・動画像処理による安全運転支援技術に利用されている。ここに新たに信号機やテールランプに可視光通信機能が加われば、運転者が視覚的に認識することができる信号機情報やテールランプの情報に加えて可視光通 信により安全運転支援情報もイメージセンサで受信できるため、より広範な安全運転支援に寄与できるものと期待される。

Multiple LED Arrays Acquisition for Image-Sensor-Based I2V-VLC Using Block Matching

S. Arai, Y. Shiraki, T. Yamazato, H. Okada, T. Fujii, T. Yendo

IEEE Consumer Communications and Networking Conference     頁： 605-610   2014年1月

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記述言語：英語  

The present paper proposes a novel multiple-LED-arrays acquisition for an infrastructure-to-vehicle visible light communication (I2V-VLC) using LED arrays (transmitter) and an in-vehicle high-speed image sensor (receiver). In order to achieve a robust detection of LED arrays, we employ the block matching algorithm, which is a way of finding a corresponding position between two successive frames. The proposed method divides a captured image into a number of small domains (blocks) and determines if the LED array is present or absent using the block matching. We perform I2V-VLC experiments with multiple-LED arrays and evaluate the acquisition capability of the proposed method.

<I>M</I>-ary modulation scheme based on separation of deterministic chaotic dynamics for noncoherent chaos-based communications

Arai Shintaro, Nishio Yoshifumi, Yamazato Takaya

Nonlinear Theory and Its Applications, IEICE   5 巻 ( 2 ) 頁： 210 - 221   2014年

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記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：一般社団法人 電子情報通信学会  

The present paper proposes a novel <I>M</I>-ary modulation scheme based on separation and reconstruction of deterministic chaotic dynamics for noncoherent chaos-based communications. The <I>M</I>-ary modulation scheme can transmit <I>b</I>-bit data at a time by using <I>M</I>=2<I>b</I> distinct sequences. In order to generate <I>M</I> distinct sequences and recover <I>b</I>-bit data, the proposed system separates the chaotic dynamics having the chaotic sequence by using <I>M</I> interleavers, and reconstructs the original sequence based on the chaotic dynamics from the separated one by using <I>M</I> deinterleavers. In advance, each data symbol among <I>M</I> symbols is allocated to each interleaver-deinterleaver pair. The transmitter selects an interleaver corresponding to a data symbol and separates the order of samples of the chaotic sequence using the selected interleaver. The receiver feeds the received sequence into all <I>M</I> deinterleavers and outputs <I>M</I> reconstructed sequences. The proposed system can reconstruct the original chaotic sequence only when the correct deinterleaver, which becomes paired with the interleaver, is selected. Therefore, the receiver can recover <I>b</I>-bit data by analyzing the chaotic dynamics of each reconstructed sequence. We carry out computer simulations and evaluate performances of the proposed <I>M</I>-ary modulation scheme.

DOI： 10.1587/nolta.5.210

CiNii Research

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BER characteristic of optical-OFDM using OCI 査読有り

Goto Y.

IEEE Asia-Pacific Conference on Circuits and Systems, Proceedings, APCCAS   2015-February 巻 ( February ) 頁： 328 - 331   2014年

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記述言語：英語   掲載種別：研究論文（国際会議プロシーディングス）   出版者・発行元：IEEE Asia-Pacific Conference on Circuits and Systems, Proceedings, APCCAS  

DOI： 10.1109/APCCAS.2014.7032786

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Channel fluctuation measurement for image sensor based I2V-VLC, V2I-VLC, and V2V-VLC 査読有り

Kinoshita M.

IEEE Asia-Pacific Conference on Circuits and Systems, Proceedings, APCCAS   2015-February 巻 ( February ) 頁： 332 - 335   2014年

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記述言語：英語   掲載種別：研究論文（国際会議プロシーディングス）   出版者・発行元：IEEE Asia-Pacific Conference on Circuits and Systems, Proceedings, APCCAS  

DOI： 10.1109/APCCAS.2014.7032787

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Improving communication rate of visible light communication system using high-speed camera 査読有り

Iwase Daigo, Kasai Makoto, Yendo Tomohiro, Arai Shintaro, Yamazato Takaya, Okada Hiraku, Fujii Toshiaki

2014 IEEE ASIA PACIFIC CONFERENCE ON CIRCUITS AND SYSTEMS (APCCAS)     頁： 336 - 339   2014年

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掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

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Improving communication rate of visible light communication system using high-speed camera 査読有り

Iwase D.

IEEE Asia-Pacific Conference on Circuits and Systems, Proceedings, APCCAS   2015-February 巻 ( February ) 頁： 336 - 339   2014年

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記述言語：英語   掲載種別：研究論文（国際会議プロシーディングス）   出版者・発行元：IEEE Asia-Pacific Conference on Circuits and Systems, Proceedings, APCCAS  

DOI： 10.1109/APCCAS.2014.7032788

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Motion Modeling of Mobile Transmitter for Image Sensor Based I2V-VLC, V2I-VLC, and V2V-VLC 査読有り

Kinoshita Masayuki, Yamazato Takaya, Okada Hiraku, Fujii Toshiaki, Arai Shintaro, Yendo Tomohiro, Kamakura Koji

2014 GLOBECOM WORKSHOPS (GC WKSHPS)     頁： 450 - 455   2014年

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掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

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