大阪府立大学　工学研究科　知能情報工学分野 / 工学域　情報工学課程
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先進的計算基盤研究室

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分散計算・モバイルコンピューティング分野の紹介

ここでは，分散計算・モバイルコンピューティング分野について，当研究室で実際に行った研究内容を簡単に紹介します．

騎乗者の腰加速度を利用した馬の一完歩推定の研究

高精度な馬の歩数計を作ろうという研究です．しかも馬にセンサを取り付けずに，騎乗者の動きのデータから測ります．計測する軸足が地面に着地したのとほぼ同時に1歩をカウントできるようになりました．
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机に置かれたスマートフォンによる机へのタップの高精度認識の研究

机の上に置いたスマートフォンで，人による机へのタップを高精度で認識する研究です．ダブルタップ（マウスで言うところのダブルクリック）は，1回目のタップの余波が残っている中で2回目のタップが行われるため，従来のタップ認識手法では2回タップされたことを認識するのが難しい問題がありました．しかし，スマートフォンに搭載されている複数のセンサを用いるこの研究により，ダブルタップを高精度で認識可能となりました．
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スマートフォンを手に持った状態での手の動きの認識に関する研究

スマートフォンを手に持った状態で，人がどんな手の動きを行ったかを高精度で判別する研究です．例えば「2種類の動きのうちのどちらが行われたか？」を正解するのは簡単ですが，「10種類以上の動きのうちのどれが行われたか？」を正解するのは大変です．このように候補の数が増えるほど判別精度は低下することが知られていますが，この研究では13種類もの動きを高精度で判別することができました．
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タップ動作による仮名入力のしやすさを数値化する研究

手の五本指に装着したセンサがタップ動作を認識することで，同時にタップされた指の組合せごとに文字入力に変換することが可能です．このとき，同時にタップする指の組合せと文字をどう対応させれば便利であるかを数値化する研究です．この数値化では，規則的な物事ほど人は記憶・理解がしやすいことを利用しています．例えば，親指だけをタップすれば「あ」が入力され，人差し指だけをタップすれば「い」が入力されるとします．そうすると，『中指だけをタップすれば「う」が入力されそう』という予測が容易にできます．「あ」「い」「う」「え」「お」の入力がそれぞれこの規則に従っていると，とても記憶・理解がしやすく，利便性が高くなります．
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カメラでの方角計測による位置推定の精度向上

カメラを搭載したセンサノードを多数配置して形成する無線マルチメディアセンサネットワーク(WMSN:Wireless Multimedia Sensor Networks) が，広範囲にわたる視覚データ収集の方法として期待されている．ノードの絶対座標の取得にはGPS 受信機を利用することが多いが，様々な要因でGPS受信機が取得する位置情報には絶えずノイズが混入する．そこで，この研究では，360度カメラによる全方位映像を併用した高精度な位置推定手法を提案する． 360度カメラを搭載するセンサノードが，LEDライトを搭載するアンカノードの光信号をカメラで検出し，アンカノードの方角を計測する．複数のアンカノードの方角を計測することで，幾何学的計算により自ノードの存在位置を精密に推定する．実際にWMSNを構築して実験を行った結果，GPSの誤差を90%程度低減する極めて高精度な位置推定ができることが確認できた．

通信可能領域の保持による効率的な可動ノードの屋内協調探索手法

この研究では，複数の可動ノードが短時間で屋内未知領域を自動的に探索する問題を定式化し，解決手法を提案する．すべての可動ノードが移動して探索を行う場合，同じ領域を複数の可動ノードが探索することがあった．これを防ぐために可動ノードは無線通信によって探索した情報を共有し，効率よく探索することが重要である．しかし，たとえ可動ノードが近くに存在していても，壁や障害物によって無線通信が減衰することでうまく情報共有が行えない場合があった．そこで，常に他のノードと探索済みの領域に関する情報交換ができる環境を維持するために，ノードの一部を探索させずに待機させる手法を提案する．提案手法では，各ノードが共有する情報を増やすことで，探索効率を上げ，短時間で探索を完了させている．本稿で設定したシミュレーションの結果，すべてのノードが屋内未知領域を探索する既存手法に比べ，提案手法は探索完了までにかかる時間を25.0%短縮することができた．また，直線の通路しかないような建物のシミュレーションでは，既存手法に比べ，提案手法は探索完了までにかかる時間を46.7%短縮することができた．

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