| Project/Area Number |
23K19119
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Research Activity Start-up
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
0302:Electrical and electronic engineering and related fields
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
田中 裕士 京都大学, 工学研究科, 助教 (00982969)
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| Project Period (FY) |
2023-08-31 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥2,860,000 (Direct Cost: ¥2,200,000、Indirect Cost: ¥660,000)
Fiscal Year 2024: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
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| Keywords | 人体計測 / レーダ / 体方位 / 数理モデル |
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| Outline of Research at the Start |
人体の動作や生体情報を長期間モニタリングする方法として，レーダによる人体計測が注目されている．レーダによる人体計測で呼吸に関する情報を推定する際は皮膚の微小な変位（呼吸変位）を用いる．そのため，人体の姿勢，特にその方向（体方位）が呼吸に関する情報を推定する際の精度に大きく影響する．本研究では，レーダの人体計測で得られる呼吸変位と体方位の関係性を，数理モデルとして確立し，その妥当性を定量的に評価する手法を開発する．
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| Outline of Annual Research Achievements |
当該年度は呼吸で生じる皮膚の微小な変位（呼吸変位）を用いた体方位推定モデル定式化に向けて基礎検討を行った．レーダによる人体計測で呼吸変位を取得する際，人体の姿勢，特にその方向（体方位）が計測結果に大きく影響する．しかしながら，レーダから得られる呼吸変位と体方位の関係性の詳細は未解明であり，計測結果から学術的知見を得ることが困難な現状がある．そこで本研究では，レーダの人体計測で得られる呼吸変位と体方位の関係性の明確化を最終目標に，まず呼吸変位の基本波成分および高調波成分の振幅および位相をベースにしてモデル化した．このモデルは，基本波および高調波の振幅からなるモデル，基本波および高調波の振幅および相対位相からなるモデルの 2 種類から構成される．後者のモデルを構築する際は，電波の到来方向を推定するアレー信号処理の手法を応用した．また，体方位推定の際の評価指標として擬似尤度を導入することで，推定モデルの信頼度を事後分布の観点から可視化する手法を提案した．，これにより，得られた推定結果について，その信頼度が得られないという従来手法の課題を解決した．提案手法の評価について実測データを用いて行った．結果，推定に使用する特徴量の変化に応じて得られる事後分布も変化すること，提案手法は従来手法と同程度の推定精度が得られることを確認した．また提案手法のパラメータを最適化することで，従来手法と比較して推定精度が改善する可能性を示唆する結果が得られた．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
当該年度は人体計測で得られた離散的なデータから，任意の体方位における呼吸変位をモデル化した上で，モデルの信頼度を事後分布の観点から可視化する手法を提案した．また，提案手法の有効性評価も実施した．以上を踏まえ，本年度はおおむね順調に進展しているといえる．
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| Strategy for Future Research Activity |
当該年度の提案手法の評価結果を踏まえて，体方位推定モデルの改善を行い，推定結果の精度向上およびロバスト化を図る．また，複数レーダを活用することで，複数人を対象に体方位推定が実現する手法を検討する．
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