2018 Fiscal Year Annual Research Report
Human imaging and anomaly detection using ultra-wideband radar(Fostering Joint International Research)
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15KK0243
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| Research Institution | University of Hyogo |
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Principal Investigator |
阪本 卓也 兵庫県立大学, 工学研究科, 准教授 (30432412)
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| Project Period (FY) |
2016 – 2018
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| Keywords | レーダ / 人体 / 心拍 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
レーダによる非接触心拍計測では、心拍による皮膚変位が数十ミクロン程度と微小であるため、対象者の体動の影響が大きい場合には心拍推定精度が大幅に低下するという課題があった。さらに、複数人体の非接触心拍計測では、測定対象でない人体の体動の影響により、やはり心拍推定精度が低下する。本研究では、心拍の遠隔測定精度がこれら体動により劣化する影響を抑圧するため、レーダシステムのハードウェアおよびソフトウェア双方の改善による高精度心拍計測技術の開発を行った。
まず、複数のアンテナを有するマルチチャネルレーダの整備を行い、適応的アレイ信号処理手法の改良を行った。複数の人体を同時測定する場合に、非測定対象の人体からの反射波を抑圧するビームを形成するため、適応的アレイ信号処理であるCapon法およびDCMP法を導入することで、測定対象者の心拍のみを選択的に高精度推定することに成功した。非測定対象者の運動が大きい場合でも、Capon法とDCMP法のビーム幅を異なる値に設定することで、不要波抑圧範囲を可変にすることで非測定対象者からの反射波を大きく抑圧できることを示した。続いて、測定対象者自身の反射波に含まれる不用波を抑圧する技術を開発した。受信信号には生体信号に起因する成分に加え、生体信号を含まない不用反射波も含まれる。こうした不用反射波は強度が概して大きく、受信機の増幅器を飽和させて心拍成分の測定感度を低下させる要因となっている。そこで、レーダの受信信号をダウンコンバートした後に不用波に相当する周波数帯を抽出し、それを再度アップコンバートしてRF帯で減算するフィードバック系を導入した。このハードウェアに関する抑圧技術を前述のソフトウェアによる抑圧技術と併用することにより、測定対象者および非測定対象者の体動成分を抑圧し、心拍計測の高精度化を実現した。
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Research Products
(13 results)
