2017 Fiscal Year Annual Research Report
アレーアンテナを用いた人物のバイタルサイン非接触検出技術の確立
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16H04360
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| Research Institution | Iwate University |
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Principal Investigator |
本間 尚樹 岩手大学, 理工学部, 教授 (70500718)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
西森 健太郎 新潟大学, 自然科学系, 准教授 (90500611)
竹村 暢康 日本工業大学, 工学部, 准教授 (90747023)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | MIMO / バイタルサイン / センサ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究ではアレーアンテナの信号処理技術を応用することでマイクロ波を用いた高感度バイタルセンサを実現することを目的としている。本年度は昨年度に続いて，マイクロ波で観測されるバイタルサインの発生部位の解明について取り組んだ。申請者らがこれまでに構築・拡張した16×16 MIMO (Multiple-Input Multiple-Output) の測定系を用い，解像度を向上させたうえで観測したところ，呼吸や心拍に対応するドップラ周波数によって異なる発生分布となることが明らかになった。そこで，基礎検討として，マイクロ波アンテナの系で観測されたマイクロ波応答の波形を様々な被験者どうしで比較を行うこととした。その結果，同一被験者においては，異なる時間に測定されたマイクロ波応答間には高い相関特性が現れ，異なる被験者どうしでは相関係数が低くなることが分かった．つまり，被験者毎にバイタルサインの分布や特徴が異なることが明らかになった。並行して，複数人が存在する場合のバイタルサイン観測法についても検討を行った。信号分離精度の向上を目的として固有ベクトルを用いた複数人バイタルサインの分離法を考案し，実験によりその分離性能を評価した．2名の被験者が存在する環境で測定を行ったところ，考案した方法により，各被験者の信号成分を強調することが可能であることが確認され，各人のバイタルサインを分離できることが分かった。被験者間の距離が1.5 m以上の場合は10 dB以上の差で信号分離ができることが明らかになった。
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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
申請書の計画に沿って検討が推移している。2年目の主な課題は，ビームフォーミング処理を応用したバイタルサインの発生部位の解明についての検討であったが，これは前年度に先行して着手しており，本年度も引き続き検討を行い，周波数による分布の違いなど新たな知見が得られている。また，この成果を応用し，複数人のバイタルサインの分離についても検討しており，これについても良好な成果が得られている。したがって，研究全体は良好に進展している。
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| Strategy for Future Research Activity |
予定通りに計画されていた課題に着手する。課題の一つである，移動中の被験者のバイタルサインの観測については，既に実験構想に着手している。この課題については平成30年度および31年度にかけて検討を行う。また，バイタルサイン発生部位の解析で得られた知見の一つとして，バイタルサインの特徴が被験者毎に異なるということが分かっている。これは，もう一つの課題である生体認証への応用が可能な現象であり，ここまでに得られた知見を最大限活用し，研究を推進する。
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Research Products
(8 results)
